Uplastycznianie - Jak Przygotujesz Tak Wtryśniesz (cz.1)

08 lutego 2022
Uplastycznianie to pierwszy etap procesu wtryskiwania, w którym wszystkie dozowane materiały muszą zostać uplastycznione do postaci umożliwiającej wypełnienie formy wtryskowej w fazie wtrysku. Aby to było możliwe konieczne jest uzyskanie odpowiedniej lepkości (płynności) tworzywa oraz homogeniczności (ujednorodnienia).

 

Uplastycznianie jest realizowane za pomocą układu uplastyczniającego wtryskarki, który składa się z cylindra, w którym porusza się ślimak. Najczęściej ślimaki wtryskarek posiadają jednozwojny ślimak o stałym skoku o stosunku długości L do średnicy ślimaka D wynoszącym od 18 do 23. Na końcu każdego ślimaka od strony dyszy wtryskowej znajduje się zawór zwrotny (zawór wstecznego przepływu), który umożliwia zmianę funkcji uplastyczniania na funkcję wtryskową ślimaka.  

Parametry procesu uplastyczniania

Dla odpowiedniego przygotowania tworzywa do przetwórstwa konieczne jest ustalenie dostosowanych do danego tworzywa, formy wtryskowej i wielkości układu uplastyczniającego parametrów procesu. Należą do nich:

- temperatura wtrysku,

- prędkości obrotowa ślimaka,

- ciśnienie uplastyczniania (przeciwciśnienie)

- objętość uplastyczniania.

Wymienione powyżej wielkości muszą być dobrane pod kątem przetwarzanego tworzywa, stosowanych dodatków lub wypełniaczy, wielkości formy, czy procentowego wykorzystania maksymalnej objętości układu uplastyczniającego zastosowanej maszyny. 

Czym jest poprawne przygotowanie tworzywa do przetwórstwa?

To nic innego jak nadanie materiałowi odpowiedniej lepkości zapewniającej możliwości wypełnienia gniazda formy od punktu wtrysku do osiągnięcia końca drogi przepływu. Należy pamiętać, że tworzywa amorficzne nie posiadają temperatury topnienia ze względu na brak w ich strukturze fazy krystalicznej, dlatego temperatura przetwórstwa jest dość szeroka. W odróżnieniu od nich tworzywa częściowo krystaliczne posiadają konkretną temperaturę topnienia a zakres temperatury przetwórstwa zaczyna się po całkowitym rozpadzie fazy krystalicznej.

Temperatura wtrysku

Jako parametr jest kształtowana przez odpowiednio dobrany profil wzrostu temperatury układu uplastyczniającego od strefy zasalania (lej zasypowy) a na dyszy wtryskowej skończywszy (strefa dozowania). Przy czym jako temperaturę wtrysku najczęściej podaje się maksymalną temperaturę ustawioną na całej długości układu uplastyczniającego. Najczęściej najwyższa temperatura przypada na zakończenie układu uplastyczniającego lub przedostatnią strefę grzewczą, w przypadku, gdy z racji na dużą płynność tworzywa zmniejsza się ją, aby nie następował niekontrolowany wyciek tworzywa z układu podczas przestoju maszyny w oczekiwaniu na kolejny cykl. W przypadku, gdy płynność tworzywa jest zbyt duża stosuje się układy z dyszami zamykanymi iglicowo.

Profil temperatury wtryskiwanego tworzywa na długości układu uplastyczniającego dobiera się również pod kątem czasu trwania cyklu wtryskiwania oraz procentowego wykorzystania objętości układu. Dla długich czasów cyklu nie powinno się stosować wysokich wartości temperatury wtrysku, ponieważ może to spowodować termiczną degradację tworzywa. Profil powinien być łagodny gwarantujący pod koniec uzyskanie odpowiedniej lepkości.

Bardzo ważnym aspektem jest również dobranie odpowiedniego układu uplastyczniającego pod względem objętości wtrysku. Objętość jednego wtrysku powinna mieścić się między 2D a 3D całkowitego skoku ślimaka. Takie postępowanie gwarantuje optymalny (ani nie za krótki ani nie za długi) czas przebywania tworzywa w układzie uplastyczniającym.  Wyższa wartość temperatury wtrysku będzie miała wpływ na:

  • większą wartość skurczy poprzez osiągnięcie wyższego stopnia krystaliczności,
  • mniejszą lepkość,
  • mniejszą orientację makrocząsteczkową tworzywa w wyprasce,
  • mniejszą widoczność linii łączenia,
  • dłuższą drogę płynięcia tworzywa w formie i mniejsze ciśnienie wymagane w fazie wtrysku,
  • wydłużenie czasu docisku, ponieważ wydłużony zostanie czas zastygnięcia przewężki.
Autor: Eksperci GA
Źródło: Eksperci GA