Ze względu na stopień uporządkowania struktury wewnętrznej wszystkie substancje stałe można podzielić na krystaliczne i bezpostaciowe (amorficzne). Bezpostaciowe substancje stałe miękną stopniowo podczas ogrzewania i przechodzą w ciecz w pewnym zakresie temperatury. Makrocząsteczki tworzywa amorficznego w wyprasce zachowują skłębioną „filcowatą” postać. Należy pamiętać, że zróżnicowanie właściwości przetwórczych tworzyw amorficznych i częściowo krystalicznych jest tak duże, że wymusza konieczność stosowania odmiennych zasad przy konstruowaniu wyrobów, form wtryskowych i określaniu parametrów procesu przetwórczego.

Jest zwany również skurczem pierwotnym; jest to różnica między wymiarem gniazda formy na próbki a wymiarem wypraski mierzonym po upływie 16h składowania w warunkach 50±5% wilgotności względnej powietrza i temperaturze 23±5oC, odniesioną do wymiaru gniazda.

Skurcz całkowity jest sumą skurczu przetwórczego i skurczu wtórnego. Skórcz wtórny może trwać do 1000 godzin od chwili wyprodukowania wypraski. Obowiązuje zasada, że miarodajnym dla odbioru wypraski jest czas zakończenia skurczu przetwórczego.

W trakcie fazy wtryskiwania gniazdo formy zostaje wypełnione w 95 do 98% obj. tworzywem pod ciśnieniem pozwalającym na pokonanie oporów płynięcia masy i zrealizowanie założonej prędkości wtryskiwania.

W wyniku gwałtownego wzrostu ciśnienia w momencie całkowitego wypełnienia formy następuje dokładne odwzorowanie kształtu gniazda. Równocześnie występuję sprężyste upakowanie materiału. Wzrost ciśnienia jest tak szybki, że występuje ryzyko rozwarcia lub odkształcenia formy.

Podczas chłodzenia tworzywa zachodzi bardzo duży skurcz objętościowy, który w fazie docisku musi zostać skompensowany stopionym materiałem (masą) z cylindra wtryskarki. Faza ta kończy się z chwilą zastygnięcia lub zamknięcia drogi przepływu - najczęściej przewężki (punkt zakrzepnięcia).

Twa przez cały czas oddziaływania ciśnienia docisku, a kończy się po osiągnięciu przez wypraskę temperatury usuwania. W niektórych przypadkach wypraski usunięte z formy są dochładzane w wodzie, w tunelu chłodzącym oraz na przenośnikach taśmowych.

Włączenie obrotów ślimaka powoduje pobranie granulatu z leja zasypowego, ogrzanie i stopienie go, a równocześnie przemieszczenie przed czoło ślimaka. Zatrzymanie obrotów ślimaka następuje w momencie osiągnięcia nastawionej drogi dozowania.

W zależności od chłonności wilgoci określonego tworzywa stosuje się różnorodne systemy suszenia:

• Tworzywa nie chłonące wilgoci (np. PP, PE, PS, POM) –suszenie tylko w przypadku zmiany temperatury otoczenia, gdyż może na granulacie osadzać się wilgoć,
• Tworzywa chłonące wilgoć w nieznacznym stopniu (np. ABS, PMMA) – należy suszyć nawiewem gorącego powietrza,
• Tworzywa silnie chłonące wilgoć (np. PC, PA, PBT, PET) – suszyć tylko w suszarkach z wymuszonym obiegiem suchego, gorącego powietrza, w suszarkach z tzw. sitem molekularnym

Parametry suszenia określają:

• Czas suszenia,
• Temperaturę suszenia,
• Wydajność suszenia.

Jest to siła wywierana przez kolumny wtryskarki i przeciwdziałająca sile rozwierania formy, pod wpływem ciśnienia masy wewnątrz formy. W przybliżeniu przyjmuje się najwyższą wartość ciśnienia w formie.

Jest to temperatura uplastycznionego i podawanego tworzywa znajdującego się przed czołem ślimaka. Zależna od niej płynność (lepkość) tworzywa musi umożliwić wypełnienie gniazda formy z zadaną prędkością. Temperatura ta jest parametrem wynikowym oddziaływania wszystkich parametrów procesu uplastyczniania.

Przyjmuje się, że dla danego tworzywa i geometrii formy istnieje jedna optymalna temperatura wtrysku. Do niej dostosowuje się pozostałe nastawne parametry technologiczne.

Od temperatury powierzchni gniazda formy zależy charakter wypełniania i regulacji szybkości chłodzenia tworzywa w gnieździe oraz wielkość i miejscowe zróżnicowanie skurczu w wyprasce. Jest ona podstawowym parametrem procesu, decydującym o jakości wyrobów i wydajności produkcji. Podstawowe warunki jakie są stawiane temperaturze formy: 1.Równomierność odbioru ciepła w każdym miejscu wypraski, 2.Zachowanie stałego, powtarzalnego cyklu pracy wtryskarki.

W zależności od rodzaju prowadzonego procesu przetwórstwa w poszczególnych strefach ślimaka odbywają się różne procesy.

W procesach wytłaczania tworzyw sztucznych uplastycznianie i podawanie tworzywa odbywają się w sposób ciągły. Ślimak wykonuje wyłącznie ruch obrotowy.

W procesie wtryskiwania, który jest procesem cyklicznym wyodrębnia się:

• Strefa zasilania,
• Strefa sprężania,
• Strefa dozowania.

Jest to ciśnienie tworzywa przed czołem ślimaka podczas dozowania tworzywa. Ciśnienie tworzywa powoduje wycofanie obracającego się ślimaka. Ze wzrostem ciśnienia uplastycznienia polepsza się jednorodność, ale równocześnie rośnie temperatura i gęstość stopionego tworzywa oraz wydłuża się czas uplastyczniania.

Ruch obrotowy ślimaka powoduje przesuwanie tworzywa do przodu, a dzięki geometrii ślimaka i oddziaływaniu temperatury następuje stopniowe topnienie i mieszanie tworzywa.

Liczba obrotów ślimaka zależy od:

• Średnicy ślimaka,
• Zalecanej prędkości ślimaka,
• Wymaganego czasu zakończenia uplastyczniania,
• Niezbędnej drogi wycofania ślimaka przy dozowaniu,
• Wymagań i warunków produkcji.

W każdym miejscu płynięcia, począwszy od dyszy wtryskarki i dalej: w kanałach wlewowych, przewężce oraz gnieździe formy, zachodzą zjawiska mające wpływ na własności materiału i późniejsze cechy użytkowe wyrobu. Powstające tam naprężenia ścinające powodują znaczne zwiększenie płynności tworzywa, co ułatwia wypełnianie formy oraz przyczynia się do zwiększenia orientacji cząsteczek. Jednakże w razie przekroczenia granicznej wartości tych naprężeń następuje rozrywanie łańcuchów cząsteczek i niszczenie napełniaczy włóknistych.

Zwężenie kanału, przez które tworzywo dopływa do gniazda jest najbardziej krytycznym miejscem formy. Następuje tam gwałtowne zwiększenie szybkości przepływu i temperatury (ciepło tarcia). Skutkiem bardzo wysokich naprężeń ścinających jest wielokrotny wzrost płynności masy.

W szczególnych przypadkach może nastąpić nie tylko mechaniczne, lecz również termiczne niszczenie materiału. Z tego względu szybkość przepływu musi być ograniczona konstrukcyjnie np. przez zmianę geometrii i przekroju przewężki oraz technologicznie przez ograniczenie szybkości przepływu.

Zamknięte w szczelnym gnieździe formy powietrze tworzy poduszkę utrudniającą wypełnianie gniazda. Mamy do czynienia z tym zjawiskiem, gdy próby zwiększenia prędkości przepływu masy i ciśnienia nie przynoszą poprawy. Ponieważ szybkiemu sprężaniu powietrza towarzyszy natychmiastowy wzrost temperatury, często powstają charakterystyczne przypalenia wypraski. Dlatego konieczne jest stosowanie w płaszczyźnie podziału formy szczelin odpowietrzających – nie tylko gniazda, ale również końcówki kanałów wlewowych.

Czas wtrysku wynosi na ogół od 0.2s przy wtryskiwaniu tworzyw o małej lepkości do 10s przy dużych wyrobach i dużej lepkości masy. Czas wtrysku można określić wstępnie jako iloraz droga wtrysku (mm) / prędkość wtrysku (mm/s).

Jest to powstające w fazie wtrysku hydrauliczne ciśnienie właściwe masy w przestrzeni przed czołem ślimaka. Jest zmienną wielkością wynikową, zależną od nastawionego wydatku oleju w siłowniku zapewniającego pokonanie oporów płynięcia tworzywa, występujących w trakcie wypełniania formy z zadaną prędkością. Opory te zależą od:

• geometrii drogi przepływu,
• nastawionej prędkości przepływu lub czasu wtrysku,
• lepkość tworzywa,
• temperatury tworzywa,
• temperatury formy.

Jedyną możliwością ograniczenia niepożądanych skutków skoku ciśnienia, zanim osiągnie ono niebezpieczne maksimum, jest wstrzymanie wypełniania formy w punkcie przełączania i włączenie określonego ciśnienia docisku.

Ze względu na występowanie pewnej bezwładności działanie elementów układu hydraulicznego, położenie punktu przełączania ustala się najczęściej doświadczalnie i powinno ono nastąpić przy wypełnieniu gniazda w 95 – 98%.

Jest to ciśnienie właściwe tworzywa przed czołem ślimaka, które w fazie docisku jest już niezależnym parametrem nastawnym o przebiegu programowanym w funkcji czasu. Wstępnie przyjmuje się, że powinno wynosić 40 – 60% maksymalnego ciśnienia wtrysku. Przy ustawianiu ciśnienia docisku należy jednak uważać, aby nie było niższe niż ciśnienie masy w punkcie przełączania.

Dla tworzyw amorficznych, o niewielkim skurczu, szczególnie groźne jest „przeładowanie” formy, zwłaszcza przy produkcji wyrobów technicznych.

Tworzywa częściowo krystaliczne, w których podczas chłodzenia zachodzi dużo większy skurcz objętościowy, wymagają podawania znacznej ilości stopu przez cały czas trwania niezmiennego ciśnienia docisku.

Zależy od:

• rodzaju tworzywa,
• geometrii wypraski (grubości ścianki),
• średnicy i umiejscowienia przewężki,
• wartości ciśnienia docisku i temperatury formy.

Docisk jest skuteczny aż do momentu zakrzepnięcia drogi płynięcia w najwęższym przekroju, najczęściej w przewężce zimnych kanałów.

Czas docisku jako parametr nastawny jest wstępnie ustawiany cyfrowo, a następnie optymalizowany na podstawie oględzin wypraski.

Określa niezbędną objętość płynnego tworzywa podawanego w fazie docisku zależną od jego skurczu przy ochładzaniu. Przyjmuje się ogólnie, że dla tworzyw:

• amorficznych S_d1 -0.15 (mm),
• krystalicznych S_d = 0.2 – 0.25 (mm).

Przy czym ze względu na zmienną ściśliwość tworzywa w stanie płynnym, możliwość przepływu wstecznego oraz konieczność zachowania poduszki resztkowej może być konieczne zwiększenie tej wartości po próbach.

Nie bierze bezpośredniego udziału w bieżącym procesie, lecz tworzy bezpieczną przestrzeń przed czołem ślimaka, kompensującą możliwe wahania przesuwu ślimaka po zakończeniu docisku oraz przenosi ciśnienie z czoła ślimaka do gniazda formy.

Wielkość poduszki resztkowej zależy od odporności termicznej tworzywa, średnicy ślimaka, lepkości tworzywa i stopnia wykorzystania objętości dozowania.

Rzeczywisty – całkowity czas chłodzenia wypraski jest to czas mierzony od momentu zakończenia wtrysku do usunięcia wypraski z formy. Przy ustawianiu zapisywany jest jednak czas nastawny chłodzenia określany od momentu zakończenia docisku.

Nie ma ścisłych zasad dokładnego określania czasu chłodzenia, ponieważ zależy on od zbyt dużej liczby wzajemnie uzależnionych czynników technologicznych i konstrukcyjnych.

To temperatura, w której warstwy powierzchniowe tworzywa w gnieździe i warstwa środkowa (rdzeń) wypraski są na tyle utwardzone, że nie nastąpi odkształcenie wyrobu przy wypychaniu wypraski. Obecność płynnego rdzenia może być przyczyną dużych deformacji.

Czas cyklu jest parametrem technologicznym podlegającym ciągłej kontroli, ponieważ określa czas termicznego obciążenia materiału oraz bezpośrednio wpływa na wydajność produkcji.