Wtrysk wspomagany gazem AIRMOULD 1. Zalety techniki wtrysku z gazem 1.1 Detale o zwiększonej sztywności 1.2 Detale płaskie

Transkrypt

1 Wtrysk wspomagany gazem AIRMOULD Battenfeld Polska Technika wtrysku z gazem polega na zastosowaniu gazu, który wtryskiwany jest w strugę uplastycznionego tworzywa. Gaz zapobiega powstawaniu zapadnięć na powierzchni wypraski, przejmując funkcję docisku realizowaną przez wtryskarkę. Technika ta ostała zastosowana pierwszy raz ponad 25 lat temu. Szczególnie w latach 80-tych nastąpił jej dynamiczny rozwój prowadzący do coraz szerszego praktycznego zastosowania jej możliwości. Do dnia dzisiejszego Battenfeld dostarczył i uruchomił ponad 500 urządzeń do wtrysku z gazem AIRMOULD. W technice wtrysku z gazem pracuje ponad 1500 naszych wtryskarek. 1. Zalety techniki wtrysku z gazem Dzięki stworzeniu detali z pustymi przestrzeniami uzyskuje się szereg zalet istotnych zarówno dla producenta jak i użytkownika wyrobu. By ocenić przydatność techniki wtrysku z gazem celowym jest pogrupowanie wykonywanych wyrobów w odpowiednie kategorie. 1.1 Detale o zwiększonej sztywności Jest to grupa obejmująca wszelkiego rodzaje uchwyty. Od detali tych wymagana jest odpowiednia wytrzymałość mechaniczna w tym ich dobra sztywność. Dzięki zastosowaniu techniki wtrysku z gazem zamiast detali o pełnym przekroju uzyskuje się wypraski o przekroju rury. Dla tej kategorii wyprasek technika wtrysku z gazem niesie też inne zalety: - możliwość zredukowania ciężaru wypraski nawet o 50% - znaczne skrócenie czasu chłodzenia - brak zapadnięć na powierzchni wyprasek - możliwość uzyskania detali o ergonomicznej konstrukcji 1.2 Detale płaskie Duże, płaskie detale cienkościenne zawsze sprawiały producentom sporo kłopotów. Z uwagi na dużą powierzchnię wymagały maszyn o dużych siłach zamykania. Z racji problemów z uniknięciem naprężeń prowadzących do deformacji wyprasek wymagały dokładnego prowadzenia procesu wtrysku. Wprowadzenie wtrysku z gazem okazało się znakomitym rozwiązaniem dla zapewnienia stabilności i sztywności takich wyprasek. W przypadku detali płaskich wtrysk kierowany jest w żebra wzmacniające konstrukcję wyprasek. Żebra wzmacniające można wykonać jako większe, gdyż ich wnętrze jest puste. Wtryskiwany gaz zapobiega powstawaniu wciągów i zapadnięć na powierzchni wypraski. Gaz pozwala również na znaczne ograniczenie ciśnienia wtrysku co zapobiega powstawaniu naprężeń wewnętrznych oraz ogranicza wymaganą siłę zamykania. Przy zastosowaniu techniki wtrysku z gazem można ograniczyć o 25-50% wymaganą siłę zamykania. W przypadku detali płaskich o cienkich ściankach wtrysk z gazem nie pozwala na uzyskanie znaczących oszczędności gramatury wypraski. Często z uwagi na powiększony przekrój żeber ciężar wypraski wtryskiwanej konwencjonalnie jest bardzo zbliżony do ciężaru detalu uzyskanego techniką wtrysku z gazem. 1.3 Detale płaskie ze zgrubieniami Ekonomiczna produkcja płaskich detali z miejscowymi zgrubieniami nie mogła by być prowadzona bez zastosowania wtrysku z gazem. W przypadku takich wyprasek gaz podawany jest w ściankę o zwiększonej grubości. Dla detali tych wtrysk z gazem stwarza zupełnie nowe możliwości. Stworzenie pustych przestrzeni w miejscach zgrubień zapobiega tworzeniu zapadnięć oraz znacznie skraca czas cyklu. W przypadku takich detali wprowadzenie wtrysku z gazem nie prowadzi do obniżenia siły zamykania, gdyż odpowiednia siła zamknięcia potrzebna jest dla właściwego wypełnienia gniazda w miejscach, gdzie gaz nie jest podawany.

2 1.4 Detale które nie dają się wtrysnąć metodą konwencjonalną W grupie tej znalazły się wszystkie detale, których konstrukcja z uwagi na funkcjonalność, modę lub inne przyczyny jest konstrukcją nie technologiczną. W wypraskach takich produkowanych konwencjonalnie zmuszeni byliśmy do pewnych kompromisów polegających np. na zaakceptowaniu miejscowych zapadnięć lub konieczności zmiany kształtu wypraski. Dzięki podaniu niewielkich ilości gazu w odpowiednie miejsca można zapobiec konieczności wprowadzania zmian konstrukcyjnych i podnieść jakość wyrobu. 2 Możliwości i granice techniki wtrysku z gazem Zaprezentowane przykłady zastosowań przedstawiają typowe grupy produktów, w których można zastosować technikę wtrysku z gazem. Nie są to jedyne wyroby, gdzie z powodzeniem zastosowano technikę wtrysku gazu. Oprócz wielu zalet technika ta posiada jednak również pewne ograniczenia możliwości zastosowania. - Technika wtrysku z gazem nie może być stosowana tam, gdzie konstrukcja detalu nie dopuszcza możliwości wystąpienia pustych przestrzeni np. detale przezroczyste. - Wypraski gdzie nie można zapewnić prawidłowego rozdziału i wypełnienia gniazda formy przez płynące tworzywo wspomagane gazem. - Przy wtrysku dwukomponentowym, gdzie tworzywo zewnętrzne wykazuje znaczną różnicę płynności w stosunku do tworzywa rdzenia. - W detalach płaskich, gdzie nie możemy zapewnić odpowiedniego płynięcia gazu. Dotyczy to wyprasek w których grubość ścianki jest zbliżona do grubości żeber wzmacniających. Przyjęło się stosować zasadę, że wtrysk gazu możliwy jest w ściankę o grubości min 4 mm. - W detalach płaskich, gdzie żebra wzmacniające wtryskiwane z pomocą gazu krzyżują się. Przecięcia się takich żeber prowadzą do nierównomiernego rozdziału gazu. By zapewnić oczekiwany sukces zastosowania techniki wtrysku z gazem należy połączyć doświadczenie wszystkich zainteresowanych stron tj. konstruktora wypraski, jej producenta i dostawcy urządzeń. Battenfeld jako jedyna firma dostarczająca urządzenia do wtrysku z gazem oferuje swym klientom pełną pomoc rozpoczynającą się już w fazie projektowania wypraski. 3 Technika wtrysku AIRMOULD Urządzenia naszej konkurencji pracują z wykorzystaniem pracujących okresowo sprężarek, które sprężają azot do określonego ciśnienia pracy. W tym przypadku kontrola sprężania sprowadza się do kontroli objętości gazu. Airmould wykorzystuje sprężarki pracujące w sposób ciągły. Specjalna konstrukcja sprężarki umożliwia sprężanie gazu do określonego ciśnienia. W naszych urządzeniach kontroli podlega ciśnienie gazu. Dzięki kontroli ciśnienia urządzenia AIRMOULD wykazują dodatkowe zalety. Ciśnienie wtrysku gazu może być doprowadzone nie tylko w jednej wielkości lecz pozwala na ustawienie profilu wtrysku gazu. Profil wtrysku gazu można ustawić zarówno w funkcji narastania jak i spadku ciśnienia. Kontrola ciśnienia pozwala na wykorzystanie gazu jako funkcji docisku. Dzięki kontroli ciśnienia można właściwie wykorzystać cały czas chłodzenia wypraski. 4 System AIRMOULD Urządzenia do wtrysku z gazem oferowane są w ramach systemu modułowego AIRMOULD. System ten obejmuje następujące grupy: - urządzenia do wytwarzania azotu - sprężarki - urządzenia sterujące - dysze do wtrysku gazu

3 4.1 Kompresory Urządzenie jest tak zbudowane, że pozwala się ustawić w pobliżu wtryskarki. Połączenie z maszyną następuje przez przewody wysokiego ciśnienia (300 bar). Wielkość urządzenia dobrana jest do wielkości zużycia gazu. Wielkość ta wynika z rodzaju wypraski, jej wielkości i czasu cyklu. W naszym asortymencie są urządzenia o wydajności od 100 do 500 Nl/min. Dzięki pracy w sposób ciągły nasze sprężarki mogą zaopatrywać w gaz kilka pracujących jednocześnie wtryskarek. Każda z maszyn może pracować przy tym z różnym ciśnieniem wtrysku gazu i różnym czasem cyklu. Cecha ta ma bardzo duże znaczenie przy szacowaniu kosztów inwestycji wyposażenia kilku maszyn w system wtrysku z gazem. Battenfeld Polska 4.2 Wytwornica azotu Każdy przetwórca tworzyw stosujący technikę wtrysku z gazem powinien przeprowadzić kalkulację kosztów pozyskania azotu. Zwykle Klienci wykorzystają butle z azotem. Czasami korzystają z azotu dostarczanego w postaci płynnej. Przy większym zapotrzebowaniu na azot powinno się jednak rozważyć możliwość zastosowania wytwornicy azotu. Naszą pierwszą wytwornicę azotu zaprezentowaliśmy na targach K 92. Urządzenie obsługiwało 7 maszyn pracujących na naszym stoisku. Oferowane przez nas wytwornice pozwalają na uzyskanie azotu o >98% czystości. W zależności od zapotrzebowania dostarczamy urządzenia o różnej wydajności. 4.3 Regulatory ciśnienia gazu Regulator ciśnienia składa się z zaworu regulacji ciśnienia i urządzenia sterującego. dzięki sterowanym zdalnie zaworom możliwe jest zbudowanie krzywej profilu ciśnienia do 300bar. Regulator ciśnienia jest dostarczany jako zwarte, zabudowane w jednej obudowie urządzenie. Sterowanie pracą regulatora może nastąpić poprzez układ sterowania wtryskarki lub z oddzielnego zewnętrznego układu sterowania. Regulator ciśnienia dostarczany jest jako pojedynczy moduł lub jako mobilne urządzenie pozwalające na zbudowanie 5-cio stopniowego profilu wtrysku. 4.4 Układ sterowania Poprzez układ sterowania można ustawić profil wtrysku gazu w 5-ciu krokach. Każdy stopień jest w pełni programowany w funkcji ciśnienia i czasu. Przełączenie z szybkości ciśnienia wtrysku na ciśnienie wtrysku gazu może nastąpić w funkcji: czasu, drogi (objętości wtrysku) lub ciśnienia w układzie hydraulicznym lub ciśnienia w formie. Stacjonarny układ sterowania jest układem zintegrowanym z układem sterowania wtryskarki. Wprowadzanie parametrów wtrysku gazu następuje poprzez układ sterowania wtryskarki. Mobilna jednostka składa się przynajmniej z jednego modułu regulacji ciśnienia, z możliwością rozbudowy do 4 modułów. Układu sterowania z możliwością programowania i zapamiętania ustawień. Mobilna jednostka wtryskowa bazuje na układzie sterowania Unilog B4 AC. 4.5 Monomoduł W przypadkach, gdy wykorzystywany jest tylko jeden punkt wtrysku gazu nie ma potrzeby stosowania specjalnej jednostki wtryskowej. W takich przypadkach polecamy Monomoduł z programowanym, ręcznym urządzeniem sterującym. Zastosowanie monomodułu pozwala na ograniczenie kosztów inwestycji. Programowanie monomodułu tak samo jak w urządzeniu regulacji ciśnienia pozwala na ustawienie profilu wtrysku gazu w 5-ciu krokach.

4 4.6 Dysze do wtrysku gazu Dysze przeznaczone do wtrysku z gazem można podzielić na dwie kategorie - Dysze wtryskarki. W tym wypadku gaz podawany jest centralnie poprzez tę samą dyszę, którą następuje wtrysk tworzywa - Dysze zabudowywane w formie wtryskowej. Dysze takie pozwalają na podanie gazu w ściśle określone przestrzenie wypraski. D Technika wtrysku z gazem jest bardzo dobrym narzędziem, pozwalającym na uzyskanie szeregu wymiernych korzyści produkcyjnych, ekonomicznych i użytkowych. Technika ta ma jednak również swe granice możliwości zastosowań. By rozszerzyć stosowanie wtrysku z gazem wprowadza się do technologii wtrysku odpowiednie modyfikacje. Firma Battenfeld oprócz techniki AIRMOULD stosuje dodatkowo: - MULTIFOAM wtrysk z gazem połączony z technika wtrysku wielokomponentowego, - AIRMOULD-CONTOUR wtrysk z gazem pomiędzy ściankę formy a wypraskę, - AQUAMOLD wtrysk z wodą. 5 Technika AIRMOULD-CONTOUR W odróżnieniu od techniki AIRMOULD gaz obojętny podawany jest nie do wnętrza wypraski lecz w przestrzeń miedzy ścianką gniazda formującego a powierzchnię wtryśniętego tworzywa. Oznacza to, ze gaz działa na powierzchnię wypraski w obszarze w jaki został doprowadzony. Gaz pozostaje aktywny podczas procesu chłodzenia wypraski zapobiegając tworzeniu zapadnięć. Technika ta jest szczególnie polecana w przypadku płaskich wyprasek mocno użebrowanych. Technika AIRMOULD CONTOR pozwala na wykonanie wyprasek; - pozbawionych zapadnięć na powierzchni, - detali stabilnych wymiarowo, pozbawionych odkształceń. - wykonanych przy mniejszej sile zamykania niż wymagała by klasyczna technika wtrysku. Dla zastosowania techniki AIRMOULD-CONTOUR można wykorzystać te same urządzenia, które dostarczane są jako oprzyrządowanie wtrysku AIRMOULD. Różnice dotyczą jedynie wyposażenia zabudowywanego w formie. 5.1 Zastosowanie techniki AIRMOULD-CONTOUR Na podstawie przedstawionych zalet można wskazać jako obszar zastosowania techniki AIRMOULD-CONTOUR te wypraski, gdzie klasyczna technika wtrysku ma problemy a gdzie nie można zastosować techniki wtrysku z gazem AIRMOULD. W praktyce możemy tu wyróżnić następujące grupy detali. 5.2 Detale z bardzo wysoka jakością powierzchni zewnętrznych Technika ta wykazuje bardzo cenne zalety przy produkcji wyprasek, które musza posiadać bardzo dobrej jakości powierzchnię zewnętrzną. Do grupy tej można zaliczyć wszelkiego rodzaju zamknięcia, pokrywki etc Płaskie detale użebrowane lub detale o dużych różnicach grubości ścianek. Silnie użebrowane detale lub wypraski o znacznych różnicach grubości ścianek sprawiają zawsze problemy. Pomimo stosowania bardzo długiego czasu docisku nie zawsze można uniknąć śladów zapadnięć na ich powierzchni.

5 5.2.2 Detale które nie mogą mieć pustych przestrzeni wewnątrz Często nie można zastosować klasycznej techniki wtrysku z gazem AIRMOULD, gdyż od formowanego detalu wymaga się, by był on pełny. W takich przypadkach technika AIRMOULD-CONTOUR stwarza możliwość połączenia techniki wtrysku z gazem z otrzymaniem pełnej wypraski. W szczególnych przypadkach oznacza to np. brak konieczności budowy nowych form, gdyż można w technice tej wykorzystać stare narzędzia. Nasze argumenty dla AIRMOULD Modularny system budowy Nasz system Airmould jest zbudowany z modułów. Każdy z Klientów może rozpocząć produkcję metodą wtrysku z gazem przy najmniejszej niezbędnej ilości komponentów. Dalsze elementy systemu może dokupować w późniejszym czasie. Urządzenia do wtrysku AIRMOULD mogą współpracować nie tylko z wtryskarkami Battenfeld lecz również z maszynami naszej konkurencji. Wtryskarka musi być jednak wyposażona w specjalne przyłącze. Możliwość doboru urządzeń o odpowiedniej wydajności Szeroka gamma oferowanych urządzeń zapewnia nam możliwość dostosowania urządzeń do każdej pracy. Nasze urządzenia pracują z wydajnością od 75 do 600N 2 m 3 /h; z odzyskiem i bez odzysku azotu. Max ciśnienie azotu wynosi 350 bar, jednak rzeczywiste ciśnienie pracy nie przekracza 300 bar. Ekonomiczna wytwornica azotu Do każdej wielkości sprężarki dostarczamy odpowiednią wytwornicę azotu. Dla ułatwienia kompletacji dostaw każda wytwornica zbudowana jest jako oddzielne urządzenie, które może być zakupione osobno. Wytwornice azotu AIRMOULD pobierają azot bezpośrednio z otaczającego powietrza i w porównaniu do konkurencji nie wymagają dostarczania sprężonego powietrza. Pierwsze dostępne w handlu mobilne urządzenie sterujące Nasze urządzenie sterujące umieszczone jest na mobilnym wózku, dzięki czemu w bardzo prosty sposób można je przemieścić od jednej do drugiej wtryskarki. Układ sterowania łączy się z przyłączem zabudowanym na wtryskarce poprzez kabel. Wykonanie jednostki sterującej umożliwia podłączenie do niej czterech modułów regulacji ciśnienia. Dodatkowo można prowadzić sterowanie do czterech modułów kontroli ruchu iglic dysz wtryskowych Airmould. Poprzez mobilny układ sterowania Airmould można również wprowadzać parametry pracy rdzeni hydraulicznych. Prosta obsługa System Airmould umożliwia wykorzystanie ręcznego urządzenia programującego, służącego do wprowadzania wartości ciśnień i czasów. Na wyświetlaczu LCD pokazywana jest wartość zadana i rzeczywista wybranego parametru. Programator umożliwia wprowadzanie i odczyt danych dotyczących wtrysku gazu oraz zapamiętanie ustawień dotyczących 8 form. Mały i lekki moduł regulacji ciśnienia Nasz moduł regulacji ciśnienia jest bardzo małym urządzeniem o zwartej konstrukcji. W jego budowie zastosowano najmniejsze dostępne na rynku zawory. Małe gabaryty umożliwiają ustawienie modułu bezpośrednio w pobliżu formy co znacznie obniża zużycie azotu. Małe wymiary i niska waga pozwalają również na łatwe przenoszenie modułu z jednej do drugiej wtryskarki. Monomoduł- korzystna cenowo alternatywa układu sterowania Jeśli w produkowanej wyprasce mamy jeden lub dwa miejsca wtrysku gazu możemy zaoferować nasz Monomoduł. Jest to cyfrowy zawór regulacji ciśnienia, który można podłączyć bezpośrednio do przyłącza wtryskarki. Monomoduł zastępuje w tym przypadku urządzenie sterujące. Monomoduł jest połączony bezpośrednio z programatorem. Łatwość wykorzystania elementów AIRMOULD w konstrukcji formy W naszym systemie AIRMOULD oferujemy szeroki wybór dysz do wtrysku gazu. Dysze te budowane są standardowo o wielkości 3 lub 5 mm. Wszystkie dysze dostępne są w różnych długościach. Dzięki dodatkowym elementom dystansowym pozwalają się bardzo łatwo wpasować w konstrukcję formy wtryskowej Pełna i wykwalifikowana pomoc Jako jedyna firma oferujemy naszym Klientom nie tylko urządzenia lecz również - pełną pomoc w konstrukcji wyprasek i budowie form. - przeszkolenie z zakresu technologii wtrysku z gazem - wielostronną pomoc techniczną przy ustalaniu i optymalizacji parametrów procesu wtrysku. By spełnić oczekiwania naszych Odbiorców Battenfeld uruchomił przed 10 laty specjalną komórkę zajmującą się rozwojem techniki wtrysku z gazem. Pracujący w tym dziale specjaliści są odpowiedzialni za przygotowanie projektów i ofert na urządzenia AIRMOULD oraz za zapewnienie pełnej obsługi użytkownikom naszych urządzeń. Wszystkich chętnych zainteresowanych techniką wtrysku z gazem zapraszamy do kontaktu z naszym biurem. Battenfeld Polska 2007