Schemat systemu wtryskiwania z tłokiem gazowym: Airmould Aquamould

Transkrypt

1 Schemat systemu wtryskiwania z tłokiem gazowym: Airmould Aquamould gaz gaz gaz gaz gaz gaz 1. wtrysk tworzywa 2. wtrysk gazu 3. faza docisku 4. ewentualny dodatkowy wtrysk tworzywa

2 Wtrysk z tłokiem gazowym

3 Detale które nie mogą mieć pustych przestrzeni wewnątrz Niekiedy 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.

4 Technika AIRMOULD Technika AIRMOULD-CONTOUR

5 Płaskie detale użebrowane lub detale o dużych różnicach grubości ścianek

6 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 nietechnologiczną. 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.

7 Możliwości i ograniczenia techniki wtrysku z tłokiem gazowym - 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.

8 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 celowe jest pogrupowanie wykonywanych wyrobów w odpowiednie kategorie.

9 Przeznaczenie wtrysku z tłokiem gazowym 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

10 Przeznaczenie wtrysku z tłokiem gazowym 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.

11 Przeznaczenie wtrysku z tłokiem gazowym 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.

12 Aquamould Wtrysk z tłokiem pary wodnej Opracowany przez IKV Aachen, wykonanie firma Battenfeld

13 Aquamould Dlaczego woda zamiast gazu podczas wtryskiwania z tłokiem gazowym? mniejsze koszty dodatkowy efekt chłodzenia pozostałość może być usunięta Współczynnik przewodnictwa cieplnego, λ [W/m*K] Ciepło właściwe, C p [J/kg*K] Azot Woda (p=1 bar, T=20 C) (p=1 bar, T=20 C) 0,0143 0, Zasada metody jest podobna do systemu Airmould

14 Zdjęcie kształtek kamerą w podczerwieni Wtrysk z gazem Wtrysk z parą wodną GN ϑ wnętrza-ir = 111 C WN ϑ wnętrza-ir = 68 C GF ϑ wnętrza-ir = 92 C WF ϑ wnętrza-ir = 41 C GIT, t = 50 sec WIT, t = 50 sec Źródło: IKV Aachen Temperatura wyjęcia wypraski z formy (t chłodzenia = 50 sec), N oznacza PP naturalny, F PP + 30% GF

15 Aquamould Źródło: IKV Aachen Rozkład grubości ścianki dla wtrysku z gazem i parą wodną gaz woda Długość drogi płynięcia: ~500mm, średnica: 20mm, tworzywo: PP

16 Aquamould Grubość ścianki wypraski przy wtrysku z gazem i z parą wodną RG... - Różnica grubości ścianki RG diff = GSZ - GSW Gaz Woda GSZ GSW PP GSW GSZ Różnica grubości ścianki RG diff [mm] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 Różnica grubości ścianki RG diff [mm] 1,4 1,2 1,0 0,7 0,6 0,4 0,2 0, Ciśnienie gazu lub pary, bar Ciśnienie gazu lub pary, bar Źródło: IKV Aachen

17 Porównanie gładkości ścianki wypraski wykonanej techniką Airmould i Aquamould Powierzchnia wewnętrznej ścianki GIT WIT l = 500 mm d = 30 mm GN RG = 4,4 mm WN RG = 3,8 mm GF WF GN... GIT, PP naturalny, GF... GIT, PP GF-30, WN... WIT, PP naturalny, WF... WIT, PP GF-30 RG = 4,9 mm RG = 3,5 mm RG - Różnica grubości ścianki Źródło: IKV Aachen

18 Porównanie gładkości wewnętrznej ścianki wypraski wykonanej techniką Airmould i Aquamould Przekrój wypraski z PP otrzymanej techniką: Airmould Aquamould

19 Porównanie skurczu wypraski z polipropylenu wykonanej techniką Airmould i Aquamould 3.2 Miejsce pomiaru 3.0 Skurcz [ % ] Aquamould Ciśnienie gazu/pary wodnej [bar] Airmould Źródło: IKV Aachen

20 Porównanie ugięcia wypraski z polipropylenu wykonanej techniką Airmould i Aquamould 17.5 Airmould 16.2 mm 17.0 Aquamould Odległość [ mm ] Ciśnienie gazu/pary [bar] Źródło: IKV Aachen

21 Wtrysk z parą wodną a wtrysk z gazem - zalety Lepszy efekt chłodzenia skrócenie cyklu Większa niż N 2 lepkość gładsze ścianki Idealny dla wtrysku kształtek do rurociągów Bardziej równomierna grubość ścianek Przydatny do wtrysku wyprasek grubościennych (> 20 mm) Łatwa adaptacja do wyprasek cienko-, jak i grubościennych