Powered by TCPDF (

Átírás

1 Powered by TCPDF ( f イ ウ ョエ エ イュ ォ カ エ ュ ェ ャャュ コ ェヲ ュ ウコ イイ ャ t a ーオ ャゥ ョケ ァカゥコウァ ャ ーェ p オ doz

2 Fröccsöntött termékek vetemedésének jellemzése újfajta módszerrel 1 Táb Tamás 2 Kulcsszavak: zsugorodás vetemedés szálerősítés töltőanyag Keywords: shrnkage warpng fbre renforcement fller materal ummary Warpng characterzaton of the njecton moulded parts by novel method. In ths study the nylon (PA6) flled wth glass fbre and glass bead was examned for warpng and shrnkage measurements. xteen dfferent mxtures were made wth varous fbre and bend content. hrnkage measurements were made on these compostes n fve dfferent places. Three specal warpng parameters and a holdng pressure parameter were ntroduced to descrbe warpng and shrnkage characterstcs of the njecton moulded part as a functon of the holdng pressure parameter. It was found out that the holdng pressure decreased all the measured shrnkages but t ncreased the warpng parameter because the shrnkage was uneven. Applyng glass bends nto the compostes whch made the shrnkages more unform reduced ths effect. The newly ntroduced warpng parameters succeeded n quantfyng and qualfyng the extent of warpng of the njecton moulded part. Zsugorodás alatt a fröccstermék térfogatcsökkenését értjük a lehűlés folyamán. A termék egyk legfontosabb mnőség jellemzője a méretpontosság amelyet az alapanyag és a fröccsöntött termék alakján kívül a fröccsöntés technológa s befolyásol. A műszak haladás megkövetel hogy a fröccsöntés során kalakított termékek méretpontossága egyre jobb legyen és a termék e tulajdonságát az dő előrehaladtával s képes legyen megtartan [2]. A zsugorodás dőben lefutásánál megkülönböztethetünk technológa és utózsugorodást (1. ábra). Bevezetés A hőre lágyuló polmerek egyk legfontosabb feldolgozás területe a fröccsöntés. A folyamat során az ömledék állapotban lévő polmer nagy nyomással és nagy sebességgel zárt szerszámba való befröccsöntése alakadása alakrögzítése történk. A termelékeny fröccsöntés folyamat során azonban különböző hbák léphetnek fel amelyeket okozhatja a rossz szerszámtervezés vagy a nem megfelelő gépbeállítás. A zsugorodás nem mnősül fröccsöntés hbának mvel a technológa folyamat velejárója azonban az egyenetlen zsugorodás és annak következménye a vetemedés már fröccsöntés hba [1-4]. Zsugorodás A technológa zsugorodás alatt az MZ EN IO szabvány szernt a órág hűln hagyott termék méretváltozását értjük az utózsugorodás alatt pedg a teljes és a technológa zsugorodás különbségét. Továbbá a termék szempontjából megkülönböztetünk lneárs és térfogat zsugorodást [4]. A térfogat zsugorodás felírható a lneárs zsugorodások segítségével: ahol V (1 )(1 )(1 ) (1) 1 x y z Va térfogat zsugorodás zsugorodások x y x y z a lneárs z pedg a szerszámüreg mérete. Az százalékos zsugorodást k lehet számítan a fröccstermék és a szerszámüreg megfelelő méretevel az alább módon: 1 Közlésre elfogadva május 8-án. 2 Budapest Műszak és Gazdaságtudomány Egyetem Polmertechnka Tanszék HU IN

3 C 100 (%) (2) C ahol az C a szerszámüreg az pedg a termék adott helyen mért mérete [3 4]. A fröccstermékek zsugorodása a műszak haladás ellenére még mndg problémát jelent a mérnökök számára hszen nem becsülhető pontosan előre a nagysága lletve egy esetleges szerszámjavítás költsége nagy lehet. Ez egy olyan jellegű jelenség amely csak csökkenthető de a gyártás során meg nem szüntethető. A polmerek anyagszerkezetéből adódóan hűléskor csökken a térfogatuk am a gát lefagyáság kegyenlíthető de utána a folyamatot tovább nem lehet befolyásoln és csak becsült értékek mérések állnak rendelkezésre a szerszámot elhagyó termék méretet lletően. Gondos szerszámtervezéssel a zsugorodás fgyelembe vehető azaz annyval nagyobb szerszámüreget tervez a konstruktőr hogy a termék a kívánt méretekre zsugorodjon ezzel közel méretpontos alkatrész készíthető. Kmutatható tehát hogy a szálerősítés hatására a vetemedés nő az egyes folyásrányokban jelentkező relatív zsugorodáskülönbség matt. Mndezek mellett az s megállapítható hogy az erősítő- lletve töltőanyag geometrájának szntén jelentős hatása van a zsugorodások egyenletességére. anschagrn kmutatta hogy PP-ben 30% üveggyöngy üveglemezke lletve üvegszál tartalom mlyen hatással van a folyásrányú lletve az arra merőleges rányú zsugorodásra [7]. Ezen túlmutató eredményeket nyújtott Galucc társaval végzett munkája amben a specáls keresztmetszetű és hbrd töltésű anyagok zsugorodás egyenletesebbé tevő hatását mutatták be ezáltal csökkentették a próbatestek vetemedését [8]. Kísérletek Vetemedés Vetemedés a késztermék különböző helyen kalakult eltérő zsugorodások matt jelentkező az deáls (tervezett) alakhoz képest kalakult deformácó ahol a termék síkja eltorzul és klép a síkból [4]. zálerősített anyagok fröccsöntésbel használatánál arra a megállapításra jutottak hogy a folyásrányú zsugorodás nagymértékben lecsökken így jelentős eltérést létrehozva a kereszt- lletve folyásrányú zsugorodás arányában. Amíg a hosszrányú zsugorodás 0.5% alá csökkent addg sok esetben a keresztrányú zsugorodás nem változott számottevően az erősítést megelőző állapothoz képest (2. ábra) am a termék vetemedéséhez vezetett. A kísérletek során tömegszázalék üvegszál tartalmú tömegszázalék üveggyöngy tartalmú és Durethan B 30 típusú (gyártó: anxess Németország) polamd 6 (PA6) alapanyagú keverékeket állítottam össze. A keveréket Brabender típusú kétcsgás extruderen kevertem be 3 mm átmérőjű előgyártmányt készítettem és granuláltam a Brabender típusú darálóval. Különleges (ejtősúlyos) próbatesteket fröccsöntöttem a keverékekből az Arburg Allrounder 420 C Advance típusú fröccsöntőgépen. A fröccsnyomás a szálerősítés- és töltőanyag-tartalom függvényében változott az utónyomás hatását pedg 200 és 1000 bar között vzsgáltam. A fröccs-szerszámból kvett és lehűlt különböző szál- és töltőanyag tartalmú próbatestek célszerűen megválasztott helyen (3. ábra) mértem a lneárs zsugorodásokat (a HK hosszrányú zsugorodás középen a HZ hosszrányú zsugorodás a szélen amt a H1 és H2 értékekkel defnáltam: HZ H1 H2 2 (3) továbbá a KE keresztrányú zsugorodás elöl és a KH keresztrányú zsugorodás hátul) majd a mért értékekből vetemedés paramétereket határoztam HU IN

4 meg amelyekkel az egyenetlen zsugorodást jellemeztem. Az általam bevezetett vetemedés tényezők a termék vetemedésének mértékét jellemzk. Ezekkel nyomon lehet követn () a hosszrányú zsugorodás helyfüggését (H0/HZ) azaz az elosztó csatornától mért távolság zsugorodásra gyakorolt hatását () a zsugorodás nyomásfüggését (KE/KH) azaz a zsugorodás növekedését a gáttól távolodva valamnt () a zsugorodás rányfüggését (K átlag /H átlag ) tehát a kereszt- és hosszrányú zsugorodások arányát: A 30 tömeg% üvegszál tartalom hatására a kompozt hosszrányú zsugorodása a keresztrányúhoz képest jelentősen lecsökkent (4. ábra) ezáltal a termék vetemedése nőtt. A 30 tömeg% üvegszál tartalomhoz adagolt 3 tömeg% üveggyöngy hatására a kompozt zsugorodása egyenletesebb lett a keresztrányú zsugorodásának csökkenése révén (5. ábra) így a termék vetemedése s csökkent. K átlag / H átlag KE KH H0 HZ / 2 2 (4) Ideáls esetben a vetemedés tényezők értéke 1 amely egyenletes zsugorodásra torzulásmentes termékre utal. Mnél jobban eltér a számolt vetemedés tényező értéke az deáls 1-től annál jobban torzult a termék. Továbbá bevezettem egy nyomástényezőt (P utó /P befröccs ) amely az utónyomás és befröccsöntés nyomás hányadosa. Ezzel a nyomástényezővel az eltérő szál- és töltőanyag tartalom matt eltérő fröccsnyomást génylő termékek utónyomás függése vzsgálható. Eredmények A PA6 alapanyagú 30 tömeg% üvegszál és 0 tömeg% üveggyöngy tartalmú kompoztra a 6. ábra szemléltet a bevezetett vetemedés tényezők változását a nyomástényező függvényében. Az utónyomás hatására mnd a H0/HZ mnd pedg a KE/KH vetemedés tényezők az deáls 1 érték felé tartanak. Az deáls 1-et akkor érnék el a vetemedés tényezők ha a 4. ábra dagramján a hossz- és a keresztrányú zsugorodások görbé érntenék egymást. A hosszrányú zsugorodások jobban lecsökkennek mnt a keresztrányúak ezáltal a termék K átleg /H átlag vetemedés tényezője jelentősen nő. Mvel a zsugorodás szempontjából a legjelentősebb technológa paraméter az utónyomás ezért a négy zsugorodás és a három újonnan felállított vetemedés paraméter változását nyomon követtem az utónyomás függvényében. A töltő- és erősítőanyagtól függetlenül majdnem mnden esetben megállapítható volt hogy az utónyomás növelése a hosszrányú zsugorodást egyenletesebbé a nyomásesés okozta zsugorodásváltozást kssebbé tette. orrendben előbb a zsugorodásra majd pedg a vetemedésre jellemző értékek változását mutatom be a 30 tömeg% üvegszál 0 tömeg% üveggyöngy és a 30 tömeg% üvegszál 3 tömeg% üveggyöngy tartalmú kompoztoknál. A 30 tömeg% üvegszál tartalomhoz adagolt 3 tömeg% üveggyöngy hatására a K átleg /H átlag vetemedés tényező jelentősen csökkent a másk két vetemedés tényező vszont alg (7. ábra). A termék kereszt- és hosszrányú zsugorodása az üveggyöngy tartalom hatására egyenletesebbek lettek amt a K átleg /H átlag újfajta vetemedés tényező csökkenése k s mutatott. HU IN

5 Irodalom Összegzés Munkámban 16 különböző üvegszál és üveggyöngy tartalmú polamd keverékből fröccsöntött kompozt lapok zsugorodását és vetemedését vzsgáltam mérve öt különböző helyen a lapok méretet. Ezekből az adatokból zsugorodás értékeket számítottam továbbá bevezettem három specáls vetemedés paramétert lletve egy nyomástényezőt amelynek segítségével vzsgálható volt az eltérő fröccsnyomást génylő keverékek utónyomás függése. Bemutattam a zsugorodást és vetemedést dagramokban és vzsgáltam a szálerősítés és töltőanyag adagolásának hatását. Megállapítottam hogy az utónyomás az összes mért zsugorodás értéket csökkentette de egyenetlenül ezért megnövelte a vetemedés hajlamot. zálerősítés hatására a hosszrányú zsugorodások jelentősebben csökkentek mnt a keresztrányúakat ezért megnőtt a vetemedés hajlam. Ha az üvegszál mellé üveggyöngyöt s adagoltunk töltőanyagként az alapanyagba akkor az üveggyöngy hatására arányosan lecsökkent a kereszt- és hosszrányú zsugorodás így az ezek hányadosából képzett vetemedés paraméter s csökkent. Ezeket a hatásokat az általam bevezetett újfajta vetemedés tényezők jól számszerűsítették és ezáltal követhetővé mnősíthetővé tették. 1. Czvkovszky T. Nagy P. Gaál J.: A polmertechnka alapja Műegyetem Kadó Budapest Duna A. Macskás.: Műanyagok fröccsöntése exca Kft. Budapest ors. Bardócz. Radnót I.: Műanyagalakító szerszámok Másodk bővített és átdolgozott kadás Műszak Könyvkadó Budapest Robert A. Malloy: Plastc Part Desgn for Injecton Moldng Hanser Publshers Munch G. Menges W. Mchael P. Mohren: How to Make Injecton Molds Hanser Publshers Munch Kovács J. G.: zálerősített fröccsöntés (Előadásvázlat és ábragyűjtemény) Budapest Műszak és Gazdaságtudomány Egyetem anschagrn B.: PE Annual Techncal Conference R. Galucc et al.: Plastcs Engneerng 49 (5) Köszönetnylvánítás Ezúton szeretnénk köszönetet mondan az Arburg Hungára Kft-nek hogy rendelkezésünkre bocsátotta az Arburg Allrounder 420C típusú fröccsöntőgépet valamnt az Anton Kft-nek a cserélhető betétes fröccsöntő szerszámért. HU IN