Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Polimertechnika Tanszék. Polimerek. Fröccsöntés

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék Polimerek Fröccsöntés

2 Fröccsöntés 2 tetszőlegesen bonyolult alakú, 3D-s, térben erősen tagolt, nagypontosságú, kis falvastagságú alkatrészeket és késztermékeket gyárthatunk egy lépésben zárt szerszámban történő formaadással, egy adott szerszám = egyféle termék a polimer ömledéket (η~ 100 Pas) nagy nyomással, nagy sebességgel, szűk beömlő nyíláson át fecskendezzük be a zárt szerszámba, ahol nagy nyomás alatt hűl ki és szilárdul meg szakaszos üzemmódban, (1 ciklus 1 termék) nagy sorozatban gyakorlatilag hulladékmentesen

3 Fröccsöntés - Extrúzió 3 Mindkét nagyvolumenű eljárásnak, a fröccsöntésnek és az extrúziónak is megvan az a nagy előnye, hogy gyakorlatilag hulladékmentes feldolgozást tesz lehetővé a hőre lágyuló polimerek plasztikus alakadása révén, a termék pedig újra feldolgozható marad (recycling). Mindkét eljárás rendkívül termelékeny és jól automatizálható, robotosítható. Bár a fröccsöntés tipikusan szakaszos üzemű szemben az extrúzió folytonos üzemmódjával, igen jó termelékenységű azáltal, hogy itt kis ciklusidővel és az extrúzióénál nagyobb nyírósebességgel dolgozzuk fel, alakítjuk át a polimer szerkezeti anyagokat.

4 Hőre lágyuló polimerek feldolgozási paraméterei 4 Anyag (elsősorban hőre lágyuló polimerek) Extrúzió Fröccsöntés hőmérséklete nyomása hőmérséklete nyomása C MPa C MPa LDPE HDPE PP PS lpvc kpvc ABS PA PMMA POM CA PC

5 Fröccsöntési ciklus 5 A szerszám zár, majd a fröccsegység is rázár Az előző ciklusban megömlesztett polimer ömledék befröccsöntése a szerszámba és utónyomás a csiga axiális előre mozgásával dugattyú szerű működés A csiga forgása által a következő ciklushoz szükséges anyag behúzása, megömlesztése, homogenizálása és a csigacsúcs elé szállítása plasztikálás -, miközben a csigacsúcs előtt gyűlő anyag nyomása a csigát axiálisan visszatolja hátsó helyzetbe A fröccsegység visszahúzódik A termék kellő lehűlése után következik a szerszám nyitása és a termék kidobása

6 Fröccsöntő gép fő részei 6 Szerszámzáró egység Anyag adagoló tölcsér Szerszámfelfogó lapok Vezérlés Plasztikáló és fröccsöntő egység

7 Fröccsöntő gép fő részei 7

8 Szerszámzáró egység 8 A szerszámzáró egység feladata az alakadó szerszám nyitása és zárása a fröccsöntési ciklusnak megfelelően. Az egység egy álló (a gép állványához rögzített) és egy ahhoz képest mozgó szerszámfelfogó lapot tartalmaz, ezekre szerelik fel a termék alakját megadó, cserélhető szerszám elemeit. A mozgó szerszámfelfogó lapot tipikusan 4 vaskos, vízszintes, vezető oszlop vezeti. A szerszámzáró egység mozgatását hidraulikus vagy mechanikus rendszer biztosítja.

9 Fröccsöntő gép fő részei 9

10 Plasztikáló és fröccsöntő egység 10 Feladatai: A polimer alapanyag megömlesztése Az ömledék szállítása, homogenizálása Az ömledék tárolása a csigacsúcs előtt Az ömledék befröccsöntése a szerszámba A szükséges utónyomás biztosítása A plasztikáló és fröccsöntő egység részei: A csigacsúcs a visszaáramlás-gátlóval: A visszaáramlás-gátló két helyzete:

11 Plasztikáló és fröccsöntő egység 11 A csigadugattyús fröccsöntő gép plasztikáló és fröccsöntő egysége a gép állványához rögzített, álló szerszámfélhez képest minden egyes ciklusban elmozdul: a szerszámzárás után rázár, azaz szorosan csatlakozik a szerszámra, majd a befröccsöntés befejezése után, alkalmas időpontban visszahúzódik, azaz eltávolodik a szerszámtól. A szoros csatlakozásra a megfelelő (> 1000 bar) ömledék-nyomás átadása érdekében van szükség. A befröccsöntés utáni eltávolodást technológiai okok indokolják: a fröccsegység csúcsa, a fúvóka fűtött, míg a szerszám hűtött. A fröccsöntőgépek csigájának tipikus átmérője mm közötti, L/D értéke általában 20. A csiga szokásos fordulatszáma ford/perc (nagyobb gépé lassabb).

12 Fröccsöntő gépek főbb műszaki jellemzői 12 Szerszámzáró erő tonnában Fröccsöntési kapacitás, azaz az egy ciklusban fröccsönthető maximális anyagmennyiség grammban Szerszám felfogó lapok mérete és a közöttük megnyitható legnagyobb távolság Fröccsteljesítmény kg/h-ban

13 Fröccsöntés szerszám 13 Vezetőcsapok Illesztő tárcsa Beömlő persely Álló szerszámfél felfogó lap Formalapok Tartólapok Hűtőcsövek Kidobólapok Távtartó oszlop Kidobócspok Mozgó szerszámfél felfogó lap

14 Kétfészkes fröccsöntő szerszám 14 Felfogó lapok: a) Álló szerszámfelfogó lap o) Mozgó szerszámfelfogó lap Beömlő rendszer: b) Beömlő persely d) Beömlő csatorna f) Elosztó csatorna Alakadó üreg: c) Álló formalap h) Mozgó formalap e) Alakadó üreg/fészek Kidobó rendszer: k) Kidobó csapok l) Kidobó csapok tartólapja m) Kidobó lap n) Kidobó rúd p) Ütköző Vezető rendszer: i) Vezető csapok j) Távtartó oszlop Hűtő/temperáló rendszer: g) Hűtő csövek

15 Fröccsöntés termék 15 A szerszám főbb részei a polimer ömledék útja szerint: beömlő csatorna elosztó csatornák (több fészkes szerszám esetén) gát alakadó üreg/fészek Elosztó Beömlő Termék (4 db) Gát

16 Szerszámtervezés főbb szempontjai 16 A szerszámtervezés főbb szempontjai: Szerszámból való kidobhatóság érdekében kúposság Lehetőleg egyenletes és minél kisebb falvastagság, esetleg + bordák Ne legyenek éles sarkok, élek, mert ezek feszültséggyűjtő helyek Nagyméretű sík felületek elkerülendők a vetemedés veszélye miatt Lehetőleg az alámetszések elkerülése Többfészkes szerszám esetében lehetőleg azonos folyási út minden fészekhez, minden fészek megfelelően ki tudjon töltődni anyaggal Beömlési (meglövési) hely: termikus centrum, ami rendszerint a termék legvastagabb helye A fröccsöntő szerszám fajtái az alakadó üreg szerint: Fészkek száma: egyfészkes - többfészkes Fészkek fajtája: azonos azonos fészeknagyság egy termék minden alkatrésze egy fürtön különböző fészeknagyság Elosztó csatornák kialakítása Meglövés helye és a meglövési helyek száma Cserélhető betétes szerszám

17 Terméktervezés 17 nehezebb darab nehezebb termék anyagköltség ciklusidő hűtés egyenletlen zsugor különböző falvastagság vetemedés beszívódás

18 Terméktervezés 18