Üreges testek gyártása

Átírás

1 1 Üreges testek gyártása á Pli Polimerek fldl feldolgozása március 5.

2 Üreges testek gyártástechnológiái 2 Üreges testek: Egy darabból álló (nem összeszerelt), relatív vékonyfalú, zárt vagy nyitott termék / alkatrész. Nyitott termék esetében a nyílás nem lehet nagyobb, mint a belső keresztmetszet. 1-2 cm 3 70 m 3 -es méretek Akármilyen alakú üreges testek elkészíthetőek (gömbszerűek, sík alakúak) Néhány darabtól több száz milliós darabszámig

3 Üreges testek gyártástechnológiái 3 Üreges testek feldolgozási technológiái: Extruziós fúvás Fröccsfúvás Rotációs öntés Ikerlapos melegalakítás Két félből történő összeépítés Gáz- vagy vízbefúvásos fröccsöntés Olvadómagos fröccsöntés

4 Extruziós fúvás 4 Termoelasztikus állapotban lévő extrudált előgyártmány (cső) alakítása zárt szerszámban belső túlnyomással (sűrített levegő) üreges testté. Berendezés három fő részből áll: tipikusan egy egycsigás extruderből, extruderszerszámból és a fúvószerszámból, ahol az alakadás végbemegy.

5 Extruziós fúvás 5 Extruziós fúvás folyamata: Előgyártmány előállítása Fúvás zárt szerszámban Hűtés Termék eltávolítása, a felesleges anyagrészek levágása

6 Extruziós fúvás 6 Előgyártmány előállítása során fontos: Az anyag megfelelően nagy ömledékszilárdsága (alacsonyabb ömledék hőmérséklet) Hegedési vonalak nem lehetnek az előgyártmányon (szerszám kialakítás) Egyenletes folyási profil, egyenletes falvastagság (szerszám kialakítás) Előgyártmány egyenletes hőmérséklete

7 Extruziós fúvás 7 Amire fokozottan figyelni kell: Folyás a szerszámban: a szerszám kerülete mentén mindenütt azonos legyen az áramló ömledék sebessége. Az alakadó szakaszon nyíró és nyújtó igénybevétel van, amely nagyobb orientációhoz, nagyobb reológiai duzzadáshoz és relaxációhoz vezet. Megfelelő ömledékszilárdság: ha túl kicsi, akkor az előgyártmány nem bírja el a saját súlyát, ha túl nagy, akkor fúvással nem alakítható Reológiai duzzadás (relaxáció): megváltoztatja az előgyártmány falvastagságát és a hosszát számolni kell vele! Az előforma nyúlása: az előgyártmány súlya fokozatosan terheli és nyújta önmagát. Egyenletes hőmérséklet: máskülönben a melegebb részeken nagyobb alakváltozás a fúvás során.

8 Extruziós fúvás 8 Következmények: Reológiai duzzadás (relaxáció) és az előgyártmány nyúlásának ellentétes hatása Falvastagságság a szerszámtól legtávolabb a legnagyobb, míg a szerszám közelében a legkisebb. A termék geometriai kialakításán túl a feszültséggyűjtő helyek (élek, sarkok, fül, fogantyú) esetében nagyobb falvastagság szükséges. A falvastagságot szabályozottan, előre meghatározott program szerint változtatni kell! Előnye: javulnak a mechanikai tulajdonságok, csökken a termékhez szükséges anyagmennyiség (kisebb költség), rövidebb hűtési idő

9 Extruziós fúvás 9 Falvastagság változtatásának módszerei: Csiga fordulatszámának (extruzió sebességének) változtatásával A cső (tömlő) szerszám (kör vagy ovális keresztmetszet) magjának helyzetének változtatásával a szerszámnyílás mérete módosul.

10 Extruziós fúvás 10 Technológia lehet: Folyamatos: az extruder folyamatosan előgyártmányt gyárt. Szakaszos: az extruder szakaszosan előgyártmányt gyárt. Folyamatos gyártás: Előgyártmány áthelyezéssel történő extruziós fúvás Folyamatos extruziós fúvás emelt szerszámmal Váltószerszámos folyamatos extruziós fúvás Karusszel elrendezésű extruziós fúvás Folyamatos gyártás jellemzői: Kis és közepes mértékű üreges testek nagy sorozatszámú előállítására Rövid ciklus idő

11 Extruziós fúvás 11 Előgyártmány áthelyezéssel történő extrúziós fúvás

12 Extruziós fúvás 12 Folyamatos extrúziós fúvás emelt szerszámmal

13 Extruziós fúvás 13 Váltószerszámos folyamatos extrúziós fúvás

14 Extruziós fúvás 14 Karusszel elrendezésű extrúziós fúvás

15 Extruziós fúvás 15 Szakaszos gyártás: Tengelyirányban elmozduló csigadugattyús változat Gyűrűdugattyús ömledéktárolós változat Ömledéktárolós (akkumulátor) változat Szakaszos gyártás jellemzői: Nagyobb (>5 l) üreges testek gyártására Hőérzékeny polimerek esetében nem használható

16 Extruziós fúvás 16 Tengelyirányban elmozduló csigadugattyús változat

17 Extruziós fúvás 17 Gyűrűdugattyús ömledéktárolós változat

18 Extruziós fúvás 18 Ömledéktárolós (akkumulátor) változat

19 Extruziós fúvás 19 Extruderszerszám Általában alumíniumból készült szerszámot alkalmaznak. Az alakításhoz szükséges nyomás (sűrített levegő) általában 0,4 0,8 MPa, de nagy termékek esetében eléri a 4 MPa-t is. A szerszámzáró erő nagyságrendekkel kisebb, mint a fröccsöntésnél.

20 Extruziós fúvás 20 Fúvótüske bevezetés Hűtés: a szerszám fala a termék külső oldalát hűti, ezért nagyobb falvastagságú termékeknél belső hűtés is szükséges (hűtött levegő, száraz jég, jeges vízpermet, stb.) Sorja eltávolítás: on-line vagy off-line. Utóbbi lehet manuális vagy gépesített.

21 Koextruzió 21 Koextruzió szerszámai - csőszerszám

22 Koextruzió 22 Koextruzió szerszámai - lemezszerszám

23 Koextruzió 23 Koextruzió szerszámai tömlőszerszám extruziós fúváshoz

24 Koextruzió 24 Koextruzió szerszámai fóliafúvás

25 Fröccsfúvás 25 Fröccsfúvás: Az extruziós fúvással ellentétben az előgyártmányt fröccsöntéssel állítjuk elő, majd azt zárt szerszámba helyezve, fúvással megtörténik az alakítás Sorja, így hulladékmentes eljárás, illetve nincs összehegedési vonal Kisebb ömledékszilárdságú anyagok is feldolgozhatók (pl. PET) Csak forgásszimmetrikus testek vagy ovális alakú termékek dolgozhatók fel. Nagyon pontos falvastagság-eloszlás, nagyon pontos nyakrész Átlátszó termékek gyárthatóak, mivel a kristályosodás kézben tartható Fő technológiái: Fröccsöntési és fúvási művelet egy berendezésen Fröccsöntési és fúvási művelet elkülönül Előnyújtásos fröccsfúvás (mindkét fenti lehetőségnél)

26 Fröccsfúvás 26 Fröccsöntési és fúvási művelet egy berendezésen

27 Fröccsfúvás 27 Fröccsöntési és fúvási művelet elkülönül

28 Fröccsfúvás 28 Előnyújtásos fröccsfúvás (mindkét fenti lehetőségnél)

29 Fröccsfúvás 29 Előnyújtásos fröccsfúvás: PET palackok előállítására Célja a két tengely menti (biaxális) arányos megnyújtás, orientáció kialakítása Javul a mechanikai tulajdonság (olcsóbb anyag, vagy kisebb falvastagság is elegendő), a gázáteresztő képesség, a fényesség és átlátszóság, illetve a méretpontosság Fontos az előgyártmány megfelelő hőmérsékletre melegítése (orientáció nagyrugalmas állapot) Fontos a megfelelő technológiai beállítások az optimális tulajdonságok elérése céljából

30 Fröccsfúvás 30 Szerszám

31 Rotációs öntés 31 Két, egymásra merőleges tengely körül forgatott zárt szerszámban, varrat és belső feszültségmentes, nagy méretű (általában 1 10 m 3 ) üreges testek előállítására. Leggyakrabban alkalmazott hőre lágyuló anyagok: LLDPE, LDPE, HDPE PP, rpp PVC (por, folyadék) PA6 PC

32 Rotációs öntés 32 Rotációs öntés anyagaival szemben támasztott követelmények: Anyag formátuma: Por ( µm), őrlemény, viszkózus folyadék, monomer, oligomer Termikus stabilitás Poríthatóság Részecske méret-eloszlás Térfogatsúly Szinterezhetőség

33 Rotációs öntés 33 Rotációs öntés működési elve

34 Rotációs öntés 34 Biaxiális forgatás Mind a fűtési, mind a hűtési fázisban szükséges. Mindkét tengely egyidejű forgatása Két tengely különböző sebességű forgatása: a fő tengely mentén nagyobb. A fordulatszámok ne legyenek egymás egész számú többszörösei (3,75:1) Kis fordulatszám (<30 rpm)

35 Rotációs öntés 35 A fűtés során lejátszódó folyamatok

36 Rotációs öntés 36 Hűtés: A biaxiális forgatás folyamatos Anyagtól függő hűtés Főleg hideg levegővel, illetve vízpermettel hűtenek Figyelembe kell itt is venni a zsugorodást Hűtési idő négyzetesen arányos a termék falvastagságával Kidobás / termék kiemelése általában manuális Általában szükséges részek, felületek kivágása, illetve termék két részre vágása

37 Rotációs öntés 37 Rotációs öntés technológiai elrendezése

38 Rotációs öntés 38 Rotációs öntés technológiai elrendezése

39 Rotációs öntés 39 Rotációs öntés technológiai elrendezése

40 Rotációs öntés 40 Rotációs öntés szerszáma Acéllemezből gyártott

41 Rotációs öntés 41 Rotációs öntés szerszáma Öntött alumínium

42 Ikerlapos melegalakítás 42 Ikerlapos melegalakítás Alapelve hasonló, mint a hagyományos melegalakításnál: A két lapot alsó és felső negatív szerszámban egyidejűleg alakítják, majd itt történik meg a két fél összehegedése megfelelő nyomás alkalmazása mellett Üreges testek gyártása területén erősen fejlődő irány Előnye, hogy a két ellentétes termékfél akár különböző színű, illetve anyagú is lehet. Merev, de könnyű szerkezetek készíthetők

43 Ikerlapos melegalakítás 43 Ikerlapos melegalakítás

44 Ikerlapos melegalakítás 44 Ikerlapos melegalakítás