7. Fröccsöntés – általános szempontok, folyamatok
Bevezetés A folyamat elemi lépései A fröccsöntőgép részei plasztikáló- és fröccsegység szerszámzáró egység, szerszám A fröccsciklus A fröccsöntési folyamat ömlesztés, plasztikálás szerszámkitöltés hűtés Feldolgozási paraméterek, szabályzás Különleges eljárások 1
Fröccsöntő üzem
nagy termelékenység
nagy kapacitás
komoly verseny
mérsékelt haszon
nagy hibalehetőség
innováció jelentősége
műszaki fejlesztés
2
A folyamat elemi lépései
Plasztikálás Fröccsöntés, szerszámkitöltés A termék hűtése, eltávolítása a szerszámból (kidobás) fúvóka
fűtött torpedó
Egyszerű dugattyús fröccsgép. garat
etető fűtőtestek nyílás plasztikáló kamra
behúzó henger
fröccsöntő henger
hidraulikus henger
fröccsdugattyú 3
Fröccsöntőgépek Kétlépcsős dugattyús fröccsgép.
garat hidraulikus henger zárólemez
plasztikáló kamra betápláló dugattyú fűtőtestek fúvóka hosszabbítás fúvóka csúcs 3 állású szelep
fröccsdugattyú
hidraulikus henger
fúvóka záró rúd 4
Fröccsöntőgépek garat
betápláló extruder forgó csiga szelep henger zárószelep fűtőtestek hengertartó fűtőtestek
etetőnyílás hidraulikus motor
fúvókacsúcs
fűtőtestek fröccskamra fröccsdugattyú hidraulikus henger
adagállító csavar
hidraulikus henger
elfordítható alap
Kétlépcsős csigás-dugattyús fröccsgép vázlata.
5
Fröccsöntőgépek szerszám felfogó lap
fúvóka
henger
garat csiga
sebesség hidraulikus motor szabályozás csiga meghajtás talpcsapágy
fröccskamra
zárógyűrű fűtőelemek
hidraulikus hengerek
6
Fröccsöntőgépek
7
A fröccsöntőgép részei Plasztikáló- és fröccsegység – betáplálás, csiga
Meghajtóegység, motor Garat, etetés Csiga és henger
garatadagoló
Fröccsöntőgép csigájának vázlatos rajza. 8
A fröccsöntőgép részei Plasztikáló- és fröccsegység – zárógyűrű
a) Gyűrű zárva
b) Gyűrű nyitva 9
A fröccsöntőgép részei Plasztikáló- és fröccsegység – fúvóka a) Nyitott fúvóka
b) Zárható fúvóka
c) Rugós zárású fúvóka 10
A fröccsöntőgép részei Szerszámzáró egység, szerszám Mozgó lap
Álló lap
Szerszám Darab Olaj be
Dugattyú
Oszlop Olaj vissza
Megoldás: mechanikus, hidraulikus, hidromechanikus 11
A fröccsöntőgép részei Szerszámzáró egység, szerszám
Szerszámzáró mechanizmus működése. 12
A fröccsöntőgép részei Szerszámzáró egység, szerszám
Oszlopnélküli fröccsgép; kényelmes, de a pontosság és a mérettartás csökken. 13
A fröccsöntőgép részei Szerszámzáró egység, szerszám
Oszlopnélküli, teljesen elektromos fröccsgép. Energiatakarékosság, pontosság. 14
A fröccsöntőgép részei Szerszámzáró egység, szerszám szerszámlapok kidobó csap
beömlőpersely, lap és csatorna
szerszámcsatornák
beömlőnyílás (kapu, gát)
kidobó tűk, lapok, rudak
hűtőcsatornák
beömlőcsatorna hűtőcsatornák állítógyűrű
beömlőpersely
rögzítő csavar
szerszámcsatorna szerszámüreg távtartó vezetőcsap
15
A fröccsöntési ciklus
szerszám zár
a plasztikáló egység a szerszámhoz mozog
fröccsöntés
utónyomás
hűtés – plasztikálás
szerszám nyit, kidobás
Forrócsatornás szerszám! 16
A fröccsöntési ciklus
szerszám zár
a plasztikáló egység a szerszámhoz mozog
fröccsöntés
utónyomás
hűtés – plasztikálás
szerszám nyit, kidobás
17
A fröccsöntési ciklus
szerszám zár
a plasztikáló egység a szerszámhoz mozog
fröccsöntés
utónyomás
hűtés – plasztikálás
szerszám nyit, kidobás
18
A fröccsöntési folyamat Változó paraméterek 100
Hőmérséklet (°C)
80
anyaghőmérséklet
60
40
szerszámhőmérséklet 20 ciklusidő 0 -10
0
10
20
30
40
Idő (s)
A hőmérséklet és a nyomás állandóan változik időben és a hely függvényében.
19
A fröccsöntési folyamat Plasztikálás, szerszámkitöltés Plasztikálás:
fröccsadag, az ömledék minősége – torlónyomás
Viszkozitás Szerszámkitöltés szabadsugár turbulens lamináris
szabadsugár kitöltés
lamináris nyíróáramlás
turbulens folyás lamináris kitöltés
20
A fröccsöntési folyamat Szerszámkitöltés
Szerszámkitöltés és modellezése. Összecsapási hely, hegedési vonal, hűlés. 21
A fröccsöntési folyamat Szerszámkitöltés
megszilárduló polimer beömlőnyílás
haladó ömledékfront
szerszámüreg
A szerszámüreg alakja és mérete változik az ömledék megszilárdulása következtében. 22
A fröccsöntési folyamat Szerszámnyomás a) ph
a) anyagpárna, nyitott szerszám
Nyomás (bar)
pr th
tc
ph
pr
th
b) anyagpárna nincs, nyitott szerszám
c)
c) anyagpárna, zárt szerszám
tc
th
ph pr 0
b)
Idő (s)
tc
23
A fröccsöntési folyamat PVT diagram
p1
p1 < p2 < p3
üveg
t ga o f tér d ba a z
s
Hőmérséklet (°C)
ömledék
p1
3
ömledék
Fajtérfogat (cm /g)
3
Fajtérfogat (cm /g)
p1 < p2 < p3
p2
p3
sza
gat o f r té bad
p2 p3
kristály
Hőmérséklet (°C)
A nyomás és hőmérséklet jelentősen változik a ciklus során és meghatározza a termék zsugorodását.
24
A fröccsöntési folyamat Hűtés Hőmérséklet (°C) 0
40
80
120
160
200
240
1.09
3
Fajtérfogat (cm /g)
1.12
A nyomás és hőmérséklet változása ellentétes hatást gyakorol a fajtérfogatra; a zsugorodást az eredő határozza meg.
1.06
1.03
1.00 0
20
40
60
80
100
120
Nyomás (MPa) 25
A fröccsöntési folyamat A termék mérete
Folyási út (L)
adag
nyomás
záróerő felfogó lap mérete
lehetséges termékméret tartomány
Vastagság (x)
A termék maximális méretét befolyásolják a gép paraméterei. 26
Feldolgozási paraméterek, szabályzás
A henger fűtése és hűtése – ömledékhőmérséklet és hőmérséklet eloszlás Szerszámhőmérséklet – orientáció, zsugorodás, vetemedés, minőség Adagméret – szerszámkitöltés, anyagpárna, stabilitás Szerszámzáró erő – sorja, a szerszám élettartama Csigasebesség – plasztikálás, fröccsöntés Nyomás
torlónyomás – ömledék minősége fröccsnyomás – szerszámkitöltés (vékony termék, mikrofröccsöntés) utónyomás – zsugorodás, beszívódás, mérettartás, termékminőség 27
Különleges eljárások
Többrétegű és szendvicsszerkezet fröccsöntés Gáz- és vízrásegítéses fröccsöntés Fröccs-préselés Többcsatornás (multiline) fröccsöntés Fröccsöntés oszcilláló szerszámban Folyamatos fröccsöntés, tépőzár Inmolding Mikrofröccsöntés
28
Különleges eljárások Kétrétegű fröccsöntés
Két fröccsegység, nagy termelékenység, esztétika. 29
Különleges eljárások Vízrásegítéses fröccsöntés
Gyors hűtés, jó felületi minőség, kis zsugor. 30
Különleges eljárások Fröccs-préselés szerszámkitöltés nyitva szelep nyitva
fröccsgép
részben zárva
előkompresszió szelep zárva
zárt állás
A zsugorodás kompenzációja, az utónyomás helyett.
nyomás alatt szelep zárva
31
Különleges eljárások Többcsatornás fröccsöntés
Alternáló mozgás, összecsapási vonal szilárdsága, orientáció. 32
Különleges eljárások Inmolding – két szín
Díszítés, esztétikus megjelenés. 33
Különleges eljárások Inmolding – több komponens, szerelés
Nagy termelékenység. 34
Különleges eljárások Inmolding – két szín, szerelés
Kétszínű kupak, szerelés (összezárás) a szerszámban. 35
Különleges eljárások Mikrofröccsöntés
Mikroszűrő, rácsméret 40 m. 36
