Katedra konstruování strojƽ Fakulta strojní
KϬ5ͲPLASTOVÉ1>z
ODVZDUŠNĚNÍ
doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. a kolektiv
verze - 1.0 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpoētem eské republiky
Hledáte kvalitní studium? Nabízíme vám jej na KatedƎe konstruování strojƽ Katedra konstruování strojƽ je jednou ze šesti kateder Fakulty strojní na Západoēeské univerzitĢ v Plzni a patƎí na fakultĢ k nejvĢtším. Fakulta strojní je moderní otevƎenou vzdĢlávací institucí uznávanou i v oblasti vĢdy a výzkumu uplatŸovaného v praxi. Katedra konstruování strojƽ disponuje modernĢ vybavenými laboratoƎemi s poēítaēovou technikou, na které jsou napƎ. studentƽm pro studijní úēely neomezenĢ k dispozici nové verze pƎedních CAD (Pro/Engineer, Catia, NX ) a CAE (MSC Marc, Ansys) systémƽ. LaboratoƎe katedry jsou ve všední dny studentƽm plnĢ k dispozici napƎ. pro práci na semestrálních, bakaláƎských ēi diplomových pracích, i na dalších projektech v rámci univerzity apod. Kvalita výuky na katedƎe je úzce propojena s celouniverzitním systémem hodnocení kvality výuky, na kterém se prƽbĢžnĢ, zejména po absolvování jednotlivých semestrƽ, podílejí všichni studenti. V souēasné dobĢ probíhá na katedƎe konstruování strojƽ významná komplexní inovace výuky, v rámci které mj. vznikají i nové kvalitní uēební materiály, které budou v nadcházejících letech využívány pro podporu výuky. Jeden z výsledkƽ této snahy máte nyní ve svých rukou. V rámci výuky i mimo ni mají studenti možnost zapojit se na katedƎe také do spolupráce s pƎedními strojírenskými podniky v plzeŸském regionu i mimo nĢj. \ada studentƽ rovnĢž vyjíždí na studijní stáže a praxe do zahraniēí. Nabídka studia na katedƎe konstruování strojƽ: BakaláƎské studium (3roky, titul Bc.) Studijní program
B2301: strojní inženýrství („zamĢƎený univerzitnĢ“)
B2341: strojírenství (zamĢƎený „profesnĢ“)
ZamĢƎení
Stavba výrobních strojƽ a zaƎízení Dopravní a manipulaēní technika
Design prƽmyslové techniky Diagnostika a servis silniēních vozidel Servis zdravotnické techniky
Magisterské studium (2roky, titul Ing.) Studijní program ZamĢƎení
N2301: Strojní inženýrství Stavba výrobních strojƽ a zaƎízení Dopravní a manipulaēní technika
Více informací naleznete na webech www.kks.zcu.cz a www.fst.zcu.cz
Západoþeská univerzita v Plzni, 2013
ISBN © doc. Ing. Martin Hynek, Ph.D. Ing. Eduard Müller Ing. Štěpán Heller
ODVZDUŠNÉNÍ DŮVODY ODVZDUŠNĚNÍ
Tvarová dutina je před vstříknutím roztaveného plastu plná vzduchu. Při plnění dutiny je důležité zajistit dostatečně rychlý únik vzduchu, jinak se vzduch stlačuje a narůstá tlak a teplota. Pokud je nárůst tlaku příliš velký, může dojít k vznícení vstřikovaného plastu (Dieselův efekt). Při nedostatečném odvzdušnění se zvýrazňují studené spoje. Zvýšený tlak vzduchu v dutině může také proniknout do taveniny plastu a tím uvnitř vytvořit vzduchové bubliny, které jsou následně zdrojem snížených mechanických vlastností nebo nekvalitního povrchu dílu. Pokud je forma špatně odvzdušněna, při vstřikování na plast působí větší tlak vzduchu, který zpomaluje jeho pohyb v dutině. Aby se tím nezvětšila doba plnění dutiny, úměrné se zvětšuje i tlak, který tlačí plast do tvarové dutiny. V takové situaci dochází ke vzniku vnitřního pnutí v plastu a narůstá i hmotnost dílu. Při nízké rychlosti vstřikování, tlaku, teplotě taveniny nebo jejich kombinaci se vzduch v dutině přemisťuje na opačnou stranu než je vtok. Pokud vzduch nemůže z dutiny unikat, tavenina do těchto míst, kde je vzduch nezateče.
MÍSTA A ZPŮSOB ODVZDUŠNĚNÍ
Odvzdušnění je často řešeno až po provedení prvních zkoušek formy. Konstruktér může při návrhu formy vytipovat místa pro odvzdušnění, nejdůležitější je odvzdušnit slepá místa (prohlubně, žebra), místa stékání taveniny, dělící roviny a místa, kam tavenina zatéká poslední. Kritická místa se ve fázi vývoje nejlépe odhalí moldflow analýzou. Pokud pro odvzdušnění nestačí vůle mezi dělícími rovinami, vůle vyhazovačů a jader, projeví se nedostatečné odvzdušnění dutiny některým výše uvedeným způsobem. V takovém případě je nutné umožnit odvzdušnění. Způsob závisí na tvaru a velikosti vstřikovaného dílu. Odvzdušnění může být tvořeno jako drážka od kulové frézy v dělící rovině (viz Obrázek 1). Drážka se umisťuje podle toku taveniny při vstřiku. Nejvíce se odvzdušňují místa, kam tavenina zatéká poslední nebo tam, kde dochází ke spojování plastu. Drážky jsou vyvedeny mimo dělící rovinu. Velikost drážky závisí na použitém plastu, rychlosti vstřikování a dalších technologických podmínkách. Pokud je na dílu akceptovatelný malý otřep, lze odvzdušňovací drážku spojit s dutinou vybráním, cca 0,05mm hlubokým (v závislosti na viskozitě materiálu) DĚLÍCÍ ROVINA
6 až 8mm
TVÁRNICE
1.5
VSTŘIKOVANÝ DÍL DRÁŽKA
ODVZDUŠŇOVACÍ DRÁŽKA
NEGATIV DÍLU
TVÁRNÍK Obrázek 1 Odvzdušňovací drážka s příkladem rozměrů
Obrázek 2 Příklad odvzdušňovací drážky
Odvzdušnění tvarové dutiny menších výlisků se provádí přidanými vložkami vyrobenými z vyhazovačů nebo je zajištěno přímo vyhazovači. (Formy Tachov)
OPĚRNÁ DESKA STĚNA DUTINY
VYHAZOVAČ
VŮLE PRO ÚNIK VZDUCHU Obrázek 3 Odvzdušnění vyhazovačem
Další možností odvzdušnění pro velké vstřikované díly jsou lamelové odvzdušňovací vložky (viz Chyba! Nenalezen zdroj odkazů. a Chyba! Nenalezen zdroj odkazů.). Pokud má tvarová dutina takový tvar, že se nejdříve zaplní obvod dutiny s dělící rovinou a střední část je plněna jako poslední, roztavený plast při vstřikování uzavře vzduch ve střední části dutiny a zamezí jeho úniku dělící rovinou. Potom je nutné odvést vzduch velkoplošným odvzdušněním uprostřed dutiny – použití lamelové vložky. (Formy Tachov) MEZERA PRO ÚNIK VZDUCHU
LAMELY
Obrázek 4 Lamelová vložka
Zdroj: Formy Tachov s.r.o.
FORMA
ČÁST VYPLNĚNÉ DUTINY ODVZDUŠŇOVACÍ KANÁL LAMELY LAMELOVÁ VLOŽKA
Obrázek 5 Část dutiny odvzdušněná lamelami
Potíže s odvzdušněním bývají také často odstraněny v průběhu životnosti formy vlivem opotřebení. Při provozu formy vznikají větší vůle mezi nepohybujícími se a pohybujícími se součástmi formy (vyhazovače). Nesmí se však zanedbávat údržba a čištění od konzervačních prostředků a dalších nečistot. Odvzdušňovací kanály se tak mohou ucpat a přestat plnit svou funkci.
VSTŘIKOVANÝ DÍL
ODVZDUŠŇOVACÍ DRÁŽKA TVÁRNÍK
ODVZDUŠŇOVACÍ VLOŽKA (VYHAZOVAČ)
Obrázek 6 Příklad odvzdušnění slepé díry
TVÁRNÍK
VSTŘIKOVANÝ DÍL TVAROVÁ PLOCHA VYHAZOVAČE
ODVZDUŠŇOVACÍ DRÁŽKA VYHAZOVAČ Obrázek 7 Příklad odvzdušnění tenkého žebra vyhazovačem
VLOŽKA ČÁST NÁSTROJE
ODVZDUŠŇOVACÍ DRÁŽKA
ŠROUB VLOŽKY
Obrázek 8 Příklad odvzdušnění vložkou
Další možností je použití vložky z porézního materiálu (např. spékané prášky). Tyto vložky jsou ovšem náročné na údržbu – pravidelně se musí vypalovat a čistit.
DALŠÍ MOŽNOSTI ODVZDUŠNĚNÍ
Při potřebě „dokonalého“ odvzdušnění, např. z důvodu rychlého vstřiku, lze využít některé speciální technologie, jako např.: Vakuové odvzdušnění Nejúčinnější způsob odvzdušnění. Vzduch je z dutiny formy odsán ještě před vstříknutím plastu. Systém vyžaduje dobré utěsnění dutiny jak v dělící rovině, tak okolo všech bočních tahačů a vyhazovačů. Na vakuovou pumpu je dutina obvykle napojena přes otvory vyhazovačů. Využití ventilů Na konec toku taveniny, či do vtokového kanálu je umístěn speciální ventil. Ten je pružinou držen v otevřené poloze, a umožňuje tak volný únik vzduchu. K jeho uzavření dojde až tlakem taveniny.
Obrázek 9 Odvzdušnění „ecovent“
Zdroj: http://www.ermannobalzi.com/images/stories/SCHEDETECNICHE/SCHEDE_INGLESE/SCHEDA_TECNI CA_ECOVENT_R_EN.pdf
doc. Ing. Martin Hynek Ph.D., Ing. Štěpán Heller
Ing. Eduard Müller͕
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/Ϯϴ.0Ϭϱϲ „hŬĄnjŬŽǀĠǀljǀŽũŽǀĠƉƌŽũĞŬƚLJnjƉƌĂdžĞ ƉƌŽƉŽƐşůĞŶşƉƌĂŬƚŝĐŬljĐŚnjŶĂůŽƐƚşďƵĚŽƵкЌƐƚƌŽũŶşĐŚŝŶǎĞŶljƌƽ“.
