VSTŘIKOVACÍ FORMY 1. vtoková soustava

VSTŘIKOVACÍ FORMY – 1. vtoková soustava Konstrukce vtokové soustavy určuje společně s technologickými parametry tokové poměry při plnění formy a je tak důležitým článkem z hlediska kvality výstřiku!

Vtokový systém – systém rozváděcích kanálů a ústí vtoku spojující otvor v trysce vstřikovacího stroje s tvarovou dutinou formy. Musí zajišťovat správné rovnoměrné naplnění dutiny formy, snadné odtržení, nebo oddělení od výstřiku, snadné vyhození vtokového zbytku a objem vtokové soustavy omezit na minimum

Vtoková soustava je navrhována podle počtu tvarových dutin, jejich rozmístění, konstrukčního provedení výstřiku, materiálu plastu a také podle toho, zda bude konstruována jako studený, nebo horký systém.

VSTŘIKOVACÍ FORMY – 1. vtoková soustava Při vstřikování termoplastů má typ a umístění vtoku podstatný vliv na proudění taveniny ve formě, vytváření studených spojů, orientaci makromolekul a plniva, anizotropii vlastností, apod. Orientace vláken na základě místa vtoku

NEJČASTĚJŠÍ ZPŮSOBY ŘEŠENÍ ÚSTÍ VTOKU NA VÝROBCÍCH Z PLASTŮ A – boční štěrbinové ústí, B – tunelové ústí, C – přímé bodové ústí

VSTŘIKOVACÍ FORMY – 1. vtoková soustava ÚSTÍ VTOKU  umisťován do nejtlustšího místa  musí zajistit správné naplnění dutiny formy – umisťováno je do geometrického středu dutiny /1/ /2/  snadné oddělení od výstřiků a zlepšit jejich vzhled  zabránit vstupu ochlazeného polymeru do dutiny formy  zabránit studeným spojům  ovlivňuje orientaci makromolekul a plniva  musí zatuhnout až po dokonalém vyplnění, apod.

Monogram pro určení šířky rozváděcího kanálu Povrch průřezů rozváděcích kanálů má být co nejmenší tak, aby měly co nejmenší odpor při toku taveniny. Velikost průřezu je dána délkou toku taveniny, tekutostí plastu, tloušťkou (ca. 1,5.t) a hmotností výstřiku. A – kruhový průřez; B – modifikovaný lichoběžníkový v jedné polovině formy

Obvyklé průřezy rozváděcích kanálů

Rozváděcí kanály jsou nejdelší částí vtokového systému a výrazně tak ovlivňují celkové tlakové a tepelné ztráty. Kruhový průřez má maximální poměr objemu k ploše, což minimalizuje tlakové a tepelné ztráty, nicméně náklady na obrábění jsou u toho typu vyšší, protože obě poloviny formy musí být přesně půlkruhově obrobeny tak, aby po uzavření na sebe dosedli a vznikl tak kruhový kanál.

VSTŘIKOVACÍ FORMY – 1. vtoková soustava a)

Příklad řešení pro vstřik do dělící roviny

b)

c)

d)

Řadové uspořádání vtokové soustavy vícenásobných forem a) se stejnou délkou taveniny b), c), d) s nestejnou délkou toku taveniny (nevhodné bez korekce ústí vtoku)

Příklady symetrického uspořádání TLAK I TEPLOTA TAVENINY KLESÁ SMĚREM OD HLAVNÍHO KANÁLU

Řadové uspořádání vtokové soustavy bez korekce vtokového systému

Zdroj: Kunststoff-Verarbeitung im Gespraech – Spritzgiessen, BASF 1984

Vtoková soustava – PLNÝ KUŢELOVÝ VTOK průměr vtoku:  v sedle trysky min. o 0,5 mm větší než průměr trysky  na straně ústí vtoku do tvaru o 1÷1,5 mm větší, než je tloušťka nejtlustší stěny výstřiku

 kuželovitost 1:15 až 1:50  v opačném případě, kdyby byl konstruován jako studený, bez kuželovitosti by hrozilo nebezpečí předčasného zatuhnutí, neuvolnění z vtokové vložky při vyhazování. Naopak větší kuželovitost prodlužuje ale dobu chlazení a zvyšuje množství odpadu.  pracné odstranění od výstřiku; vhodný pro jednodušší výrobky, symetrické výrobky a výrobky s tlustšími stěnami  vhodný při vstřikování termoplastů s horší tekutostí, kde je nutný delší dotlak  vtoková vložka - chlazená chladícími kanály v rámu nebo drážkou na vložce  čočka – (čočkovité zahloubení vytvořené proti ústí) pro zlepšení tokových vlastností a jednak proto, aby v ústí toku bylo soustředěno více taveniny umožňující vyrovnat vzniklé deformace

Zdroj: SOVA, A.; KREBS, J. A KOL.: Termoplasty v praxi. Praha : Verlag Dashoeffer.

Vtoková soustava – BODOVÝ VTOK výstřik do V=10cm3 průměr bodového ústí: 0,6 – 0,8 mm plný kuželový vtok

2 – 3 mm

 průměr ústí bodového vtoku nejčastěji 1mm; vhodný pro tenkostěnné výrobky  směrem k výrobku je vtok kuželovitě rozšířen, aby se ztuhlý plast v ústí odtrhl v přechodu ústí a komůrky a byl vytažen společně s výrobkem. Při opačném otevření, by zůstal v přechodu a bránil by dalšímu průtoku během následujícího cyklu  předkomůrka – konstruována tak, aby tavenina během jednoho cyklu neztuhla. Tekuté jádro v předkomůrce izoluje ztuhlá vrstva na stěnách předkomůrky (řešení tzv. živého bodového vtoku)  vtoková vložka – od rámu izolována vzduchovou mezerou (zabránění většímu ochlazování)

 zabránění ztuhnutí taveniny při jednom cyklu v ústí vtoku: - vstřikovací tryska s vodivým Cu nástavcem - vstřikovací tryska s vyhřívanou vtokovou vložkou a špičkou

Vtoková soustava – BOČNÍ VTOK • nahrazuje třídeskové řešení formy (nákladnější) dvoudeskovým řešením formy, tj. tvarové části i vtoková soustava jsou zaformovány v jedné dělící rovině • při odformování zůstává vtokový zbytek od výstřiku zpravidla neoddělený (jeho oddělení se řeší pomocí odřezávacího zařízení, které bývá součástí formy)

Třídeskové řešení formy a průběh odformování výstřiku

Vtoková soustava – DEŠTNÍKOVÝ, TALÍŘOVÝ VTOK

• pro kruhový průřez výrobků

Jsou-li vstřikovány kruhové díly nebo trubky z jedné strany, musí tavenina obtékat tvarové jádro a na protilehlé straně vtoku, kde se setkávají již částečně vychladlé proudy taveniny, vzniká studený spoj, který má horší mechanické vlastnosti a navíc může narušovat vzhled výstřiku, jakož i proces lakování jejich povrchu. Z tohoto důvodu se používají výše uvedené způsoby vtokové soustavy.

Zdroj: Kunststoff-Verarbeitung im Gespraech – Spritzgiessen, BASF 1984

Vtoková soustava – FILMOVÝ, ŠTĚRBINOVÝ VTOK

• pro plošné deskovité výrobky

• pro materiály plněné skelnými vlákny, s vyššími požadavky na kvalitu • vtokový zbytek je nutno dodatečně oddělit

U obdélníkového tvaru výstřiku je ústí vtoku umisťováno do kratší hrany, především u semikrystalických a plněných plastů. Jen tak lze dosáhnout požadované pevnosti výstřiku. Při umístění do středu dochází nepravidelnému uspořádání makromolekul, popřípadě vláknitého plniva a dochází ke značné deformaci výstřiku.

Vtoková soustava – FILMOVÝ, ŠTĚRBINOVÝ VTOK

SCHÉMA TUNELOVÉHO VTOKU Tunelový vtok se používá pro dvoudeskové konstrukce forem s automatickým oddělováním vtokového systému od výstřiku. Ústí vtoku je vedeno pod řeznou hranou tvárníku. Šikmý zužující se kanál vychází z konce rozváděcího kanálu, navazující těsně pod dělící rovinou.  nahrazuje 3- deskové řešení formy

 nevyžaduje dodatečné odstranění  náročný způsob výroby elektrojiskrovým hloubením  jediný samooddělující vtokový systém s jednou dělící rovinou  nevhodný pro polymery vyztužené vláknitým plnivem, pokud ano pak s průměrem ústí vtoku min. 2 mm  vyžaduje plast s dostatečnou elasticitou (nevhodný pro PS, SAN, …)

Vtoková soustava – OBLOUKOVÝ TUNELOVÝ VTOK

Zdroj: www.hasco.de

Vtoková soustava – ŢIVÉ VTOKY Po zaplnění formy zůstává tavenina v celé oblasti vtoku až do ústí formy v plastickém stavu. To umožňuje použít jen bodové vyústění malého průřezu, které je vhodné pro širokou oblast vyráběných výstřiků. I přes malý průřez ústí vtoku je možné částečně pracovat s dotlakem. TŘÍDESKOVÁ FORMA S IZOLOVANÝM (HORKÝM) ROZVÁDĚCÍM KANÁLEM

PRINCIP DOTÁPĚNÉHO VTOKU 1- topná patrona, 2- předkomůrka topení, 3- izolovaný rozváděcí kanál

 podmínka krátkého cyklu !!!  třídeskové řešení (dvě dělící roviny)  průměr kanálů 10 až 15 mm ŘEZ IZOLOVANÝM ROZVÁDĚCÍM KANÁLEM PO VÝMĚNĚ BARVY

Zdroj: Kunststoff-Verarbeitung im Gespraech – Spritzgiessen, BASF 1984; SOVA, A.; KREBS, J. A KOL.: Termoplasty v praxi. Praha : Verlag Dashoeffer.

Vtoková soustava – HORKÉ TRYSKY

 cenově náročnější než živé vtoky

 umožňují snadnou výměnu poškozeného vtokového systému

 na druhé straně snižují spotřebu polymeru

 vlastní regulace teploty

 zkracují dobu vstřikovacího cyklu

 snižuje náklady na dokončovací práce s odstraňováním vtokových zbytků, odpadá regenerace vtoků

 snižují tlakové ztráty, vyznačují se minimálním poklesem teploty  výhoda modulárního systému

 špička trysky umístitelná do jakékoliv části výrobku, pod jakýmkoliv úhlem s volbou začištění vtoku

U všech způsobů „bezvtokového“ vstřikování je vhodné v místě jeho vyústění provést na výstřiku zahloubení, aby případný nepatrný vtokový zbytek nevystupoval přes jeho úroveň.

VIDEO

Vtoková soustava – HORKÉ TRYSKY

PÁKOU OVLÁDANÁ JEHLA S PNEUMATICKÝM VÁLCEM Ovládání jehly (vyrobené z oceli 19452, kalené na 54 HRc, max. vůle ve vedení 0,015 mm) PRUŽINOU Tavenina se při vstřikování dostává pod jehlu, vlivem vstřikovacího tlaku se tato posune do zadní polohy a tím se otevře ústí vtoku. Při poklesu tlaku jehla ústí vtoku uzavře. PÁKOU – pneumaticky nebo hydraulicky