Effect of Temperature of injection molds for the quality and price of thermoplastic moldings (part 2.)

Konstrukce výst�iku odpovídající po�adav­k�m na technologi�nost konstrukce výst�ik� z termoplast�, konstrukce a výroba formy, v�etn�, z pohledu po�adavk� na jakost p�í­slušného dílu, optimalizované parametry vst�ikování, jsou rozhodujícími faktory pro zajišt�ní kvality, doby výrobního cyklu a tím ceny výst�iku.

Jedním z rozhodujících faktor�, jak ji� bylo uvedeno, ovliv�ujících cenu a tím i hospodár­nost výroby výst�ik� z plast� je koncept – ná­sobnost, systém vtokového rozvodu, pr�b�h d�lících rovin atp. a vlastní provedení – p�es­nost, tuhost atd. vst�ikovací formy.

Je proto mnohdy nevysv�tlitelné, pro� p�í­slušní pracovníci nechápou, �e „nadhod­nota“ vlo�ená do formy se v kone�ném d�­sledku zaplatí ve sní�ení ceny výst�iku a ve zvýšení konkurenceschopnosti p�íslušné vst�ikovny. Problém vidím v tom, �e p�i vy­hodnocování nabídek, kdy v nabídkách jsou obsa�eny technicky lepší i horší formy, lepší obvykle s vyšší po�izovací cenou, se nepro­vede provozn�-technicko-ekonomické po­souzení. Obvykle je up�ednost�ován cenový pohled a dobré technicky vysp�lé nabídky z výb�rového �ízení vypadnou. Tak dochá­zí k tomu, �e pro mnohé nákup�í je p�e­vládajícím argumentem ni�ší cena a tedy ne technicky lepší forma, respektive kon­struk�ní kancelá� a nástrojárna. Do rozho­dovacího procesu,samoz�ejm�, vstupuje i erudice nákup�ích a jejich nad�ízených.

P�i všech uvedených faktech, stále platí, �e rozhodující vliv na cenu výst�iku má jeho ná­vrh, konstrukce a materiál. Celá �ada vst�ikoven ale dostává ji� hotové formy a v takovém p�ípad� o zisku nebo ztrá­t� p�i výrob� výst�ik� rozhoduje vst�ikovací forma, o její� konstrukci budoucí výrobce výst�ik� nemá mnohdy relevantní informace. P�itom vtokový systém, navr�ený a ve form� realizovaný zp�sob temperace a chlazení, a to i u forem ji� d�íve uvoln�ných do sériové výroby, m��e mít záva�né problémy – doba cyklu je delší ne� p�edpokládaná p�i stano­vení ceny výst�iku, výst�iky i p�es odbornou pé�i a optimalizaci technologických parametr� neodpovídají po�adavk�m na jakost stanoveným pro daný díl – p�etoky, propad­liny, studené spoje, celkový vzhled, rozm�ry mimo ur�ené tolerance, deformace atp.

Z rozboru vad výst�ik� je mo�no vysledovat velmi �astou, ale ne v�dy diagnostikovanou p�í�inu, kterou je nesprávné a danému výst�i­ku neodpovídající provedení tempera�ního systému formy. K vadám, které byly vlo�eny do procesu vý­roby ji� p�i konstrukci výst�iku a formy, �asto p�istupuje i neodborná pé�e o tempera�ní a chladící systém vst�ikovny. O usazeninách ji� byla zmínka na jiném mís­t�, ale krom� �istoty a t�snosti systém� je po­t�eba v�novat pozornost i hadicovým nebo trubkovým propojením, rychlospojkám atd.

Na tomto míst� je op�t nutno zopakovat zná­mou skute�nost, �e p�ibli�n� 70% výrobních náklad� a tedy ceny výrobku je p�edur�eno ve fázi jeho vývoje a konstrukce. Z toho vyplývá, �e p�i chybné konstrukci vý­st�iku a formy je obvykle v�tší mo�nost vzni­ku problém� a škod, které i p�i dobré odbor­né znalosti pracovník� vst�ikovny a d�sledné optimalizaci procesu vst�ikování ji� nelze od­stranit nebo alespo� minimalizovat. K tomu je t�eba vzít v úvahu, �e ne všechna vst�iko­vací pracovišt� mají odborné pracovníky na rozumné odborné úrovni.

Obecn�, z pohledu temperace lze konstato­vat, �e pro docílení rovnom�rné a reprodu­kovatelné kvality výst�ik�, p�i jejich, pro ob� strany – výrobce, odb�ratel – výhodné cen�, je bezpodmíne�n� nutné zajistit mo�nost ovlivnit teplotu st�ny tvarových dutin formy.

Cílem konstrukce tempera�ního systému for­my musí být dodr�ení teploty povrchu tva­rových dutin formy pro výst�iky z amorfních plast� v rozmezí ±5°C a pro �áste�n� krysta­lické plasty v rozmezí ±10°C, s tím, �e nejvyšší prioritou, i u výst�ik� s rozdílnými tlouš�kami st�n, je homogenní a symetrické odvád�ní tepla. Optimální odvod tepla z výst�ik� do formy a jejího tempera�ního systému je zajišt�n tehdy, pokud temperace formy je schopna v jeho ka�dém míst�, respektive povrchu tvarové dutiny formy, odvád�t lokální obsah tepla v dob� chlazení dílu. Je-li chlazení ne­homogenní a nesymetrické, obvykle dojde k deformaci výst�iku.

U díl� s rozdílnou tlouš�kou st�n musí tem­pera�ní systém zohlednit tyto skute�nosti: partie výst�iku s velkou tlouš�kou st�ny mají vyšší tepelný obsah ne� �ásti výst�iku s men­šími tlouš�kami. Tempera�ní systém formy by m�l být zkonstruován tak, aby toto zohlednil a z míst o v�tší tlouš�ce st�ny zajistil v�tší odvod tepla ne� z oblastí s menšími tlouš�­kami. Uvedený po�adavek je mo�no splnit pouze s víceokruhovými tempera�ními systémy forem se správn�, s ohledem na tlouš�ku st�n výst�iku, dimenzovanými kanály a jejich vzdálenostmi od st�ny tvarové dutiny formy a mezi jednotlivými kanály, s nasazením kon­formního chlazení, s vyu�itím vlo�ek s vysoce tepeln� vodivých materiál� a pod.

P�i definici podmínek správné temperace fo­rem nesmíme zapomenout na formy osaze­né horkými rozvody, kdy pro bezproblémový a bezporuchový chod horkých systém� je nejd�le�it�jší mo�nost ovliv�ovat teplo­tu formy v oblasti ústí horkých trysek. Tyto partie forem by m�ly být opat�eny vlastním tempera�ním okruhem umo��ujícím nasta­vení správné provozní teploty ve styku horké trysky s výst�ikem nebo vtokovým studeným rozvodem a tím umo�nit pracovník�m tech­nologie regulovat proces pln�ní formy poly­merní taveninou.

Záv�r

V p�edešlé kapitole jsme se zabývali zejména tempera�ními systémy forem, p�i�em� ne­mén� d�le�itým faktorem je i správný tempe­ra�ní p�ístroj, který by m�l zajistit, �e v celém tempera�ním systému formy, ve všech jeho okruzích, dochází k turbulentnímu proud�­ní vody. O tom zda voda v kanálech proudí správn� turbulentn� nebo nevhodn� lami­nárn� rozhoduje hydraulický pr�m�r kanálu – má být co nejv�tší a rychlost proud�ní v ka­nálu, op�t musí být i p�es hydraulické odpory co nejvyšší. Zp�sob proud�ní vody, kdy �erpadlo musí p�ekonávat hydraulické odpory v tempera�­ním systému, rozhoduje i o ú�innosti tempe­ra�ního systému jako celku, v�etn� jeho ener­getické náro�nosti.

Toto konstatování je mo�no podpo�it násle­dujícím p�íkladem. Chceme-li zachovat dobu cyklu, potom p�i sní�ení rychlosti proud�ní vody z 3,4 m/s na 1,8 m/s se musí sní�it tep­lota chladící vody ze 17,2°C na 12,7°C, co� je energeticky náro�né a tedy i drahé. Pokud by k tomu nedošlo, cyklus výroby se prodlou�í. P�i zachování rychlosti proud�ní a sní�ení teploty chlazení dojde ke zkrácení doby vý­robního cyklu.

S temperancí, respektive s p�enosem tepla mezi taveninou a následn� výst�ikem a for­mou výrazn� souvisí a její ú�innost ovliv�uje i optimalizace rozm�r� ústí vtoku, p�ípadn� jeho zaúst�ní do výst�iku. Ústí vtoku musí být umíst�no do st�ny s velkou tlouš�kou st�ny, aby nedošlo k p�ed�asnému zamrznutí ústí nebo st�ny a tedy nemo�nosti p�sobit dotla­kovou fází na rozm�rové parametry výst�ik�.

Pr��ez ústí vtoku, jak bylo uvedeno, výrazn� ovliv�uje p�sobení dotlakové fáze, tj.kom­penzaci objemové kontrakce nebo-li smrš­t�ní. P�i p�ed�asném zamrznutí ústí vtoku nebo st�ny výst�iku do n�ho� je ústí umíst�­no, m��e dojít ke vzniku odporu proti vedení tepla. Odpor je dán vzduchovou mezerou mezi plastem a st�nou tvarové dutiny formy. Suchý vzduch v rozmezí teplot 0 a� 200 °C má sou�initel vedení tepla 0,024 a� 0,039 W/m/K.

První �ást ZDE»