Predelava plastike

Plastika je polimerni material, ki v osnovi izvira iz organskih spojin, kot so nafta ali zemeljski plin. Njena proizvodnja temelji na procesu polimerizacije, kjer se monomeri povezujejo v dolge verige molekul, imenovane polimeri. Ta prilagodljiv material omogoča izdelavo različnih izdelkov, ki segajo od embalaže in ohišij elektronike do avtomobilskih delov. Plastika je ključna za sodobno industrijo zaradi svoje vzdržljivosti, vsestranskosti in relativne nizke cene proizvodnje.

• Skladišče mora biti suho in ne preveč osvetljeno,

• Za skladiščenje večjih količin se lahko uporablja silos,

• Priporočljivo je, da material vsaj 24 ur pred začetkom predelave pripeljemo v proizvodni obrat,

• Neustrezen, zavrnjen ali neprimeren material je treba označiti in skladiščiti ločeno,

• Materialna embalaža mora imeti oznako z nazivom in serijo.

Pri pripravi je najbolj pomembno, da se materiali med seboj ne mešajo in da je pri zamenjavi materiala ali barve vse temeljito očiščeno. V primeru, da se zmešata dva različna materiala, lahko to povzroči težave pri brizganju ali pa neustrezen končni izdelek.

Pri sušenju materiala je ključno upoštevati čas in temperature, ki jih je treba nastaviti na sušilnih napravah. Pri teh dveh parametrih ni prostora za odstopanja ali kompromise. Material mora biti sušen v skladu z navodili v tehničnem listu materiala. Prav tako je potrebno redno pregledovati in spremljati delovanje sušilne naprave, da se zagotovi dosega želenih sušilnih rezultatov. To lahko preverite tudi z merjenjem vsebnosti vlage v materialu po končanem procesu sušenja.

Cilinder na stroju za brizganje ali ekstruzijo je v osnovi namenjen prenosu toplote od grelcev do polža in materiala v cilindru. Pomembno je, da se cilinder redno čisti (glej postopek čiščenja s čistilnim granulatom Chem-Trend) in je potrebno spremljati parametre brizganja. Čeprav ni pogosto, lahko uporaba materialov z visoko vsebnostjo steklenih vlaken in drugih mineralnih polnil povzroči obrabo cilindra, kar privede do slabih in kvalitetno neprimernih končnih izdelkov.

Polž pri stroju za brizganje plastike ima pomembeno funkcijo prenasa materiala od grla ali zalogovnika do izhodne dize. Deluje tako, da homogenizira in stisne material ter v kombinaciji z nepovratnim ventilom omogoča brizganje materiala. Obstaja več vrst polžev, med njimi je tudi najbolj pogost tri conski polž, ki je sestavljen iz polnilnega, kompresijskega in dozirnega območja. V prvi fazi, imenovani plastificiranje, trdni plastični peleti prehajajo v območje stiskanja, kjer se začne delno taljenje granulata. Nato, v fazi stiskanja ali kompresiranja, se material stisne, razreže in stopi, pri čemer se odpravijo zračni žepi. Končno, v fazi doziranja, sledi mešanje in homogenizacija taline. Obstajajo izvedbe polžev z mešalnim elementom vendar pa je treba paziti pri uporabi teh elementov pri materialih, občutljivih na striženje, saj lahko povzročijo neželene učinke.

Naloga nepovratnega ventila je izjemno preprosta. Njegova vloga je preprečiti, da bi se material ali talina med postopkom brizganja vrnila nazaj v cilinder. Med celotnim postopkom lahko nepovratni ventil zavzame dva položaja, in sicer doziranje (obroč spredaj) in brizganje (obroč zadaj - mora tesniti). Nepovratni ventil je sestavljen iz treh delov:

• Konica ali špica,

• Obroč,

• Podporni obroč.

V primeru, da nam parametri blazine v času brizganja vedno pokažejo vrednost 0, je velika verjetnost, da nepovratni ventil ne deluje pravilno. Potrebno je demontirati brizgalno enoto (cilinder) in preveriti stanje nepovratnega ventila. Največkrat je težava obraba ventila ali tujek na mestu, kjer bi moral obroč tesniti na podporni obroč.

Naleganje šobe brizgalne enote oz. cilindra je izjemno pomembno, saj lahko nepravilno naleganje povzroči puščanje mase med orodjem in šobo, kar je prikazano na spodnji sliki. Da bi se temu izognili, je pomembno preveriti, ali so na orodju in šobi stroja izdelani radiusi za naleganje. Prav tako preverite morebitno poškodbo šobe na stroju ali vhodno šobo na orodju. Poleg tega je ključnega pomena, da je šoba stroja pravilno nastavljena v centru.

Na sliki si lahko ogledate priporočene profilne temperature glede na predelavo določenega materiala.

Vir: Janez Navodnik, Napake pri brizganju.

Del pomembnega dela procesa celotnega cikla brizganja je tudi zadrževalni tlak, ki v osnovi mora nadomestiti prostorninsko krčenje taline med ohlajanjem. Zato se s tem postopokom potisne dodatni material v votlino kalupa.

• Zadrževalni tlak je vedno nekje med 40 in 60 % brizgalnega tlaka.

• Če je zadrževalni tlak nizek in čas zadrževalnega tlaka prekratek, bodo kosi nepopolni ali na njih se bodo pojavile posede.

• Če pa je zadrževalni tlak previsok, lahko privede do loma orodja, notranjih napetosti v izdelku, težjega iztiskanja izdelka iz orodja...

Ključna razlika med amrofnim in kristalinični materialoma je v njihovi strukturi.

Amorfnim materili:

• Naključno zapletene verige

• Kemijska občutljivost

• Zmerna toplotna odpornost

• Transparentni materiali

• Majhno krčenje

• Širok razpon mehčanja

• PC (LEXAN™), PEI (ULTEM™),PPE (NORYL™), ABS (CYCOLAC™), ASA (GELOY™)

Kristalinični materiali:

• Nekatere verižne strukture so urejene

• Kemijska odpornost

• Visoka toplotna odpornost

• Občutljivost za zareze

• Ne transparentni materiali

• Veliko krčenje

• Vzdržljivi materiali

• Odpornost proti obrabi

• Različna točka taljenja

• PBT (VALOX™). PA, POM, PEEK, PE, PP...

To je material, ki ostane v cilindru po končani fazi brizganja (po zadrževalnem tlaku). Postopek brizganja mora omogočiti, da blazinica zagotovi zadosten tlak v kalupu. Pri premajhni blazini se tlak ne more prenesti na talino, lahko se pojavijo ne polno zaliti kosi in lahko se poškoduje polž. Pri preveliki blazini se material predolgo zadržuje v cilindru in lahko privede do degradacije materiala.

KONSTANTNA VREDNOST BLAZINICE NAM PRIKAZUJE STABILNOST IN PONOVLJIVOST PROCESA

Na sliki si lahko ogledate prikaz osnovnih priporočil zadrževanja določenega materiala v cilindru. Kot lahko opazite, je tako prekratek čas kot tudi predolg čas zadrževanja mase v cilindru nezaželen. Na ta parameter je potrebno biti pozoren, saj lahko neupoštevanje priporočil privede do odstopanja kakovosti končnega izdelka.

Vir: Sumitomo DEMAG

V spodnji tabeli so prikazani osnovni parametri za brizganje plastike iz najbolj pogostih materialov.

Vir: Janez Navodnik, Napake pri brizganju.

Za dobro delovanje orodja za brizganje je pomembno upoštevati več osnovnih dejavnikov:

• Orodje mora biti izdelano v skladu z zahtevami naročnika, kar vključuje upoštevanje skrčka materiala, obstojnosti orodja glede na predvidene količine, zaščite in prevleke, trdote, visokega sijaja ali erodirane površine, uporaba toplokanalnega sistema ali hladnega dolivka.

• Orodje mora biti pravilno vzdrževano, vključno s čiščenjem, zaščito in mazanjem.

• Orodje mora imeti pretočne kanale za medij, ki ne smejo biti zamašeni. Po vsaki seriji je potrebno kanale "izpihati", pred vsako serijo pa preveriti, ali medij teče skozi kanale in koliko teče (v litrih na minuto) na vodni grupi ali temperirni napravi.

• Orodje mora imeti primerno dodatno opremo, kot so regulatorji toplokanalnih sistemov, primerne temperirne naprave, krmilniki za hidravlične in pnevmatske ventile.

• Priporočljivo je, da ima vsako orodje števec, ki ni mogoče demontirati ali ponastaviti, saj omogoča spremljanje količine izdelanih ciklov z dotičnim orodjem.

Odzračevanje omogoča izstop zraka ali plina, ko talina vstopi v kalup. Če je zrak ujet v orodju, se lahko zaradi stiskanja močno segreje in povzroči da se talina ''vžge'' kar lahko povzroči celo vdolbino ali erozijo na vložku orodja. Učinkovito odzračevanje preprečuje nastanek nepopolno napolnjenih izdelkov in morebitno razgradnjo materiala med polnjenjem oblikovne votline.

Poznamo veliko različnih načinov temperiranja ali regulacije temperature v orodjih za brizganje, vendar je njihova skupna lastnost visoka natančnost delovanja. Samo dobro delujoča temperirna naprava na žalost ni zadostna; pomembno je imeti delujoč celoten sistemki je prilagojen glede na uporabljeni material izdelka.

Pomembni dejavniki za sistem hlajenja:

• Čisti in pretočni kanali v orodju in vložkih,

• Hladilni kanali morajo biti postavljeni čim bližje površini oblike,

• Hladilni kanali morajo biti prilagojeni mediju in temperaturi, ki se bo uporabljal,

• Temperirne naprave ali sistemi hlajenja morajo biti dovolj močni in redno vzdrževani, da so zmožni odvajati toploto glede na sam postopek predelave.

Pri predelavi materiala, kot je PA, je potrebno imeti temperaturo orodja nad 50°C. Pri predelavi materiala, kot je PP, pa je potrebno imeti temperaturo orodja pod 25°C.

Vir slike: Youtube Kruse Training

Sistemska voda je ključnega pomena pri procesu brizganja plastike, saj deluje kot hladilni medij za olje v hidravličnih strojih za brizganje ter orodjih za brizganje ali temperirnih napravah. Redno spremljamo kakovost sistemske vode z meritvami trdote in vsebnosti aditivov ter ustrezno ukrepamo glede na rezultate meritev. Če sistemska voda ni kakovostna in je umazana, se lahko pojavijo težave, kot so korozija in zamašeni vodni kanali ali celo obloge v orodjih za brizganje, kar lahko negativno vpliva na celoten proces brizganja plastike. To ponavadi privede do pregrevanja in daljših ciklov kot so bili ob zagonu novega orodja.

Toplokanalni sistem v orodjih za brizganje plastike je način distribucije staljene plastike, ki omogoča natančno in učinkovito brizganje. Ta sistem običajno vključuje ogrevan blok ali razdelilec ter več ogrevanih šob. Ko stroj za brizganje potisne staljeno plastiko v blok ali razdelilec, ta enakomerno porazdeli plastiko v več ogrevanih šob. Te šobe nato natančno dozirajo plastiko v točno določene točke brizganja v votlinah orodja. Ta sistem omogoča boljšo kakovost in natančnost izdelkov ter povečuje produktivnost in zmanjšuje odpad.