Wtryskarki

Trudno sobie wyobrazić świat bez tworzyw sztucznych: od długopisów i zakrętek na butelki, poprzez kosze na śmieci, aż po zderzaki samochodów – elementy z tworzyw sztucznych otaczają nas w niezliczonych kolorach i kształtach w każdej chwili codziennego życia. Części z tworzywa sztucznego są zwykle produkowane w procesie formowania wtryskowego. Formowanie wtryskowe jest procesem polegającym na wykorzystaniu form do właściwego ukształtowania amorficznego materiału wyjściowego. Materiałem wyjściowym podczas formowania wtryskowego części plastikowych jest zwykle granulat tworzywa sztucznego. Granulat, który ma początkowo postać stałą, jest podgrzewany i wtryskiwany pod wysokim ciśnieniem do formy. Proces ten jest jednak znacznie bardziej skomplikowany, niż mogłoby się wydawać. A to dlatego, że gotowy produkt powinien jak najdokładniej odpowiadać specyfikacjom w zakresie koloru, wymiarów i powierzchni, jednocześnie osiągając maksymalną możliwą wytrzymałość i jakość. Pierwszą maszynę działającą na tej zasadzie skonstruowano w 1919 r. na potrzeby przetwarzania miękkiego octanu celulozy.

W pierwszej kolejności wtryskarka musi zostać przygotowana do pracy, tzn. napełniona materiałem (granulatem tworzywa sztucznego), a następnie wyposażona w odpowiednią formę. Forma definiuje wytwarzany produkt z tworzywa sztucznego i jest wymienna. Dzięki temu wtryskarka do tworzyw sztucznych może wyprodukować niemal dowolną liczbę różnych części.
 
Po uruchomieniu maszyny ślimak zaczyna się obracać, przenosząc granulat tworzywa sztucznego na przód maszyny, gdzie jest on podgrzewany i upłynniany (uzyskanej cieczy nie można jednak porównywać do wody, powstająca masa odznacza się większą lepkością). Ruch w ślimaku wywołuje wzrost ciśnienia. Gdy tylko osiągnięta zostaje wartość ciśnienia wymagana do produkcji, materiał jest wtryskiwany do formy w układzie zamknięcia formy.
 
Forma jest zwykle wykonana ze stali i dzieli się na dwie części. Jedna część jest zamontowana na nieruchomej płycie dociskowej, a druga na ruchomej płycie dociskowej. Po złączeniu obu części powstaje pomiędzy nimi pusta przestrzeń, którą nazywamy wnęką formy. Następnie materiał jest wprowadzany do tej pustej przestrzeni z układu wtryskowego za pośrednictwem dyszy w płycie dociskowej. Ciśnienie generowane w ślimaku powinno umożliwić całkowite wypełnienie wnęki formy. Ważną rolę odgrywa prędkość wtrysku, ponieważ wpływa ona na to, jak materiał jest rozprowadzany wewnątrz formy. Nie powinny powstać żadne puste przestrzenie. Po całkowitym napełnieniu formy układ zamknięcia formy odcina dopływ materiału i rozpoczyna się chłodzenie materiału w formie. Następnie forma zostaje otwarta, co umożliwia wyciągnięcie gotowych części z tworzywa sztucznego. Oprócz samego elementu uformowanego metodą wtryskową, czyli docelowego kształtu produkowanej części, obecne są również resztki tworzywa. To elementy „wystające” z części, powstałe na skutek wprowadzania ciekłego materiału do formy za pośrednictwem otworu. Wystający element jest następnie usuwany przez obcinarkę.
 
W zależności od wielkości produkowanych partii i stopnia automatyzacji wtryskarki mogą mieć bardzo różne wymiary. Istnieją wtryskarki, które muszą być ręcznie napełniane granulatem, a także maszyny, które wsysają materiał z dużych zbiorników za pośrednictwem systemów rurowych.
Istnieją także maszyny, w przypadku których to pracownicy usuwają gotowe części z tworzywa sztucznego z formy, oraz inne, w których części są automatycznie wybierane przez chwytaki i transportowane dalej na przenośnikach.

W systemie zasilania maszyny można stosować zarówno przewody sterujące, przewody serwo, przewody silnikowe, jak i węże marki chainflex®. W układzie zamknięcia formy następuje przykładowo względnie częsty ruch o krótkim czasie cyklu. Dzięki swojej wyjątkowej konstrukcji przewody chainflex® z odciążającym rdzeniem, splatane w komplety w wytłaczanych pod wysokim ciśnieniem koszulkach zewnętrznych z materiałów takich jak PCW lub TPE, idealnie spełniają wymagania ruchów o dużej dynamice.
Poruszające się przewody mogą zostać bezpiecznie poprowadzone wewnątrz maszyny za pomocą systemów prowadników kablowych igus®. Cykle robocze składają się w większości z krótkich, poziomych ruchów. Właśnie na potrzeby takich ruchów można zamontować prowadniki kablowe. W zależności od rodzaju maszyny możliwe jest inne ułożenie prowadnika kablowego, na przykład umocowanie go na boku lub bez podparcia. Prowadniki kablowe charakteryzują się bardzo dużą żywotnością, dzięki czemu można spodziewać się długiego okresu eksploatacji.
Elastyczna konstrukcja i łatwość montażu sprawiają, że można w dowolnym momencie dostosować przewody wypełniające prowadnik kablowy, jeżeli konieczne jest wprowadzenie zmian w maszynie.
 
Wtryskarki do tworzyw sztucznych umożliwiają również zastosowanie zróżnicowanych procesów roboczych: systemy prowadników kablowych igus® mogą też odpowiadać za doprowadzanie materiału lub usuwanie gotowych części, a także obsługę obcinarki i form.
 
Możliwy jest również montaż łożysk ślizgowych firmy igus® z prowadnicami liniowymi drylin®. Drzwiczki zabezpieczające układu zamknięcia formy mogą na przykład poruszać się po lekkiej, bezsmarowej szynie z saniami.
 
Tak na marginesie – większość produktów igus® produkujemy właśnie z użyciem wtryskarek.

Produkty do stosowania we wtryskarkach

Przykłady zastosowań wdrożonych przez klientów