Formowanie wtryskowe to jedna z najpopularniejszych metod przetwórstwa tworzyw sztucznych, stosowana do masowej produkcji elementów o złożonych kształtach. Technologia ta łączy precyzję wykonania z wysoką wydajnością, dzięki czemu znajduje zastosowanie w branży motoryzacyjnej, medycznej, AGD czy opakowaniowej. Poniżej przedstawiono szczegółowy opis etapów procesu.
Przygotowanie materiału
Podstawowym surowcem w formowaniu wtryskowym jest granulat z tworzywa sztucznego, np. polipropylenu (PP), polistyrenu (PS), ABS lub poliwęglanu (PC). Granulat przed wtryskiem często poddaje się suszeniu w suszarkach konwekcyjnych lub podciśnieniowych, aby usunąć wilgoć, która mogłaby pogorszyć właściwości mechaniczne gotowego wyrobu.
Dodatkowo do granulatu mogą być dodawane barwniki, stabilizatory UV, napełniacze mineralne lub inne modyfikatory wpływające na kolor, twardość, odporność chemiczną czy przewodnictwo cieplne.
Podawanie i uplastycznianie tworzywa
Granulat trafia do lejka zasypowego, skąd grawitacyjnie lub z pomocą podajników pneumatycznych jest transportowany do cylindra wtryskarki. W cylindrze umieszczona jest śruba uplastyczniająca, która wykonuje dwa zadania: podgrzewa tworzywo (dzięki grzałkom i tarciu mechanicznemu) oraz je homogenizuje.
W zależności od rodzaju tworzywa, temperatura uplastyczniania może wynosić od 180°C (dla PP) do nawet 350°C (dla PEEK). Odpowiednia regulacja temperatury w strefach cylindra ma kluczowe znaczenie dla uniknięcia degradacji materiału.
Wtrysk tworzywa do formy
Po uplastycznieniu, śruba działa jak tłok, przesuwając stopione tworzywo do formy wtryskowej przez dyszę wtryskarki. Proces ten musi być bardzo szybki (czasami ułamki sekundy), aby masa nie zdążyła się schłodzić przed całkowitym wypełnieniem gniazda formy.
Parametry wtrysku, takie jak ciśnienie wtrysku (50–200 MPa) i prędkość wtrysku, są precyzyjnie kontrolowane, aby zapewnić dokładne odwzorowanie detalu oraz minimalizację skurczu przetwórczego.
Faza docisku i chłodzenia
Po wypełnieniu formy następuje faza docisku – utrzymywane jest wysokie ciśnienie, aby kompensować skurcz tworzywa w trakcie stygnięcia. Docisk trwa zwykle od 1 do 10 sekund, w zależności od gabarytów i grubości ścianki elementu.
Chłodzenie to najdłuższa część cyklu – w formie znajdują się kanały chłodzące, przez które przepływa woda lub mieszanina glikolowa. Czas chłodzenia może wynosić od kilku do kilkudziesięciu sekund i ma ogromny wpływ na jakość oraz stabilność wymiarową detalu.
Otwieranie formy i wypychanie detalu
Po osiągnięciu wymaganej temperatury, forma jest otwierana, a element wypychany przy pomocy wyrzutników mechanicznych lub pneumatycznych. W przypadku wyrobów o skomplikowanych kształtach stosuje się dodatkowe mechanizmy, np. suwaki, rdzenie obrotowe czy formy wielotaktowe.
Detale po wypchnięciu mogą wymagać obróbki wtórnej – odcięcia nadlewek, gratowania, nadruku lub montażu z innymi komponentami.
Kontrola jakości i pakowanie
Gotowe elementy są poddawane kontroli wizualnej, pomiarowej oraz testom funkcjonalnym. W przypadku produkcji masowej często wykorzystuje się systemy wizyjne z kamerami, które automatycznie odrzucają elementy wadliwe.
Po przejściu kontroli detale są pakowane luzem, w woreczki foliowe lub na tacki transportowe, a następnie kierowane do dalszej dystrybucji lub montażu.
Znaczenie automatyzacji w procesie wtryskiwania
Nowoczesne linie wtryskowe coraz częściej są w pełni zautomatyzowane – od podawania granulatu, przez pracę robotów odbierających detale, po systemy monitorujące parametry procesu w czasie rzeczywistym. Automatyzacja nie tylko zwiększa wydajność, ale też pozwala utrzymać stałą jakość produkcji.Proces formowania wtryskowego obejmuje szereg precyzyjnych etapów – od przygotowania materiału, poprzez uplastycznienie, wtrysk, chłodzenie, aż po kontrolę jakości. Każdy z nich wymaga odpowiednio dobranych parametrów technologicznych, ponieważ najmniejsze odchylenie może skutkować wadami wyrobu. Dzięki swojej elastyczności, powtarzalności i możliwości realizacji skomplikowanych kształtów, wtryskiwanie pozostaje jedną z najważniejszych metod wytwarzania detali z tworzyw sztucznych.
8 comments