Projektowanie narzędzi do przetwórstwa metodą wtrysku

Wytwarzanie seryjnych elementów z tworzyw sztucznych wymaga zachowania określonych parametrów na każdym etapie procesu. Znaczenie ma nie tylko sama wtryskarka, ale również narzędzie, w którym materiał uzyskuje docelowy kształt. Jego konstrukcja musi odpowiadać zarówno geometrii szczegółu, jak i właściwościom wykorzystywanego surowca.

Formy wtryskowe składają się z wielu współpracujących ze sobą części, takich jak płyty mocujące, wkładki formujące, prowadnice, wypychacze i elementy układu chłodzenia. Każdy z owych podzespołócałkowicie określoną funkcję. Szczególnie ważne jest właściwe zamykanie narzędzia, ponieważ niedokładne przyleganie jego połówek może powodować wypływanie tworzywa oprócz obszar gniazda. Konstrukcja zależy także od rodzaju wypraski. Przeciwnie przygotowuje się narzędzie do wykonywania płaskich obudów, a całkiem inaczej do szczegółów posiadających gwinty, zatrzaski albo trudne kształty wewnętrzne.

Przygotowanie dokumentacji technicznej wymaga przeanalizowania sposobu, w jaki gotowy detal będzie powstawał i opuszczał narzędzie. Projektowanie form wtryskowych uwzględnia w głównej mierze kierunek otwierania, rozmieszczenie powierzchni podziału oraz konieczność zastosowania dodatkowych mechanizmów. Niektóre kształty wymagają zastosowania suwaków, które w trakcie otwierania formy przemieszczają się na boki, umożliwiając wyjęcie elementu z podcięciami. W innych przypadkach wystarczają normalne wypychacze. Istotne jest też zaplanowanie miejsca doprowadzenia tworzywa. Punkt wtrysku powinien być dobrany do kształtu szczegółu i sposobu wypełniania gniazda. Jego niewłaściwe położenie może powodować widoczne ślady, nierównomierne wypełnienie lub osłabienie wybranych fragmentów wypraski. Na etapie projektu rozważa się też sposobność odpowietrzania przestrzeni roboczej, ponieważ powietrze zamknięte wewnątrz gniazda może utrudniać właściwe formowanie materiału.

Właściwe wykonanie poszczególnych części wymaga użycia obróbki dostosowanej do rodzaju materiału i wymaganej dokładności. Produkcja form wtryskowych obejmuje przygotowanie elementów stalowych, wykonywanie powierzchni roboczych, obróbkę kanałów a także dopasowanie mechanizmów odpowiedzialnych za ruch narzędzia. Przy bardziej złożonych detalach używa się obróbkę elektroerozyjną, która pozwala uzyskać kształty trudne do stworzenia tradycyjnymi metodami skrawania. Ważne jest również wykończenie powierzchni gniazd. Mogą one wymagać polerowania, nadania określonej faktury albo pozostawienia śladów wynikających z przyjętej technologii. Nie bez znaczenia pozostaje dobieranie stali. Powinien on uwzględniać przewidywaną liczbę cykli, rodzaj przetwarzanego tworzywa oraz warunki pracy. Wykorzystanie niewłaściwego materiału może skutkować szybszym zużyciem powierzchni formujących lub rozterkami w trakcie późniejszej regeneracji narzędzia.

Po zamontowaniu wszystkich podzespołów organizuje się kontrolę działania poszczególnych mechanizmów a także próby wtrysku. Weryfikacji podlegają w głównej mierze wymiary stworzonych detali, sposób ich wypychania i jakość powierzchni. Warto wspomnieć, że pierwsze próby nie za każdym razem odzwierciedlają warunki późniejszej produkcji. Konieczne może być implementację temperatury cylindra, ciśnienia wtrysku, czasu chłodzenia albo prędkości napełniania gniazda. Zdarza się także, że problem wynika z samej konstrukcji narzędzia, np z niewystarczającego odpowietrzenia lub nieodpowiedniego rozmieszczenia kanałów chłodzących. W takich sytuacjach zmiana parametrów maszyny może nie rozwiązać przyczyny nieprawidłowości. Podczas eksploatacji kontroluje się też stan elementów ruchomych, powierzchni podziału i układu wypychania. Zakres przeglądów zależy od intensywności użytkowania oraz działu materiału. Szczególnej sugestie wymagają tworzywa zawierające dodatki mogące wpływać na ścieranie powierzchni roboczych. Zużycie wręcz niewielkiego elementu może z nierzadko zmienić sposób pracy całego mechanizmu.

Zobacz również: zaślepki do profili plastikowych.