Příprava pracovníků pro výrobu technologií vstřikování plastů

Rozvoj technologie vstřikování plastů v druhé polovině minulého století přinesl sebou i stále zvyšující se nároky na kvalitu pracovníků výrobních závodů, jejichž hlavní náplní se stává výroba plastových dílů a finálních výrobků touto technologií. O zpracování plastů se postupně začaly zajímat i vysoké školy, např. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta strojní ČVUT v Praze, Technická univerzita v Liberci, Univerzita Pardubice, Vysoké učení technické v Brně a další. Výuka na vysokých školách je většinou zaměřena na obecné problémy zpracování jednotlivých polymerů, včetně nauky o jejich vlastnostech, chemii a struktuře a v neposlední řadě bylo do výuky zařazeno také zkoušení vlastností podle norem i zkoušení chování plastových výrobků v podmínkách praktického nasazení.

Obsluhy vstřikovacích strojů, seřizovače, technology, směnové mistry a zkušební techniky školily vlastní firmy. Dříve se jednalo především o velké podniky, jako byl Plastimat Liberec, Lisovny nových hmot Vrbno pod Pradědem, Strojplast Tachov, Fatra Napajedla a další. Postupně se technologie vstřikování rozšířila i do malých výroben, které neměly vlastní kapacitu pro další výuku a školení svých zaměstnanců.

Z výše uvedených důvodů začaly tehdejší Domy techniky organizovat krátkodobé kurzy (2 až 6 dnů). V tomto směru byl aktivní např. Dům techniky v Praze, Českých Budějovicích, Brně, Pardubicích, Ostravě a dalších lokalitách. Po roce 1989 vznikly z těchto organizací soukromé společnosti, jako např. v Praze Eduka, v Českých Budějovicích Experta a další. Protože jsem od roku 1970 v těchto školicích organizacích přednášel a působil jako garant, bylo mojí povinností zajistit a stále aktualizovat program školicích kurzů. Firma Plast Form Service od roku 1995 převzala garanci i organizaci kurzů pod názvem Vstřikování plastů – teorie a praxe. Třídenní kurzy firma pořádala každý rok v dubnu a v listopadu ve výukovém centru v Čelákovicích. Pro velký zájem (kapacita posluchárny byla maximálně pro 100 posluchačů) byly po dohodě některé termíny rozšířeny. Z organizačních důvodů byla tato činnost v roce 2010 ukončena.

Velký zájem o tato školení inspiroval další organizace a v současné době lze na internetu vyhledat velké množství firem, které nabízejí školení v oblasti polymerních materiálů, technologie zpracování, strojního vybavení, vstřikovacích forem, vad výstřiků a dalších témat z oboru technologie zpracování plastů. Prakticky v každém kraji je nějaké školicí středisko, často s celostátní působností. Lze se tak seznámit se školeními, která pořádají například organizace DTO CZ z Ostravy, pražská firma Gradua-Cegos, Mapro z Olomouce, zlínský Smartplast, liberecká společnost Libeos a další.

O úrovni či náplni pořádaných kurzů však častonejsou k dispozici bližší objektivní informace, a tak bývá pro výrobní firmy velmi obtížné vybrat si takový kurz, který by úzce souvisel s jejich výrobním programem.

Po roce 1989 dochází u nás k postupné změně sortimentu vstřikovaných plastových výrobků. Byl zaznamenán ústup od spotřebního zboží a zvyšující se zájem o technické výrobky, zejména díly pro automobilový průmysl. Zároveň dochází i ke zvyšování nároků na kvalitu těchto dílů. Přednost při jejich výrobě dostávají především certifikované firmy podle norem ISO 9001:2008, ISO TS 16949:2009, VDA 6.1:2010.

Ve firmě Plast Form Service byly vytvořeny osnovy pro školení obsluh, směnových mistrů, seřizovačů a technologů. Pro prokázání účinnosti školení pak byly vypracovány krátké testy zahrnující otázky o plastových materiálech, technologii vstřikování, vstřikovacích strojích a periferiích, vstřikovacích formách a kvalitě výstřiků.
Složení otázek pro pracovníky konkrétních vstřikoven by se mělo vázat na výrobní program dané firmy. Na příklad takového testu, který používá firma Plast Form Service I. M., se můžete podívat na www.mmspektrum.com/160301.

Znalosti nových pracovníků vstřikovny se doporučuje po jejich jednoměsíčním působení ve firmě ověřit řadou jednoduchých otázek z oblasti technologie vstřikování (tzv. plastikářské minimum). Zaměření zkušebních otázek má navazovat na výrobní program konkrétní vstřikovny.

Plast Form Service I. M.

Emil Neuhäusl

emil.neuhausl@seznam.cz

www.pfservice.cz

Test je určen pro středně technické kádry firem, zabývajících se vstřikováním plastů (technolog, směnový mistr, seřizovač, kvalitář).

Poznámka: text testu neprošel redakční ani jazykovou úpravou.

Materiály

1. Definice termoplastů:
a) hmoty teplem tvárné, při ohřevu v nich probíhá fyzikální změna, dají se recyklovat
b) hmoty teplem tvrditelné, probíhá v nich chemická reakce, nedají se regranulovat
c) hmoty, které na zvýšenou teplotu nereagují

2. Které druhy termoplastů lze vyrábět v transparentní formě?
a) semikrystalické
b) amorfní
c) termoplastické elastomery

3. Které druhy plastů lze recyklovat a po recyklaci znovu zpracovávat?
a) termoplasty
b) reaktoplasty
c) elastomery (kaučuky)

4. Který z uvedených termoplastů odolává trvale nejvyšším teplotám?
a) polystyrén PS
b) polyformaldehyd POM
c) terpolymer ABS (akrylonitril-butadien-styrén)

5. Který z uvedených termoplastů má při vstřikování nejmenší smrštění?
a) polypropylén PP
b) polystyrén PS
c) polyformaldehyd POM

6. Který z uvedených materiálů vykazuje největší anizotropii smrštění?
a) polypropylen PP
b) PP + minerální plnivo (mastek)
c) PP + vláknité plnivo (skleněná či uhlíková vlákna)

7. Který z uvedených termoplastů je lehčí než voda?
a) polyformaldehyd POM
b) polyamid PA
c) polypropylen PP

8. Které z uvedených vlastností jsou shodné pro polypropylén a polyamid?
a) oba jsou lehčí než voda
b) oba materiály vytvářejí z taveniny krystalickou strukturu (jsou semikrystalické)
c) oba polymery jsou silně navlhavé

9. Jakou teplotní odolnost má polypropylén ve srovnání s polystyrénem?
a) stejnou
b) nižší
c) vyšší

10. Obsah kaučuku (TPE) v polymeru zvyšuje především:
a) tvrdost materiálu
b) houževnatost
c) teplotní odolnost

Technologie vstřikování

11. Které termoplasty je nutno před zpracováním sušit? Uveďte teplotu sušení
a přípustný obsah vody při vstřikování.
a) polyamid 6
b) polypropylén
c) polykarbonáty

12. Který typ polypropylénu, specifikovaný indexem toku taveniny (ITT) má nejlepší
tekutost taveniny?
a) ITT = 5 g/10 min.
b) ITT = 10 g/10 min.
c) ITT = 7 g/10 min.

13. Při jakých teplotách taveniny se vstřikuje polypropylén?
a) 100 - 120°C
b) 200 - 260 °C
c) 300 - 330°C

14. Při jakých teplotách taveniny se vstřikuje polyamid 6,6?
a) 210 - 250°C
b) 100 - 150°C
c) 270 - 300°C

15. Vstřikovací tlak je:
a) tlak kapaliny v hydraulických obvodech
b) tlak ve formě
c) vstřikovací síla vztažená na jednotkovou plochu vstřikovacího šneku

16. Jakou vstřikovací tryskou se tavenina nejlépe odstřikuje do volného prostoru?
a) uzavíratelnou - kombinovanou
b) otevřenou
c) uzavíratelnou patentní

17. Vstřikovací cyklus je:
a) doba od jednoho uzavření formy do dalšího otevření formy
b) doba potřebná k výrobě plánovaného počtu kusů výstřiků
c) doba od jednoho uzavření formy do dalšího uzavření formy

18. Vstřikovací teplota musí být nižší než:
a) teplota tání polymeru
b) teplota zeskelnění Tg
c) teplota degradace polymeru (teplota rozkladu)

19. Při nepravidelné a obtížné plastikaci na šnekových strojích přidáváme do granulátu:
a) nukleační činidla
b) maziva (např. stearáty)
c) termooxidační stabilizátory

20. Který technologický parametr u polyamidu nejvíce ovlivňuje smrštění proti formě?
a) vstřikovací rychlost
b) teplota formy
c) teplota taveniny

Vstřikovací stroje a periferie

21. Jaký pohyb na šnekových vstřikovacích strojích koná šnek?
a) pouze rotační
b) rotační a posuvný
c) pouze posuvný

22. Podle pohonu rozdělujeme vstřikovací stroje na:
a) pístové a šnekové
b) mechanické, mechanicko-hydraulické, hydraulické, elektrické
c) souosé, úhlové

23. Do vstřikovací jednotky vstřikovacího stroje nepatří:
a) plastikační tavný válec
b) tryska
c) ochranné kryty

24. Jaký poměr délky šneku L k jeho průměru D je nejpoužívanější u šnekových
vstřikovacích strojů?
a) 10 až 14
b) 18 až 22
c) 30 až 36

25. Jaký je u šnekových vstřikovacích strojů nejvhodnější kompresní poměr šneku?
a) 1 - 1,5
b) 2 - 3,5
c) větší než 4

26. Určete uzavírací sílu stroje při vstřikování výstřiku z polypropylénu, jehož
průmětná plocha do dělící roviny je 100 cm2:
a) 250 kN
b) 750 kN
c) 1600 kN

27. Které vstřikovací stroje jsou z hlediska spotřeby energie nejvhodnější?
a) pístové mechanické
b) hydraulické
c) elektrické

28. Jakou teplotu nastavíme pro sušení polykarbonátů v sušárnách s cirkulací horkého
suchého vzduchu?
a) 80°C
b) 120°C
c) 160°C

29. Který typ sušáren je nejpoužívanější a ekonomicky nejvhodnější?
a) komorové
b) vakuové
c) s cirkulací horkého suchého vzduchu

30. Pro temperaci forem na teplotu 120°C použijeme temperační zařízení:
a) s cirkulací oleje
b) elektrický ohřev
c) s cirkulací vody

31. Jaký vstřikovací tlak a rychlost volíme při záběhu nové formy?
a) co nejmenší
b) co největší
c) na vstřikovacím tlaku a rychlosti nezáleží

32. Tvárnicové čelisti formy jsou:
a) přidržovače vtoků
b) části, které drží tvárnici
c) pohyblivé části tvárnice

33. Temperované vstřikovací formy pracují přibližně při teplotě:
a) 10 - 30°C
b) 60 - 130°C
c) 230°C

34. Jaká je optimální teplota formy při vstřikování polyamidu 6?
a) 120 - 130°C
b) 10 - 30°C
c) 60 - 90ºC

35. Jaká je optimální tloušťka odvzdušňovacích kanálů na tvarové dutině formy?
a) 0,3 - 0,5 mm
b) menší než 0,01 mm
c) 0,01 - 0,02 mm

36. Při oživování vstřikovací formy a optimalizaci procesu vstřikování měníme:
a) pouze jeden technologický parametr a následně změnu vyhodnocujeme
b) několik vybraných technologických parametrů najednou s následným vyhodnocením
c) provádíme změnu všech technologických parametrů s následným vyhodnocením

37. Optimální temperaci formy umožňují:
a) velký průměr kanálů a pomalu proudící temperační kapalina
b) malý průměr kanálů a rychle proudící temperační kapalina
c) velký průměr kanálů a rychle proudící temperační kapalina

38. U kterých rozměrů na výstřiku lze dosáhnout vyšší rozměrové přesnosti?
a) rozměry kótované ve směru vyhazování z formy
b) rozměry, které tvoří jádra, např. průměr díry
c) rozměry zaformované pomocí čelistí

39. Který údaj je určující pro upnutí formy na vstřikovací stroj?
a) hmotnost formy
b) výška formy
c) odvzdušnění formy

40. V případě, že na bocích výstřiku je dezén, je nutno upravit vyhazovací úkos takto:
a) úprava není třeba, úkos bude stejný jako na leštěném povrchu
b) úkos se zvětší minimálně o hloubku dezénu
c) úkos se zvětší o polovinu hloubky dezénu

Kvalita a vady výstřiků

41. Skryté vady výstřiku zjistíme:
a) jednoduchými měřidly
b) laboratorními zkouškami
c) nedají se zjistit

42. Spáleniny na výstřiku jsou způsobeny:
a) velkou vstřikovací dobou
b) velkým dotlakem
c) velkou vstřikovací rychlostí

43. Velmi nízká teplota formy se projeví:
a) stříbřením na povrchu
b) tokovými čarami
c) spáleninami

44. Vlhkost granulátu (nevysušený materiál) se na výstřiku projeví:
a) propadlinami
b) tokovými čarami
c) stříbřením na povrchu výstřiku

45. Příčinou propadlin na výstřiku je:
a) vysoká vstřikovací rychlost
b) nízký dotlak a doba dotlaku
c) dlouhý vstřikovací cyklus

46. Polyformaldehyd POM (např. Delrin, Hostaform) degraduje při teplotě:
a) 180 ºC
b) 220 ºC
c) 250 ºC a vyšší

47. Který technologický parametr snižuje ve výstřiku vnitřní pnutí?
a) vyšší teplota taveniny a formy
b) nižší doba chlazení
c) vyšší protitlak (odpor na šneku) při plastikaci

48. Jaká změna technologických parametrů zvyšuje pevnost studených spojů?
a) zvýšení teploty taveniny a formy
b) snížení vstřikovacího tlaku
c) snížení vstřikovací rychlosti

49. Volný proud taveniny na výstřiku lze odstranit:
a) změnou dotlakové fáze
b) snížením teploty taveniny
c) úpravou vtokového ústí a jeho přemístěním na výstřiku

50. Vzhledové vady na povrchu výstřiku (stříbření, tokové čáry, šmouhy) lze odstranit:
a) profilováním a změnou vstřikovací rychlosti, úpravou teploty taveniny a formy
b) zmenšením vstřikovacího cyklu
c) zvýšením vstřikovacího tlaku

Pro možnost kontroly vašich znalostí uvádíme i správné odpovědi na jednotlivé otázky:

1a, 2b, 3a, 4b, 5b, 6c, 7c, 8b, 9c, 10b,
11ac, 12b, 13b, 14c, 15c, 16b, 17c, 18c, 19b, 20b,
21b, 22b, 13c, 24b, 25b, 26b, 27c, 28b, 29c, 30ac,
31a, 32c, 33b, 34c, 35c, 36a, 37ab, 38a, 39b, 40b,
41b, 42c, 43b, 44c, 45b, 46c, 47a, 48a, 49c, 50a.