Témata
Reklama

Barvení a směšování materiálů "volumetricky, nebo gravimetricky"?

Rozvoj stále nových termoplastických materiálů zvyšuje požadavky na přípravu materiálu před vlastním zpracováním. V oblasti směšování lze volit ze dvou typů směšovacího zařízení - s dávkováním materiálu objemovým způsobem, nebo s dávkováním materiálu s jeho odvažováním.

Převratný rozvoj nových typů termoplastických materiálů, který je vynucen stále vyššími požadavky zpracovatelů na odpovídající vlastnosti výrobků, znamená přizpůsobit těmto požadavkům také technologická zařízení. Jedním z rozhodujících faktorů je příprava materiálu před vlastním zpracováním, tzn.vysušení navlhavých typů materiálů a jejich smíchání mezi sebou, s aditivy a event. s drtí. Dodavatel materiálu samozřejmě může připravit aditivovaný materiál, zpracovatel však musí počítat s vyšší výslednou cenou, ale hlavně se zbavuje výhody mít technologii "ve vlastních rukou", tedy mít možnost připravit si operativně požadovanou materiálovou směs anebo upravit podíl přídavných materiálů s ohledem na požadované výsledné vlastnosti výrobku, jako jsou mechanická pevnost, elektrické vlastnosti, rozměry a jejich stálost, vzhledové vlastnosti a probarvenost výrobku.
Typickým příkladem je zpětné dávkování drtě do přírodního barevného materiálu. Změnou podílu drtě ve směsi dochází ke změně podílu barevného pigmentu ve výrobku a tedy ke změně probarvenosti, barevné stálosti a mechanických vlastností výrobku.
Zpracovatel má prakticky dvě možnosti volby typu směšovacího zařízení. Dávkovaní materiálu objemovým způsobem, nebo dávkování materiálu s jeho odvažováním.
Reklama
Reklama
Reklama

Volumetrické dávkovací přístroje

Existuje celá řada konstrukčních řešení těchto dávkovacích jednotek. Nejčastěji jsou používány dávkovací turnikety, dávkovací kotouče a dávkovací šneky. Vždy jde však o stejný princip. Přímo úměrně se změnou otáček nebo se změnou frekvence dochází ke změně objemového dávkovacího výkonu. Jestliže předpokládáme, že objemová hmotnost materiálu je konstantní, pak tedy exaktně řídíme hmotnostní dávkovací výkon. Tuto lineární závislost musíme ověřit kalibrací materiálu, tedy provést kalibraci pro konkrétní typ materiálu (odlišná měrná hmotnost) od konkrétního dodavatele (odlišná objemová hmotnost). Výše uvedený předpoklad je však problematický. Je jisté, že s každou výrobní dávkou dodavatele granulátu může dojít v souvislosti s nastavením linky ke změně rozměrů granulí. Nezbývá než provést kalibraci materiálu opakovaně pro každou dodanou šarži. V materiálu se však vyskytují shluky vlasů a prachu, a tak musíme počítat s tím, že v tomto okamžiku dávkujeme množství odlišné
od žádaného. Průchod materiálu může být v dávkovací jednotce zablokován, pak ovšem není dávkováno žádné množství. Vlastní nastavení dávkovacího výkonu musí dále respektovat dosahovanou přesnost dávkovacího zařízení, která dosahuje 3 % a toleranční pole musí ležet nad žádanou hodnotou. Sestavování dávkovacích jednotek lze provádět dvojím způsobem:
  • Není dávkován hlavní materiál, jsou dávkovány pouze přídavné komponenty. Do známé konstantní vstřikovací dávky nebo vytlačovacího výkonu jsou dávkovány přídavné materiály. Dávkování přídavných materiálů je závislé na výkonu stroje.
  • Jsou dávkovány všechny komponenty včetně hlavního materiálu a směšovací stanice pracuje nezávisle na výkonu stroje, stanice může být umístěna přímo na stroji nebo mimo stroj.
  • Gravimetrické směšovací stroje

    Tyto směšovací stroje pracují na principu propouštění jednotlivých komponent z materiálových násypek do vážicí nádoby s následným vysypáním dávky směsi do směšovací komory. Propouštění jednotlivých materiálů do vážicí nádoby probíhá do dosažení správné, kalkulované hmotnosti komponenty. Nový cyklus dávkování je zahájen v okamžiku, kdy je směšovací komora vyprázdněna, směšovací stroj tedy pracuje nezávisle na výkonu plastikářského stroje.
    Velikost stroje a jeho výkon jsou dány objemem vážicí nádoby a tomu odpovídající dávce. Princip odvažování předurčuje vlastnosti stroje a poskytuje uživateli velmi výhodný komfort.
  • Příprava směsi probíhá na základě měření hmotnosti, nikoliv objemu - není nutné zabývat se kalibrací, velikostí granulátu, jeho proměnlivou objemovou hmotností, vlasy a prachem. Neúplnost směsi je vyloučena.
  • Nastavování podílu jednotlivých komponent je přímo v % nebo v poměru materiálů a není nutné provádět žádnou kalkulaci.
  • Řízení podílu jednotlivých komponent je velmi přesné - typicky při nastavení podílu komponenty na 1 % je přesnost dávkování ±0,05 %. U některých výrobců dokážou jednotky propouštějící materiál na váhu dávkovat s přesností 3 - 4 granule, což znamená při objemu vážicí nádoby odpovídající 400 gramům materiálu právě přesnost ±0,05 %.
  • Opakovatelná přesnost - od dávky k dávce probíhá kontrola "tečení" materiálu na váhu s korekcí času propouštění materiálu na váhu v následujícím cyklu. Tisková sestava umožňuje kontrolu přesnosti dávkování ve zvolených časových periodách a tedy zpětnou kontrolu složení směsi, což je velice důležitý faktor auditovaných výrobců nebo v případě reklamačních řízení.
  • Množství aditiva ve směsi je kalkulováno pouze k přírodním materiálům a probarvenost výrobku není ovlivněna množstvím drtě. Ve spojení s nožovým mlýnem u stroje je například možno automaticky zvýšit množství drtě ve směsi při jejím zvýšeném množství, např. při vyšším výskytu zmetků, aniž by došlo ke změně probarvenosti výrobku.
  • Pro jednotlivé výrobky mohou být vytvořeny předem příslušné receptury zadané technologem - neodborné zásahy do směšovacích poměrů jsou tím vyloučeny.
  • Gravimetrické směšovací stroje umožňují velké množství speciálních uživatelských nastavení.
    Průchodem všech materiálů přes vážicí nádobu je zajištěna materiálová evidence s tiskovou sestavou o spotřebovaných materiálech za zvolené období.
    Gravimetrické směšovací stroje mohou být instalovány přímo na plastikářský stroj, mimo stroj s dopravou hotové směsi do násypky stroje nebo mohou připravovat materiálovou směs pro více strojů, v tomto případě je možno předem nastavit požadované množství směsi pro výrobu daného výrobku.
    Někteří výrobci gravimetrických směšovacích strojů nabízejí další doplňkový sortiment.
    Pro technologii vytlačování je vyvinut systém pro řízení otáček extruderu jako cenově výhodná náhrada systémů "Gravicontrol". Systém pracuje tak, že vyhodnocuje skutečný průchod materiálu směšovacím strojem, otáčky extruderu a rychlost odtahu výrobku a upravuje otáčky extruderu a rychlost odtahu tak, aby byla optimální výtěžnost výrobku (gram/metr délky).
    Obecně pro veškeré plastikářské technologie byl vyvinut software tzv. materiálové kontroly.
    Údaje o průchodu materiálu na jednotlivých strojích jsou evidovány na serveru s možností přístupu klientů počítačové sítě výrobní společnosti. Veškerá nastavení na strojích včetně receptur, dávek apod. lze provádět na PC, v systému jsou evidovány veškeré materiály, skladové zásoby, vyrobené zboží, odběratelé a dodavatelé. Data jsou evidována bez omezení. Systém automaticky upozorňuje na potřebu objednání materiálu, připravuje podklady pro dodací listy zákazníkovi, eviduje alarmové stavy na jednotlivých strojích apod.

    Kdy gravimetricky, kdy volumetricky?

    Při rozhodování je nutno vzít v úvahu tyto základní aspekty:
    technické parametry a uživatelský komfort;
    úsporu výrobních nákladů, související s přesností dávkování, zmetkovitostí, opakovatelnou přesností výroby, předvýrobními náklady při nastavování apod.;
    splnění podmínek ISO a plnění podmínek auditovaných společností;
    jednorázové investiční náklady.
    Reklama
    Vydání #1,2
    Kód článku: 30140
    Datum: 05. 02. 2003
    Rubrika: Trendy / Plasty
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Makroplasty versus mikroplasty

    Plasty se staly nenahraditelným materiálem sloužícím téměř všem oblastem lidské činnosti. V poslední době se pozornost odborníků i veřejnosti soustřeďuje na zcela nový ekologický fenomén, zvaný mikroplasty. Ve smyslu ekologické terminologie je pak možné výrobky z plastů označovat jako makroplasty.

    Žíhání termoplastů

    Moderní nauka o plastech v mnoha směrech vychází z nauky o kovech. Příkladem je žíhání, jeden ze způsobů tepelného zpracování. Společným účelem žíhání kovů i plastů je pomocí řízených teplotních změn dosáhnout rovnovážných stavů struktury a tím i cíleně ovlivňovat vlastnosti.

    Plasty a kompozity v inovaci strojírenských výrobků

    Plasty a kompozity s polymerní matricí přinesly revoluci v materiálových přístupech ke konstrukci strojírenských výrobků a zařízení. Nepřetržitě probíhající materiálové inovace v oblasti plastů a kompozitů spoluvytvářejí inovativní řešení ve strojírenství. Reagují na potřeby strojírenského průmyslu a stávají se kontinuálním procesem s jasnou perspektivou do budoucna.

    Související články
    Horké trysky jako nový standard

    Studené plnicí kanály doprovázejí odvětví vstřikování plastů od prvopočátku. I dnes často vypadá tento způsob plnění dutiny jako ten nejjednodušší a nejelegantnější. Proč má tedy smysl zabývat se aplikací horkých trysek i do malých sérií a malých forem? Srovnejme oba způsoby plnění a porovnejme ekonomické přínosy.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Optimalizace plastových výlisků s obsahem přírodních vláken

    V průmyslové výrobě, především v automobilovém průmyslu, se začíná prosazovat trend nasměrovaný k využívání obnovitelných materiálů, ke kterým mj. patří přírodní vlákna. Vývojáři nových výrobků se setkávají s požadavky na aplikační využití plastových materiálů vyztužených přírodními vlákny, jako jsou sisal, konopí, len atd.

    Inteligentní řešení pro vstřikování plastů

    Automatizace, výrobní technologie, optimalizace procesů a služby jsou nedílnou součástí filozofie rakouské společnosti Engel. Ta svá systémová řešení v oblasti zpracování plastů představila v říjnu pod mottem „více než stroj“ na veletrhu Fakuma 2015 v německém Friedrichshafenu.

    Plasty pomáhají modernizovat strojírenství

    S pokračujícím vývojem nových materiálů se mění i materiálová skladba strojírenských výrobků a zařízení. V současné době si již nelze rozvoj téměř všech strojírenských odvětví bez použití plastových materiálů představit. Vývoj pak ukazuje, že plasty budou hrát ve strojírenství stále významnější úlohu.

    Laserové řešení pro plastikářský průmysl

    Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

    Absorbér energie, izolace nebo kreativní materiál?

    Vypadá jako polystyren, ale není to polystyren. Rozdíl poznáte nejpozději ve chvíli, kdy jej vezmete do ruky. Řeč je o expandovaném polypropylenu, materiálu, který pod obchodním názvem Arpro vyrábí globálně působící japonská společnost JSP. Vnitřní struktura dílů z něj vyrobených na první pohled připomíná díly z pěnového polystyrenu, ale jejich vlastnosti jsou zcela rozdílné.

    Nové vstřikovací jednotky pro vstřikovací stroje

    Společnost Engel Austria od základu přepracovala své hydraulické vstřikovací jednotky a na veletrhu K 2016 od 19. do 26. října v Düsseldorfu představila novou generaci úspěšných řad vstřikovacích strojů Engel victory a Engel duo, které díky inovativním funkcím dosahují vyšší přesnosti, ergonomie a účinnosti.

    První plnobarevná stolní 3D tiskárna

    Společnost Mcor představila jako první na světě plnobarevnou stolní 3D tiskárnu Mcor ARKe a klade si za cíl dostat tuto 3D tiskárnu do každé kanceláře či učebny.

    Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

    Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

    Výroba stavebnic leteckých modelů

    Pamětníci si možná vzpomenou na reportáž o výrobě plastikových leteckých modelů, která vyšla v MM Průmyslovém spektru 1, 2/2004. Když jsem loni na setkání uživatelů softwaru NX potkal pana Vladimíra Šulce, jednoho ze zakladatelů společnosti Eduard – Model Accessories, pozval mě, ať se k nim do Obrnic přijedu znovu podívat, protože za tu dobu se mnohé změnilo.

    Igráček slaví 40. narozeniny

    Generace Husákových dětí si jistě dobře vzpomíná na malou plastovou figurku představující různá povolání. Igráček letos oslaví 40. narozeniny, a tak určitě stojí za to, podívat se důkladněji na jeho osud i na jeho výrobu.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit