Témata
Reklama

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.

Základní úlohou systémů horkých trysek je přivádět roztavený materiál co nejblíže k výlisku. Tím se výrazně zkracuje vstřikovací cyklus, snižuje spotřeba materiálu a zvedá kvalita výstřiku. Díky tomu pak je možné dlouhodobě dosahovat lepších ekonomických výsledků, navzdory (díky) vyšší počáteční investici.

Reklama
Reklama
Reklama

Horké vs. studené vtokové systémy

Základním úkolem horkého systému je přivádět tekoucí plast co nejblíže ke tvarové dutině a tím minimalizovat vtokové zbytky po vstřikování (studené kanály) a současně i odpadové hospodářství s přebytečným materiálem. Celý princip systému horkých trysek je postaven na dodávání ztracené tepelné energie do systému. Řídicí jednotky umějí pouze dotápět, a proto je jistá minimální ztráta tepla nutná pro jejich správný provoz. Na rozdíl od studených plnicích kanálů je zde tedy určitá spotřeba elektrické energie. Navíc pořízení systému horkých trysek vyžaduje investovat finanční obnos nejen do nákupu trysek samotných, ale také do úpravy formy. Je zde potřeba kvalitní řídicí jednotka, která umí flexibilně reagovat na změny teploty a tyto změny eliminovat (minimalizovat), aby nedocházelo ke kolísání teploty taveniny. To vše je nutné pro dosažení dlouhodobě opakovatelných výsledků. Logicky tedy bude tento systém vyžadovat jistou míru kvalifikace údržby.

Změna barvy může být pro určité typy materiálů obtížnější, než je mechanické vyčištění studeného kanálu. Rychlost změny barvy u studených kanálů je velkou výhodou tohoto systému, neboť vyhození celého vtokového kanálu umožňuje okamžitou a bezproblémovou změnu barev. Jistou výhodou studených kanálů je také možnost aplikovat vstřikovací otvor do míst, kam horký systém prostě nedosáhne. Typickým příkladem je banánový vtok.

Pokud si podíváme na takto sepsané výhody studených kanálů, je logické, že mnoho firem dává stále přednost výrobě forem se studenými kanály a vyhýbá se horkým tryskám. Je to však ekonomicky opodstatněné, nebo se jedná o zvykovou záležitost?

Rovnoměrnost teplotního pole v horkých tryskách Thermoplay typu F

Ztráty u studených kanálů

Při použití studených kanálů dochází k jejich opakovanému plnění. Zde jsou první ekonomické ztráty. Jsou to ztráty na vstřikovacím tlaku a celkové ztrátě materiálu. Materiál se totiž prouděním po stěnách studeného kanálu výrazně ochlazuje, a proto jsou plnicí tlaky výrazně vyšší než u srovnatelného horkého systému.

Další ztráta u studených kanálů je ztráta materiálová. Souvisí s velikostí, tedy přesněji s průměrem kanálů. Studený kanál, aby plnil dobře svou funkci, musí být větší, než je tomu u horkého systému. Lze tedy konstatovat, že je nutné zplastikovat více materiálu na jednu vstřikovací dávku. Dokonce se dá říci, že je v závěru jedno, jestli jsou studené kanály větší, nebo menší, protože vždycky budou vyhozeny z formy a jdou do odpadového hospodářství. Materiál, který je nutné do procesu vložit, je prostě ztrácen, mnohdy nenávratně. Zde dochází k dalším ekonomickým ztrátám. První z nich je nutnost kupovat, dovážet a skladovat mnohonásobně více granulátu.

Další ztrátou je potřebná energie na plastikaci. Větší dávka plastikovaného materiálu znamená větší stroj, vyšší příkony atd. A samozřejmě je zde ztráta celé větve studeného kanálu. Tato materiálová ztráta, jak se postupně výroba orientuje na sofistikovanější materiály, je nevratná, protože mnohé materiály recyklovat nelze.
Velmi často dochází k situaci, kdy hmotnost studeného kanálu výrazně převyšuje hmotnost výstřiku. U větších forem s většími studenými kanály dokonce dochází k ne až tak úplně standardní (a málo kalkulované) ekonomické ztrátě, a to vlivem nutnosti přesunu na stroj s větší vstřikovací jednotkou. Zjednodušeně řečeno – existují určité doporučené velikosti dávky definované poměrem průměru plastikačního šneku a možné délky zdvihu, která ovlivňuje velikost dávky vstřikovaného plastu. Obecně uznávanou univerzální maximální hodnotou je 4D – tedy poměr zdvihu a průměru šneku. Při přípravě dávky se totiž může šnek posunout nazpět maximálně o 4 průměry šneku (vyjma dekomprese). Větší stroj většinou znamená vyšší hodinovou sazbu a vyšší spotřebu energie. Tedy opět ztráta.

Celkem častou ekonomickou ztrátou pak je nutnost použít větší stroj z důvodu velikosti uzavírací síly. Horké trysky totiž umožňují díky rozdílným možnostem umístění plnicích bodů snižovat zavírací síly potřebné k udržení formy v zavřeném stavu.

Výraznou a naprosto standardní ztrátou je pak ztráta časová v době chlazení. Díky nutnosti předimenzovat studené kanály se prodlužuje doba chlazení celé formy. Tedy výstřik, který již je možné vyhodit z formy, musí čekat na dochlazení studeného kanálu, který je v protikladu svého jména tak horký, že jej z formy vyhodit ještě nelze.

Minimalizace tlakových ztrát u horkého systému

Další velmi podstatnou věcí, kterou musí systém horkých trysek splňovat, je minimalizace tlakových ztrát při tečení taveniny přes horký systém. Jednoduše řečeno, velikost vrtání je možné uzpůsobit minimalizaci tlakových ztrát. Prostě v horkém systému je možné použít větší kanály bez obav z materiálových ztrát vyhozením nerecyklovatelné větve studeného vtoku. Horký systém totiž nahrazuje rozvody taveniny přes horké kanály a tím urychluje a zlevňuje výrobu.

Jak je vidět, oba způsoby přívodu taveniny mají své opodstatnění, ale z důvodů ryze ekonomických a také ekologických se stále více prosazuje aplikace horkých systémů.

Článek byl převzat ze sborníku konference Formy a plasty 2017, pořádané společností Jan Svoboda. Redakčně upraveno.

Jan Svoboda

svoboda@jansvoboda.cz

www.jansvoboda.cz

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 180465
Datum: 11. 04. 2018
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
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Uniplast Brno vstoupil do druhé padesátky

V roce 2015 vstoupil Uniplast Brno do druhé padesátky let své činnosti, proto mi dovolte ohlédnout se za jeho pracovní činností v uplynulém roce. V souladu s prací v předešlém období navázal na tradiční konference, konzultace, exkurze, semináře a publikační činnost.

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.

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.

Automatizační řešení pro kratší doby cyklů

Díky nové funkci active vibration control rozpoznají lineární roboty Engel viper nejen své vlastní vibrace, ale mohou také reagovat na vibrace, které jsou způsobeny vnějšími vlivy. Aktivní kompenzace kmitání během běžícího procesu zvyšuje rychlost nastavení polohy a zkracuje dobu cyklu.

Plasty a robot – jde to dohromady?

Žijeme v době, kdy nás plasty provázejí na každém kroku. Možná si ani neuvědomujeme, kde všude nám pomáhají, kde nás ovlivňují. Od tužky či propisky přes klávesnici, u které sedíme skoro každý den, po stravování a umělohmotné vařečky, které nahradily ty dřevěné, jež používaly naše babičky. Snažíme se usnadnit si život. Těžké díly ze železa vyměnit za lehčí, plastové. Stejně tak i tvůrci softwaru se snaží zjednodušit 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