Nástroje na opracování plastů

Pravděpodobně historicky nejstarším způsobem, který u nás doznal rozšíření zejména v 90. letech minulého století, je využívání lékařských skalpelů v nesterilním provedení a od skalpelů odvozených tzv. trimovacích čepelek. Využívání více či méně opotřebovaných forem dovezených ze zahraničí a současně relativně nízké mzdové náklady spíše vytvářely prostor pro dokončovací vícepráce, než aby působily ekonomický tlak na výměnu nebo opravu forem.

Lékařské skalpely se vyznačují velkou pružností nejen díky použitému materiálu, ale i díky jeho tloušťce – standardně 0,40 mm. Jejich klasickou nevýhodou je obtížnější výměna nástroje v držáku, kterou příliš neusnadňují ani dostupné přípravky, a s tím související relativně vysoký počet pracovních úrazů vzniklých právě při výměně nástroje. Velká pružnost skalpelů se v řadě případů ukázala spíše jako nevýhoda, neboť neumožňovala dostatečně přesné vedení ostří.

Trimovací čepelky

Výrobci trimovacích čepelek, kteří se lékařskými skalpely inspirovali, se zaměřili na odstranění dvou výše uvedených základních nedostatků. Standardem se stala tloušťka 0,50 mm a pozornost byla věnována i bezpečné a rychlé výměně nástroje, což vyžadovalo modifikaci upínací části čepelky a výrobu speciálních držáků. Naopak se ustoupilo od využívání nerezové oceli, neboť při běžném použití nejsou na čepelky kladeny vysoké nároky na odolnost proti korozi a doba jejich životnosti se při průmyslovém použití měří v minutách. Uhlíková ocel má navíc obvykle lepší řezné vlastnosti a umožňuje nabízet čepelky ve větším rozsahu požadované tvrdosti – typicky od 60 HRc do 65 HRc.

Vzhledem k nepřeberné řadě aplikací, které se liší materiálem a tvarem (rovný, vnitřní otvor, vnější rádius atp.) se vyrábí i řada čepelek, které jsou uzpůsobeny pro konkrétní použití. Čepelky se liší nejen velikostí, tvarem, tvrdostí, ale i tloušťkou a geometrií ostří. Obecně samozřejmě platí, že na měkčí plasty jsou vhodnější čepelky s tvrdostí HRC 62 a ostřejším úhlem ostří. Pro tvrdší plasty, zejména pokud jsou zesílené skelnými vlákny, případně na sendvičové materiály (kombinace plast a textilie), jsou vhodnější čepelky s vyšší tvrdostí 64 HRc a tupějším úhlem ostří, který zvýší odolnost proti jeho vylamování. V důsledku těchto, ve své podstatě protichůdných požadavků na čepelky (ostrost a současně vysoká odolnost a životnost ostří) se u trimovacích čepelek začalo využívat tzv. složené ostří, kdy je ostří čepelky broušeno pod dvěma, případně třemi úhly. Složené ostří představuje třetí významný rozdíl, kterým se trimovací čepelky odlišují od běžných lékařských skalpelů.

Kromě výše uvedených parametrů je možné prodloužit životnost čepelky i speciálním povlakem ostří (nejčastěji TiN), který snižuje řezný odpor a prodlužuje životnost nástroje. Konkrétní přínos titanového ostří se liší podle konkrétní aplikace, nicméně podle obecné zkušenosti je prodloužení životnosti několikanásobné.

Rostoucí nároky na bezpečnost a ochranu zdraví vedly nejen k vývoji nožů (držáků), které umožňují snadnou výměnu čepelek, ale jsou i ergonomicky tvarované a opatřené speciálním protiskluzovým povrchem, který je důležitý zejména při práci v rukavicích. Samozřejmostí je nabídka držáků v provedení pro praváky i leváky a držáků, které jsou vyrobeny ze slitiny neobsahující nikl, který může u zvlášť citlivých jedinců vyvolávat alergické reakce. Stranou pozornosti nezůstaly ani vlastní čepelky. Samozřejmě není možné u řezného nástroje zcela eliminovat ostří, nicméně úpravou tvaru ostří čepelky a zakulacením špičky lze dosáhnout překvapivě dobrých výsledků. Stejně tak vhodný způsob balení a upínání čepelek v držáku nejenže zvyšuje produktivitu práce díky zkrácení času potřebného k výměně nástroje, ale podílí se i na snížení počtu pracovních úrazů. V neposlední řadě je třeba věnovat pozornost i vhodnému způsobu likvidace použitých čepelek. Bezpečnostní dispenzory jsou uzpůsobeny k bezpečnému odkládání použitých čepelek, případně je možné použít speciální plastové kontejnery.

Odporové nože

Trimovací skalpely jsou pravděpodobně dosud nejpoužívanější, nicméně stále častější je využití odporových nožů k začišťování plastových výlisků. Výhodou odporových nožů je zejména dosažení mimořádně kvalitního povrchu opracovávaného dílu, který nenese vizuální stopy následného opracování, a též snížení řezného odporu v důsledku natavení plastového dílu. I nabídka odporových nožů, jak z hlediska velikosti, tak tvaru, je dostatečně široká, takže je možné nalézt vhodný nástroj pro téměř každou aplikaci. Odporové nože se vyrábějí v provedení pro ruční aplikace i k zabudování do výrobní linky.

Frézy na plasty

V oblasti strojního opracování plastových dílů ve většině případů nástroje odvozené od trimovacích čepelek, které vycházely z myšlenky prosté mechanizace ručních operací, rychle nahradily speciální frézy na plasty.

Typické je použití fréz s jedním až třemi břity. Jednobřité frézy jsou mimořádně vhodné pro kombinované materiály s rozdílnou tvrdostí komponent. Nejlepších výsledků lze dosáhnout při středních a vyšších řezných rychlostech.

Dvoubřité frézy se využívají zejména v oblasti nižších a středních řezných rychlostí. Nástroje se šroubovicí 45 stupňů jsou vynikající při obrábění sendvičových materiálů – textilu nebo kůže kombinované s plastem.

říbřité frézy jsou zvláště vhodné na plastové díly zesílené skelnými nebo uhlíkovými vlákny a na obrábění pryže.

Zvláštní nástroje vyžaduje obrábění pěnových materiálů (typicky PE a PU pěny). Při opracování pěnových materiálů je zejména důležité dosáhnout jak hladkého povrchu bez otřepů, tak přesných úhlů, zejména v rozích. Frézy na pěnové materiály mají úhel šroubovice obvykle velmi ostrý – 14 stupňů.

Zpracování plastových fólií

Zcela specifickou oblastí je zpracování plastových fólií. Pro tzv. konverting již byla vyvinuta řada speciálních nástrojů. Pro volbu typu nástroje je obvykle rozhodující, zda se při řezu fólie převíjí nebo zda zůstává navinutá na původním jádru. Při převíjení, které lze kombinovat například s potiskem, obvykle nacházejí uplatnění dvoubřité průmyslové čepelky. Volba konkrétního typu čepelky často závisí zejména na konstrukci upínače, zatímco tloušťka a materiál čepelky jsou obvykle voleny s ohledem na řezaný materiál a přesnost vedení pásu. Základním typem je třídírová čepelka z uhlíkové oceli o tloušťce 0,30 mm, případně čepelka s drážkou o tloušťce 0,40 mm. Oba typy čepelek se kromě ekonomické verze z uhlíkové oceli samozřejmě vyrábějí i z kvalitnějších materiálů (karbid Wolframu) nebo se povlakují (nejčastěji TiN, DLC). Keramické provedení těchto čepelek obvykle nabízí nejdelší životnost za podmínky eliminace bočních sil při převíjení.

Při řezání bez převíjení, kdy se odděluje část tzv. logrole včetně jádra, nacházejí nejčastěji uplatnění kotoučové nože různých průměrů a tvarů ostří. Volba řezného kotouče, řezných podmínek a nastavení geometrie obvykle vyžadují zkušenosti, zvláště při řezání delších návinů, tj. při větším průměru logrole, kdy zajištění konstantní šíře odřezávaného pruhu fólie v celé délce, resp. v celém průřezu návinu nebývá vždy snadné, zejména v důsledku bočních sil působících na relativně pružný řezný kotouč.

Výše uvedený stručný přehled samozřejmě není vyčerpávající. Opracování plastů, jako relativně mladý obor, byl ovlivněn obory s delší historií – například kovoobráběním, kdy zejména nástroje na obrábění lehkých kovů zde nacházely relativně snadno uplatnění. Svůj vliv měla i skutečnost, že výrobě nástrojů na opracování plastů se v 70. letech začali věnovat dřívější výrobci holicích žiletek, kteří hledali nový výrobní program po nástupu elektrických holicích strojků a byli ovlivněni svými předchozími zkušenostmi.

Tyto a další vlivy někdy vedly k relativně kuriózním řešením, nicméně v současné době je na trhu dostatečně široká nabídka nástrojů vyvinutých a určených pro plasty. Jedním z dodavatelů těchto nástrojů na český trh je například společnost Techni Trade.

Aneta Šimková

Techni Trade

www.techni-trade.com

sales@techni-trade.com