Novinky ve vstřikování plastů

Na veletrhu K´07 se firma Engel prezentovala několika novinkami a zajímavostmi, které stojí za zmínku.

Technologie Exjection

Jedno z největších lákadel bylo realizováno na jednom z nejmenších z vystavovaných strojů. Na plně elektrickém vstřikovacím lisu s mezinárodním označením 500-200 (e-motion 200/50 s uzavírací sílou 500 kN) poutal pozornost vysoký temně modrý válec nad uzavírací jednotkou (obr. 1). V tomto válci se zrakům návštěvníků ukrývala posuvná část formy pro výrobu plastových lišt.Technologie Exjection je kombinací extruze (vytlačování) a vstřikování. Je vhodná pro výrobu dlouhých, tenkostěnných plastových profilů s definovanou délkou. Tato technologie byla vyvíjena společně s firmami IB Steiner a Hybrid Composite Products.

Podívejme se na obě technologie blíže. Extruze je vhodná pro výrobu velmi dlouhých plastových dílů s omezeně proměnným profilem. Nevýhodou je právě ona změna profilu a vybrání, nemožnost integrace elementů příčně ke směru extruze a změna struktury profilu. Výhodou vstřikování plastů je určování tvaru, úprava povrchu, flexibilita použití a výroby. Nevýhodou jsou ekonomické a fyzikální hranice pro použití velmi dlouhých drah tečení.

Základní princip technologie Exjection je synchronní vstřikování taveniny do dutiny formy, kterou je posunováno buď horizontálně nebo vertikálně k podélné ose stroje. Současně se tedy plní dutiny formy okolo vtokového bodu taveniny plynule natékající taveninou plastu. Dílec je tedy dotlakem vstřikovací komory postupně tvořen podle tvaru dutiny. Sestava výrobní buňka je patrna z obr. 2.

Na veletrhu byla vystavena forma pro výrobu lišty o délce 930 mm, na jednom konci s plochým zakončením, na druhém konci zaoblená, po jejíž délce byly příčné výztuhy. Vnější stěna byla leštěná s gravírovanými nápisy. Technologie Exjection je nyní k dispozici pro délky do cca 3 m, je rozpracovávána i pro délky až kolem 6 m. Pro mnohé aplikace, např. ve stavebnictví, elektrotechnice, reklamě nebo nábytkářském průmyslu, bude tato technologie jistě vítaným pomocníkem při výrobě některých specifických tvarů lišt.

Technologie Dolphin

Tato technologie se používá hlavně pro výrobu interiérových částí automobilů. Mimo firmu Engel na ní spolupracovalo, jak je v dnešním globalizovaném průmyslu běžné, více dodavatelů – výrobců forem a materiálů. Dolphin je metoda zhotovení nosných „tvrdých“ vnitřních částí vozů opatřených měkkou povrchovou vrstvou soft-touch. Nahrazuje tedy dosavadní vícestupňový proces vstřikování plastu a následné nanášení primeru a poté napěněné hmoty do jednostupňového procesu, kdy je na jednom stroji celý proces sloučen do jedné formy.

Výrobní proces je podobný dvoukomponentnímu vstřikování. V prvním kroku vzniká standardním vstřikováním nosný výlisek z plastu. Nejvíce se používá materiál Ultradur (PBT/ASA). V dalším kroku se pak nosná část opět vstřikováním opatří speciálně napěněnou polyesterovou hmotou. Pro napěnění této hmoty se používá technologie MuCell, tedy injekce dusíku do zplastifikovaného materiálu ještě před vstřikem do formy. Takto připravený materiál se vstřikuje do pootevřené formy přesně řízeným procesem vstřikování a paralelním uzavíráním nástroje (technologie Coin Melt firmy Engel).

Metoda Dolphin nabízí oproti klasické výrobě dílů s vícevrstvými díly s měkkým povrchem několik výhod. Je rychlejší a ekonomičtější, díky jednostrojní výrobě přináší úspory v nárocích na výrobní plochy a logistiku. Například v porovnání s kašírováním přístrojových desek povrchovou fólií dojdeme k zajímavému závěru. Při kašírování je nutné použít celkem 3 různé postupy na 3 výrobních zařízeních. Nesmíme také zapomenout, že při každém tomto kroku vzniká určité procento zmetků, které je metodou Dolphin také redukováno. Adheze obou vrstev a tepelná odolnost výlisků jsou vynikající. Celkové časy cyklu pro výrobu jednoho kompletního výlisku se pohybují v rozmezí 80 až 120 s. Čas cyklu je závislý na velikosti výlisku a jeho členitosti. Výlisky vyrobené metodou Dolphin jsou recyklovatelné. Technicky je na této metodě rovněž zajímavé, že lze zhotovit také negativně přehnuté hrany. Tyto hrany je možné realizovat pomocí posuvných vložek ve formě, tzv. pohyblivých jader, které jsou ovládány hydraulikou z řízení stroje.

Plně elektrické stroje řady e-max

Firma Engel rovněž představila novou typovou řadu strojů s elektrickými pohony – e-max. Jedná se o kompaktní plně elektrické stroje s kloubovým uzávěrem a se sloupkovou konstrukcí s uzavíracími silami 500 až 1 800 kN (50 až 180 t) a velikostech vstřiků s mezinárodním označením 80 až 940, tedy průměry šneků 18 až 60 mm (obr. 5).

Všechny pohyby stroje jsou realizovány elektrickými bezúdržbovými servomotory s integrovaným odměřováním dráhy. Tyto motory standardně zajišťují vysokou dynamiku pohybů, jejich rychlou regulaci a možnost paralelních pohybů všech částí stroje. Sloupkovou konstrukcí a novým uspořádáním rámu stroje bylo dosaženo snížení hmotnosti stroje a zmenšení rozměrů ve srovnání s bezsloupkovými stroji Engel jak hydraulickými, tak plně elektrickými. Například hmotnost srovnatelného plně elektrického stroje bez sloupků e-motion 200/100 je 8 tun, stejný stroj e-max má hmotnost 4 tuny, délka stroje se snížila z 5 m o metr na 4 m, šířka z 1,65 m na 1,27 m. Horizontální světlost mezi sloupky je 470 mm, což je v porovnání s bezsloupkovým strojem s deskou 740 mm trochu nevýhoda, ale konkurenční stroje nabízejí tento rozměr většinou nad uzavírací sílu 1 200 kN (120 t). Při velmi solidním výkonu a univerzální využitelnosti tohoto stroje jsou nároky na zástavbovou plochu ve srovnání s jinými stroji minimální.

Vlastnosti stroje

Vstřikovací agregáty disponují výkonnými servopohony s rychlostí vstřiku až 450 mm.s^-1 a vstřikovacího tlaku do 2 800 bar! Jednou z testovaných forem byl dvojnásobných výlisek děrované desky (obr. 6) z polypropylenu s číslem tekutosti MFR 45. Jmenovitá hmotnost celého vstřiku byla deklarována na 5,8 g. Celodenním provozem a výběrem celkem 150 výlisků se dospělo ke statistickým hodnotám uvedeným v tab. 1.

Elektrické vstřikovací agregáty Engel používají patentované měření tlaku taveniny. Jedná se o bezkontaktní měření pomocí speciální membrány umístěné na přírubě šneku mimo vstřikovací válec a mimo dosah elektrických pohonů. Měření pak není ovlivněno tepelným zatížením ve vstřikovací komoře nebo u motorů a měřicí senzor je rovněž dostatečně vzdálen od vlivů elektromagnetického a frekvenčního působení elektromotorů.

Stroje řady e-max jsou určeny pro běžné aplikace a technické výlisky vyžadující vysokou produktivitu, jistotu procesu a nízké energetické náklady. Tyto parametry umožňují pro nákup stroje využít některé z dotačních programů zaměřených na inovativní technologie a úspory energie. Vzhledem k příznivější ceně, než u dosud vyráběných plně elektrických strojů e-motion, je očekáván obchodní úspěch strojů, které budou dodávány od května tohoto roku.

Řídicí jednotka

Na veletrhu K´07 prezentovala firma Engel další novinky, které bude v tomto roce zavádět do výroby. Jde například o novou verzi řízení strojů EC 200 a CC 200 s nově uspořádaným ovládacím panelem. Obsluha komunikuje s tímto řízením přes 15" dotykový monitor. Díky zvětšenému monitoru se zlepšila celková přehlednost jednotlivých stránek. Rovněž na monitoru přibylo několik horkých kláves (soft keys), pro něž si může obsluha navolit dostupné stránky a funkce. Jelikož řízení řady 200 disponuje plně funkčním rozhraním USB, je možné například do stránky správy dat výlisku zkopírovat fotografii výlisku anebo některých kritických míst, které je nutné kontrolovat. Rovněž tato funkce přispívá k vyššímu komfortu obsluhy.

Ostatní novinky

Další novinkou byla integrace technologie Watermelt – injekce vody do výlisku – přímo do stroje. Bylo využito volného prostoru pod uzavíracím válcem stroje, kam konstruktéři umístili pístovou jednotku pro vstřik vody do lisovaného dílu. Výlisek byl určen pro rozvod chladicí vody v prostoru motoru osobního vozu, trubka s jednou odbočkou. Tato trubka byla zhotovována dvoukomponentně – nosný vrchní materiál polyamid se sklem s vnitřní vrstvou tvořenou polypropylenem, do které se pomocí vody injektované z pístové jednotky vytvořila potřebná dutina. Polypropylen na styku s vodou vytvoří ideálně hladkou plochu, která nedovolí tvorbu vodního kamene a zaručí dlouhou životnost celého systému chlazení.

Pro výrobce obalového materiálu představila firma Engel nový stroj v rychloběžném provedení s uzavírací sílou 5 000 kN (500 t) a vstřikovací jednotkou s průměrem šneku 80 mm. Na stroji byla osminásobná forma vaniček o objemu 1 l. Ve spojení s high-speed robotem bylo dosahováno času cyklu okolo 4,5 s.

Z uvedných novinek je patrné, že firma Engel má co nabídnout a že i do budoucna se jeví jako spolehlivý partner v oboru vstřikovacích lisů.

Jan Kohoutek

Engel

www.engel.cz

jan.kohoutek@engel.at

Chybějící tabulku naleznete v tištěné verzi časopisu.