Hodnota plastových výrobků se prvotně odvozuje od jejich vzhledu a estetického provedení (designu). Nejpřísnější hledisko na vzhled je uplatňováno u domácích spotřebičů a u pohledových dílů motorových vozidel (automobilový průmysl). Specifická kritéria pak platí pro díly optického charakteru (u motorových vozidel se jedná o reflektory, kryty světel, odrazová světla a další).
Důsledky vzhledových vad
Přísné požadavky na vzhled a kvalitu povrchu vyžadují nastavit takové podmínky vstřikování, aby se vyloučily veškeré vady, které znehodnocují plastový výstřik po stránce estetické nebo i funkční.
Vady povrchu většinou výrazněji neovlivňují mechanické či užitné vlastnosti plastových dílů. Výjimku tvoří například studené spoje (vedle stop na povrchu dochází v místě studeného spoje též k pevnostnímu zeslabení) nebo stopy po volném proudu taveniny (zde vznikají sekundární studené spoje s menším účinkem na pevnostní hodnoty).
Druhy vad povrchu
V praxi se běžně setkáváme s celou řadou povrchových vad. Příčiny těchto vad nalézáme opět ve zpracovávaném plastu, v nastavených technologických podmínkách, vstřikovacím stroji, formě a v nevhodné konstrukci plastového výstřiku. Mezi nejběžnější vady povrchu patří:
- šmouhy, šlíry, nehomogenita probarvení;
- tmavé body či šmouhy na povrchu výstřiku;
- stopy po vlhkosti;
- stopy po uzavřeném vzduchu, plynných produktech (drobné bublinky);
- rozdíly v lesku u leštěných povrchů a nepravidelnosti na strukturovaném povrchu;
- stříbření, opalescence, napěťové trhlinky;
- studené tokové linie (proudnice), tokové čáry;
- vzhled gramofonové desky, pomerančové kůry, jemně rýhovaný povrch;
- stopy po studeném spoji;
- kresba po volném proudu taveniny (meandrový tok);
- místní degradace až spálení materiálu v důsledku komprese vzduchu (dieselefekt).
V tabulkách jsou uvedeny zdroje závad, příčiny a návod na jejich odstranění. K tabulkám přísluší obrázky s ukázkami zmíněných vad. Podrobnější popis a rozbor posledních tří vad je uveden již v 1. díle seriálu o vadách (MM Průmyslové spektrum 3/2010, str. 58-61), tabulky s návody k jejich odstranění budou uvedeny ve 4. díle seriálu.
Tab. 1. Šmouhy, šlíry, nehomogenita probarvení
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Termicky nestabilní materiál nebo jeho aditiva | Použít jiný, stabilnější typ plastu |
Provést kontrolu ITT |
Znečištěný nebo příliš vlhký materiál | Odhalit zdroj znečištění: přezkoušet stav a přísun materiálu (sušení, doprava) |
Provést kontrolu vlhkosti v násypce, snížit podíl regranulátu |
Nerovnoměrné probarvení, barevné šmouhy | Použít mísiče, zvýšit pp, přizpůsobit n |
Použít barevný koncentrát s vyšší tepelnou stabilitou, drobný pigment |
Technologie | TT, vs příliš vysoká, pp, n nízké | Snížit TT, vs, upravit pp, n |
Doba prodlevy taveniny v komoře příliš dlouhá | Zkrátit tc, použít menší vstřikovací jednotku |
Chybná regulace T v horkém rozvodu | Provést kontrolu a opravit |
Rozdílné rozptýlení barvy v dávce taveniny a při vstřiku | Použít šnek s mísicí zónou, event. statický mísič před trysku |
Vstřikovací stroj | Opotřebovaná vstřikovací jednotka (na těsnicích plochách „mrtvé kouty") | Zkontrolovat opotřebení vstřikovací jednotky (válec, šnek, uzávěr, těsnicí plochy), odstranit mrtvé kouty, zvětšit poměr L:D na šneku |
Malý průměr trysky (též uzavírací) | Zvětšit D trysky, zkontrolovat uzavírací trysku |
Forma | Poddimenzovaná ústí bodových či tunelových vtoků (tavenina se přehřívá) | Zvětšit ústí vtoku, odstranit přechody s ostrou hranou a vyloučit malé průřezy |
Nevhodný systém horkých vtoků a rozvodů taveniny | Konzultovat s výrobcem horkých vtoků a závadu odstranit |
Tab. 2. Tmavé body a šmouhy na povrchu výstřiku
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Znečištěný granulát nebo drť (prach, cizí částice, příměs tmavých granulí) | Odstranit zdroj znečištění, zmenšit podíl regranulátu (drtě), prověřit aditiva |
Technologie | Příliš vysoký pp způsobí strhávání degradovaného plastu z mrtvých koutů | Snížit pp, upravit n, teploty pásem |
Příliš vysoká TT, dlouhá doba prodlevy | Snížit TT, zkrátit dobu prodlevy (tc) |
Vstřikovací stroj | Cizí příměsi ve vstřikovací jednotce | Vyčistit plastikační jednotku (čisticí směs, PP/M, PP/SV) |
Mrtvé kouty v místě opotřebení plastikačního válce, šneku a trysky | Vyhledat zdroje znečištění (opotřebení šneku, zpětný uzávěr, hlavu válce a přechody, trysku, horké kanály, vtokový systém, dosed na vtokovou vložku) |
Vyměnit vstřikovací jednotku za menší |
Forma | Znečištěná či zkorodovaná vtoková soustava a tvarová dutina formy, zanesený dezén, odvzdušnění a další | Vyčistit tvarovou dutinu a vtokovou soustavu |
Zkontrolovat funkci horkých trysek a rozvodů |
Tab. 3. Stopy po vlhkosti
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Nedostatečně vysušený materiál (granulát, drť, aditiva) | Kontrola obalů materiálu, skladování, sušicích zařízení, parametrů sušení (teplota a čas) a dopravních cest |
Technologie | Materiál příliš dlouho v násypce (PC, PBT, PET aj.) | Zkrátit čas prodlevy materiálu v násypce, nahradit navlhlý dobře vysušeným (kontrola Aquametrem) |
Vysušený materiál nevhodně skladovaný (v chladu, vlhku aj.) | Provést kontrolu skladování a manipulace s materiálem |
Forma | Vlhkost na povrchu tvarové dutiny | Přezkoušet těsnost chladicí soustavy |
Zvýšit TF |
Tab. 4. Stopy po uzavřeném vzduchu, plynných produktech (drobné bublinky)
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Vysoká zbytková vlhkost v granulátu | Kontrola procesu sušení, kontrola vlhkosti v granulátu (v násypce) |
Vysoký obsah vlhkosti v tavenině |
Malá tepelná stabilita polymeru nebo aditiv (maziva, barviva, plniva, retardéry hoření a další) | Reklamace u výrobce či dodavatele materiálu |
Technologie | Příliš vysoká TT, vs (vzduch nestačí uniknout z tvarové dutiny) | Snížit TT, vs |
Nevhodně zvolená plastikace (dávka přesahuje 4D) | Upravit pp, n, snížit dávku pod 4D nebo přejít na stroj s větším průměrem šneku |
Nevhodně nastavená dekomprese | Zmenšit dekompresi po plastikaci |
Vstřikovací stroj | Mrtvé kouty a netěsnosti ve vstřikovací jednotce, netěsní tryska | Provést kontrolu vstřikovací jednotky, přezkoušet těsnost trysky, závadu odstranit |
Použít uzavíratelnou trysku |
Forma | Nevhodná volba a umístění vtoku | Posunout či změnit vtokové ústí |
Malé rozměry odvzdušňovacích kanálků | Zvětšit (rozšířit) odvzdušňovací spáry |
Zmenšit tloušťku gravur (popisů), zabránit ostrým přechodům ve tvaru |
Tab. 5. Rozdíl v lesku u leštěných povrchů a nepravidelnosti na strukturovaném povrchu
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Vlhký či znečištěný materiál | Kontrola sušení |
Směs materiálů s velmi odlišnými ITT | Kontrola dopravy a manipulace s materiály |
Technologie | Teplotní nehomogenita taveniny | Zlepšit tepelnou homogenitu taveniny: zmenšit lp, zvýšit pp a teplotu trysky, upravit n |
Důsledek propadlin (nízká úroveň dotlaku a doby dotlaku) | Zvýšit pd a td |
Nerovnoměrnost TF, nevhodná TT, vs | Leštěné povrchy: zvýšit TT, TF a vs |
Strukturované povrchy: snížit TT, TF a vs |
Kontrola temperačního systému formy |
Vstřikovací stroj | Nepravidelné dávkování (kolísavý lp) | Změnit n, pp, TT, přidat vnitřní mazivo (stearát) |
Netěsní zpětný uzávěr šneku | Provést kontrolu a opravit |
Forma | Nedokonalý nebo znečištěný povrch tvarové dutiny (separátor, zbytky degradace, aditiva, voda, olej aj.), zanesený dezén | Odstranit nečistoty, leštěné povrchy přeleštit, strukturované povrchy oživit (např. ultrazvukem) |
Malý průřez vtokové soustavy, nevhodné ústí vtoku | Upravit vtokovou soustavu |
Nedokonalé odvzdušnění tvarové dutiny formy | Vyčistit, případně zvětšit odvzdušňovací kanálky |
Výstřik | Velké či ostré změny profilu tvarové dutiny (tloušťka stěny) a ostré hrany ovlivňují negativně průtok taveniny tvarovou dutinou | Tvar výstřiku upravit (vyloučit ostré přechody, velké rozdíly v tloušťce, místa s velkým nahromaděním hmoty), provést profilaci vs tak, aby čelo taveniny postupovalo stejnou rychlostí |
Tab. 6. Stříbření, opalescence, napěťové trhlinky
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Polymer obsahuje málo vnitřního maziva | Dodatečně přidat mazivo (např. stearát Ca, Zn aj.), případně reklamovat |
Vlhkost materiálu | Zvýšit teplotu a dobu sušení |
Velký podíl regranulátu (drtě) | Snížit podíl druhotného materiálu |
Technologie | Příliš vysoké tepelné zatížení polymeru: vysoká TT, n, pp, vs | Snížit n, pp, vs, upravit TT, TF |
| Zvýšit toch |
Nerovnoměrný průběh plnicí fáze | Profilovat vs, rovnoměrný průběh plnění |
Nesprávně zvolený BP a fáze dotlaku | Dříve přepnout na dotlak, snížit pd, td |
Vstřikovací stroj | Dlouhá prodleva taveniny v plastikační jednotce | Použít stroj s menším průměrem šneku D (dávku taveniny l udržet nad 1D) |
Příliš malý průměr trysky | Zvětšit průměr trysky |
| Poddimenzovaná vtoková soustava, zejména ústí vtoku | Zvětšit průřezy vtokové soustavy, zejména ústí vtoku |
Špatná funkce horkých rozvodů a trysek (regulace teploty) | Provést kontrolu regulace teploty u horkých rozvodů a trysek |
Nerovnoměrná temperace formy | Zkontrolovat, případně opravit temperační systém formy |
Výstřik | Nevhodná konstrukce výstřiku (ostré hrany, rohy, skokové změny tloušťky) | Upravit tvar výstřiku (zaoblit hrany, rohy, omezit skokové změny tloušťky) |
Tab. 7. Studené tokové linie (proudnice), tokové čáry
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Materiál | Příliš nízký ITT pro danou tloušťku a délku toku | Použít typy s vyšším ITT |
Vlhkost, znečištění, špatná stabilita materiálu | Provést kontrolu vlhkosti a znečištění, materiál vyměnit za suchý a čistý |
Technologie | Příliš pomalý objemový proud taveniny (nízká TT, TF, vs) | Zvýšit TT (zejména T na předním pásmu a trysce), zvýšit TF a vs |
Špatně nastavený BP a dotlak | Upravit BP a dotlakovou fázi |
Nastavena vysoká dekomprese | Snížit dekompresi |
Vstřikovací stroj | Značné tepelné ztráty na trysce | Přezkoušet topení trysky, zvětšit její průřez, event. použít trysku uzavírací |
Nastaven trvalý dosed trysky | Zrušit trvalý dosed trysky, odjet dříve s plastikační jednotkou |
Forma | Značně nerovnoměrná TF v oblasti tvarové dutiny | Provést kontrolu a rekonstrukci temperačního systému formy |
Nevhodná volba vtokového ústí (např. široká tenká štěrbina apod.) | Upravit či změnit vtokovou soustavu, prodloužit vtokovou vložku formy |
Tab. 8. Vzhled gramofonové desky, pomerančové kůry, jemně rýhovaný povrch
Zdroj závady | Příčina | Odstranění |
Technologie | Příliš vysoký odpor při plnění tvarové dutiny, vyvolaný nízkou TT, TF a VT, resp. vs | Zvýšit TT, TF, vs |
Vstřikovací stroj | Malý mísicí (hnětací) účinek | Zvýšit pp, n |
Nevhodná geometrie šneku | Zvolit šnek s větším poměrem délky k průměru a s větší kompresí |
Forma | Poddimenzovaná vtoková soustava pro danou viskozitu taveniny | Zvětšit vtokové kanály a ústí vtoku |
Zabránit malým průřezům toku |
Nevhodný temperační systém | Provést úpravu temperačního systému, zvýšit průtokovou rychlost kapaliny |