Témata
Reklama

Zdokonalené postupy vstřikování plastů a automatizace při výrobě

Technologie vstřikování plastů je známá již mnoho desítek let. Reaktoplastové materiály (termosety) se zpracovávaly již v první polovině 20. století, 50. léta jsou pak ve znamení rychlého nástupu termoplastů. A zejména termoplastové technologie se neustále zdokonalují, a to jak v oblasti vývoje nových materiálů, tak i produkcí technicky náročnějších forem, zdokonalováním vstřikovacích lisů a zaváděním automatizace.

Technologie CoinMelt

Pro mnoho náročných výrobních postupů vytvářejí výrobci vstřikovacích materiálů, forem a strojů vývojové skupiny, aby bylo vůbec možné skloubit požadavky zákazníků na typické výrobky a zejména jeho užitné vlastnosti. Takto například vznikla i technologie tzv. ražení (německy Prägen, anglicky coin). Na obr. 1a je ukázáno, jak je materiál distribuován v dutině formy během vstřikování do standardní formy. Po vstřiku a zaplnění dutiny formy se pomocí dotlaku materiálu musí doplnit objem materiálu.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1a, 1b

Tento úbytek materiálu vzniká díky smrštění během chladicí fáze výlisku ve formě. Ve výlisku pak vznikají různá vnitřní napětí daná tvarem a teplotou stěn formy. V některých případech toto napětí může časem způsobit destrukci výlisku (např. prasknutí slabší stěny výlisku s různými tloušťkami). Nová technologie CoinMelt - ražení ve výlisku, je založena na speciální konstrukci formy a součinnosti se vstřikovacím lisem. Vstřikování se provádí do pootevřené formy a místo dotlaku, který slouží pro doplnění materiálu kvůli smrštění při chlazení výlisku, se forma ještě částečně zavírá.

Obr. 2. Technologie CoinMelt se uplatní například při výrobě skel z polykarbonátu

Tím se vyrovnává úbytek materiálu a hlavně se vyrovnávají různá mechanická napětí v objemu výlisku.Pomocí této metody vstřiku a uzavírání formy lze vyrábět například vysoce čiré a transparentní výlisky malých i velkých rozměrů. U velkých výlisků, jako jsou skla z polykarbonátu, je možné redukovat uzavírací sílu. U dvoukomponentního skla z PC - čirá plocha a černý rám - bylo možno na celkové ploše použít stroj s uzavírací sílou 15 000 kN (1500 t), namísto teoreticky vypočítaných 40 000 kN (4000 t) při standardním vstřikování. Rovněž lze tuto metodu použít pro výrobu optických členů, jako jsou čočky, stínítka monitorů a reflektorů, krytování světel z LED anebo krytování displejů na mobilních telefonech a jiných přístrojích, které denně používáme a vystavujeme různým vlivům a možnostem snadného poškození.

Automatizace plastikářské výroby

Vstřikovací stroje používané v našich plastikářských výrobách jsou dnes z více než 50 % vybaveny automatizací. Nejjednodušším stupněm jsou odebírače vtoků, které se používají u strojů do zhruba 1500 kN (150 t) uzavírací síly. Tento pomocník je většinou vybaven jedním přepínatelným okruhem, a lze tedy využívat jak tlakový vzduch, který ovládá kleštinu na odebrání vtoku, tak vakuum, jež umožňuje pomocí přísavky jednoduché odebrání výlisku. Vakuum je získáváno pomocí Venturiho trubice, která je integrována přímo do odebírače vtoků a není nutné používat vakuovou pumpu.

Obr. 3. Odebírač vtoků

Odebíraný vtok nebo výlisek je odhozen buď přes zábranu vstřikovacího lisu nebo do speciální průchozí šachty, zabudované do zadní zábrany stroje. Pomocí rozhraní Euromap 67 lze připojit tento odebírač na libovolný vstřikovací lis, vybavený také tímto rozhraním.Jednoduché manipulátory jsou vybaveny dvěma až třemi lineárními osami s pneumatickým pohonem nebo kombinací pneumatického a elektrického pohonu. Pro možnost sklopení výlisku, který je většinou v nástroji zaformován svisle, na dopravník, jsou manipulátory vybaveny jednou otočnou osou, která umožňuje položení výlisku na plochu. Nevýhodou je, že zdvih pneumaticky poháněných os je nastavován ručně pomocí posuvných koncových spínačů.

Obr. 4. Manipulátor na bezsloupkovém vstřikovacím lisu
Obr. 5. Robot pro odebírání výlisků

Toto nastavení nelze nahrávat do dat formy a při výměně forem se musí znovu ručně zdvih os najustovat. Pro pohodlnou manipulaci a úsporu zástavbové plochy lze u této konstrukce strojů rozšířit zadní zábranu a do ní umístit dopravník. Dopravník pak prochází zábranou mimo chráněný prostor tzv. bezpečnostním tunelem. Aby byl zaručen dobrý přístup k upínacím deskám při výměně forem, lze zábranu standardně otevírat a dopravník, uložený na jednoduchých ložiskách, vysunout mimo oblast vymezenou upínacími deskami. Toto řešení se dnes u bezsloupkových strojů využívá i pro složitější roboty a náročnější aplikace.

Roboty

Pro účely přesného a rychlého odebírání výlisků, pohodlného programování i ukládání dat a případného vkládání zálisků do formy se používají roboty s lineárními osami s elektrickým pohonem a rotačními osami s pneumatickým nebo elektrickým pohonem. Přesnost opakovatelného pohybu servopohonů dosahuje až 0,05 mm.

Obr. 6. Robot Engel na stroji Netztal

Různé velikosti robotů pak umožňují použít optimální velikost robotu pro danou velikost vstřikovacího stroje a také cenově nastavit výrobu, pokud možno co nejekonomičtěji.Robota lze osadit jednoduchou přebírací hlavou, která uchopí výlisek po otevření. Pomocí vakuových nebo tlakových pneumatických okruhů je možné dosáhnout potřebné manipulovatelnosti s výliskem jak v prostoru formy, tak v místě odkládání. Tento typ robotů je možné využít i pro uchopení zálisků a jejich následné založení do formy. Tím roste komplikovanost i hmotnost přebíracích hlav. Robot musí být v některých případech vybaven i servoelektrickými rotačními osami a dalšími přídavnými funkcemi.

Obr. 7. Komplexní přebírací hlava robotu

Firma Engel umožňuje řízení robotu plně integrovat do řízení stroje a přenos dat i odezva na změny pohybů jsou pak velmi rychlé. Přesně definovaná standardizovaná rozhraní umožňují rovněž používat roboty a automatizační přípravky různých výrobců na různé typy vstřikovacích strojů. Se zvyšujícími se požadavky na komplexnost automatizace a komplikovaností výrobku rostou i požadavky na výbavu přebíracích hlav robotů. Přebírací hlava je název pro mechanické rozhraní mezi samotným robotem a manipulovatelným výrobkem.

Obr. 9. Soustava zahrnující větší dvoudeskový vstřikovací lis s komplexní automatizací

Zásobník nosičů

Komplexní automatizace

V některých případech je nutné použít velmi důmyslné soustavy robotů, dopravníků, podavačů a zásobníků zálisků i balicích palet. Vznikají pak soustavy sestávající z jednoho a nebo i více vstřikovacích lisů a několika robotů, dopravníků, kontrolních míst, podávacích přípravků a třeba i ořezávacích nebo ožehovacích pracovišť, komor pro následné nanášení různých těsnicích látek, laků či barev nebo následných montážních hnízd, která mohou být opět automatizována. Zejména požadavky již zmiňovaného automobilového a elektrotechnického průmyslu, jakož i požadavky na čistotu prostředí pro zdravotnickou výrobu zvyšují nároky jak na technologickou vybavenost výroby, tak i na stupeň automatizace a robotizace jednotlivých pracovišť. A tomu se musí přizpůsobit jak výrobci různých autosoučástek a jiných výrobků, tak i jejich dodavatelé strojního vybavení.

Jan Kohoutek

Engel

www.engel.cz

jan.kohoutek@engel.at

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 70117
Datum: 07. 02. 2007
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.

Zavedení nového softwaru zefektivnilo konstrukci forem

Společnost Dramco Tool & Die Co. z Grand Islandu se specializuje na výrobu komplexních vstřikovacích forem pro automobilový a spotřební průmysl. S ohledem na potřebu upgradovat a změnit systém konstrukce a výroby forem za účelem zvýšení efektivity začala hledat systém, který by umožňoval rychlou konstrukci forem, automatizaci některých procesů a umožňoval práci jak s objemovými tělesy, tak s volnými plochami.

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.

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.

Problematika dějů při svařování plastů vybranými technologiemi

V současnosti průmyslově využívané technologie svařování plastů mohou do výrobního procesu vnést neočekávané problémy. Cílem článku je seznámit čtenáře s možnými úskalími, která mohou nastat při svařování některých typů plastů vybranými technologiemi.

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