Drukuj

Ciśnienie w przetwóstwie wtryskowym

Ciśnienie w przetwóstwie wtryskowym
Spadek ciśnienia oraz ciśnienie i czas docisku to trzy istotne czynniki warunkujące od strony technicznej przetwórstwo tworzyw sztucznych prowadzone metodą wtryskową.

Po wyposażeniu formy w czujniki ciśnienia z łatwością można wykryć zmianę lepkości roztopionego tworzywa. Może ona powodować zmianę ciśnienia niezbędnego do napełnienia formy. W tym celu należy zastosować dwa czujniki ciśnienia, gdyż obliczenia wykorzystują dynamiczny jego spadek, czyli ciśnienie w pierwszym czujniku, odpowiadające momentowi dotarcia strumienia do drugiego czujnika.

Przykładowo pomiar dynamicznego spadku ciśnienia pozwala pośrednio stwierdzić zmianę lepkości względnej tworzywa lub zawartość wilgoci. Lepkość względna jest natomiast wiarygodnym miernikiem średniej masy cząsteczkowej, rutynowo wykorzystywanym w pomiarach laboratoryjnych.

Pozwala ona także określić udarność tworzywa oraz jest skorelowana z lepkością roztopionego tworzywa. Podczas procesu technologicznego zachodzą zjawiska hydrolizy i polikondensacji powodujące zmianę masy cząsteczkowej oraz lepkości tworzywa, a tym samym zmianę dynamicznego spadku ciśnienia. Kontrolowanie wzajemnych oddziaływań jest trudnym zadaniem, gdyż wilgotność, a także temperatura stopionego tworzywa oraz czas docisku równocześnie wpływają na przebieg wymienionych zjawisk.


Jeśli chodzi z kolei o ciśnienie docisku, to podobnie jak w przypadku innych materiałów termoplastycznych skurcz wypraski poliamidowej zależy przede wszystkim od ciśnienia docisku oraz od czasu oddziaływania tego ciśnienia na tworzywo w formie. Ciśnienie docisku przykładane jest do tworzywa podczas jego krystalizacji w celu skompensowania zmian objętości i zmniejszenia skurczu wypraski.

Ze względu na krystaliczny charakter poliamidów stosuje się najwyższe możliwe ciśnienie docisku, zazwyczaj w granicach 90 MPa – ma ono ograniczyć skurcz wypraski. Zmiana ciśnienia o 10 MPa powoduje zmianę skurczu o 0,1 proc. Wartość ciśnienia docisku w całym okresie oddziaływania nie może się zmieniać. Wahania ciśnienia powodują nierównomierną krystalizację, prowadzącą do pogorszenia własności mechanicznych.

Gdy mowa natomiast o czasie docisku, to skurcz wypraski poliamidowej zależy od ciśnienia docisku oraz od czasu oddziaływania tego ciśnienia. Parametr ten określany jest jako czas docisku.

W celu uzyskania detali dobrze wyglądających, posiadających dobre własności mechaniczne, stabilnych wymiarowo i pozbawionych odkształceń należy bezwarunkowo wytworzyć odpowiednie ciśnienie docisku oraz utrzymać je przez odpowiednio długi czas, dzięki czemu możliwa będzie szybka krystalizacja przy stałym ciśnieniu.

Trzeba podkreślić, że parametr jakim jest czas docisku jest skuteczny tylko w przypadku detali o odpowiednio dobranym przekroju przewężki – tworzywo powinno w niej zakrzepnąć dopiero w momencie pełnej krystalizacji w gnieździe, a nie wcześniej. Czas docisku zależy od grubości detalu oraz w mniejszym stopniu od temperatury formy.

Doskonałym sposobem wyznaczenia właściwej wartości czasu docisku w standardowych warunkach formowania wtryskowego dowolnego detalu jest zważenie detali testowych wykonanych przy różnych czasach docisku.

Podczas prowadzenia prób całkowity czas cyklu powinien być niezmienny, dzięki czemu można wtedy utrzymać stałą temperaturę stopionego tworzywa. Właściwej wartości czasu docisku odpowiada punkt osiągnięcia przez wypraskę masy maksymalnej. Prawidłowej wartości czasu docisku odpowiada minimalny skurcz wypraski.

W przypadku stosowania jednego czujnika czas krystalizacji określany jest na podstawie analizy ciśnienia w formie, w przestrzeni leżącej blisko przewężki. Odbywa się to w czasie trwania jednego cyklu, poprzez analizę zmian krzywej ciśnienia w fazie docisku. System pozwala określić szybkość krystalizacji tworzywa w ustalonych warunkach przetwarzania - przebieg krystalizacji może ulegać zmianom zależnym od temperatury stopionego tworzywa i temperatury formy. Obecność w ciekłym tworzywie ognisk krystalizacji, takich jak pigmenty lub przemiał, wpływa w dający się zmierzyć sposób na stopień krystalizacji.

Czas krystalizacji kilku tworzyw, zmierzony opisaną metodą, jest pokazany na poniższym wykresie.




Wykorzystano materiały firmy DuPont