Drukuj

Czas przebywania stopu w cylindrze i profil temperatury

Czas przebywania stopu w cylindrze i profil temperatury
Temperatura i czas przebywania stopu w cylindrze wywierają duży wpływ na to, czy wypraska rzeczywiście będzie miała wymagane własności mechaniczne. Znaczenie czasu przebywania stopu w cylindrze oraz stopnia wykorzystania skoku dozowania jest często niedoceniane.

Pomiar temperatury stopu oraz zależność własności mechanicznych od temperatury stopu i czasu przebywania stopu w cylindrze to dwa parametry, które decydują o obciążeniu termicznym tworzywa podczas przetwórstwa, a tym samym wywierają duży wpływ na własności mechaniczne i na wygląd wyprasek.

Przestrzeganie zalecanej temperatury stopu gwarantuje optymalne własności mechaniczne. Tylko dobrze uplastyczniony stop zapewnia optymalne własności mechaniczne wypraski. Jeśli temperatura stopu jest zbyt niska to np. wytrzymałość i wydłużenie względne mogą być nawet o 25 proc. gorsze od maksymalnych wartości uzyskiwanych przy prawidłowej temperaturze.

Przyczyną tego stanu rzeczy są niestopione lub niedostatecznie stopione części granulatu, które w wyprasce tworzą słabe miejsca. W większości wypadków mniej krytyczne jest nieznaczne przekroczenie zalecanej temperatury stopu: jeśli jest o 10 st. C za wysoka, to i tak własności wypraski osiągają wartość równa 95 proc. wartości optymalnej. Wynika to stąd, iż krótkotrwałe duże obciążenie termiczne nie powoduje jeszcze większego uszkodzenia stopu. Ponadto wysoka temperatura poprawia zdolność płynięcia, dzięki czemu stop narażony jest na mniejsze obciążenie ścinające podczas wtryskiwania.

Mniej oczywisty, a tym samym i mniej uwzględniany, jest wpływ czasu przebywania stopu w cylindrze, zwłaszcza że zmiana czasu przebywania jest niemal niemożliwa bez zmiany cylindra uplastyczniającego. Problemem jest również to, że zalecane czasy przebywania są bardzo zróżnicowane. I tak np. czasy dopuszczalne dla poliacetali i termoplastycznych elastomerów wynoszą około 30 minut, podczas gdy dla poliamidów i termoplastycznych poliestrów zaledwie około 10 minut. Ponadto ważne jest, by brać pod uwagę całkowity czas przebywania, tzn. zarówno czas przebywania stopu w cylindrze uplastyczniającym, jak i w systemie gorących kanałów. W niekorzystnych wypadkach ten drugi czas może być wielokrotnością czasu przebywania w cylindrze.

Największy wpływ na czas przebywania wywiera wielkość cylindra uplastyczniającego. Przy intensywnym wykorzystywaniu maksymalnej objętości wtrysku, czyli przy dużym skoku dozowania, czas przebywania jest znacznie krótszy niż przy małym skoku dozowania. Zaleca się przynajmniej częściowe wyrównanie tych różnic przez nastawienie odpowiedniego profilu temperatur cylindra uplastyczniającego. Oznacza to, ze przy małym skoku dozowania należy nastawiać wzrastający profil temperatur. Dzięki temu materiał będzie ogrzewany powoli i delikatnie, co złagodzi niepożądany wpływ długiego czasu przebywania.

Przy dużym skoku dozowania profil temperatur powinien opadać. Granulat jest wtedy ogrzewany szybko i wystarcza czasu na wytworzenie jednorodnego stopu o jednolitej temperaturze. Podobne zależności obowiązują dla czasu cyklu. Przy produkcji wyrobów wymagających szczególnie długiego czasu cyklu zalecany jest wzrastający profil temperatur w celu skrócenia skutecznego czasu przebywania. Przy bardzo krótkim czasie cyklu konieczny jest opadający profil temperatur.

Czynnikiem szczególnie krytycznym są martwe przestrzenie i obszary, w których możliwa jest stagnacja stopu, np. w pobliżu zaworu zwrotnego lub w systemie gorących kanałów. Powodują one „utajone” przedłużenie czasu przebywania, możliwe do rozpoznania dopiero wtedy, gdy na wypraskach pojawiają się przebarwienia lub nawet przypalenia. Takie przyczyny wad należy eliminować jeszcze przed rozpoczęciem produkcji i dlatego tak ważna jest właściwa konstrukcja formy i prawidłowa budowa kanałów przepływu stopu.