Formowanie elastomerów metodą wtrysku

Historia wtryskowego formowania wyrobów sięga XIX w. i początków materiałów polimerowych. W 1872 r. bracia John i Isaiah Hyatt opatentowali "ulepszony proces i urządzenie do wytwarzania celuloidu lub związków piroksyliny lub rozpuszczalnej bawełny”.

Urządzeniem, o którym mowa w patencie, była wtryskarka - zupełnie inna od tych, które możemy oglądać dzisiaj. Działała jak duża strzykawka. Stopiony materiał przeciskany był przez rozgrzany cylinder za pomocą tłoka do dwuczęściowej formy (rys. 1).

II wojna światowa przyczyniła się do gwałtownego rozwoju branży tworzyw sztucznych w latach 40. XX w. Rosnące zapotrzebowanie na tanie, produkowane masowo produkty doprowadziło do oszałamiającej liczby wynalazków w obszarze tworzyw sztucznych (produkcja polimerów w Stanach Zjednoczonych wzrosła wówczas o 300%). Rozwój branży trwał po zakończeniu wojny. W 1955 r. James Watson Hendry uzyskał patent, w którym opisał wytłaczarkę ślimakową zaprojektowaną do przetwórstwa zarówno materiałów termoplastycznych, jak i termoutwardzalnych (rys. 2).

Wprowadzone przez Hendry’ego rozwiązania konstrukcyjne poprawiły szybkość i jakość wtrysku tworzyw sztucznych oraz umożliwiły większą kontrolę nad wytwarzanymi produktami. Ślimak obracający się w cylindrze pozwalał wymieszać dozowany materiał oraz ogrzać go równomiernie (wskutek tarcia zmniejszyło się również zużycie energii potrzebnej do uplastycznienia surowca). 

Rok 1956 przyniósł patent Williama H. Willerta dotyczący ślimakowo-tłokowego układu wtryskowego (rys. 3). W urządzeniach tego typu ślimak podaje określoną ilość materiału do komory zabezpieczonej zaworem zwrotnym, a następnie przesuwa się jak tłok w cylindrze, wtryskując go do formy. Kolejne napełnienie komory wiąże się z odsunięciem ślimaka. W urządzeniach wtryskowych o konstrukcji pionowej ślimak i tłok mogą być rozdzielone (rys. 4).