Wtryskarki - hybrydowe czy elektryczne, nowe czy używane?

Zespoły zamykania i otwierania formy

Forma wtryskowa mocowana jest do płyt mocujących wtryskarki. Jedna z nich, nieruchoma, jest przymocowana do korpusu wtryskarki, druga zaś, ruchoma, przesuwana jest po kolumnach prowadzących (lub – we wtryskarkach bezkolumnowych – po prowadnicach umieszczonych na korpusie). Funkcje ruchu i wywarcia niezbędnej siły zamykania realizowane są przez następujące systemy napędowe:

• kolumnowo-dźwigniowy, w przypadku którego stół ruchomy jest przesuwany przez system
• kolanowo-dźwigniowy, najczęściej 5-punktowy (przegubowy), uruchamiany pojedynczym siłownikiem hydraulicznym. System ten charakteryzuje duża szybkość ruchu oraz niewielki wydatek oleju (energii)
• bezpośrednio hydrauliczny, w przypadku którego płyta ruchoma jest przesuwana przez wielostopniowy zespół siłowników hydraulicznych. Do realizacji szybkiego przesuwu służą siłowniki o małej średnicy tłoczyska i długim skoku, natomiast duże siły zamykania uzyskuje się za pomocą siłowników o dużej średnicy
• hybrydowy, wykorzystujący elementy obu systemów: do realizacji szybkiego przesuwu płyty ruchomej stosuje się zespół kolumnowo-dźwigniowy lub śrubę napędową, bezpieczną siłę zamknięcia uzyskuje się przez zastosowanie 1 centralnego lub 4 – po jednym na każdą kolumnę – siłowników o krótkim skoku, zwanych poduszkami hydraulicznymi
• przez śrubę pociągową przesuwaną przez rotację nakrętki kulkowej obracanej elektrycznym silnikiem w sposób bezpośredni lub pośredni przez pas zębaty.

Typy wtryskarek ze względu na układ uplastyczniający

Wtryskarki tłokowe

Tworzywo przeciskane jest między grubym cylindrem a wewnętrznym rozdzielaczem, zwanym torpedą (ogrzewane i uplastyczniane). Powodowało to duże straty ciśnienia, brak wymieszania, a tym samym i homogenizacji tworzywa, bardzo niedokładne dozowanie, brak możliwości przetwarzania tworzyw czułych termicznie, trudności z ogrzewaniem masy tworzywa większej niż 500 gramów na cykl, dlatego maszyny te zostały wycofane z produkcji przemysłowej. Rozwiązanie to jest nadal stosowane tylko w małych wtryskarkach laboratoryjnych.

Cykl wtrysku wtryskarki tłokowej

1. Szybkie zamknięcie przymocowanych do stołów wtryskarki połówek formy, przy czym ruchomy stół przesuwany jest po prowadnicach przez zespół zamykający.
2. Zamknięcie połówek formy pełną siłą zamykania.
3. Dosunięcie cylindra wtryskowego do formy tak, aby dysza cylindra zetknęła się z tuleją wtryskową formy.
4. Suw roboczy ślimaka lub tłoka wtryskowego, powodujący wtryśnięcie uplastycznionego tworzywa do formy.
5. Uzupełnienie skurczowego ubytku tworzywa w formie przez docisk wywołany niewielkim przesunięciem ślimaka lub tłoka wtryskowego.
6. Odsunięcie ślimaka lub tłoka i ewentualne odsunięcie cylindra wtryskowego, uplastycznienie tworzywa.
7. Zredukowanie siły zamykającej formę.
8. Otwarcie formy i usunięcie wypraski (kształtki).

W przypadku wtryskarki tłokowej tłok odsuwany jest do tylnego skrajnego położenia, następuje zasypanie cylindra następną, odmierzoną porcją tworzywa i w tym czasie ma miejsce chłodzenie wypraski.

Wtryskarki ze wstępnym uplastycznieniem

W przypadku tych wtryskarek stosuje się wstępne uplastycznienie przez ślimak umieszczony w dodatkowym cylindrze połączonym z cylindrem wtryskowym. Przed czołem tłoka znajduje się tworzywo już uplastycznione. Wtryskarki tego typu stosuje się, gdy konieczne jest bardzo wysokie ciśnienie i szybkość wtryskiwania. Są one jednak znacznie droższe od standardowych wtryskarek obecnie produkowanych.

Wtryskarki ślimakowe

Obecnie przy pojemności wtryskiwania powyżej 20 cm3 stosowane są wyłącznie zespoły ślimakowe, w których obracający się ślimak uplastycznia tworzywo, a wtryskiwanie odbywa się pod wpływem jego przesuwu powodowanego przez siłownik hydrauliczny. Przebieg uplastyczniania tworzywa jest podobny do występującego przy wytłaczaniu, z tą różnicą, że ślimak obracając się gromadzi tworzywo przed swoim czołem, a równocześnie pod wpływem ciśnienia tego tworzywa przesuwa się do tyłu. Osiągnięcie określonego miejsca drogi wycofania oznacza, że została uplastyczniona odpowiednia porcja tworzywa i następuje wyłączenie obrotów ślimaka.

Wtryskarki elektryczne a inne

Wtryskarki elektryczne stanowią najnowszą i najnowocześniejszą odmianę maszyn do przetwórstwa tworzyw. W liczącej ponad 130 lat historii maszyn do formowania wtryskowego, wtryskarki z bezpośrednim napędem elektrycznym już zajęły znaczące miejsce, a ich pozycja wśród wtryskarek z napędem hydraulicznym bądź hybrydowym sukcesywnie się umacnia. Dzięki wielu zaletom charakteryzującym napęd elektryczny, w grupie maszyn o małej i średniej sile zamykania formy wtryskarki elektryczne w chwili obecnej mają wiodącą rolę i skutecznie wypierają wtryskarki hydrauliczne.

Pierwsze, zakończone niepowodzeniem, próby stosowania bezpośredniego napędu elektrycznego w poszczególnych układach funkcjonalnych wtryskarki sięgają końca lat 50. XX w. (Milacron), natomiast początek ich współczesnego rozwoju datuje się na połowę lat 80. (Fanuc). Zmiany w budowie maszyn tego typu zintensyfikowały się w latach 90., a dynamika innowacyjnych modyfikacji w konstrukcji poszczególnych układów wtryskarek elektrycznych nie maleje do dziś.