Wady powierzchniowe wyprasek - różnice w połysku

Jednymi z wielu wad powierzchniowych, występujących przy produkcji elementów metodą wtrysku, są defekty związane z połyskiem. Może się zdarzyć, że otrzymany produkt będzie charakteryzował się za małym, za dużym lub nierównomiernym połyskiem. Defekty te można wyeliminować zmieniając parametry jego produkcji.

Skąd się bierze połysk?

Połysk przedmiotu jest wynikiem zdolności odbijania padającego światła od jego powierzchni. Jeżeli na powierzchnię rozpatrywanego przedmiotu pada promień światła, to jego kierunek ulega załamaniu. Część światła zostaje odbita od powierzchni, a pozostała część ulega odbiciu we wnętrzu przedmiotu lub przenika przez niego z różnym natężeniem. Duży połysk oznacza powierzchnię błyszczącą, mały zaś matową. Czasem wyróżnia się też pośrednie wartości połysku określane jako półbłyszczące lub półmatowe.

Specyficzne odbicie światła daje wrażenie połysku perłowego, metalicznego, itp. Na połysk wpływa rodzaj tworzywa, ale także faktura powierzchni, gdzie padający na nią promień światła ulega załamaniu pod różnym kątem, w zależności od jej stopnia chropowatości. Maksymalny efekt połysku uzyskuje się, gdy padające światło odbija się od powierzchni pod tym samym kątem w każdym miejscu. Jest to możliwe tylko przy idealnie gładkich powierzchniach. W innym razie, tylko część światła zostaje odbita od powierzchni, a pozostała ulega odbiciu we wnętrzu przedmiotu lub przenika przez niego z różnym natężeniem.

Wady związane z połyskiem wyprasek mogą dotyczyć całych elementów (wykazują za mały lub za duży połysk) lub tylko części, których powierzchnia nie posiada jednolitego połysku (różnice w połysku). Ogólnie można stwierdzić, że połysk wypraski zależy od powierzchni gniazda formującego i jakości jej odwzorowania w procesie wtrysku. W przypadku gniazd o moletowanej (matowej) powierzchni, dobre jej odwzorowanie skutkuje wytworzeniem kształtki o mniejszym połysku. Natomiast, jeśli powierzchnia gniazda jest wypolerowana, otrzymujemy wypraskę o większym połysku.

Podstawowymi parametrami wpływającymi na powstawanie wad związanych z połyskiem są te, które odpowiadają za zestalanie zewnętrznej lub wierzchniej warstwy i jej docisk do ścianki formy.

Najczęstszymi parametrami wpływającymi na połysk (oprócz stopnia gładkości powierzchni gniazda) są: temperatura ścianki narzędzia, temperatura wtryskiwanej masy plastycznej, ciśnienie docisku, czas docisku, homogeniczność plastycznej masy oraz moment przełączenia z fazy wtrysku na docisk.

Zazwyczaj podniesienie temperatury gniazda zmniejsza różnice w połysku otrzymanej kształtki. Podobnie, korzystnie wpływa podniesienie temperatury wtryskiwanej masy plastycznej.

Jednocześnie trzeba pamiętać o temperaturowych zaleceniach producenta tworzywa, aby nie doprowadzić do jego rozkładu. Jednak w niektórych przypadkach (powierzchnie strukturalne) podnoszenie temperatur nie daje pożądanych efektów, a wręcz przeciwnie. Czasem ważniejsze okazuje się równomierne ogrzanie narzędzia. Ustalenie odpowiednich temperatur w narzędziu oraz utrzymanie odpowiedniej szybkości obrotu ślimaka lub ciśnienia uplastycznienia wpływa na homogeniczność wtryskiwanej masy. Zwiększając te parametry otrzymamy większą jednorodność tworzywa, co może istotnie zmniejszyć różnice w połysku.

Wzrost ciśnienia docisku przy formowaniu wypraski zapewnia lepsze odwzorowanie faktury powierzchni formy gniazda na kształtce i lepszą precyzję. Stosując gładsze powierzchnie uzyskamy większy połysk. Natomiast docisk powinien trwać aż do momentu zestalenia stopu w przewężce. Czas ten może być określony, np. metodą wagową, w której w wyniku wydłużania czasu docisku otrzymamy zbliżoną wagę wypraski. Ważnym parametrem jest też optymalny moment przełączenia z fazy wtrysku (wypełnianie) na docisk przy jednoczesnej regulacji szybkości wtrysku.

Może okazać się, że mimo poczynionych wysiłków i zmiany powyższych parametrów, powierzchnia otrzymywanych wyprasek nadal będzie wykazywać nierównomierny połysk. Wówczas należy się zastanowić nad zmianami konstrukcyjnymi narzędzia lub zmianą rodzaju zastosowanego tworzywa i dodatków.

Wykorzystano materiały pochodzące z konferencji Spotkanie Praktyków Przetwórców Tworzyw Sztucznych 2008, która odbyła się we Wrocławiu i była organizowana przez firmę Dopak i Politechnikę Wrocławską. Tekst powstał na podstawie materiałów firmy Krauss-Maffei opracowanych we współpracy z Kunststoff Institut Lüdenscheid.