Wady powierzchniowe wyprasek - smugi

Wady powierzchniowe wyprasek, to jeden z większych problemów występujących w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Dlatego dobrze wiedzieć co je powoduje i w jaki sposób im przeciwdziałać.

Do wad powierzchniowych wyprasek, pogarszających ich jakość, należą m.in. smugi. Mają one różny wygląd, który może jednak ułatwiać identyfikację przyczyny ich powstania.

Wady tego typu mogą być spowodowane m.in. zbyt wysoką temperaturą przetwórstwa i obecnością powietrza we formowanej masie. Aby im zapobiegać należy ustalić przyczynę ich powstawania, a następnie eliminować na drodze zmian parametrów prowadzenia procesu wtryskowego, aż do uzyskaniu detalu o odpowiedniej jakości.

Mówiąc o smugach, które są spowodowane degradacją tworzywa warto wiedzieć, że powstają one, gdy tworzywo sztuczne ulegnie degradacji w wyniku zastosowania zbyt wysokiej temperatury lub za długiego czasu ekspozycji materiału na jej działanie. Uszkodzenia mogą mieć wygląd srebrnych - następuje wtedy skrócenie długości łańcuchów polimeru - lub brązowych przebarwień, gdy zachodzą zmiany w strukturze cząsteczek. Uwalniają się wówczas substancje gazowe w postaci pęcherzyków powietrza. W fazie wtrysku docierają one do gniazda i są rozprowadzane na powierzchni wypraski. Mogą być skupione tylko wokół obszaru wlewka lub rozrzucone na powierzchni detalu.

Uszkodzenia termiczne mogą być wynikiem: zbyt wysokiej temperatury lub zbyt długiego czasu suszenia wstępnego; zbyt wysokiej temperatury masy; zbyt szybkiego formowania w plastyfikatorze (np. zbyt wysokie obroty ślimaka); zbyt długiego czasu ekspozycji w plastyfikatorze lub też zbyt szybkiego formowania w narzędziu (np. przez zbyt dużą prędkość wtrysku).

Aby sprawdzić temperaturę masy plastycznej należy wykonać tzw. wolny wtrysk masy plastycznej np. do ogrzanego pojemnika i zmierzyć parametr termometrem punktowym. Uszkodzenia termiczne tworzywa sztucznego są na tyle groźne, że negatywnie wpływają na jego mechaniczne właściwości, także wtedy, gdy na powierzchni nie ma widocznych wad.

Mówiąc z kolei o zamkniętych pęcherzykach powietrza, to wady tego typu powstają przeważnie jako matowe, srebrzyste lub białe smugi, głównie w miejscach występowania żeber i przesmyków, itp. W punkcie wtrysku wady te mogą pojawić się w formie linii o ułożeniu zgodnym z płynącą przez punkt wtrysku masą. Natomiast w miejscach zapadnięć przybierają one formę tzw. haków powietrznych.

Jeśli powietrze dostanie się do gniazda i zostanie otoczone przez stop polimerowy, wówczas zostanie ono rozciągnięte na powierzchni narzędzia w kierunku przepływu masy. Może się ono dostać do przedsionka ślimaka także podczas jego cofnięcia przy skoku dekompresji. Najbardziej wrażliwymi miejscami na powstawanie smug pod wpływem powietrza są żebra, przesmyki i wgniecenia, gdzie pęcherze gazu gromadzą się, a następnie mogą być "zalane" przez stop, co prowadzi do powstania tzw. nosów lub haków powietrznych.

Wytwarzając detal metodą wtrysku możemy popełniać błędy, które uwidocznią się w postaci wad powierzchniowych wyprasek. Mogą one wynikać z degradacji tworzywa pod wpływem temperatury i obecności powietrza w stopie polimerowym. Postępując jednak zgodnie ze sprawdzonymi schematami defekty te można wyeliminować.

Co robić natomiast w przypadku występowania kolejnych kłopotów?

W sytuacji gdy temperatura masy sięga powyżej parametrów technologicznych procesu należy zredukować temperaturę masy. Aby to wykonać trzeba zmienić temperaturę cylindra, zmienić obroty ślimaka oraz zmniejszyć ciśnienie uplastyczniające.

Kolejna przeszkoda to za długi czas ekspozycji wytopu. By sobie z tym poradzić warto zredukować czas cyklu, wydłużyć czas dozowania, zastosować mniejszy plastyfikator oraz ograniczyć udział regranulatu.

W sytuacji gdy smugi występują cyklicznie należy unikać martwych narożników i miejsc niekorzystnych dla przepływu w plastyfikatorze. By poradzić sobie z tym problemem warto też sprawdzić zużycie plastyfikatora oraz stan granulatu i jego dopływ.

Gdy smugi pojawiają się w formie nadlewu dążyć wtedy trzeba do obniżenia prędkości wtrysku, sprawdzenia stanu systemu gorących kanałów. W zaistniałej sytuacji trzeba też unikać ostrokrawędziowych przejść, zmian grubości kształtki w gnieździe formującym.

Opracowano na podstawie materiałów z konferencji Spotkanie Praktyków Przetwórców Tworzyw Sztucznych 2008, która we wrześniu odbyła się we Wrocławiu i była organizowana przez firmę Dopak i Politechnikę Wrocławską.