curs injectia maselor plastice 1_38

5/11/2018 Curs Injectia Maselor Plastice 1_38

1/38

= == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == rc aliz at d e in g. S orin Ilic

CURS DESPRE TEHNOLOGIA DE INJECTARE AMATERIALELOR TERMOPLASTICE

CUPRINS:CAP.I-0BTINEREA MATERIALELOR TERMOPLASTICECAP.2-STRUCTURA INTERNA A MATERlALELOR TERMOPLASTICECAP.3-MATERlALE DE ADAUS iN STRUCTURA MATERlALELOR PLASTICECAPA-PRINCIPALELE CARACTERlSTICI TEHNOLOGICE ALE UNOR MATERIALETERMOPLASTICECAP.5-PRINCIPALELE PROCESE ALE TEHNOLOGIEI DE INJECTARECAP.6-TEHNOLOGIA INJECT ARlI

. \1 \ CAP.7-METODOLOGIA DE SCHIMBARE A PRODUCTlEl PE 0 MASINA DE INJECTAT\:~ CAP.8-DEFECTE ,CAUZE SI REMEDII

I======================================================= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 / 1 3 2


2/38

=====================================================================realizat de ing. Sorin IlieCAP.I-0BTINEREA MATERIALELOR PLASTICE1.1. DEFINlREA MATERIALELOR TERMOPLASTICEMaterialele termoplastice sunt materiale chimice organice constituite din macromolecule care au ca

schelet atomi de carbon (C) de care sunt legati atomi de alte elemente chimice simple cum ar fi :y hidrogenuly azotul)- fluoruly oxigenuly siliciuly sulfuly clorul, ...Fiind materiale chimice organice masele plastice se obtin prin reactii chimice din produse naturalevii, care pot fi :1)de origine vegetala:

a)din lemn --~celuloza--~celuloidulb)din bumbac ~celuloza--~acetat de celulozac)arborele de cauciuc-s latex-v+cauciuculdrseminte de ricin-+ --~poliamidae)trestia de zahar-s alcoolul ~policlorura de vinil (PVC)2)de origine animala: din lapte v

- din branzirea laptelui- din grasimi3)de origine minerala:a)din carbon --~ PVC,PSb)din petrol --~PE,PP ,PS,PVC, ...c)din gaze naturale -~PVCd)din calcar --~ PVC, ...

1.2.PROCEDEE DE OBTINERE A MATERIALELOR TERMOPLASTICEPrincipalele reactii chimice pentru obtinerea materialelor termoplastice sunt :

y polimerizareay policondensareay poliaditiaa)Reactia de polimerizare

Este reactia chimica prin care in conditii speciale de presiune si temperatura moleculele aceluiasimonomer sant legate una de cealalta obtinandu-se un polimer macromolecular.Exemplu:

0+0 0000000Monomer A Monomer A Polimer A

polietilenatilena + etilenaFigl.l. Reactia de polimerizare

Principalele materialele plastice obtinute prin reactia de polimerizarea sunt:1. polietilena de joasa densitate= Pejd sau PELD2. polietilena de inalta densitate= Pied sau PEHD

======================================================= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 2 / 1 3 2


3/38

:= == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == =rea liz at de in g. S orin Ilie3. polipropilena=PP4. policlorura de vinil=PVC5. polistirenul=PS6. acrilo-butadien-stiren= ABS7. polimetacrilatul de metil=PMMA8. polioxidul de metilen=POM9. politeta-fluor-etilen =PTFE, ...

Q)Reactia de policondensareEste reactia chimica prin care in conditii speciale de presiune ~itemperatura capetele moleculelor amonomeri diferiti reactioneaza intre ele si se leaga unul de celalalt rezultand un polimer.cromolecular.ixemplu:

o + 0000000Monomer AAcid terftalnic Polimer Cpolibutilentereftalat. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ,MonomerBButandiolFig.I.2. Schema reactiei de poliaditiePrincipalele materialele plastice obtinute prin reactia de policondensare sunt:1. polietilen tereftalat =PET2. polibutilen tereftalat =PBT3. poliamida=P A4. policarbonat =PC5. polisulfura =PSU, ...c)Reactia de poliaditieEste reactia chimica prin care in conditii speciale de presiune ~itemperatura capetele moleculelor aunui monomer ~i a unui polimer reactioneaza intre ele si se leaga unul de celalalt rezultand un polimer

macromolecular.Exemplu:

+ OOOOO-----+OQ OQO00060Polimer C macromolecularPoliamidaPolimer BDiaminaMonomer ADiacidaFig.l.3. Schema reactiei de poliaditie

Principalele materiale plastice obtinute prin reactia de poliaditie sint:1) poliuretanul=PUR2) poliamida=P A

=================================================================================3 / 13 2


4/38

====================================-::-::- . = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = r e a l i z a t d e i n g . S o r i n I l i eCAP.2-STRUCTURA INTERNA A MATERIALELOR TERMOPLASTICE2.1. ELEMENTELE PRINCIPALE DIN STRUCTURA INTERNA A MATERIALELORTERMOPLASTICE

Elementul eel mai mic din structura interna este atomul format dintr-un nuc1eu si electroni.Ex:atomul de hidrogen (H) Fig.2.1. Schemaatomului de hidrogen

Molecula este un ansamblu de mai multi atomi care i~i pun in comun unul sau mai multielectroni.Ex: molecula de apa=Hjf) :QFig.2.2. Schemamoleculei dz apa

Molecula de baza din structura interna a materialelor plastice se numeste Monomer si estef e rma t a din mai multi atomi de carbon (C) (care forrneaza scheletul moleculei), de hidrogen (H),deoxigen (O),de clor(Cl),de siliciu (Si),si altii.Ex: monomerul de etilena = CH2=CH2w Fig.2.3. Schemamonomerului de etilena

Macromolecula obtinuta printr-o inlantuire de monomeri pusi cap la cap se numeste polimer siare 0 forma fibroasa datorita lanturilor de polimeri care se impletesc unele cu altele rezultind astfelmolecule gigante.Ex:polietilena= -CH2-CH2-CHrCH2-CH2-CH2-CH2-... ~

Fig.2.4. Schema polimeruluide polietilena

Atunci cand polimerul este obtinut din exact acelasi tip de monomer acesta se numestehomopolimer.De exemplu:

propilena+propilena--~polipropilena homopolimeret i l ena + et i l ena ------polietilenaProprietat i :./ rigiditate ridicata. / re ziste nta la soc redusa./ indice de curgere redus

Atunci cind polimerul este obtinut din doi monomeri diferiti acesta se numeste copolimer.De exemplu:Propilena + etilena-v-s polipropilena copolimer

= = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = ========================4/132


5/38

2.2.ELEMENTE DE CARACTERIZARE A MATERIALELOR TERMOPLASTICE-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~realizat de ing. Sarin [lie

Materialele plastice sunt constituite dintr-o tesatura de fire formate dintr-o inlantuire demacromolecule gigantice ca un ghemotoc de fire netoarse de lana. Aceste fire NU au toate aceeasiforma ele putand avea in functie de tipul materialului plastic urmatoarele forme:

A-forma l iniara A

'0O,. ,000(")00000'-"0008 0000__c k 9 -C-forma reticulara _/" ooo,.)08JoooRoooogoooooo- --~ 0-----ooJo q 9 -6.cPcpo-cbooooOooooo ~

Fig.2A.Lungimea macromoleculelor difera de la un material plastic la altul putand fi:

'y lanturi lungi'y lanturi medii;. lan turi scurte

Pentru a caracteriza lungimea macromoleculelor ce forrneaza un polimer s-a definit gradul depolimerizare (Gp). Gradul de polimerizare reprezinta numarul de monomeri care se repeta succesivintr-o singura molecula ~i forrneaza 0macrornolecula termoplastica.

Astfel putem avea:1) Gp=IS0000 s i 300000--- lanturi scurte2) Gp=300000 ~iSOOOOO---lanturi medii3 ) Gp=SOOOOO~imai mari - lantur i lungiin sinteza un material termoplastic este un amestec de lanturi de macromolecule de lungimi diferitesi pentru fiecare lungime un numar diferit de macromolecule rezultand astfel 0 dis tr ibutieGauss iana prezentat in fig.2.S.

Bvforma ramificata B

Fig.2.S. Curba Gauss adistributiei a nr. demacromolecule In functiede lungimea lor

N (nr. de macromolecule)

500.000===============~~====~===~======~========~=~=~=~~~==================~~===========5 1132

10.000.000 Gp


6/38

= == == == === == == == == == == == == === == == == == == == == == == == == === == == == == =realiza t de ing . S orin IlieLungimea lanturilor de polimeri influenteaza direct fluiditatea la cald si caracteristicile

mecanice ale polimerului asa cum reiese din tabelul de mai jos:LUNGIME A CARACTERISTICA POLlMERULUl VARIATIALANTULUI (Gp)Daca Gp creste Fluiditatea la cald scadeDaca Gp creste Rezistenta la tractiune cresteDadi Gp creste Rezistenta la soc scadeDaca Gp creste Temperatura de topire cre~teDaca Gp creste Temperatura de inmuiere sub sarcina cre~teDaca Gp creste Rezistenta la curgere cre~teDaca Gp creste Presiunea de injectie la umplere cre~teo prima estimare a lungimii macromoleculelor ne poate fi data de indicele de fluiditate (de

~~rgere) al materialului (If). Prin indicele de curgere al materialului (If) se intelege cantitatea dematerial plastic care curge timp de 10 minute in conditii standardizate de temperatura presiune e. t.c.conform fiormelor internationale ISO R 1133. Se mascara in grame pe 10 min (gllO min).

Cu cat lanturile sunt mai lungi adica Gp=mare cu atat rezistenta la curgere a materialului estemai mare si deci indicele de curgere este mai mic (If seade).Cu cit indicele de curgere este mai mare (If=creste) cu atat drumul de curgere sau gradul de

umplere a1 matritei este mai mare asa cum se observa in tabelul de mai jos in care s-a reprezentatvariatia lungimii de curgere intr-o matrita speciala standardizata in forma de spirals functie depresiunea de injectare si indicele de curgere (If) pentru diferite sorturi de PP.

Acest lucru prezentat in Fig.2.4. de mai jos se mai numeste si gradul de prelucrare almaterialului termen des intalnit la prelucratorii de mase plastice.

mm900


7/38

~ = == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == rea lizat d e in g. S orin Ilie! .~I'!II,.2.3STRUCTURILE INTERMOLECULARE ALE MATERIALELOR TERMOPLASTICEMaterialele termoplastice din punct de vedere intermolecular se impart in 2 mari categorii:

';- l=materialele eu structura amorfii". 2=materialele eu structurii semi-cristaliniiSub efectul incalzirii materialelor termoplastice, macromoleculele acestora se separa una decealalta rezultand 0 structura amorfa si dezordonata si apoi in timpul solidificarii acestora aparer fenomenul de fuziune a macromoleculelor care poate avea loc in doua feluri astfel:I -J=macrornoleculele raman in starea in care sant lara a se aranja in nici 0ordine particulars, pfmii lasolidificarea completa a materialului plastic, in acest caz spunem ca materialul plastic are 0 structuraamorfi i . Zone neorientate Zone orientate/STRUCTURA AMORFA STRUCTURA SEMI-CRlSTALINA

Fig.2.7. Diferentele intre structuraamorfa ~i serni-cristalina

--2= daca o parte din macromolecule se aranjeaza intr-o anumita ordine unele in raport cu altelepanala solidificarea cornpleta a materialului plastic, in acest caz spunem ca materialul plastic are 0structura semi-cristalina,

Proportia dintre volumul zonelor cristaline si eel al zonelor amorfe deterrnina gradul decristalinitate al materialului termoplastic.Volumul de material cristalinGc=Volumul total de material plastic

Volumulde material cristalin depinde de conditiile de injectare si anume:.( -1 viteza de solidificare a polimerului.( -2 orientarea macromoleculelor in structura piesei injectate.( -3 parametrii masinii de injectat

========================================================= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 7 / 1 3 2


8/38

111====-====================================================realizat de ing. Sorin Ilic

GRADULDE CRISTALlNITATE PENTRU PRINCIPALELE MATERIALE SEMI-CRISTALINEDENUMIRE MATERIAL SIMBOL GRAD DECRISTALINITATE

POLlAMIDA 6 PA6 40%POLlAMIDA 6-6 PA 6-6 70%

POIACET AL DE METIL POM 90%POLlETlLENATERFT ALAT A PET 50%POLIBUTILENTERFT ALAT PBT 50%~-.POLITETRAFLUORETILEN PTFE 95%POLIETILENA. DE J D PEJD 65%POLIETILENA DE I D PEID 80%POLIPROPILEN A PP 60%

POLIMERI CU CRISTAU LlCHIZI LCP 99%

li\,I : t) \ ../ l ~ \/I1 \/ / \ '/ I \ \/ / \ \/ ! "PA l \

_ J ' "/ i \ PPA \/ I i PP5 \/ ; \\ PEEK \I super pollmeri I / t LCP \\. illl / PPSJ..!! \ PF .A \'-----------li/ PE S \ FEP \/ PSU: EHE \_,"_. ,_. _". ./~_.!~'~~:s..JEBA \-._. ~\

/ peTG PC j TPE \ PET PST \I PO ~Hm erHennict I , / CA PETI.3 PPO! TPU IPA I), PAg!), PA4{)\. pnlf~" PA'~T ) PP'EPor,1 '\ PA 1." PA12 \\/ '.i. ,"", I,,:; I/ PA trasparent I EVA \ PAr.1}r;DG POt: \- - - - - ,-,-- '-,-- ,-.-.-.- -,....-- - ,-.-,-,-- - ,-- '! E r 4 A - r - _ . - , - , - , - , - . - , - , - , - - . . . . ,

/ ASS I \' \,.\"/ ABS traspare nt I FBA PP .! Pol imeru 'Standard 1 / / ASA Sf:!f:1A !vc IJ!asr.ifiat \ LOPE '\/' f:lBS S8S SA~1 / \ HDPE \

I' PS PVC I 'UHf,W,JPE \i I \/ EVA PET arnorro I \ \./ ' \ \t ( t '\~ , , -~ ~ ' " ~"~ __ . __. ,_ ~~_ .,r ~_~ . _ ~~~ ~_ 1 - . , . . ,- - , . _ ., , . " ", , , , , , , , ~ _, , , , . .,_"'~""',.o>._._""'_,,;o.,",,,_~~_,~. _.,...:., ,__."""-~.~_, .. ~ _, _ ~_ 1 .~__ _~ . _~ "~; \ Ii fOLIMERI '\ 5emucrilstaionii

/ FLiEX1BI1I 'I \i I,.. ._...._~ , ,. .tI Amorin

8/1:\2


9/38L '"', ~~r{\i!;" :"

~;,I'==============================================================realizat de ing. Sorin IlieIA B EL C OM PA RA TTV C U PRlNC IPA L EL E TIPUR[ DE M ASE PL A STIC E,~i

MATERIALE MA TERIALE SEMI-AMORFE CRISTALINEPS PAABS PET/PBTPC POM

PMMA PTFEPPO PPSPPE PAAPVC PPPSU PEhdlldSAN LCPPEl PEEKPUR

~... TABEL COMPARATIV CU PRINCIPALELE CARACTERISTTCI DINTRE MATERIALELE}')AMOREt SI SEMI-CRIST ALINE:ij;

MATERIALE AMORFE MATERIALE SEMI-CRISTA LINEIn general transparente O_paceFuziune aleatoare Fuziune ordonata

Coeficient de frecare ridicat Coeficient de frecare scazutSlabe caracteristici mecanice Bune caracteristici mecanice

Imprimare usoara lmprimare dificilaContractii mici Contractii si post-contractii mari

Slaba rezistenta la actiunea agentilor Buna rezistenta la actiunea agentilor chimicichimiciScaderea caracteristicilor mecanice la Buna mentinere a caracteristicilor mecanicecresterea temperaturii la cresterea temperaturii

In general densitate mai midi Densitate mai mareRezistenta la soc mai mare Rezistenta la soc mai mica


10/38

IF === =-= == == == == == == == == == == === == == == == == == == == == == == == == == == =realiza t de in g. So rin Ilicl\P.3-MATERIALE DE ADAUS iN STRUCTURA MATERIALELORRMOPLASTICE

Ch im is tii a u in tr od us in str uc tu ra m a te ria le lo r te rm o pla stic e d if er ite c om p on en te p en tr u:) ;> l= m o dific ar ea p ro pr ie ta tilo r fiz ic e s i c him i c e a le p olim e ru lu i) ;> 2=u~urarea prelucrarii p rin in je cta re a m a se Jo r pla stic eI ntr od uc er ea m a te ria le lo r d e a da os se po ate fa ce fie in tim pul polimerizarii fi e dupa i n t impullucrarii. S e d is ti ng 3 m ari c ate go rii d e m ate ria le d e a da os:

./ 1=ad i t iv i./ 2 =m ate ria le d e um plutura./ 3 =m ate ria le d e ra nfo rsa re3 .1 .M A TER IA L E AD ITIV E. ..",Se introdue in str uc tu ra m a se lo r p la stic e p en tr u:~} -a )imbuna ta t ir e a e l a st ic i ta t ii ma t e r ia lu lu i p l a st ic

'

" -b )d iminuarea :(1)p re tu 1 ui d e c o st a m a te ri al ul ui

J . (2 )o xid ar ii te nn ic e a m a te ria lu lu i p la stic(3)contract ie i te nn ic e la in je cta re(4)greut8tii piesei,~~erea:( l)re:zis tentei Ja atacuJ ra ze lo r UV(2 )re ziste nte i la fo c sa u fla m a(3)rezisterrfei impotr iva biodegradari i(4)re1isteDla Ja a tacu l micro-organi smelor(S)condUctivit i t tennice(6)co1oriri i materiaIului~ntei fa preJucrarea p r in i n je c ta r eCele mai d es e m ate ria Ie a ditiv e uti l izate sint:

'l-plastiflantii(a )sin t so lv en ti c are tr an sfo rm s u n m a te ria l r ig id in u nul su plu (m a i e la stic )(bjdiminueaza tem pe ra tu ra d e r ig id iz ar e a p olim e ru lu i(c)se u tiliz ea za fr ec ve nt p en tr u PVC

2-antioxidan ti(a )e v it a d e g ra d ar ea p o lim er ul ui in timpu l p la st if ie ri i(b)se util izeaza i n c o n c e n tr a ti i < 1% m ai a le s pe ntru P :MMA ,A B S ,P A3-anti-UV(a )a u r olu l d e d im in ua re a a ta cu lu i r az elo r u ltr a-v io le te (UV )a su pr a p olim e ru lu i(b )c el m a i d es u tiliz ati p en tr u P P,P E4-antistatici(a )a u ro lu l d e d im in ua re a e le ctric ita tii e le ctr osta tic e d e pe sup ra fa ta pie se i pe ntru e vita re a a tra ctie id e p ra f sa u a lte pa rtic ule ~i d e a e v ita d es ca rc ar ile e le ctr os ta tic e5-agenti d e i g ni fu g a re

- -- -=======================================================================10/132


11/38

. . = = = = - = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = = = == = re a l i z a t d e i n g . S o ri n I l i c(a )a u r olu l d e a m ari re ziste nta la fo e a m ate ria le lo r pla stic e{ b)s un t ob ti nu ti d in c om pu si d eri va ti a i fo sfo ru lu i, h alo g en ati, s au a i a m on iu lu i(c )s un t u tiliz ati pe ntr u o btin er ea c ab lu rilo r e le ctric e s au a a lto r p ie se p en tru e le ct ro n ic s ~ i e le ctric ita telubrifianti ~ ( a) ex te r n i: re du cef re c a re a d i n tr e p o lime r ~ i suprafetele m eta lice cu ca re a jung e in co ntac t in tim pule r i i i n rnatri ta prin fo rm are a u nu i film intre m eta l $i material .concentrarie-cz 'zs(b )in te rn i:r ed uc e fr ec ar ea d in tre m a cr om o le cu le le po lim e ru lu i ~ i determina 0 curg e re m ai buna atopitur i i

7 -agent i fungis ta tic i(a jd im in ue az a a ta cu l in se cte lo r s au a m ic ro b io -o rg an ism elo r a su pr a po lim e ru lu i8 -a g en ~ d e e xp an d a re(a )sun t a ge nti c e se d esc om pu n in tim pul pla stifie rii si d ete rm in a a pa ritia d e b ule pe pie sa istru ctu raporoasa)8 -a g e n ti d e o do r iz a re(a )s un t su bs ta nte c him ic e c ar e c or ec te az a m iro su l p olim e rilo r(b )po t f i. c o rnpusi o r gan i c iu l e iu r i na tu ra l eh id r oc a rbu r i l ich ide

9 -a g e n ti d e d emu la re(a )su nt su bsta nte c are se a plic a pe ntru u su ra re a sc oa te rii pie se i in je cta te d in m atr ita( b) se f o lo s es c s il ic o n ii $ i p ro du si f lu o ro - c lo r ur a ti3.2. MATERIALE DE UMPLVTURA

S un t substan te sau a meste curi d e substan te in erte ,m in era le sau o rg an ice d ispe rsa te sub fo rm a d ep ar ti cu le i n m a tr ic ea m a c romo le cu la ra a p o lim er ul ui .Ele determ ina: ~- {a )d im inua re a :a p re t ul ui d e c o s t

a c o n tr a ct ie i ma t er ia l ul ui- (b )c re ~ er ea :a r ig id it at ii s i a d u ri ta ti i m a te ri al ul uia rez isten te i te rm ic e si e le ctrice a m at.a re zis te nte i la r up er e( c)mod if ic a re a a spe c tu lu i p ie s el o rM a te ria le le d e um plu tu ra po t fi:- (a )pr oduse e l a stome r e (but il e nu l)d ete rm in a c re ste re a e la stic ita ti m a te ria lu lu i pla stic ,d e e x.:A B S , PBT ,P S a ntis oc .P a, ...- (b )p ro d us e m in er ale c um a r fi:carbonatib ie -su lfu ra d e m o lib de n p en tru d im in ua re a fr ec ar iio xiz i c um a r fi: m id i, pud re , a rg ile pe ntru c re ste re a re ziste nte i la UV ,a ta cu l a ge ntilo r c him ic is ilic ati c um a r fi: n isip .fa in a d e s ilic iu pe ntr u c re ste re a c on d uc tiv ita tii te rm ic eta lc p en tru d im in ua re a c on tr ac tiilo r $ i p en tru c re ste re a r ez is te nte i la te m pe ra tu ra-(c )p ro d us e o rg an ic e c um a r fi :t ef lo n p en tr u c re st er ea r ez is te n te i l a t emp er at ur iirum eg us d e le m n p en tru re du ce re a c on tra ctiilo r- (d )pud r e me ta l ic e

- - - - - - - - = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 1 / 1 3 2


12/38

realizat de ing. Sarin Ilic3 .3 .MA TER IALE DE RANFORSARE

M ater ia le le d e ra nfo rsa re sa u d e a rm are sun t m ater ia le c are a da ug ate un ui po lim er au d re pt,scop prin cipa l im bun ata tire a un or pro prie ta ti m ec an ic e c um a r fi .r ez iste nta la tra ctiun e .la fo rfecare .la: abraz iune .l a ~oc , .. .. ' M a te ri al el e d e r an fo r sa re p ot fi sub fo rm a de :. ( l ) f ibre c um ar fi: fib re d e stic lafibre d e c arbo nf ib re a r am id i cefib re sin te tic e p oliam id ic e (K ev la r)fib re a no rg an ic e :d e a lum in iu ,be riliu ,o xid d e tita n, ...(2) m ic ro bile c are po t fi d e: stic 1apo l imer i(~ )f ul gi d in : s tic lab or ur a d e a lum in iu.- c arbura d e silic ium i c a , . ..

hl:e . ~

t:Ii,f ..J~IJ~} { .

~~L~JI";i 12/132


13/38

= == == = == == == == == = == == == == == = == == == == = == == == == == = == == == == = == == == == == = == == == == = re aliz at d e in g. S o ri n Il icCAP.4-CARACTERISTICILE TEHNOLOGICE ALE PRINCIPALELORMATERIALE TERMOPLASTICE

Principalele caracteristici pentru prelucrarea materialelor termoplastice prin tehnologia deinjectare sunt prezentate in subcapitolele urmatoare pentru cele mai utilizate tipuri de materialeplastice. Este foarte importanta observatia ca pentru fiecare tip de material plastic prezentat insubcapitolele urmatoare exists mai multe sorturi de materiale care fiecare au propriile salecaracteristici de prelucrare prin tehnologia de injectare si acestea sant recomandate de producatorul dematerial plastic.In subcapitolele urrnatoare sunt date cateva indicatii cu privire la principalii parametrii deinjectare cu observatia ca presiunile de injectare si contra-presiunile la dozare recomandate suntpresiuni specifice ale topiturii de material plastic din fata melcului.4.1. POLIPROPILENA (PP)

Nr.cr t . Denumire caracteristica Recornandari1 Structura Semi-cristalin2 Densitate 0.91-0.93 gr/cm" in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire200- 220- 200- 180- 160- 30-50de plastifiere 300 300 300 280 2504 Temperatura topiturii 220 CO-280Co5 Temp. de stagnare pe cil. 220 Co6 Presiune de injectare 800 - 1800 bari7 Contra-presiune doz. 50-200 bari8 Viteza de inlectare Medii $i rapide9 Viteza de dozare Viteza ~eriferica de max.= 1.3 mlsec10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 4.0x D11 Perna de material 2-6mm12 Pre-uscare 1ora la 80 Co ,13 Reciclare Max. 100 % macinatura14 Contractii 1.2- 2.5 %15 Echipare masina de inj. Melc standard cu LID = 20: 1-25: 116 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material

4.2. POLIETILENA DE iNL TA DENSITATE (PE-HD)Nr.cr t . Denumire caracteristica Recomandari] Structura Serni-cristalin2 Densitate 0.92-0.96 gr/cnr' in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire200- 220- 200- 180- 160- 30-50de plastifiere 300 300 300 280 2504 Temperatura topiturii 220 CO-280Co5 Temp. de stagnare pe cil. 220 Co6 Presiune de injectare 800 - 1800 bari7 Contra-presiune doz. 50-200 bari8 Viteza de inieetare Medii si rapide9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 1.3 mlsee

========================================================= =========================13/132


14/38

realizat de ing. Sorin Ilie1 0 Curse de dozare Min. 0.5x 0- max. 4.0x D11 Perna de material 2- 8 mm12 Pre-useare lora la 80 Co13 Reeiclare Max. 100 % macinatura14 Contraetii 1.2- 2.5 %15 Eehipare masina de inj. Melc standard eu LID = 20: 1-25: 116 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material

r,f , 4.3. POLIETILENA DE JOASA OENSITATE (PE-LD)~i,

Nr.crt. Denumire caracteristica Recornandari1 Struetura Semi-eristalin2 Densitate 0.91-0.92 gr/cm'' in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona rae ire200- 200- 200- l60- 140- 30-50de plastifiere 240 260 240 200 1804 Temperatura topiturii 180 CO-240 Co5 Temp. de stagnare pe eil. 200 Co6 Presiune de injeetare 600 - 1500 bari7 Contra-presiune doz. 50-100 bari8 Viteza de injectare Medii si rapide9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 1.3 m/sec10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 4.0x D11 Perna de material 2- 8 mm12 Pre-useare 1 ora la 80 Co1 3 Reciclare Max. 100 % macinatura14 Contractii 1.5- 4.0 %1 5 Echipare masina de inj. Melc standard cu LID = 20: 1-25: l , duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea cu alt material

4.4. POLISTIRENUL (PS)Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Structura Amorf2 Densitate I.05 gr/crrr' in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul T.duza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire200- 220- 210- 180- 160- 30-50de plastifiere 280 280 240 220 2004 Temperatura topiturii 220 CO-280 Co5 Temp. de stagnare pe cil. 220 Co6 Presiune de injectare 800 - 1400 bari ,foarte bun a fluiditate7 Contra-presiune doz. 50-100 bari8 Viteza de injectare Medii ~i rapide9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 1.3 mlsec10 Curse de dozare Min. 0.5x 0- max. 4.0x D11 Perna de material 2- 8mm12 Pre-useare lora la 80 Co1 3 Reciclare Max. 100 % macinatura14 Contractii 0.3- 0.6 %

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 4 / 1 3 2


15/38

~ ~ "'= = = = = == = = = == = = = == = = = = == r ea li za t e i ng . S o ri n I li eEehipare masina de inj. Melc standard eu LID = 20:1-25:1

Nu se necesita uri area cu alt materialACRILO-BUTADIEN-STIREN (ABS)Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Struetura Amorf2 Densitate 1.061.19 gr/crrr' in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire200- 210- 210- 180- 160- 40-60de plastifiere 260 260 240 220 1804 Temperatura topiturii 220 Co -250 Co5 Temp. de stagnare pe cil. 200 Co6 Presiune de injectare 1000 - 1500 bari7 Contra-presiune doz. 50-150 bari8 ~ Viteza de inieetare Lent la ince2_ut apoi rapid pt. 0 curgere lalinara'-----9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 0.6 m/sec10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 4.0x D11 Perna de material 2- 8 mm12 Pre-useare 3 ora la 80 Co1 3 Reeiclare Max. 30 % macinatura14 Contractii 0.4- 0.7 %15 Echipare masina de inj. Mele standard cu LID = 20: 1-25: 1 .clapeta anti-retur16 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea cu alt material

4.6. COPOLIMER STIREN ACRILO-NITRIL (SAN)Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Structura Amorf2 Densitate 1.08gr/cID"~in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire220- 220- 210- 180- 160- 30-50de plastifiere 260 260 240 220 1804 Temperatura topiturii 220 CO-250 Co5 Temp. de stagnare pe cil. 200 Co6 Presiune de injectare 1000 - 1500 bari7 Contra-presiune doz. 50-100 bari8 Viteza de injectare Viteza rapida de injeetare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 0.6 m/sec10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 4.0x DII Perna de material 2- 8 mm12 Pre-useare 3 ore la 80 Co1 3 Reciclare Max. 30 %macinatura14 Contraetii 0.4- 0.7 %15 Eehipare masina de inj. Melc standard cu LID = 20:] -25: 1 .clapeta anti-retur16 Oprirea rnasini i de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material

15/132


16/38

,4

==========================================================================rcalizate ing. Sorin I I I C4.7. POLJAMIDA (PA 6)

Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Struetura Semi-cristalin2 Densitate 1.14 gr/crrr' in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire230- 240- 220- 220- 220- 40-70de plastifiere 240 '. 250 240 240 2404 Temperatura topiturii 220 CO-250 Co5 Temp. de stagnare pe eil. 220 Co6 Presiune de injeetare 1000 - 1600 bari7 Contra-presiune doz. 20-80 bari8 Viteza de injeetare Viteza mare de injeetare9 Viteza de dozare Viteza periferiea de max= 1 m1see10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x D11 Perna de material 2-6mm12 Pre-useare 4 ore la 80 Co13 Reciclare Max, 10 % macinatura14 Contractii 0.7- 2.0 %, iar armata eu fibra de sticla 0.3-0.8%15 Eehipare masina de inj. Mele standard cu LID =20:1-25:1 .duza deschisa16 Oprirea masini i de inj . Nu se necesita purjarea cu alt material, dar la 0 stagnare

de mai mult de 20 minute detemina 0 degradare termicain masa

4.8. POLIAMIDA (PA 6.6)Nr.crt. Denumire caracteristica RecornandariI Structura Semi-cristalin2 Densitate 1.14gr/cmj in stare solids3 Temperaturile pe eilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona rae ire280- 260- 260- 260- 240- 60-90de plastifiere 300 290 290 280 2604 Temperatura topiturii 270 CO-290 Co5 Temp. de stagnarepe cil. 250 Co6 Presiune de inj ectare 1000 - 1600 ban7 Contra-presiune doz. 20-80 bari8 Viteza de injeetare Viteza mare de injectare .'19 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 1 m1sec10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x D11 Perna de material 2-6mm12 Pre-uscare 4 ore la 80 Co13 Reei clare Max. 10 % macinatura14 Contractii 0.7- 2.0 %, iar armata cu fibra de sticla 0.3-0.7%15 Echipare masina de inL Melc standard eu LID = 20: 1-25: 1 .duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material, dar la 0 stagnare

de mai muIt de 20 minute detemina 0 degradare termicain masa

====================================================== = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 6 / 1 3 2


17/38

= == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == re aliza t d e in g. S orin Ilic4.9. POLI-OXTMETILEN sau POLl-ACETAL (POM)

Nr.ert. Denumire caracteristica Recomandari1 Struetura Semi-eristalin2 Densitate 1.40-1.42 gr/crrr' in stare solida3 Temperaturile pe eilindrul T.duza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire

190- 195- 185- 180- 160- 40-50de plastifiere 210 215 205 200 1804 Temperatura topiturii 205 CO-2I5 Co5 Temp. de stagnare pe eil. 150 Co6 Presiune de injeetare 1000 - 1500 bari7 Contra-presiune doz. 50-100 bari8 Viteza de injeetare Viteza medii simari de injeetare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 0.7 rnIsee10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x Dc------ Perna de material1 2- 6mm-~ Pre-uscare 4 ore la 100 Co213 Reeiclare Max. 20 % - 100 %maeinatura14 Contractii 1.8- 3.0 %15 Eehipare masina de inj. Mele standard eu LID = 20: 1-25: 1 .duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Foarte sensibilIa oprirea masinii mai muIt de 5-10minute deterrnina degradarea in masa , se recomanda

curatirea eu PE4.10. POLICARBONATUL (PC)

Nr.ert. Denumire caracteristica Recomandari1 Struetura Amorf2 Densitate 1.20 gr/cnr' in stare solida3 Temperaturile pe eilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire300- 280- 260- 230- 220- 70-90de plastifiere 320 310 300 270 2604 Temperatura topiturii 280 CO-310 Co5 TemQ. de stag_narepe eil. 200 Co6 Presiune de injeetare l3 00 - 1800 bari7 Contra-presiune doz. 100-150 bari8 Viteza de injeetare Viteza mare de injeetare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 0.6 m/see10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x D11 Perna de material 2- 6mm12 Pre-useare 3 ore la 120 Co13 Reeiclare Max. 20 % macinatura14 Contraetii 0.6- 0.8 %, iar armat eu fibra de sticla 0.2-0.4%15 Eehipare masina de inj. Melc standard eu LID = 20:1-25:1 .duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Se necesita purjarea eu alt material reeomandat PE si la

o stagnare de mai mult de 20 minute detern ina 0degradare terrnica in masa de aeeea se recomandaredueerea temperaturii la 200 Co

======================================================== = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 7 / 1 3 2


18/38

= = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = == = = =r ea li za t d e in g . S o rin I lie4.11. POLIMETACRILAT DE METIL (PMMA)

Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Structura Amorf2 Densitate 1.18 gr / cm'Tn stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire

200- 200- 200- 180- 150- 60-80de plastifiere 240 250 240 220 2004 Temperatura topiturii 220 C O-250 Co5 Temp. de stagnare pe ciI. 170 Co6 Presiune de injectare 1000 - 1700 bari7 Contra-presiune doz. 100-300 bari8 Viteza de injeetare Viteza lenta de injeetare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max= 0.6 mlsee10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x D11 Perna de material 2- 6 mm12 Pre-useare 4 ore la 80 Co13 Reeiclare Max. 10 % macinatura14 Contractii 0.3- 0.7 %15 Eehipare rnas ina de inj. Mele standard cu LID = 20:1-25:1 .duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material, dar la 0 stagnare

de mai mult de 20 minute detemina 0 degradare termicain masa

4.12 . POLIBUTILEN TERFTALA T (PBT)Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Structura Semi-eristalin2 Densitate 1.30 gr/cm' in stare solids3 Temperaturile pe eilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire250- 250- 240- 230- 220- 50-70de plastifiere 260 260 260 250 2404 Temperatura topiturii 250 C O-260 COsub240COingheata, iat peste 270Co are

loe degradarea termica5 Temp. de stagnare pe eil. 210 Co6 Presiune de injeetare 1000 - 1400 bari7 Contra-presiune doz. 50-100 bari8 Viteza de injeetare Viteza mare de injeetare datorita vitezei mari de

eristalizare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max.= 0.7 mlsee10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x D11 Perna de material 2- 5 mm12 Pre-useare 4 ore la 120 Co13 Reeic1are Max. 10 %-20% macinatura14 Cont rac t i i 1.4- 2.0 %, iar armat eu fibra de sticla 0.4-0.6%15 Eehipare masina de inj. Melc standard eu LID =20: 1-25: 1 .duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material, dar la 0 stagnarede mai mult de 20 minute detemina 0 degradare termica

In masa si se necesita purjarea materialului de peeilindru

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 8 / 1 3 2


19/38

= = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == = = = = == r e a l iz a t d e i n g , S o ri n Il ie

3. POLIETILEN TERFTALAT (PET)Nr.crt. Denumire caracteristica Recornandari1 Structura Semi-cristalin2 Densitate 1.35 gr/cnr' in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire250- 250- 250- 240- 220- 50-70de plastifiere 290 290 290 260 2404 Temperatura topiturii 270 CO-280Co5 Temp_.de stagnare pe eiL 220 Co6 Presiune de injectare 1000 - 1600 bari7 Contra-presiune doz. 50-100 bari8 Viteza de injectare Viteza mare de injectare , datoita vitezei mari de

cristalizare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max= 0.7 rnIsec1-----0.10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3.5x D11 Perna de material 2- 5 mm12 Pre-uscare 4 ore la 140 Co13 Reciclare Max. 20 % macinatura14 Cont rac t i i 1.2- 2.0 %, iar armata cu fibra de sticla 0.4-0.6%15 Echipare masina de inj. Melc standard cu L ID =20: 1-25: 1 .duza deschisa16 Oprirea masinii de inj. Se necesita purjarea cu alt material PE sau PP, dar la 0

stagnare de mai mult de 5 minute detemina 0 degradaretermica materialului pe eilindru

4.14. POLIURETANUL (PUR sau TPU)Nr.crt. Denumire caracteristica Recomandari1 Structura Amorf2 Densitate 1.35 gr/cm" in stare solida3 Temperaturile pe cilindrul 'Lduza Zona4 Zona3 Zona2 Zonal Zona racire220- 230- 220- 180- 160- 40-60de plastifiere 240 250 240 220 2104 Temperatura topiturii 220 CO-250 Co5 Temp. de stagnare pe cil. 200 Co6 Presiune de injeetare 1000 - 1600 bari7 Contra-Qresiune doz. 80-200 bari8 Viteza de injeetare Viteza medii de injeetare9 Viteza de dozare Viteza periferica de max= 0.3 rnIsee10 Curse de dozare Min. 0.5x D- max. 3x D11 Perna de material 2- 6 mm12 Pre-useare 3 ore la 110 Co13 Reeielare Max. 100% macinatura14 Contraetii 0.7- 2.0 %, iar armata eu fibra de sticla 0.3-0.8%15 Eehipare masina de inj. Mele standard eu L ID =20: 1-25: 1 .duza deschisa16 Oprirea rnasinii de inj. Nu se necesita purjarea eu alt material, dar la 0 stagnare

de mai mult de 20 minute determina 0 degradaretermica in masa= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 1 9 / 1 3 2


20/38

rcaJizat de ing. Sarin Hie

CAP.5-PRINCIPALELE PROCESE ALE TEHNOLOGIEI DE INJECT ARE5.1.PROCESUL DE PLASTIFIERE

Plastifierea este procesul eel mai important care are loc intr-o masina de injectie mase plastice.Prin plastifiere se intelege procesul prin care materialul plastic solid aflat in palnia masinii de injectateste transformat intr -0 topitura vasco as a omogena si uniforrna ca si presiune ~i temperatura ~i care seacumuleaza in fata melcului in faza de dozare. lntregu! proces de plastifiere are loc in cilindrul deiPlastifiere care asa cum se vede din figura de mai jos este alcatuit din urrnatoarele piese componente:1. Micro-duza2 . Duza3. Capul cilindrului4. Cilindrul de plastifiere5. Supapa antiretur]"6~ Melc7. Corp de incalzire8. Termocupla

Fig.5.l. Ansamblul cilindrusi melc de plastifiere

S E ~ l I O N f- ~

I.d -,V _..

! .Pentru 0mai buna analiza a procesului de plastifiere este necesara studierea caracteristicilor

principale ale elementelor componente ale ansamblului de plastifiere prezentate mai sus.l.Micro-duza=asigura transferul materialului termoplastifiat din cilindru in duza matritei. Forma ~igeometria ei depinde de tipul materialului ~i conceptia matritei.Principalele caracteristici ale micro-duzelor sunt:

Y D=diametrul gaurii de injectare al micro-duzei si D=Dm-l unde Dm=diametrul de intrare algaurii duzei matritei

~ Rs=raza capului sferic al micro-duzei si Rs=15 mm~ Etansarea perfecta intre micro-duza rnasinii si duza matritei, Alinierea perfecta intre micro-duza masinii si duza matriteitgaurile din cele doua duze sa fie

perfect coaxiale).", Etansarea perfecta la montarea micro-duzei In corpul duzei masinii de injectat pe suprafetele de

inchidere ale acestora.(fig.5.2)

========================================================================20/132


21/38

== -- ===================================================================r ea li za t d e i ng . S o ri n I li c

Fig.S.2. Ansambluduza micro-doza

S H P R D l n ~ H I D [ R lIC R O - IJ -U z ; .

2.Duza masinii de injectat este eJementul care face legatura dintre capul cilindrului si micro-duza si permite patrunderea in adancirne mult mai mare pentru a se putea efectua eontactul intre micro-duza si duza matriteiSe intalnesc diverse tipuri de duze cum ar fi:,... Duze directe-deschise tara incalzire

, Duze directe-deschise cu corp de incalzire pe exterior,... Duze directe-deschise cu torpila de incalzire In interior,... Duze eu arnestecator In interior (pt. omogenizare);- Duze ell inchidere cu clapetar Duze Cll inchidere cu ac cu resort,. Duze cu inchidere eu ac comandate hidraulic3.Caplll cilindrului servestc la realizarea legaturii intre duza si cilindrul masinii. Este foarte

irnportanta montarea corecta a capului pentru a asigura 0 etansare perfecta eu cilindrul de plastifiere sipentru a nu se crea obstacole in calea curgerii materialului plastifiat.

4.CilindruJ de plastifiere serveste la centrarea melcului masinii de injectat ~i impreuna cu acesta laefectuare procesului de plastifiere. 'EI este confectionat din oteluri aliate speciale care sa irnpiedice uzura prematura a acestuia datoritacoroziunii si abraziunii.

S.Supapa anti-retur este elementul montat in capul melcului pentru ai asigura acestuia atatfunctia de dozare de material cit si cea de injectare caz in care acesta se cornporta ca un piston.Elementele componente ale supapei anti-retur sint:

a) Cap conicb) Clapeta antireturc) Jnel de presiune m e I~r:- ~~~~~~~J

. . . . . . . . . . .-,

FigS.3.Construqiasupapei anti-retur

Presiunea materiaJului termoplastifiat creata de miscarea de rotatiei a melcului in faza de dozaredetermina deplasarea c1apetei antiretur spre varful conic al supapei si creeaza cale libera materialului=========================================================== = = = = = = = = = = = = = = = 2 1 / 1 3 2


22/38

b,I:l~

realizat de ing. Sorin Hie,toplastifiat printre clapeta si inelul de inchidere .pe sub clapeta anti-retur si prin canalele efectuate:apul conic si care ajunge astfel in zona de acumulare.asa cum se observa din figura de mai jos:t Drumul de curgere al materialului

Fig.5.4.Pozitia clapetei anti-retur in faza de dozare

Presiunea materialului termoplastifiat creata de miscarea de avansare a meJcului in faza de injectare.determina deplasarea clapetei anti-retur spre inelul de inchidere obtinandu-se 0 etansare perfecta intreclapeta si inelul de inchidere care nu va permite intoarcerea materialului inapoi in cilindrul depJastifiere pe spira melcului. In aces! caz melcul va lucra ca un piston ~iva impinge in conditiicontrolate de viteza si presiune materialul termoplastifiat acumulat In fata melcuJui in faza de dozarerealizand astfel fazele de injectare si rnentinere.asa cum se observa din figura de mai jos:

Fig.5.S.Pozitia c1apeteianti-retur in faza deinjectareZona deacumulare Materialul termoplastifiat

6.Melcul ansamblului de plastifiere

Melcul este organul eel mai important al unei masini de injectie.deoarece acesta Indeplineste simultansau succesiv mai multe functii deosebit de importante cum ar fi:,. Transportul ~iplastifierea materialului plastic); > Dozarea cantitatii de material termoplastifiat necesare injectarii piesei;. Injectarea si rnentinerea in anumite conditii de viteza ~i presiune pentru obtinerea unei pieseinjectate de calitate

Melcul unei masini de injectat se compune in principal din: caput melculuicorpul melculuicoada melcului

Corpul melcului este partea cea mai irnportanta a melcului $i este caracterizata de 3 zoneprincipale:===--===========================.==================:==========================22 / 132


23/38

- -- - - -- -= == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == == =r ea li za t d e i og . S or in l li ea) Zona de alimentare care asigura alimentarea cu granule de material plastic din palnia masinii si

transportul acestora spre interiorul cilindrului de plastifiere. Pe aceasta zona adancimeacanalului spirei melcului este cea mai mare si constants pe toata lungimea aeestuia. Aceastazona este caracterizata de: lungimea zonei de alimentare=La

diametrul de fund al spireimelcului=da

b) Zona de compresie asigura 0 puternica comprimare a granulelor de material plastic de suprafatainterioara a eilindrului de plastifiere. Aeest lueru este posibil datorita micsorarii progresive aadancimii canalului spirei melcului pe toata lungimea acestuia. Aceasta zona este caracterizatade:lungimea zonei de compresie= Le

c) Zona de omogenizareipomparejasigura 0 intensa amestecare a topiturii de material pentru 0mai buna omogenizarea ~i uniformizare a topiturii. Pe aceasta zona adancimea canalului spireimelcului este cea mai mica si constants pe toata lungimea acestuia. Aceasta zona estecaracterizata de:

-lungirnea zonei de alimentare=Lo~. - diametrul de fund al spirei melcuJui=doLungimile zonelor melcului cit ~i profilul lor depind de constructia melcului care poate fi:? Melc universal? Melc pentru materiale amorfe.,. Melc pentru materiale serni-cristaline,. Melc pentru materiale speciale(PVC rigid)Elementele caracteristice ale unui melc sunt prezentate in tlgura de mai jos:

Fib.5.6. Elernentelecaracteristice ale melcului

Acestea sint:?Oiametrul melcului=O?Lungimea filetata a melcului=L=( 100 23 D)?Lungimea zonei de alimentare=La=(30 100)?Lungimea zonei de compresie =Lc=(30 70) Lungimea zonei de omogenizare=Lo=( 10 ... 3D)Y Pasul spirei rnelcului=p=constant si egal cu 0?Profilul sectiunii spirei rnelcului:

I. - universal2. - amorf3. - semi-cri stalin4 .

Raportul de compresie (Rc) reprezinta raportul dintre volumul de material din zona dealimentare si eel din zona de omogenizare ~i poate fi deterrninat prin formula:

= = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = == = = 2 3 / 1 3 2


24/38

i . , ;1 == == == = == == == = == == = == == = == == == = == == = == == = == == == = == == = == == = == == == = == re aliz at d e in g.:~f j}"~ Rc= Inaltirrea spirei pe zona de alirrentare f Inaltirrea spirei pe zona de orrogenizare~ I n care :fie ra po rtu l de compresie a l melculuif 1 . Dm diametrul melcului (exterior) [mm]!~ 2. Da diametrul miezului meIcului pe zona de alimentare [mm]r : ' 3. Do diametrul miezului meIcului pe zona de omogenizare (mm]

S orin H ie

Dm-Da= ":"'D-m-~Do-

Raportul de compresie poate fi :) 0 - Mic=(1.2 ... 1.8)pentru PMMA,ABS,PVC,TPU. ..)0 - Mijlociu=(1.8 ... 3)pentru :PC,PS,PPO, ...) 0 - Mare=(3 .. .4.5)pentru:PE,PFA,P A,...in faza de dozare melcul este antrenat in rniscare de rotatie de catre un hidromotor sau printr-un

teductor de catre un motor electric. Materialul plastic sub forma de granule sau alte forme (amestecuride macinatura , paf, coloranti, ... )din pilnia masinii de injectat cade sub actiunea greutatii in interiorulcilindruluide plastifiere ~i umple golurile spirei melcului din zona de alimentare.Ajuns in interioracesta este irnpins in fata pe principiul mecanismului surub-piulita.Miscarea de inaintare a materialuluiplastic solid sub forma de granule este influentata de:~ Unghiul de inclinare al spirei melcului~ A danc im ea canalului in zona de alimentarej; > Frecarea dintre materialul plastic si suprafetele cu care ajunge in contact ale cilindrului ~i ale

melculuiPutem avea 0 alimentare buna cu material plastic daca acesta a luneca pe suprafata canalului

melcului ~iadera Ia suprafata interioara a cilindrului de plastifiere. Datorita frecarii uscate din zona dealimentare granulele de material plastic sufera 0 forfecare care determina fararnitarea acestora,iarparticulele foarte mici adera la suprafata interioara incalzita a cilindrului forrnand 0 pelicula subtire dematerial plastic topit ~i lipit de suprafata interioara a cilindrului care preia jocul dintre melc ~i cilindru~ii permite acestuia sa se roteasca intr-o bucsa cilindrica de termoplast care captuseste suprafatain terioara a cilindrului. De aceea se impune reglarea unei temperaturi corecte pe zona de alimentare ~io suprafata foarte bine lustruita a canalului melcului din zona.de alimentare, iar in cazul in caresuprafata este deteriorata sau lovita se impune 0 foarte buna Iustruire a acesteia.

Putem avea 0 proasta alimentare cu material plastic solid si chiar infundarea canalului dealimentare din palnia masinii (formare de dop de material plastic topitjdatorita supraincalzirii zonei dealimentare ~ica urmare lipirea materialului plastic de suprafetele canalului melcului ~i de gaura dealimentare din cilindru de sub palnia de alimentare. Supraincalzirea se datoreaza mai multor factoricum ar fi:1) Reglarea unei temperaturi prea mari pe zona de alimentare2) Depl as ar ii c a ld u ri i din zonele cu temperatura mai mare inspre zona de alimentare si acest lucru se

da to r eaza opririlor foarte dese ale masini i cu incalzirea cup lata.3) Functionarea continua ~i indelungata a dozarii (pentru curse de dozare mari aprox.=3xD)cu viteze

de dozare mari si contra-presiune la dozare ridicata ceea ce determina frecari foarte mari ~iautoincalz i rea pronuntata a zonei de alimentare.Controlul reglorului sau al operatorului in faza de dozare este foarte important si consta in a

urmarii si temperatura pe zona de alimentare,pentru ca daca temperatura este mai mica sau constantacu cea reglata pe aceasta zona atunci fortele de frecare vor fi mai mici ,alunecarea intre particule ~isuprafetele cu care ajung in contact este mai buna ~i deci vom avea 0 alimentare mai buna faraincluziuni de aer. Dad. temperatura este mai mare sau in crestere fata de cea reglata pe aceasta zonaatunci particulele de material plastic se vor lipi de suprafetele metalice supraincalzite (palnie ,cilindru.melc , . .. )ceea ce va duce la inrautatirea alimentarii.

241132


25/38

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = r e a l i z a t d e i n g . S o r i n I li eMaterialele plastice sub forma de granule si cu densitate mare (mai grele) cad mai usor in canalul

melcului in zona de alimentare si determina 0mai buna alimentare in timp ce materialele mai usoaresau sub forma de rnacinatura, praf, sau cu amestec de materiale de adaos ca fibre de sticla, de carbon sialtele cad mai greu si duc la 0 alimentare mai dificila .de aceea se necesita viteze de dozare mai mici sicontra-presiunea la dozare medii.

Deplasarea materialului plastic in interiorul cilindrului de plastifiere continua si acesta ajunge inzona de compresie a melcului .zona in care diametrul miezului melcului creste si determina scadereatreptata a adancimii canalului me1cului. Odata cu scaderea adancimii canalului me1cului materialulplastic solid sub forma de granule este obligat sa treaca dintr-un spatiu mai mare intr-un spatiu multmai mic si deci el va fi puternic comprimat ~ipresat pe suprafata interioara a cilindrului incalzita decorpurile de incalzire de pe exteriorul cilindrului. Cresterea astfel foarte puternica a presiunii interioareduce la intensificarea frecarilor dintre granulele de material plastic si me1c si suprafata interioaraincalzita a cilindrului ceea ce determina formarea unei cantitati de caldura care alaturi de cea ernanatade corpurile de incalzire de pe exteriorul cilindrului duce la inceperea topirii ~iplastifierii materialuluiplastic si la formarea unui film de topitura care adera la suprafata interioara incalzita a cilindrului. Pemasura ce materialul plastic inainteaza in zona de tranzitie creste comprimarea si deci topirea tot maipronuntata a acestuia. in aceasta zona in canalul melcul~i se disting 3 zone specifice:

1) Un film de topitura lipit de suprafata interioara incalzita a cilindrului2) Un bloc de material solid netopit ~ipresat pe flancul suprafetei active a canalului melcului3) 0 cantitate de topitura neornogena fermata prin colectarea filmului de topitura de pe suprafatainterioara incalzita a cilindrului odata cu avansarea materialului plastic in zona de compresie.Odata cu avansarea materialului plastic in zona de compresie adancimea canalului melcului

continua sa scada ~ideci sa creasca fortele de frecare si viteza de forfecare a moleculelor de polimerceea ce determina 0 crestere a caldurii disipate ceea ce va duce la topirea blocului de material solidcare se va diminua si cresterea cantitatii de topitura din canalul melcului. Presiunea interioara creste larandul ei ~iva determina ca cea mai mare parte a aerului prins intre granulele de material sa fieimpinse datorita presiunii peste spirele melcului spre zona de alimentare ~ievacuarea acestuia prinpalnia de alimentare a masinii.Stratul de material plastic solid s-a sfaramitat spre sfarsitul zonei de compresie si granulele dematerial plastic solid s-au distribuit de-a lungul sectiunii canalului melcului in masa de topitura cacuburile de gheata intr-un pahar cu apa. Din aceasta cauza frecarile dintre materialul plastic solid ~isuprafetele melcului si suprafetele interioare incalzite ale cilindrului scad foarte mult si deci ~i calduradisipata de acestea ,de aceea pentru topirea ~i a ramasitelor de material plastic solid dispersate ininteriorul masei de topitura se necesita cresterea caldurii disipate de corpurile de incalzire prin reglareaunei temperaturi mai mari pe aceasta zona ceea ce va determina 0 supraincalzire a topiturii in straturilesuperficiale Presiunea interioara de valoare cea mai mare se afla spre capatul zonei de compresie .inspecialla melcii cu zona lunga si raport mare de compresie.

Ajuns in zona de omogenizare in care adancirnea canalului melcului este de valoare minima siconstants stratul superficial de topitura continua sa fie colectata de pe suprafata interioara incalzita acilindrului de plastifiere ~i datorita miscarii de rotatie a melcului au loc urmatoarele fenomene:~ Terminarea topirii particulelor de material solid dispersate in masa de topitura

~ Omogenizarea intregii mase de topitura~ Uniformizarea presiunii si temperaturii topiturii~ Mentinerea unei inalte presiuni constante pentru pomparea topiturii in fata melcului in

zona de acumulareCaldura necesara efectuarii fenomenelor de mai sus este data de caldura disipata de corpurile deincalzire de pe suprafata exterioara a cilindrului si in cea mai mare parte de energia termica datorataforfecarilor materialului plastic supus la puternice forte de forfecare intre suprafata interioara acilindrului ~i suprafata canalului melcului aflat in miscare de rotatie. Energia termica determinata deforfecare creste direct proportional cu viteza de rotatie a melcului si cu diametrul melcului. Mentinere= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 2 5 / 1 3 2


26/38

====================================================rcalizal de ing. Sorin Ilieunei presiuni interioare mari si con stante pe aceasta zona este foarte irnportanta deoarece astfel seasigura::y Impiedicarea curgerii inapoi a topiturii pe canalul melcului:y Deschiderea supapei anti-retur prin impingerea in fata a c1apetei anti-retur);- 0 alimentare constanta cu topitura a zonei de acumulare din fata melculuiTemperatura finala dorita a masei de topitura acumulata in fata melcului in faza de dozare este data

in cea mai mare parte de energia termica emanata de fortele de forfecare a materialului plastic si decaldura disipata de corpurile de incalzire de pe exteriorul cilindrului de pe aceasta zona.

~

Zona de alimentare

Fig.5. 7. Zone1e caracteristice alecilindrului de plastifiere in faza dedozare

> Zona de compresie (tranzitie)

Zona de omogenizare(pompare)

========================================================= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 2 6 / 1 3 2


27/38

==-~=================================================realizat de ing. Sorin Ilie5.2 PROCESUL DE CURGERE AL TOPITURII iN MATRITA

Modul de curgere al topiturii de material plastifiat in cuibul matritei are 0 deosebit de mareimportanta asupra calitatii piesei injectate.

Topitura de material plastifiat curge In cuibul matritei datorita presiunii aplicate de catre melculmasinii de injectat care in faza de injectare functioneaza ca un piston asupra caruia actioneaza la randullui pistonul cilindrului hidraulic de injectare in interiorul caruia actioneaza presiunea hidraulica deinjectare (Pi).vezi figura de mai jos:Fig.5.8:

Fig.5.8. Schema fazei deinjeetare In matrita Presiune specificade injectare (Psp)

Cilindruhidraulicde injectare

Piesainjectata Cilindrul deplastifiere Mele

Presiune hidraulicade injectare (Pinj)

In timp ce topitura de material plastic ajunge in contact cu peretii cuibului matritei ea incepe sa seraceasca imediat rezultand un strat de material plastic racit ce forrneaza un strat termoizolator dematerial ce imbraca topitura din interiorul matritei. De aceea temperatura in centrul grosimii de pereteal topiturii este mult mai mare decat pe margini si ca urmare tluiditatea topiturii este mult mai mare incentru decat pe margini. Astfel intre straturile din exterior si cele din centru apar viteze de curgerediferite care determina un front de curgere asemeni unui balon infasurat intr-o membrana bine intinsaasa cum se vede in figura de mai jos:( efect Fontaine=fantana) Fig.5. 9. Sectiunea frontului la

eurgerea topiturii In matrita

Profilul vitezelor Frontul de eurgerede curgere al topiturii Strat superficialsolidificat

Substrat eu intenseforfecari moleeulare

Grosimea deperete a pieseiinjectate

============================================================ = = = = = = = = = = = = = = = = 2 7 / 1 3 2


28/38

? (!>E=C;~~.TaEV=&7TIoo============~==========================realizat de ing. Sorin HieGranita dintre topitu~fc~ ava~eai~ rrfinteriorul matritei ~iportiunea ne-urnpluta a cuibului

matritei se numeste front de curgere al topiturii.In spatele frontului de curgere topitura de material impinge in sensul de inaintare in matrita

determinand tensionarea ~iintinderea frontului ca un balon. Topitura de material nu se deplaseaza'printr-o simpla inaintare in cuibul matritei ci ea ajunge in contact cu suprafata cuibului matritei prinicurgerea dinspre centrul grosimii de perete spre frontul de curgere ~i apoi spre suprafata matritei'obtinandu-se asfel 0miscare de rostogolire a frontului de curgere (ca senilele unui buldozer) peste:suprafetele cuibului matritei determinand un strat superficial bine orientat (bine intins) care apoi princontactul cu peretii cuibului matritei se raceste ~i se solidifica rezultand un strat superficialsolidificat.(vezi Fig.S.9.)La curgerea topiturii de material plastifiat in cuiburile se pot intalnii mai multe fenomene si efectespecifice curgerii cum ar fi:5.2.1. Fenomenul de inghetareDad viteza de avansare a frontului de curgere este prea midi atunci timpul de contact al topiturii dematerial plastic cu peretii rnatritei este prea mare ~ica urmare are loc 0 racire intensa a topiturii ceea ce'"'aucela cresterea grosimii stratului superficial solidificat pana la solidificarea intregii grosimi de peretea piesei injectate (efeetul de inghetare) si drept urmare apare defeetul piesa incornpleta sau piesa eulipsa.

Datorita scaderii sect.iunii de curgere laaceeasi viteza se injectare are loc 0mare scadere a vitezei de avansare afrontului de curgere In aceasta sectiunc~i ca urmare inghe tarea acestuiarezultind piesa eu lipsa.

Fig.S. 1O.Fenomenul de inghetare

5.2.2. Fenomenul de ezitareUn alt fenomen intalnit la curgerea fronturilor de curgere in cavitatile matritei este fenomenul deezitare.Acest fenomen se explica prin faptul di frontul de material avansaeza mult mai rapide in zonele cugrosimi mai mari de pereti si cu temperaturi locale mai mari , iar in zonele cu pereti mai subtiri saumai reci are loc 0 avansare mult mai lenta ceea ce duce Ia racirea mai pronuntata a fronturilor decurgere si0 ramanere in urma celorlalte., asa cum se observa din FigS1l.

Grosimi de perctc

FigS!!. Fenomenul de ezitare

============================================================ = = = = = = = = = = = = = = = = = 2 8 / 1 3 2


29/38

Datorita difererrtelor mari intre sectunile de curgere Ja aceeasi viteza deinjectare are loc 0mare scadere a vitezei de avansare a frontului de curgere inzonele cu sec tiune mica ~i ca urmare are loc raminerea lor In urrna comparativcu celelalte fronturi de curgere ceea ce duce la aparitia fenomenului de ezitare.

5.2.3. Fenomenul de supra-compactizareFenomenul de supra-compactizare este un alt fenomen ce poate apare la umplerea cuiburilor matritei.atunci cand fronturile de curgere sant supra-compactizate intr-un anumit drum de curgere in timp ce pe.alte drumuri de curgere are loc Inca umplerea cuibului matritei asa cum se vede din figura de mai jos:

Fig.5.12. Fenomenul de supra-compactizare

Datorita diferent.elor mari intre lungimilede curgere si latimile de curgere laaceea~i viteza de injectare are loc 0 supra-compactizare a zonei centrale care estedeja plina pentru ca umplerea este multmai usoara , in timp ce zonele JateraJe maiurrneaza a fi umplute.

5.2.4. Fenomenul de intre-patrundereUn alt fenomen foarte des intalnit la umplerea cuiburilor rnatritelor este fenomenul de intre-patrundere a fronturilor de curgere. Acest fenomen apare in momentul in care doua fronturi de curgerese intalnesc din doua directii opuse si se opresc un interval de timp suficient de mare pentru ca unuldintre fronturi sa ajunga sa se solidifice , iar celalalt inainteaza ~i curge peste frontul solidificat. Atuncicand frontul de curgere se intrepatrunde sau se revarsa peste eel solidificat , retopirea ~i sudurafronturilor se realizeaza datorita caldurii generate de frecarea dintre straturile de material. Aceastacurgere revarsata a unui front de curgere peste altul determina grave probleme de aspect, cat si derezistenta cum ar f virgulele de sudura ce se pot observa In figura urrnatoare , Fig.5. 13.:

e.t~~~.~~~~~~~'-"'~';_"~~';-""'-~""~. ;.-~f~ .t\jl~;t"":-"",,_y~~~.,,",,,,~I,.~: >,1:::e~f/o!- _:_:~".c.._~._;~:u.~,>f~~.~~~lr.I"~~,~~,!,


30/38

===================================================rcalizat deing.SorinIlie

5.2.5. Fenomenul de aparitie a liniilor de sudura ~i a liniilor de curgereLiniile de sudura se creeaza atunci cand doua fronturi de curgere se intalnesc din directii si sensuriopuse .lntiilnirea a doua fronturi de curgere care nu yin din directii si sensuri total opuse forrneaza liniide curgere. Daca topitura trebuie sa curga in jurul unui obstacol din cuibul matritei (poansoane ,miezuri.bacuri.alte inchideri, ... )dupa acest obstacol va rezulta 0 linie de sudura sau 0 linie de curgere ,. iar modul de formare al acestora este prezentat in figurile de mai jos, Fig.5.14.

Fig.S.14. Fenomenele de aparitie a liniilor de sudura si de curgere

I~~fi i~~~i:~\:"._., i f I 0 / i / i . ; ~ : . \ - . . . . . . . .~ - : i _ . : \ [ \ ; '-+-:?'~~.';Z; .'d}:...>:'::~':: : . ! ; ;'~_~',~- .T~~,;;."-..-_;'~:r:~,,-. ......:.~.+ " , . - :': -', '. ~ ',_ ' ._" :]: - ' - > - ~~_ ,"! ", "-" "A= ,; .; "" . .. ' .~J ~"~.-_~ ~:


31/38

',

I . . . .

W A 'r

= ==== ===== ==== ==== ==== ==== ==== ==== ==== ===== ==== ==== =realizat de ing.SorinIlie5.2.7. Fenomenul de ardere prin efectul DieselEste fenomenul care apare de cele mai multe ori la capatul drumului de curgere In momentul umpleriivolumice ale cuiburilor matritelor atunci cand in aeeste zone viteza de avansare a fronturilor deeurgere este asa de mare incat aerul existent in euibul matritei este asa de puternie comprimat depresiunea de avansare a fronturilor de eurgere inca; determina supra-incalzirea aerului comprimat la 0temperatura asa de mare incat determina arderea locala a fronturilor de curgere.

Fig.5.16. Fenomenul de aparitie a arderii prin efect DieselDe asemenea fenomenul de ardere prin efeetul Diesel poate sa apara si in zonele de pe pieseleinjectate in care se formeaza capeanele de gaze asa cum este prezentat In subcapitolul 5.2.8.5.2.8. Fenomenul de aparitie a capcanelor de gazeEste fenomenul eare apare atunci cand doua sau mai muIte fronturi de eurgere se intalnesc in jurulunei zone in care inconjoara 0 bula de aer sau gaze din interiorul matritei deterrninand aparitia de piesaincompleta,(Fig.5.17.) eu lipsa in aceasta zona, sau dese ori 0 para de mozaic, 0 para Iucioasa sau chiarardere prin efect Diesel. Capeanele de gaze pot sa apara si la capatul drumurilor de curgere in cazul incare degazarile din matrita sunt insuficiente sau lipsesc sau sunt amplasate ineorect. Capeanele de gazesunt datorate variatiilor mari de grosimi de perete ~i existentei mai multor drumuri de curgere pentruurnplerea cuibului matritei.

fI.." "Fig.5.17, Fenornenul de aparitie al capcanelor de gaze

================================================================================31/132


32/38

================-==============================================realizat de ing. Sarin Ilie5.2.9. Influenta vitezelor de injectare asupra vitezelor de umplere a fronturilor de curgereViteza de injectare are 0 importanta foarte mare asupra curgerii topiturii de material in interiorulcuibului matritei datorita faptului ca viteza de avansare a melcului in faza de injectare determina 0viteza de avansarc a topiturii acurnulata in fata acestuia care impinge topitura aflata in stratul centralramas netopit deterrninand viteza de avansare a frontului de curgere numita si viteza de umplere. Acestlucru se observa in ile de mai ios:

Strat de material..------ solidificatFront deL-----curgere

=;t"-~-__Substrat de forfecaride materialiteza de umplere

Topitura dematerial

Fig.5.18. Viteza de avansare mica afrontului de curgere

Grosimea deperete a pieseiinjectate

Strat de materialsolidificatSubstrat de forfecari

Viteza de umplereFig.5.19. Viteza de avansaremare a frontului de curgere curgereLa 0 viteza de injectare mica rezulta 0 viteza de umplere a cuibului matritei mica !?ideci 0

racire mai pronuntata a stratului de material aflat in contact cu peretii matritei. Ca urmare grosimeastratului de material plastic solidificat este mult mai mare cat si cea a substratului de forfecari si decigrosimea stratului de topitura mult mai mica, iar fluiditatea topiturii mult mai mica.tvezi Fig.5.IS.)Aceste circurnstante deterrnina 0orientare a lanturilor de polimeri pe directia de curgere mult maislaba in straturile superficiale, dar mult mai uniforrna !?imai constant distribuita in intreaga sectiune apiesei injectate si ca urmare caracteristicile de rezistenta mecanica ale piesei injectate sunt mult maibune. De aceea vitezele de injectare mici se folosesc de cele mai multe ori la piese eu peretii grosi , dedimensiuni mai miei, eu drum uri de eurgere seurte, eu bosaje ~i nervuri groase intens solicitatemecamc .

La 0 viteza de injeetare mare rezulta 0 viteza de umplere a euibului matritei mare !?idecienergia termica datorata forfecarilor de material mult mai pronuntate va fi mult mai mare eeea cedetermina cresterea temperaturii topiturii. Ca urmare grosimea stratului de material plastic solidificateste mult mai mica cat ~icea a substratului de forfecari si deci grosimea stratului de topitura mult mai================================================================================]2/132


33/38

===================================================================realizat de ing. Sorin Iliemare (vezi Fig.5.19.), iar tluiditatea topiturii mult mai mare. Aceste circumstante deterrnina 0 orient area lanturilor de polimeri pe directia de curgere mult mai buna in straturile superficiale, dar mult maineuniforrna si mai dezorientate in intreaga sectiune a piesei ~i ca urmare caracteristicile de rezistentamecanica sant mult mai slabe ~i deforrnatii ulterioare mult mai mari. De aceea vitezele de injectaremari se recomanda pentru piese de dimensiuni mari,cu peretii subtiri, cu drumuri de curgere foartelungi.

Pe masura ce topitura de material umple tot mai mult cuibul matritei presiunea interioaramasurata in punctul de intrare al topiturii in cuibul matritei care actioneaza prin impingerea topituriidin grosimea de perete si asupra frontului de curgere creste progresiv cu cresterea drumului de curgeredatorita cresterii vascozitatii topiturii de material datorita racirii acesteia 'in contact cu peretii matritei.Un alt factor important al procesului de umplere este grosimea de perete a piesei injectate, astfel cu catgrosimea de perete este mai mare cu atat presiunea interioara pentru irnpingere frontului de curgereeste mai mica si cu cat grosimea este mai mica cu atat presiunea interioara pentru impingerea frontuluide curgere este mai mare. Pentru 0umplere uniforrna ~iconstants s-a stabilit 0 relatie de dependentadintre presiunea interioara ~i de intre lungimea drumului de curgere (L) si grosimea de perete a pieseiinjectate (g):L .- =constant

g 2 Din relatia de mai sus se poate observa ca presiunea interioara este direct proportional a culungimea drumului de curgere (L) si invers proportionala cu patratul grosimii de perete al pieseiinjectate (g), deci influenta cea mai mare asupra presiunii interioare si asupra vitezei de avansare afronturilor de curgere 0 are grosimea (g) de perete a pieselor injectate.Presiunea de umplere (Pu) este presiunea necesara umplerii cuibului rnatritei si este egala cu presiuneainterioara in momentul umplerii volumice a cuibului matritei cu topitura de material masurata inpunctul de intrare al acesteia in cuibul matritei (gaura de intrare in duza matriteij.Variatia presiunii deumplere este prezentata in figura (Fig.5.20.)

=============================~===================================================33/132


34/38

realizat de ing. Sorin [lieig.S.20_ Variatia presiunii de umplereip.) masurata In punctuJ de injectare

Pet. de sfirsitcamp actizare siinceput racire

p

Pet. deineeputumplere

Pet. dec omutare

Pct. de sfirsitumpl ere si ineeputConLp actizare

. . _ _ _ _ .._ - .. - - - .. _ ~--,Eaza de injectareControl viteze deinjectare

Faza de mentinereControl presiunilede me ntin ere

Pet. de umplerevolumica

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = 3 4 / 1 3 2


35/38

___ ========================================================realizat de ing. Sorin IlicVariatia presiunii interne (pi)este influentata de urmatorii factori:

,.. Indicele de curgere al materialului(fluiditatea).,. Temperatura materialului,.. Presiunea de injectare.,. Vitezele de injectare." Lungim ea drumului de curge r e, Grosimile de pereti ale piesei injectate,. T empe ratura matritei,.. Starea suprafetelor cuibului matritei

Distributia presiunii interioarefPi) din cuibul matritei in momentul umplerii volumice , adica Inmomentul in care fronturile de curgere ajunge la capatul drumului de curgere din interiorul cuibuluirnatritei (ultimul punct din cuibul matritei este umplut ) este prezentata In figura de mai jos(Fig.5.21)

. . . Fig5.21. Variatia presiunii interioare incuibul rnat r i tei in momentul umpleriivolumice a acestuia Pressure

[MPa]1 : : . : ;39.7934.1

", 28.42.t= 22.73

co . 11.37~1 : 684Din distributia presiunilor din cuibul matritei de mat sus (Fig.S.2I.) se poate observa capresiunea specifics necesara umplerii volumice a cuibului matritei este de 51] ,5 bari care trebuie sa fieegala cu presiunea specifica a topiturii de material din fata melcului In faza de injectare in momentulumplerii volumice a cuibului rnatritei. Datorita faptului ca comutarea la faza de mentinere NO se faceinstantaneu ci intr-un interval de timp , acest lucru va determina 0 comprimare a topiturii de material incuibul matritei ceea ce va duce la cresterea brusca a presiunii interne In cuibul matritei la valori foartemari care poate duce la supra-urnplerea cuibului matritei si chiar la deschiderea matritei , de aceea esterecomandat ca comutarea la faza de mentinere sa se faca inainte de umplerea volumica a cuibuluimatritei pentru a se evita supra-umplerea.

=============~=================================================================35/132


36/38

h%~,,===t {~ -~CAP.6-TEHNOLOGIA INJECTARII

realizat de ing. Sorin Hie

I'~'~. Operatia de injectare a unui reper din mase plastice este un proces deosebit de complex alcatuit~ldintr-un mare numar de faze si fenomene care se desfasoara atat simultan cat si succesiv pana In& momentul obtinerii unei piese injectate de 0 buna calitate.~. Procesul de injectare este un proces cic1ic ,fiecare ciclu fiind alcatuit din mai multe faze care se~.repeta identic la fiecare ciclu si in aceeasi ordine dand astfel constanta ciclului de injectare.~ Pentru studierea procesului de injectare se considera desfasurarea fazelor ciclului de injectare In;':.ordinea in care acestea au loc atunci cand se dernareaza pe 0masina de injectat un ciclu de injectare pei automat sau pe semi-automat. Succesiunea de desfasurare a fazelor ciclului de injectare esteurmatoarea :

I) Faza de inchidere matrita2) Faza de zavorare matrita (inchidere cu inalta forta)3) Faza de avansare unitate de injectare4) Faza de injectare dinamica in rna tr i ta5) Faza de mentinere6) -Faza de racire7) Faza de dozare8) Faza de decomprimare9) Faza de retragere a unitatii de injectare10) Faza de dezavorire11) Faza de desc hidere12) Faza de aruncare central a si/sau aruncarea de pe miezuri (demulare)13) Faza de retragere a aruncarii centrale ~i /sau de pe miezuri (retragerea dernularii)14) Faza de pauza intre cicluri

1) Faza de inchidere matritaEste prima faza a ciclului de injectare ~i care demareaza numai daca matrita este cornplet

deschisa si aruncarea centrala si de pe miezuri este retrasa in pozitia initiala. Faza de inchidere estefaza in care platoul mobil al masinii de injectat sub actiunea sistemului de inchidere se apropie deplatoul fix si astfel semi-rnatrita mobila montara pe platoul mobil se apropie de semi-rnatrita fixamontata pe platoul fix pin a cind cele doua ajung in contact si se realizeaza astfel inchiderea matritei.

Fig.o.Lajf'ozitia matritei lainceputul fazei de inchidere

======--========================================================= = = = = = = = = = = = = = = = = = 3 6 / 1 3 2

. . 1 , . .>,


37/38

realizat de ing. Sorin Hie

Fig. 6. lb )Pozitia matritei lasfirsitul fazei de inchidere

Reglajul parametrilor fazei de inchidere se face astfel incat sa se obtina un timp cat mai mic alfazei de inchidere pentru a se diminua timpul total de ciC\u, dar avandu-se in vedere protejarea ~icresterea duratei de viata a matritei si a rnasinii de injectat.

A)PARAMETRII DE REGLAJPrincipalii parametrii tehnologici care se necesita a fi reglati pentru faza de inchidere matrita sunt:a) Presiunea de inchidere matrita (pi)Este presiunea hidraulica din sistemul de inchidere al rnasinii de injectat. La unele modele mai

vechi de rnasini de injectat ea se regleaza manual la 0 valoare de (60, ... ,I OO)bariin functie de marimeamatritei si de uzura masinii.iar la noile rnasini de injectat valoarea presiunii de inchidere se regleazaautomat de catre masina in functie de vitezele de inchidere reglate.Presiunea de inchidere nu lucreaza pe toata faza de inchidere, ci ultima parte a cursei de inchidere incare unele parti ale matritei ajung in contact se face cu 0 presiune mult mai mica pentru protectiarnatritei numita presiune de securitate.b) Presiune de securitate matrita (ps)Este presiunea hidraulica din sistemul de inchidere al masinii de injectat care actioneaza inmomentul in care unele componente ale matritei fie de pe parte fixa , fie de pe partea mobiia (coloane~i bucse de ghidare.bolturi inclinate ~i bacuri,miezuri si pastile .readucatoare ,. .. ) ajung in contact sipentru protectia lor si pentru cresterea duratei de viata a acestora se necesita 0 presiune de inchideremult mai mica decat cea de inchidere (pi) numita presiune de securitate (ps).Presiunea de securitate matrita are rolul de a opri miscarea de inchidere a matritei in cazul in care:.".0piesa injectata in ciclul anterior nu a fost evacuata din matrita ~ise inchide peste aceasta,. 0retea de injectare a ramas agatata in cuibul matritei si se inchide peste aceasta.".0 components metalica a matritei (bac .ciuperca .pastila .insertie .miez , ... ) nu a intrat in

pozitia ei norrnala in matrita si se inchide peste aceasta,. Alte corpuri straine ajung in planul de separatie al matritei sau chiar in cuibul matriteiReglare presiunii de securitate matrita (ps) se face la 0 valoare cat mai mica posibil (3, ... ,30) bari,dar care sa permita lnvingerea tuturor fortelor de frecare ~ideci inchiderea matritei pana la sfarsitul

cursei de inchidere matrita. Valoarea ei se poate verifica pe manual daca se pune 0 bucata de cartonsau 0 retea de plastic moale in planul de separatie al matritei ~i se inchide pe manual matrita si inmomentul presarii acesteia trebuie sa se opreasca singura inchiderea lara sa se ajunga la zavorareamatritei eu inalta presiune peste cartonul sau reteaua din planul de separatie al matritei.c) Cursa de securitate matritiiEste ultima cursa de inchidere inainte de inchiderea cu inalta forta (zavorire) pe parcursul careia

masina de injectat inchide eu presiunea de securitate (ps).= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ~ = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ===============]7/132


38/38

rcalizat de ing. Sorin !lie. olul cursei de securitate este de a regIa valoarea la care presiunea de inchidere trebuie sa comute laiunea de securitate matrita pentru protectia acesteia.eglarea cursei de securitate se face in functie de constructia matritei astfel se regleaza valoareaiunii de securitate la zero (0) ~i se inchide pe manual si se citeste valoarea Ia care s-a oprithiderea matritei. In functie de constructia matritei si de pozitia elementeJor componente care ajungcontact fie de pe parte fixa , fie de pe partea mobil a (coloane si bucse de ghidare.bolturi inclinate ~icuri,miezuri si pastile .readucatoare , ... ) se regleaza valoarea citita la care s-a oprit inchiderearitei fie prin marirea , fie prin micsorarea acesteia , la care se mai adauga (10, ... ,20)mm de

"gurantaIA d) Timpul de securitate matrita~ Este un timp de siguranta in care trebuie sa se desfasoare inchiderea matritei pe toata lungimea curseii d e securitate matrita , pentru ca altfella depasirea timpului de securitate matrita are loc oprirea cicluluif~ideschiderea in caz de incident a matritei.r Rolul timpului de securitate matrita este de a marca timpul cat lucreaza inchiderea cu presiunea de;.'securitatematrita din mornentul in care Incepe inchiderea cu cursa de securitate rnatrita.~:Reglarea timpului de securitate matrita se face in functie de valoarea reala a timpului in care are lociiinchiderea de securitate a matritei din momentui In care se cornuta Ja cursa de securitate pana la~;sfarsitul cursei de securitate .valoare care poate fi citita sau cronornetrata Ja masina. Astfel timpul de~.securitate reglat va fi egal ci timpul real de securitate citit plus (2, ... ,3) secunde.r tsregla t= tS d tit+ (2 , ... ,5)

Fig.6.2.Exemplu de variatie apresiunilor In timpul fazei deinchidere matrita

180

160

140

120

100

80

. . 60,"j

40

200

In fig.6.2. este prezentat un model de variatie a presiunii de inchidere pe parcursul fazei deinchidere matrita si momentele In care se recornanda comutarea de la presiunea de inchidere lapresiunea de securitate si de la presiunea de securitate la cea de zavorare la sfarsitul fazei de inchidere~icomutarea la faza de zavorare.

= = = = = = = = = = = ~ ~ = ~ ~ = = = = = = = = = ~ = = = = = = = ~ = = = = = = = = ~ ~ = = = ~ = = = = = = = = = = = = = = = =====~============38/132

curs injectia maselor plastice 1_38

Documents