PL228608B1 - Układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego powierzchni formy wtryskowej - Google Patents

Abstract

Układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego powierzchni formy wtryskowej w postaci modułu montowanego na formie wtryskowej, który zawiera podłączony do źródła prądu o wysokiej częstotliwości induktor (6). Induktor (6) umieszczony jest w uchwycie (5) należącym do osi pionowej (2) manipulatora (1).

Description

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228608 (13) B1 (51) Int CI.

(21) Numer zgłoszenia: 412969 _H05_{B 6/Q2 (200601)}

B29C 45/00 (2006.01) B29C 47/88 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 30.06.2015 (54) Układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego powierzchni formy wtryskowej

	(73) Uprawniony z patentu:
	POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
02.01.2017 BUP 01/17	(72) Twórca(y) wynalazku:
	KRZYSZTOF MROZEK, Pecna, PL MAGDALENA MIERZWICZAK, Oborniki, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2018 WUP 04/18	(74) Pełnomocnik:
	rzecz, pat. Marcin Walkowiak

oo co oo

CM

CM

Ω.

PL 228 608 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących formy wtryskowej pozwalający na eliminację lokalnych wad produkowanych wyprasek przy nieznacznym wydłużeniu czasu cyklu w stosunku do konwencjonalnego procesu produkcyjnego.

W trakcie procesu wtryskiwania, przy użyciu pracy mechanicznej i energii termicznej, granulat przekształcany jest w jednostce uplastyczniającej w stop, który następnie wtłaczany jest pod dużym ciśnieniem przez końcówkę dyszy do gniazda (wlewka, kanałów rozdzielających oraz gniazda właściwego). W momencie zetknięcia się strugi tworzywa z relatywnie zimną ścianą formującą ciepło z tworzywa przekazywane jest do formy, a następnie przez kanały chłodzące odprowadzane jest poza układ formowania. W konwencjonalnym przebiegu procesu stopu tworzywa ma dużo wyższą temperaturę niż ściany gniazda formującego. Różnica temperatur między płynącą strugą tworzywa a powierzchnią formującą powoduje, że wraz z przebytą drogą stop wychładza się i spada jego lepkość. Powstawanie przymarzniętych warstw redukuje przekrój gniazda, co uniemożliwia wypełnienie najbardziej oddalonych od punktu wtrysku obszarów formowania. Problemy związane z niecałkowitym wypełnieniem gniazda formującego pojawiają się w szczególności podczas przetwórstwa tworzyw o podwyższonej lepkości lub uzupełnionych o różnego rodzaju środki wypełniające (uniepalniacze, włókna wzmacniające, proszki magnetyczne itp.). Bardzo często temu zjawisku towarzyszą błędy odwzorowania mikrostruktur oraz wady związane z niewłaściwym ukształtowaniem linii łączenia płynących strug tworzywa.

Wady będące efektem zastosowania zbyt niskiej temperatury formy oraz podwyższonego ciśnienia wtrysku mogą zostać usunięte w dodatkowych procesach technologicznych. Należy jednak wziąć pod uwagę, że z punktu widzenia ekonomii oraz ekologii wytwarzania, korzystniejsze jest prowadzenie produkcji kompleksowej, zawartej w jednej operacji wtryskiwania.

Znane jest z amerykańskiego opisu zgłoszenia US20100201040 rozwiązanie polegające na podgrzewaniu całej powierzchni formy wtryskowej przy użyciu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Znany jest również z amerykańskiego opisu zgłoszenia US8840386 zespół form wtryskowych nagrzewanych indukcyjnie wykorzystujących wzbudnik stacjonarny umieszczony pod powierzchnią formującą, a także forma wtryskowa wyposażona w kompleksowy system nagrzewania indukcyjnego wraz z generatorem i cewką indukującą prąd w korpusie narzędzia przedstawiona w opisie US20100201040. Z chińskiego opisu zgłoszenia CN102407594 znana jest metoda oraz narzędzie do realizacji procesu wtryskiwania wykorzystujące zjawisko nagrzewania indukcyjnego powierzchni formujących. Znany jest również z chińskiego opisu zgłoszenia CN103042629 system nagrzewania form wtryskowych wykorzystujący zjawisko powstawania prądów wirowych na powierzchniach formujących. Wszystkie przedstawione metody dotyczą równomiernego nagrzewania całych powierzchni formujących, co wymaga dostarczenia dużej energii oraz znacznego wydłużenia czasu cyklu produkcyjnego. Ponadto, z amerykańskiego opisu zgłoszenia US20120074132 znane jest urządzenie do nagrzewania powierzchni formy wtryskowej wraz z systemem kontroli jego działania. Znany jest również z amerykańskiego opisu zgłoszenia US459057 induktor wyposażony w koncentratory pola służący do nagrzewania obracających się części cylindrycznych. Z niemieckiego opisu patentowego DE102013017858 znany jest induktor o budowie helikalnej, zawierającej przynajmniej dwa zwoje, wyposażony w koncentrator do nagrzewania przedmiotów metalowych.

Przedmiotem wynalazku jest układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formy wtryskowej pozwalający na eliminację lokalnych wad produkowanych wyprasek przy nieznacznym wydłużeniu czasu cyklu w stosunku do klasycznego procesu wtryskiwania.

Układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego powierzchni formy wtryskowej ma postać modułu montowanego na formie wtryskowej.

Układ zawiera podłączony do źródła prądu o wysokiej częstotliwości induktor. Induktora zaś umieszczony jest w uchwycie należącym do osi pionowej dwuosiowego manipulatora.

Wyjątkowo korzystnym jest kiedy na induktorze umieszczono koncentrator pola magnetycznego. Koncentrator pola magnetycznego zamontowany jest na części roboczej induktora powodując zagęszczenie pola magnetycznego na powierzchni formy wtryskowej predystynowanej do nagrzewania.

W momencie otwarcia formy induktor wprowadzany jest w pobliże wyznaczonej powierzchni przy użyciu manipulatora celem jej nagrzania. Po zakończeniu procesu zespół wycofuje się poza obszar roboczy oraz następuje zamknięcie formy i rozpoczyna się proces wtryskiwania.

PL 228 608 B1

Układ według wynalazku pozwala na energooszczędną produkcję wyprasek pozbawionych wad poprzez dynamiczne nagrzewanie wybranych powierzchni formujących. Energia pochodząca od induktora kierowana jest jedynie do tych obszarów formowania, które odpowiedzialne są za powstawanie wad w produkowanych wyrobach. Pozwala to na skrócenie czasu cyklu produkcyjnego oraz redukcję energochłonności procesu w porównaniu do innych metod nagrzewania indukcyjnego form.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie zastosowania na rysunkach, gdzie fig. 1 pokazuje zamkniętą formę wtryskową z zamontowanym układem według wynalazku, fig. 2 prezentuje proces nagrzewania, fig. 3 pokazuje induktor z zamontowanym koncentratorem, natomiast fig. 4 przedstawia schemat rozkładu strumienia magnetycznego kształtowanego przez koncentrator.

Manipulator 1 induktora 6 podzielony na oś pionową 2 i poziomą 3 osadzono na formie wtryskowej 7 składającej się z matrycy 10 i stempla 9 natomiast w uchwycie 5 należącym do osi pionowej 2 zamontowano induktor 6 wyposażony w koncentrator pola magnetycznego 8 i połączony ze źródłem zasilania o wysokiej częstotliwości (nie umieszczono na rysunku) przy pomocy przewodu 4.

Układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących formy wtryskowej znajduje szczególne zastosowanie w produkcji wyprasek cienkościennych, wyrobów o wymaganej wysokiej jakości oraz przedmiotów, których wytworzenie technologiami konwencjonalnymi jest niemożliwe, a zwłaszcza tam gdzie ważnym parametrem procesu produkcyjnego jest czas wytworzenia.

Claims (2)

1. Układ dynamicznego nagrzewania indukcyjnego powierzchni formy wtryskowej, znamienny tym, że stanowiący moduł montowany na formie wtryskowej układ zawiera podłączony do źródła prądu o wysokiej częstotliwości induktor (6), który umieszczony jest w uchwycie (5) należącym do osi pionowej (2) manipulatora (1).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na induktorze (6) umieszczono koncentrator pola magnetycznego (8).