PL231848B1

PL231848B1 - Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych

Info

Publication number: PL231848B1
Application number: PL421353A
Authority: PL
Inventors: Leszek Wesołowski; Piotr Rytlewski
Original assignee: Inautom Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2019-04-30
Also published as: PL421353A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych, który charakteryzuje się tym, że na powierzchni (1) gniazda i/lub stempla formy wtryskowej występują otwory (2) połączone kanalikami (3) z kanałami (4), przy czym powierzchnia przekroju kanalików (3) rośnie w kierunku kanałów (4) przez które przepływa gaz chłodzący, który jednocześnie zasysa gaz z formy wtryskowej i ją schładza. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych może zajmować dowolny obszar powierzchni (1) gniazda i/lub stempla formy wtryskowej, w tym lokalnie jako typowa wkładka technologiczna form wtryskowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych.

Z uwagi na stosowanie coraz bardziej złożonych tworzyw termoplastycznych zawierających liczne dodatki stabilizujące i poprawiające właściwości użytkowe, takie jak antyoksydanty, uniepalniacze, środki antystatyczne, pigmenty, porofory, związki sieciujące i inne, dochodzi do wydzielania produktów gazowych ich rozkładu termicznego podczas przetwórstwa. Nadmierny wzrost ciśnienia w formie spowodowany rozprężaniem się gazów skutkuje licznymi defektami wyprasek oraz trudnością kontroli procesu wtryskiwania. Z tych względów opracowano metody stabilizacji ciśnienia w formie (US20120146260A1, JP2917267B2). Metody te są skomplikowane ponieważ wymagają precyzyjnej komputerowej kontroli całego cyklu wtryskiwania, prowadzą również do wydłużenia cyklu wtryskiwania, a z uwagi na dynamikę procesu często brak im niezawodności wymaganej w produkcji przemysłowej.

Celem wynalazku było opracowanie takiego układu konstrukcyjnego w formach wtryskowych, który zapewni skuteczny proces odgazowania stopu tworzywa, a zarazem ochłodzenia formy wtryskowej, powodując lepszą jakość wytwarzanych wyprasek, przy jednoczesnym skróceniu cyklu ich wytwarzania.

Istotą wynalazku jest konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych, charakteryzujący się tym, że na powierzchni gniazda i/lub stempla formy wtryskowej występują otwory połączone kanalikami z kanałami, przy czym powierzchnia przekroju kanalików rośnie w kierunku kanałów przez które przepływa gaz chłodzący, który jednocześnie zasysa gaz z formy wtryskowej i ją schładza. Otwory na powierzchni formy wtryskowej mogą być okrągłe i mieć średnicę od 0,01 do 1 mm. Korzystne jest, gdy kanały mają kształt prostokątny o powierzchni przekroju w zakresie od 25 do 100 mm² i usytuowane są równolegle względem siebie w odległości od 5 do 150 mm, natomiast od powierzchni gniazda i/lub stempla w odległości od 5 do 45 mm. Dobrze jest również, gdy między kanalikami występują kanały chłodzące. Korzystnie, gdy materiał gniazda i/lub stempla formy wtryskowej, w którym występują kanaliki stanowi metal o współczynniku przewodnictwa co najmniej 30 W/mK. Opcjonalnie, powierzchnia gniazda i/lub stempla formy wtryskowej jest tak ukształtowana, że w okolicach otworów występują lokalne minima powierzchni, przy czym minima te osiągają wartość do 0,25 mm względem linii lokalnych maksimów tej powierzchni. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych może zajmować dowolny obszar powierzchni gniazda i/lub stempla formy wtryskowej, w tym lokalnie jako typowy wkład technologiczny form wtryskowych.

Konstrukcyjny układ według wynalazku zapewnia skuteczny proces odgazowania stopu tworzywa, a zarazem ochłodzenia formy wtryskowej, powodując lepszą jakość wytwarzanych wyprasek, przy jednoczesnym skróceniu cyklu wtryskiwania.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z góry technologicznego wkładu formy wtryskowej na powierzchni którego występują otwory; fig. 2 przedstawia widok z dołu technologicznego wkładu gniazda formy wtryskowej wraz z nawierconymi kanalikami o rosnącym skokowo polu powierzchni ich przekroju; fig. 3 przedstawia przekrój A-A technologicznego wkładu formy wtryskowej wskazany na fig. 1 i 2; fig. 4 przedstawia przekrój C-C technologicznego wkładu formy wtryskowej wskazany na fig. 1 i 2; fig. 5 przedstawia obszar D wskazany na fig. 4; natomiast fig. 6 przedstawia powierzchnię wkładu technologicznego z lokalnymi minimami w obszarze otworów.

P r z y k ł a d r e a l i z a c j i.

Obróbka układu konstrukcyjnego odgazowania i chłodzenia w postaci technologicznego wkładu formy została wykonana zgodnie z dokumentacją techniczną. Ruchy narzędzi obróbczych zostały zaprogramowane na podstawie dokumentacji technicznej wyrobu, a operacje obróbcze zostały wykonane przy użyciu maszyn sterowanych numerycznie (CNC). Przykład realizacji technologicznego wkładu odpowietrzającego i chłodzącego formę wtryskową wykonano w następujących etapach:

1. Wykonanie zgrubnej obróbki skrawaniem wybrania bloku stalowego o współczynniku przewodności cieplnej około 40 W/mK w kształcie prostopadłościanu o podstawie prostokąta i prostopadłych ścianach o rozmiarach (100 x 45 x 25 mm), przy użyciu głowicy frezarskiej 032 z trzema płytkami skrawającymi o promieniu naroży r_E = 1 mm, prędkość obrotowa wrzeciona frezarskiego n = 1370 obr/min, prędkość posuwu 1050 mm/min, głębokość skrawania ap = 1 mm, naddatek na obróbkę wykańczającą 2 mm;

2. Wykonanie zgrubnej obróbki skrawaniem kanału 4 na frezarce pięcioosiowej, przy użyciu głowicy frezerskiej 016 z 1 płytką skrawającą o promieniu naroży r_E = 1 mm, prędkość

PL 231 848 B1 obrotowa wrzeciona frezarskiego n = 2400 obr/min, prędkość posuwu 600 mm/min, głębokość skrawania ap = 0,25 mm.

3. Wykonanie obróbki wykańczająca kanału 4 w matrycowej wkładce odpowietrzającej przy użyciu głowicy frezerskiej 020 z 1 płytką skrawającą o promieniu naroży n = 1 mm, prędkość obrotowa wrzeciona frezarskiego n = 700 obr/min, prędkość posuwu f = 1910 mm//min, głębokość skrawania ap = 0,1 mm.

4. Następnie, wykonanie obróbki wykańczająca naroży, przejść między ścianami przy użyciu głowicy frezerskiej 012 z 1 płytką skrawającą o promieniu naroży n = 1 mm, prędkość obrotowa wrzeciona frezarskiego n = 650 obr/min, prędkość posuwu f = 900 mm/min, głębokość skrawania ap = 0,1 mm;

5. Częściowe nawiercenie kanalików 3 za pomocą wiertła o średnicy 2 mm przy prędkości obrotowej n = 1200 obr/min, posuw 0,03 mm/obr;

6. Częściowe nawiercanie kanalików 3 za pomocą wiertła o średnicy 6 mm przy prędkości obrotowej n = 1100 obr/min, posuw 0,03 mm/obr;

7. Kolejne asymetryczne nawiercanie dolnego fragmentu kanalików 3 za pomocą wiertła o średnicy 10 mm przy prędkości obrotowej n = 900 obr/min;

8. Wykonanie otworów 2 poprzez przewiercenie uprzednio nawierconych kanalików 3, za pomocą wiertła o średnicy 0,025 mm, prędkość obrotowa n = 60 000 obr/min; posuw 2 mm/min;

9. Opcjonalnie stosowano również fakturowanie laserowe lub fotochemiczne powierzchni 1 wkładu w celu wytworzenia w obszarze otworów 2 lokalnych minimów tej powierzchni 1;

10. Wykonanie obróbki wykańczająca odpowietrzającej wkładki matrycowej osełką 400, następnie obróbki ściernej przy użyciu papieru ściernego o gradacji 220, 500, 1000, 2000;

11. Polerowanie zgrubne przy użyciu polerskiej pasty diamentowej o ziarnistości 7/5;

12. Polerowania wykańczające przy użyciu polerskiej pasty diamentowej o ziarnistości 5/3;

13. Polerowania wykańczające przy użyciu polerskiej pasty diamentowej o ziarnistości 2/1;

14. Wykonanie polerowania przy użyciu filców polerskich i pasty polerskiej.

W efekcie tak przeprowadzonego procesu technologicznego wytworzono konstrukcyjny układ w postaci wkładu technologicznego formy wtryskowej, charakteryzującego się gładką powierzchnią 1, na której w rzędach odległych od siebie o 10 mm występowały otwory 2 o średnicy 0,025 mm. Otwory 2 te były połączone kanalikami 3 o zmiennej średnicy wynoszącej w części górnej 2 mm, w części środkowej 8 mm, a 10 mm w części dolnej połączenia z kanałami 4, przy czym środek części dolnej był przesunięty względem głównej osi kanalików 3. Kanały 4 miały prostokątną średnicę o zaoblonych rogach, której przekrój wynosił 30 mm², natomiast wzajemna odległość między kanałami 4 wynosiła 10 mm. Między kanalikami 3 nawiercono również kanały chłodzące 5. W innym przykładzie konstrukcyjnego układu odgazowania i chłodzenia formy wtryskowej według wynalazku powierzchnię 1 ukształtowano metodą fakturowania laserowego tak, aby w okolicach otworów 2 występowały lokalne minima 6 powierzchni 1, przy czym lokalne minima 6 osiągały wartość 0,1 mm względem linii 7 lokalnych maksimów powierzchni 1.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych, znamienny tym, że na powierzchni (1) gniazda i/lub stempla formy wtryskowej występują otwory (2) połączone kanalikami (3) z kanałami (4), przy czym powierzchnia przekroju kanalików (3) rośnie w kierunku kanałów (4) przez które przepływa gaz chłodzący, który jednocześnie zasysa gaz z formy wtryskowej i ją schładza.
2. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych według zastrz. 1, znamienny tym, że otwory (2) na powierzchni (1) gniazda i/lub stempla formy wtryskowej są okrągłe i mają średnicę od 0,01 do 1 mm.
3. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych według zastrz. od 1 do 2, znamienny tym, że kanały (4) mają kształt prostokątny o powierzchni przekroju w zakresie od 25 do 100 mm² i usytuowane są równolegle względem siebie w odległości od 5 do 150 mm, natomiast od powierzchni (1) w odległości od 5 do 45 mm.

PL 231 848 Β1
4. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych według zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że między kanalikami (3) występują kanały chłodzące (5).
5. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych według zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że materiał gniazda i/lub stempla formy wtryskowej, w którym występują stanowi metal o współczynniku przewodnictwa cieplnego co najmniej 40 W/mK.
6. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych według zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że powierzchnia (1) gniazda i/lub stempla formy wtryskowej jest tak ukształtowana, że w okolicach otworów (2) występują lokalne minima (6) powierzchni (1), przy czym minima (6) te osiągają wartość do 0,25 mm względem linii (7) lokalnych maksimów powierzchni (1).
7. Konstrukcyjny układ odgazowania i chłodzenia form wtryskowych według zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że może zajmować dowolny obszar powierzchni gniazda i/lub stempla formy wtryskowej, w tym lokalnie jako typowa wkładka technologiczna form wtryskowych.