PL242081B1 - Dwugniazdowa forma wtryskowa do realizacji badań wpływu parametrów wtryskiwania na jakość odwzorowania mikrotekstury technologicznej powierzchni formujących przez wypraskę - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest forma wtryskowa zawierająca korpus (1) podzielony na stempel (2) i matrycę (3), w których umieszczone są odpowiednio gniazdo pierwsze (4) i gniazdo drugie (5) przy czym gniazdo pierwsze (4) jest nagrzewane do dowolnej temperatury z zakresu od temperatury otoczenia do osiągnięcia temperatury Curie przez wzbudnik (6) umieszczony w matrycy (3) przy czym uzwojenie (7) wzbudnika (6) nie jest od siebie odseparowane żadnym elementem ferromagnetycznym lub paramagnetycznym, a gniazdo drugie (5) ma stałą temperaturę utrzymywaną przez układ chłodzenia (8) oraz gniazdo formujące pierwsze (4) i gniazdo formuj drugie (5) składają się z wymiennych wkładek formujących (9) o różnej mikroteksturze powierzchni formującej (10).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dwugniazdowa forma wtryskowa do realizacji badań wpływu parametrów wtryskiwania na jakość odwzorowania mikrotekstury technologicznej powierzchni formujących przez wypraskę.

Proces wtryskiwania tworzyw sztucznych polega na przekształceniu przy użyciu pracy mechanicznej i energii termicznej granulatu w jednostce uplastyczniającej w stop, który następnie wtryskiwany jest pod dużym ciśnieniem przez końcówkę dyszy do gniazda (wlewka, kanałów rozdzielających oraz gniazda właściwego). W momencie zetknięcia się płynącej 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 izotermicznym przebiegu procesu stop tworzywa ma dużo wyższą temperaturę niż ściany gniazda formującego. Różnica temperatur między płynącą strugą tworzywa a gniazdem formującym powoduje, że wraz z przebytą drogą stop wychładza się i wzrasta jego lepkość. Powstawanie przyściennych przestygniętych 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 dodatki i modyfikatory (środki zmniejszające palność, włókna wzmacniające, proszki magnetyczne itp.). Bardzo często prowadzi to do powstawania błędów odwzorowania mikrostruktur oraz wad związanych 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 US 20100201040 A1 rozwiązanie polegające na podgrzewaniu całej powierzchni formy wtryskowej przy użyciu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Znany jest również z amerykańskiego opisu zgłoszenia US 8840386 B2 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 US 20100201040 A1. Z chińskiego opisu zgłoszenia CN 102407594 A znana jest metoda oraz narzędzie do realizacji procesu wtryskiwania wykorzystujące zjawisko nagrzewania indukcyjnego powierzchni formujących. Znany jest również z chińskiego opisu zgłoszenia CN 103042629 A 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. Z amerykańskiego opisu zgłoszenia US 20050000959 A1 znana jest metoda stacjonarnego nagrzewania indukcyjnego z możliwością zmiany intensywności działania poprzez regulację przepływu prądów wirowych. Również z amerykańskiego opisu zgłoszenia US 20040256382 A1 znana jest metoda nagrzewania indukcyjnego cylindrów wtryskarek lub długich elementów stanowiących rdzeń dla cewki indukcyjnej. Z kolejnego amerykańskiego opisu zgłoszenia US 2014295060 A1 znane jest rozwiązanie polegające na nagrzewaniu wybranych powierzchni formujących stempla i matrycy formy wtryskowej. Zgodnie ze zgłoszeniem US 2014295060 A1 dotyczącym nagrzewania wybranych powierzchni formujących każdy zwój cewki umieszczony jest w osobnej kieszeni wewnątrz matrycy lub stempla i odseparowany jest płytką z materiału ferromagnetycznego lub nieferromagnetycznego od wkładki nagrzewanej. W takiej sytuacji linie pola magnetycznego poszczególnych zwojów nie nakładają się na siebie i nie występuje efekt wzmocnienia, tym samym efektywność procesu nagrzewania indukcyjnego jest niższa niż w przypadku rozwiązania według wynalazku.

Z japońskiego opisu zgłoszenia JP H0890623 znana jest cewka indukcyjna do nagrzewania powierzchni form wtryskowych, która wykorzystuje zjawisko przeciwnego kierunku przepływu prądu w dwóch zwojach spiralnych. Z polskiego opisu zgłoszenia P.412968 znana jest forma wtryskowa wyposażona w zewnętrzny układ selektywnego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących w celu eliminacji lokalnych wad produkowanych wyprasek. Znany jest również z polskiego opisu zgłoszenia P.412969 zewnętrzny układ dynamicznego nagrzewania wybranych powierzchni formy wtryskowej pozwalający na eliminację lokalnych wad produkowanych wyprasek przy nieznacznym wydłużeniu czasu cyklu w stosunku do klasycznego procesu wtryskiwania. Również z polskiego opisu zgłoszenia P.419434 znany jest układ stacjonarnego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących przy pomocy cewki indukcyjnej wyposażonej w koncentrator pola magnetycznego.

Z polskiego zgłoszenia P.419435 znana jest forma wtryskowa wyposażona w układ selektywnego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących w celu eliminacji lokalnych wad produkowanych wyprasek. Zespół według P.419435 składa się z korpusu, wymiennych wkładów formujących oraz wzbudnika (cewki indukcyjnej) umieszczonego wewnątrz gniazda formującego. Układ ten w przeciwieństwie do wynalazku nie umożliwia przeprowadzenia badań wpływu parametrów wtryskiwania na jakość odwzorowania mikrotekstury technologicznej powierzchni formujących przez wypraskę, ze względu chociażby na brak możliwości symultanicznego wtryskiwania tworzywa i wykonania dwóch wyprasek w różnych warunkach termicznych.

Przedmiotem wynalazku jest dwugniazdowa forma wtryskowa do realizacji badań wpływu parametrów wtryskiwania na jakość odwzorowania mikrotekstury technologicznej powierzchni formujących przez wypraskę.

Forma jest wyposażona w układ nagrzewania indukcyjnego pierwszego gniazda formującego w celu płynnej regulacji temperatury ścianek formujących w zakresie od temperatury pokojowej do temperatury Curie. Drugie gniazdo formujące jest termostatowane przy użyciu kanałów wodnych. Dzięki układom kontrolnym gniazdo pierwsze i gniazdo drugie formy wtryskowej ma możliwość pracy z różną temperaturą podczas tego samego cyklu produkcyjnego w celu sprawdzenia wpływu temperatury powierzchni formujących na jakość odwzorowania mikrotekstury technologicznej powierzchni formującej przez wypraskę przy niezmiennych innych parametrach procesu produkcyjnego.

Korpus formy wtryskowej podzielony jest na stempel i matrycę, w których umieszczono odpowiednio gniazdo pierwsze i gniazdo drugie, przy czym w gnieździe pierwszym znajduje się wzbudnik sterowany układem kontrolnym temperatury. Uzwojenie wzbudnika umieszczonego w matrycy nie jest od siebie odseparowane żadnym elementem ferromagnetycznym lub paramagnetycznym. Gniazdo drugie posiada układ chłodzenia w postaci kanałów wodnych współpracujący ze układem kontrolnym temperatury. Nadto w gnieździe formującym pierwszym i drugim osadzane są wymienne wkładki formujące o różnej mikroteksturze powierzchni formującej.

Forma według wynalazku pozwala na wykonanie dwóch próbek badawczych o różnych parametrach procesu podczas jednego cyklu produkcyjnego.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunkach, gdzie fig. 1 pokazuje schematycznie otwartą formę, fig. 2 prezentuje otwartą formę z wysuniętymi wkładkami formującymi.

Korpus formy wtryskowej 1 podzielono na stempel 2 i matrycę 3, w których umieszczono odpowiednio gniazdo pierwsze 4 i gniazdo drugie 5, przy czym gniazdo pierwsze 4 jest nagrzewane do dowolnej temperatury z zakresu od temperatury otoczenia do osiągnięcia temperatury Curie przez wzbudnik 6 umieszczony w matrycy 3, przy czym uzwojenie 7 wzbudnika 6 nie jest od siebie odseparowane żadnym elementem ferromagnetycznym lub paramagnetycznym, a gniazdo drugie 5 ma stałą temperaturę utrzymywaną przez układ chłodzenia 8 w postaci kanałów wodnych współpracujący ze układem kontrolnym temperatury. Układ ten nie został pokazanym na rysunku. Przed wypełnieniem gniazda formującego pierwszego 4 i gniazda formującego drugiego 5 gniazdo formujące pierwsze 4 jest nagrzewane przez wzbudnik 6 do zadanej temperatury, po osiągnięciu której zatrzymuje się proces nagrzewania i rozpoczyna się wtryskiwanie, przy czym gniazdo drugie 5 w tym samym czasie ma ustawioną stałą temperaturę, która nie przekracza 100°C ze względu na ograniczenia technologiczne metody. Dodatkowo gniazdo formujące pierwsze 4 i gniazdo formujące drugie 5 składają się z wymiennych wkładek formujących 9 o różnej mikroteksturze powierzchni formującej 10.

Forma wtryskowa wyposażona w układ nagrzewania indukcyjnego jednego gniazda formującego i możliwość ustawienia stałej temperatury drugiego gniazda formującego oraz posiadająca wymienne wkładki o różnej mikroteksturze powierzchni znajduje szczególne zastosowanie w badaniach wpływu parametrów wtryskiwania, ze szczególnym uwzględnieniem temperatury gniazda formującego na odwzorowanie powierzchni formujących przez wypraskę.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Dwugniazdowa forma wtryskowa do realizacji badań wpływu parametrów wtryskiwania na jakość odwzorowania mikrotekstury technologicznej powierzchni formujących przez wypraskę zawierająca korpus formy wtryskowej podzielony na stempel i matrycę, w których umieszczono odpowiednio gniazdo pierwsze i gniazdo drugie, przy czym w gnieździe pierwszym znajduje się wzbudnik sterowany układem kontrolnym temperatury znamienna tym, że uzwojenie (7) wzbudnika (6) umieszczonego w matrycy (3) nie jest od siebie odseparowane żadnym elementem ferromagnetycznym lub paramagnetycznym, a gniazdo drugie (5) posiada układ chłodzenia (8) w postaci kanałów wodnych współpracujący ze układem kontrolnym temperatury, nadto w gnieździe formującym pierwszym (4) i drugim (5) osadzane są wymienne wkładki formujące (9) o różnej mikroteksturze powierzchni formującej (10).