Horké trysky Thermoplay (část 2.)

  • 03.12.2013
Horké trysky Thermoplay (část 2.)

Základní úloha systémů horkých trysek je přivádět roztavený, tedy živý materiál, co nejblíže k výlisku a tím zkracovat cyklus, snižovat spotřebu materiálu a zvedat kvalitu výlisku. Aby bylo tohoto dosaženo, je nutné mít instalovaný dostatečný tepelný výkon, který postačí k roztavení zbytkového ztuhnutého plastu při náběhu formy, a který je schopen pružně kompenzovat ztrátu tepla ze systému.

Rozdíl mezi tryskou řad F a tryskou řady D

Tryska typu F

Tato tryska má dvouvrstvou architekturu s izolačními body v kritických místech. Vnitřní tělo je vyrobeno z kvalitní oceli s vynikající te­pelnou vodivostí. Tato kvalitní jádro umožňu­je velmi rovnoměrné rozložení tepla po celé délce trysky s minimálním návinem topného drátu. Ocelové tělo je vloženo do hlavičky z oceli se vzduchovou izolační dutinou s vy­nikajícími izolačními a mechanickými vlast­nostmi. Díky tomu je minimalizován odvod tepla přes středící a dosedací plochu hlavičky, která drží jak axiální, tak i laterální tlaky sys­tému. Odvod tepla přes hlavičku do zástav­bové desky je možné dále snížit pomocí tita­nových usazovacích kroužků. Tato varianta je pro některé typy materiálů dokonce nutná.

Na druhé straně je do těla trysky našroubo­vaná špička. Špička je koncipovaná jako dvou komponentní. Vnitřní část, kterou protéká plast, musí mít vynikající vedení tepla tak, aby se zabránilo zamrzání plastového mate­riálu ve vstřikovacím otvoru. Naopak dotyk špičky, tzn. její těsnící průměr je vyráběn z ti­tanu, aby se zmenšil odvod tepla prouděním. Jedná se o přestup tepla na rozhraní těsnící­ho průměru do sedla trysky, tedy do desky formy. Takto vnesené teplo dokáže i přes velmi kva­litní izolaci nakumulovat do desky v okolí vstřikovacího otvoru tolik vneseného tepla, že plastový výlisek může být teplotně degra­dován.

Aby se předešlo kumulaci tepla v této oblasti, zařadila firma Thermoplay do své standardní nabídky chlazená pouzdra. Vložením tohoto kaleného pouzdra do for­my se zajistí pravidelný a rovnoměrný odvod tepla z oblasti špičky trysky a zamezí se ku­mulaci tepla v oblasti vstřikovacího otvoru. Díky tomu je homogenní rozložení tepla v trysce a jejím nejbližším okolí a zamezuje se teplotním výkyvům, díky čemuž je možné dosahovat stabilnějšího vstřikovacího pro­cesu a kratšího cyklového času. Zároveň se tím eliminuje pověra „malý vstřikovací bod = malý zůstatek po vtoku“.

Velmi zajímavá se v technické praxi ukáza­la také možnost vyjiskřit okolo těsnící části izolační thermal cut. Česky je tato možnost romanticky nazývána pro svůj tvar „izolační cimbuří“ Tato možnost je obecně doporučována pro vstřikování kritických materiálů, ale rozhod­ně napomůže dosáhnout stabilnější vstřiko­vací proces bez výkyvů teplot při použití pro jakýkoliv materiál.

Třetí varianta, jak zrovnoměrnit homogenitu tepelného pole na špičce, je vložení speciální vložky pro rychlou změnu barvy. Technická praxe ukázala, že toto sekundární nasazení (primárně byla tato vložka vyvíjena za jiným účelem), dokáže vyřešit problémy zamrzání, nebo naopak tahání vlasů ve vstřikovacím ot­voru. Tato varianta se ovšem používá pouze jako nouzová varianta pro již hotové formy, kde nelze vložit ani chladící pouzdro, nebo dodělat „izolační cimbuří." Tuto variantu rozhodně nelze doporučit jako primární volbu pro řešení problému, již z důvodu možného abrazivního opotřebení vložky. Praxí byla ověřena životnost této vlož­ky pro plněné materiály nepřesahující cca 500.000 zdvihů. Pro standardní neplněné materiály je tato vložka bez omezení životnosti.

Obr. 1: Pohyb špičky při změne teplotyTěsnící oblast špičky musí být navíc mecha­nicky velmi odolná. Sedlo trysky pro tuto část je sice standardně předepisováno jako brou­šené, ale fyzicky se velmi často pouze vyjiskří. V tu chvíli dochází při natápění a chládnutí trysky k jejímu pohybu nahoru a dolů a vy­jiskřená plocha působí jako perfektní pilník (1). Na těsnícím průměru se začínají objevo­vat svislé rýhy, přes které unikají plyn­né molekuly plas­tového materiálu. V tu chvíli dochází ke dvěma jevům. První z nich je běž­ně pozorovaná sedimentace plas­tového materiálu na těle trysky a na rozvodném bloku. Díky tomu se hmota horkého systému začíná blížit vlastnostmi směrem k černému tělesu, dochází k rozkolísání teplot na horkém systé­mu a tím i k značnému ovlivňování stability vstřikovacího procesu.

 

Druhá věc, která se začne u takto poškozené trysky projevovat je mikrokavitace na od­vrácené straně těsnící plochy. Unikající plyn, strhávající částečky plastu je na straně před­komůrky pod tlakem. Pod tlakem je i při uni­kání přes těsnící plochu. Jakmile se dostane do volného prostoru, na druhé straně těsní­cí plochy, dojde k extrémně rychlé expanzi plynů a ta, spolu s agresivními částečkami plastového materiálu zapříčiní mikro kavi­taci, která rozšiřuje vzniklé svislé poškození. Proto jsou pozorovány trychtýřovité rozšíření na horní straně svislé čáry poškození. Tímto samozřejmě dochází k urychlení degradace těsnící plochy a je nutné jak vyměnit špičku, tak opravit poškozené sedlo těsnícího prů­měru trysky.

Návin topení je kvůli dilatační spáře potřeb­né pro funkci nabalovacího efektu nutno realizovat jinak. Odvedení topného drátu z části od špičky je podíl dilatační spáry. Topný drát je navinutý hustěji u začátku trysky – tzn. u její hlavy, pak se návin rozvolňuje, aby se zbytečně nepřehřívala střední část trysky, a opět se zahušťuje u spodní části trysky u špičky. Zde je nutné nejen vytopit špičku, kte­rá je z principu mimo návin topení, ale navíc je nutné eliminovat tepelné ztráty způsobe­né přestupem tepla přes dotyk těsnící plochy špičky.


Tryska typu D

Obr. 2: Unikátní prvky trysky typu DTento typ trysky (2) je specifická třívrstvou architekturou. K dvěma vrstvám, stejně jako u trysky typu F, se navíc přidává plášť, který kryje celé topení od špičky, až k hlavičce. Hla­vička trysky prodělala během vývoje tohoto typu trysky konstrukční změny a celá hlava trysky byla zvýšena. Tím se dosáhlo nejen lepší možnosti poskládat kabely do prostoru mezi hlavami trysek a tím zlevnit konstrukci formy, ale navíc bylo umožněno vyrobit kryt trysky se dvěma těsnícími členy, pro vyšší bezpečnost provozu. Díky třívrstvé architektuře bylo dosaženo niž­ších provozních příkonů na trysce a omezeny ztráty tepla jak vedení a prouděním, tak i sá­láním.


Srovnání trysek

Jak je vidět, obě varianty mají společné rov­noměrný rozvod tepla po celé délce trysky, jednoduchou údržbu a perfektní vyměnitel­nost špiček, topení a čidel.


Trysky řady F mají minimalizovaný zůstatek plastu v předkomůrce, jsou vhodné na pou­žití do HotHalfu koncipovaného na výměnu náhradních dílů na stroji.

Trysky řady D mají jednodušší a levnější zá­stavbu, nižší provozní příkony a dvojí těsně­ní proti úniku plastu do prostoru rozvodné desky. Jsou vhodné pro vícedutinové formy s velmi těsně rozloženými dutinami. Díky plastové izolační čepičce se zmenšuje tepel­né ovlivnění plastového dílu. Příkon trysky zůstává opticky na stejných hodnotách, z dů­vodu rychlého náběhu systému do provozní teploty. Příkon je nutný pro rychlé natopení systému a roztavení zbytkového plastu v pro­storu horkého systému po odstavení.

www.jansvoboda.cz

1. část článku ZDE »

  • autor:
  • Ing. Jan Svoboda
  • JAN SVOBODA s.r.o.

    JAN SVOBODA s.r.o.

    Komplexní dodávky polotovarů pro formy na plasty, nástroje na lisování plastů a lehkých kovou, obráběcí nástroje.



Mohlo by vás také zajímat



 

Archiv článků

Nejbližší výstavy a semináře