PlasticPortal.eu - denne aktualizovaný portál pre plasty a gumu

Aktuality
Všetko najlepšie, Fakuma!

20.07.2017 | Fakuma, medzinárodný veľtrh pre spracovateľov plastov, oslavuje v tomto roku svoje 25. výročie.

Ochranné relé pre optimálny výkon bez kompromisov

18.07.2017 | Potrebujete sa vyvarovať škodám spôsobenými poruchami v elektrickej rozvodnej sieti a tak si zabezpečiť, aby stroje robilo to, na čo sú určené?

Možnosti získania grantu v Slovenskej republike

14.07.2017 | Prehľad noviniek - júl 2017.

Novinka: Dosky s aretačnou drážkou od STRACK

12.07.2017 | Teraz môžeme kombinovať: Nové doštičky STRACK s drážkou ako protikus odpružených aretáciou šíber.

Simulácia procesu vstrekovania plastov - Cadmould® 3D-F® Essential

10.07.2017 | Cadmould® 3D-F® Essential je teraz voľne na stiahnutie. Táto ponuka platí v období od 1. júla do 30. septembra 2017.

 
Plastikársky slovník
Portál ZÁKONY A NORMY
Portál ZÁKONY A NORMY
Aktuálne v legislatíve
Obsah PAH v predmetoch a v hračkách

03.07.2017 | Na webovej stránke ECHA je nová výzva na predkladanie pripomienok a dôkazov týkajúce sa obsahu PAH uvedeného v položke 50 prílohy XVII nariadenia REAC ...

Nová vydaná změna nařízení č. 10/2011 (nařízení PIM) o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami

31.05.2017 | Nařízení Komise č. (EU)2017/752 mění a opravuje nařízení PIM o materiálech a předmětech z plastů určených pro styk s potravinami:

Verejná konzultácia o pravidlách zodpovednosti výrobcu za škodu spôsobenú chybou výrobku

10.04.2017 | Európska Komisia začala na svojich webových stránkach verejnú konzultáciu o pravidlách zodpovednosti výrobcu za škodu spôsobenú chybou výrobku.

Zdravotnícke pomôcky - Systémy manažérstva kvality

07.12.2016 | Norma pre Zdravotnícke pomôcky - Systémy manažérstva kvality - Požiadavky na splnenie predpisov, z decembra 2016.

Připravuje se novela zákona č. 477/2001 Sb. o obalech

29.11.2016 | Připravovaná novela zákona č. 477/2001 Sb. o obalech se týká se povinného zpoplatnění pouze lehkých plastových odnosných tašek s tloušťkou stěny do 50 ...

 
Newsletter
CAPTCHA Image
 
Úvod > Aktuálne články > Kompozity s termoplastickou matricí a automobilový průmysl, 5. část
Kompozity s termoplastickou matricí a automobilový průmysl, 5. část
 
 
Kompozity s termoplastickou matricí a automobilový průmysl, 5. část

Kompozity s termoplastickou matricí a automobilový průmysl, 5. část

Sušení granulátu - u navlhavých matric a vyztužujících plniv je nutno před vlastním vstřikovacím procesem zařadit technologickou operaci sušení granulátu. Samozřejmě u granulátů dodávaných od výrobce v suchém stavu tato operace odpadá. Ale vždy je nutno sušit nespotřebované granuláty po otevření jejich vzduchotěsných obalů a stejně tak případné drtě nebo regranuláty.

4. Vstřikovací proces

Sušení granulátu - u navlhavých matric a vyztužujících plniv je nutno před vlastním vstřikovacím procesem zařadit technologickou operaci sušení granulátu. Samozřejmě u granulátů dodávaných od výrobce v suchém stavu tato operace odpadá. Ale vždy je nutno sušit nespotřebované granuláty po otevření jejich vzduchotěsných obalů a stejně tak případné drtě nebo regranuláty.

Pozor na skladování granulátů v obalech s přístupem vzduchu - po transportu granulátu do místa zpracování může, v důsledku změny rosného bodu, na jejich povrchu zkondenzovat vlhkost, kterou je nutno odstranit, buď samovolným sušením, tj. ponecháním v daném prostředí po dobu několika hodin nebo sušením v sušárnách.

Podmínky sušení jsou dány zpracovávaným materiálem, respektive jeho matricí a určuje je výrobce ve svém materiálovém listě. Podmínky obvykle platí pro sušení suchým, ohřátým vzduchem.

Například pro většinu LFT kompozitů s PA matricí platí následující podmínky sušení suchým vzduchem - teplota sušení 80 °C a doba sušení 4 až 12 hodin (pozor na žloutnutí při delších dobách sušení ),  pro vakuované sušárny je možno zvýšit teplotu sušení na cca 100 °C a zkrátit dobu sušení na 3 až 6 hodin. Za vysušené LFT kompozity s PA matricí považujeme ty, jež mají zbytkovou vlhkost menší než 0, 2 %. Dovolený obsah zbytkové vlhkosti je opět dán použitou konkrétní matricí.

Doba kontaminace vlhkostí vysušeného granulátu před zpracováním, například v násypce vstřikovacího stroje je opět závislá od použitého kompozitu, respektive jeho matrice. U PA kompozitů je to cca 1 hodina, u kompozitů s matricí například PC nebo PBT v řádu jednotek desítek minut.

Zpracování nevysušených materiálů má za následek hydrolitickou degradaci kompozitů, snížení mechanických vlastností výstřiků, včetně vad povrchu.

Teplota taveniny - na teplotu taveniny má vliv:

  • teplotní profil topných pásem plastikačního válce vstřikovacího stroje
  • obvodová rychlost šneku při plastikaci - otáčky šneku
  • zpětný odpor na šneku, jeho průběh
  • doba výdrže taveniny v plastikační jednotce
  • tolerance mezi hřbetem šneku a vnitřním povrchem plastikačního válce - frikční část tepla přivedeného do taveniny
  • rozměr uvnitř zpětného uzávěru - smykové namáhání taveniny a zvýšení její teploty

Teplotu taveniny také zvyšuje smykové namáhání ve vtokovém rozvodu, zejména v ústí vtoku, a také tok v tvarové dutině formy, kde na taveninu působí hydraulické odpory - tvarové prvky dutiny. Malé průřezy vtokových rozvodů a ústí vtoku mohou vést až k tepelné degradaci taveniny.

Teplota taveniny není indikována nastavením teplot topných pásem plastikační komory.

Standardní profil nastavení teplot pásem plastikačního válce je klesající od jeho trysky k násypce. Se zvětšujícím se objemem dávky se, jak již bylo uvedeno, doporučuje změnit profil na plochý nebo až inverzní, tj. u násypky je teplota nejvyšší a na trysce nejnižší. Cílem takového profilu je zajistit převod tepla do granulátu před jeho vstupem do kompresní zóny šneku a tím minimalizovat délkovou degradaci vyztužujících dlouhých vláken.

Plnící prostor pod násypkou, který má vlastní chladící okruh, by se měl udržovat na teplotě sušení granulátu - u PA kompozitů na teplotě 80 až 100 °C. Takové nastavení šetří energii a usnadňuje tepelný tok do granulátu v dávkovací zóně.

Teplota otevřené trysky by měla být nastavena na takovou hodnotu, aby nedocházelo k samovolnému vytékání taveniny nebo naopak, aby tryska nezamrzala.

Teplota formy - teplota formy je jedním z technologických parametrů, které rozhodují o kvalitě výstřiků. Má vliv jak na vstřikovací, tak i dotlakovou fázi vstřikovacího procesu, včetně kvality povrchu výstřiků a u částečně krystalických plastů i na obsah krystalického podílu.

U výstřiků s matricemi z částečně krystalických materiálů, které budou následně namáhány dalšími teplotními procesy - lakování, potisk, sterilizace, kondicionace, atd. - se doporučuje pracovat s teplotou formy na horní hranici tolerančního pole doporučeného výrobcem konkrétního granulátu. Vysoká teplota formy sníží nebezpečí následné dokrystalizace a dosmrštění - změna rozměrů až možnost deformací.

Podle matrice a doporučeného teplotního rozsahu formy výrobcem granulátu, teplotu formy realizujeme vodními beztlakovými - do 95 °C - nebo tlakovými - nad 100 až do 200 °C - přístroji.

Čištění vstřikovací jednotky - stejně jako u běžných vstřikovacích granulátů i pro kompozity LFT v závislosti na jejich matrici platí, že při přerušení provozu se doporučuje snížit teplotu plastikačního válce na příslušnou pohotovostní teplotu platnou pro danou matrici - obvykle cca 150 °C - a komoru vyčistit, aby nedošlo k materiálovému teplotnímu rozkladu a kontaminaci další výroby.

Po skončení výrobní dávky je vždy nutno komoru plastikační jednotky vyprázdnit a případně vyčistit. Čistění komor není výrazně nutné, obvykle se jedná o výrobu technických výstřiků, v mnoha případech v černé barvě. Skleněná vlákna v kompozitu obsažená mají vlastní čistící efekt.

Při kontrole taveniny vstřikem do volného prostoru by měl vystříknutý pramenec mít vzhled „lana“, s hrubým povrchem. Nesnažme se, jako u běžných vstřikovacích granulátů, dosáhnout lesklý a hladký povrch - ten v případě LFT materiálů ukazuje na délkovou degradaci vláken, na jejich zkrácení.

Vstřikovací tlak a vstřikovací rychlost - oba spolu svázané parametry - vstřikovací tlak musí mít takovou hodnotu, aby dokázal realizovat v závislosti na všech hydraulických odporech při plnění tvarové dutiny formy polymerní taveninou nastavený průběh vstřikovací rychlosti - mají zajistit, před přepnutím ze vstřikovacího tlaku na dotlak, objemové naplnění tvarových dutin formy alespoň z 95 %.

Pro dosažení požadované jakosti povrchu se na rozdíl od PA kompozitů s krátkými SV vlákny u PA kompozitů LFT používá pomalá vstřikovací rychlost.

Tlaková úroveň dotlaku a doba dotlaku - obecné pravidlo říká, že dotlak a doba jeho působení má být takové, aby se dosáhlo konstantní hmotnosti výstřiku nebo požadovaných rozměrových a tvarových požadavků. Díky tomu, že každý výstřik je svým způsobem originál, není k dispozici jednotný přístup k jejich nastavení a toto je individuální podle konstrukce výstřiku, jeho materiálu, konstrukce formy, atd.

Stejně jako při výrobě jiných výstřiků je obvykle možno pracovat s několika způsoby přepnutí ze vstřikovacího tlaku na dotlak:

- podle tlaku v dutině formy
- podle tlaku v hydraulickém systému vstřikovacího stroje
- podle polohy šneku - nejčastěji používaný způsob
- podle času - tento způsob není doporučen, protože nebere v potaz přípravu taveniny a přepíná bez ohledu na možné změny její viskozity, používá se jako ochranný čas zabraňující přeplnění tvarové dutiny formy vstřikovacím tlakem a vstřikovací rychlostí při nepřepnutí podle jiného kritéria

Obvodová rychlost na šneku - otáčky šneku/zpětný odpor šneku - jedná se o parametry přípravy taveniny, které mají výrazný vliv na možnou délkovou degradaci vyztužujících vláken kompozitu.

Pro zabránění nadměrnému smykovému namáhání s případným zvýšením teploty a tedy možností poškození vláken je nutno nastavit maximální obvodovou rychlost na šneku i v závislosti na matrici pod 0, 2 m/s, u matric jako například PPS, PSU, PPA, PAI, PEEK, atd. pod 0, 15 m/s. Převedeno na otáčky šneku se jedná o co nejnižší otáčky.

Zpětný odpor šneku by také měl být co nejnižší, jeho úroveň by měla pouze zajistit dostatečné odplynění vstupujícího granulátu a taveniny, aby byla zajištěna konstantní hodnota dávky v každém výrobním cyklu.

Oba výše uvedené parametry mají i vliv na opotřebení šneku a plastikační komory a jejich co nejnižší nastavení opotřebení snižuje.

Doba chlazení - je součástí celkové doby cyklu a výrazně závisí na tloušťce výstřiku - tloušťka při jejím výpočtu je v druhé mocnině, materiálu matrice, technologických parametrech vstřikování - teploty taveniny, formy a vyhazování výstřiků z formy.

U kompozitů typu LFT je obvykle možno pracovat s relativně vysokými teplotami vyhazování výstřiků z formy a tím určitým způsobem zkrátit dobu chlazení, respektive výrobního cyklu.

Zpracování drtě a regranulátů - hlavní výhoda kompozitů LFT je ve vyztužujícím efektu dlouhých vláken. Drť před případným následným zpracováním již jednou prošla degradační historií - smykové a tepelné namáhání - v plastikačním válci a ve formě. Regranulát, tj. drť zpracovaná do formy granulátu prošel uvedenou historií, kromě formy již dvakrát.

Z uvedeného je zřejmé, že není možno, pro pevnostní výstřiky vyžadující vyztužení dlouhými vlákny, drtě nebo regranuláty používat.

Samozřejmě, protože se jedná o kvalitní materiály, je jejich drtě nebo regranuláty možno použít pro výrobu pevnostně méně náročných výstřiků.


5. Shrnutí hlavních pravidel pro zpracování LFT kompozitů

1. Granulát LFRT kompozitů by již před vstupem do kompresní zóny šneku měl být roztaven do taveniny

2. Profil rozdělení teplot topných pásem plastikační jednotky vstřikovacího stroje pro menší dávky - cca jeden až jeden a půl průměru šneku - by měl mít mírně klesající - od trysky k násypce - profil nebo profil plochý. Větší dávky by měly mít profil od trysky k násypce stoupající

3. Pro snížení smykového namáhání, usnadnění plnění tvarových dutin formy taveninou a snížení vnitřního pnutí ve výstřiku v důsledku použití vysokých vstřikovacích tlaků, je nutno pracovat v oblasti horní tolerance výrobcem kompozitu doporučeného rozpětí teplot taveniny

4. Pro výrobu tvarových dílů forem je doporučeno používat nástrojové ocele kalené na tvrdost 50 až 65 HRC. Při vstřikování LFT kompozitů je opotřebení menší nebo srovnatelné než u ekvivalentních materiálů s krátkými vlákny.

5. Teplota formy by měla být na horní hranici doporučeného rozpětí - usnadní se plnění tvarových dutin formy, sníží smykové namáhání, tlak v dutině formy a zlepší jakost povrchu výstřiku

6. Ústí vtoku se umístí do oblasti s maximální tloušťkou výstřiku, ale mimo oblast maximálních napětí - orientace vláken bude odpovídat požadavku na vyztužující efekt

7. Ústí vtoku a rozvodné kanály - konstruovat je s velkými průřezy, ústí vtoku minimálně 80 % z maximální tloušťky stěny výstřiku - snížení smykového namáhání a zajištění funkce dotlakové fáze.

Při použití horkých rozvodů volit ty s vnějším vytápěním a otevřenou tryskou

8. Pro zajištění sníženého smykového namáhání a zmenšení povrchových vad, zejména v oblasti vtoku, se doporučuje používat pomalých rychlostí vstřikování - delší doby plnění tvarových dutin formy

9. Nutnost zajistit dostatečné odvzdušnění tvarových dutin formy, zejména s ohledem na možný výskyt studených spojů

10. Optimalizovat dotlakovou fázi pro zajištění konstantní hmotnosti výstřiků a rozměrové a tvarové přesnosti

11. Technologické parametry přípravy taveniny - obvodová rychlost na šneku ( otáčky šneku ) a zpětný odpor - případně jejich profily udržovat na co nejnižších hodnotách

12. Konstrukce výstřiků vyráběných z LFRT kompozitů musí splňovat požadavky technologičnosti konstrukce výstřiků z termoplastů


Závěr

Jak již bylo napsáno, kompozitní materiály s termoplastickou matricí mají rozsáhlé pole použití.

Z uvedeného důvodu trh s polymerními granuláty nabízí poměrně širokou škálu materiálů - nejčastěji na bázi PP a PA , ale i PPA, PPS, PBT, PC, PUR, atd.

Kromě kompozitů s termoplastickou matricí své využití nacházejí i kompozity s reaktoplastickou matricí - nejčastěji kompozitní materiály typu SMC a BMC. Matrici v nich tvoří nenasycené polyesterové pryskyřice (UP), vinylesterové pryskyřice (VE) nebo epoxidové pryskyřice (EP).

Kombinací matric a plniv se získají kompozity šité na míru příslušné aplikaci. Nejčastější složení kompozitů a technologie jejich zpracování:

- SMC ( Sheet Molding Compound ) - 28 % matrice, 29 % skleněných vláken (SV) o délce 25 až 50 mm, 40 % neorganických plniv, například uhličitan vápenatý, kaolin, mastek, v poslední době i nanočástice jílu - montmorillonit, 3 % ostatní; zpracovatelská technologie - lisování polotovarů - prepregů - s různě orientovanými a tvarovanými výztužemi ve vytápěných dvoudílných ocelových formách, prepregy jsou v tzv. B stavu - viskozita matrice je tak vysoká, že již neteče, ale je lepivá

 - BMC (Bulk Molding Compound ) - 25 % matrice, 20 % SV - 6 až 12 mm, 48 % neorganická vláknitá plniva, 7 % ostatní; zpracovatelská technologie - do vytápěné ocelové formy se vloží tableta nebo volně směs uvedených složek, teplem dojde k roztavení reaktoplastické pryskyřice ve stavu resolu, k jeho toku a vytvrzení 

K dispozici je celá řada technologií pro zpracování kompozitů s reaktoplastickou matricí, jako například:

  • vytvrzování v autoklávu
  • ruční a strojní kladení prepregů
  • různé technologie navíjení
  • lisování
  • vstřikování
  • pultruze (vytlačování )
  • atd.

1. časť »

2. časť »

3. časť »

4. časť »


12.1.2015
autor: Lubomír Zeman, foto: Borealis
 
 
 
 
 
Odporučte článok Vytlačiť článok Späť
 
 

Späť


 
Najnovšia inzercia
 

Predaj | Bubnový magnet
20.07.2017

 
 

Predaj | Dopravníkový pás
20.07.2017

 
 

Kúpa | Drť HIPS s V2
20.07.2017

 
 
 
 
 

Predaj | HDPE a PP
19.07.2017

 
 

Predaj | PS HIPS černá drť
19.07.2017

 
 
 
Výstavy
MALAYSIA-PLAS 2017

27.07.2017 | Formy a lisy pre spracovanie plastov.

SRI LANKA PLAST

03.08.2017 | Medzinárodná plastikárska výstava.

Plastic, Printing & Packaging, Tanzania - PPPEXPO 2017

22.08.2017 | 20. Medzinárodný veľtrh plastov, značenia, balenia.

China Composites Expo 2017

06.09.2017 | Medzinárodný veľtrh a fórum pre technológie kompozitov a aplikácií.

Drinktec 2017

11.09.2017 | Medzinárodný veľtrh nápojov a technológií

VietnamPlas

13.09.2017 | Veľtrh pre plasty a gumu.

EMO Hannover 2017

18.09.2017 | Popredný svetový veľtrh obrábania kovov.

HYBRID Expo 2017

19.09.2017 | Veľtrh pre vývoj a výrobu hybridných súčiastok a ich aplikačné sektory sa koná každé 2 roky.