UMJETNOST INJEKCIJSKOG PREŠANJA

UMJETNOST INJEKCIJSKOG PREŠANJA AUTOR HENRIK PRIVŠEK UREDNIK MATJAŽ ROT

Autor: Henrik Privšek Urednik: Matjaž Rot

UMJETNOST INJEKCIJSKOG PREŠANJA

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 1

22.2.2016 7:20:00

Naslov rada:

UMJETNOST INJEKCIJSKOG PREŠANJA

Izdavač i nakladnik:

PROFIDTP d.o.o., Zagreb

Autor: Henrik Privšek Urednik:

Matjaž Rot (matjaz@irt3000.si)

Prijevod sa slovenskog na hrvatski jezik: prof. dr. sc. Damir Godec Lektura:

Kristina Mlakar Pučnik, Littera medica d. o. o.

Računalni prijelom:

CAMERA d. o. o., Ljubljana

Oblikovanje ovitka:

Zlatko Levačič s. p., Škofljica

Naklada:

300 primjeraka

Tisak:

CAMERA d. o. o., Ljubljana

Maloprodajna cijena:

220,00 kn

Zagreb, 2016.

CIP zapis je dostupan u računalnome katalogu Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 000919795.

PRIVŠEK Henrik Umjetnost injekcijskog prešanja / autor Henrik Privšek, Zagreb, 2015.

ISBN 978-953-58730-0-6 I. izdanje

©PROFIDTP d. o. o., Zagreb Ovaj rad je autorski. Sva prava su zadržana, kako u dijelovima, odlomcima, poglavljima ili u cijelosti, tako i za kopiranje, prevođenje, primjenu ilustracija, prezentiranje, reprodukciju na mikrofilmovima ili drugim tehnikama za arhiviranje u različitim računalnim tehnikama (analogno ili digitalno). Kopiranje ovog rada u cijelosti, pojedinih poglavlja ili dijelova, dopušteni su u skladu sa Zakonom isključivo uz dopuštenje izdavača knjige. Nepoštivanje gore navedenih zahtjeva, nakladnik knjige će rješavati sudskim putem.

II

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 2

22.2.2016 7:20:00

UVOD

S

adržaj knjige sastoji se od tri dijela: Tehnički zahtjevi na plastični materijal, Utjecaj parametara prerade plastičnog materijala na kvalitetu proizvoda i Greške pri injekcijskom prešanju i njihovo sprječavanje. To je dio opsežnog projekta Vođenje procesa prerade plastomernih materijala postupkom injekcijskog prešanja prema programu Q21/2, koji se nakon 1990. godine provodio u našoj tvornici Saturnus AO sa ciljem udovoljavanja potrebama sve zahtjevnijeg tržišta. Godine 2007. dio tog gradiva počeo je izlaziti i u časopisu IRT3000 pod naslovima S pravilnim izborom materijala do dobrog proizvoda i Najčešće greške pri preradi plastomera postupkom injekcijskog prešanja. U tom gradivu je predstavljena problematika prerade plastomera sa ciljem, da se stručnom osoblju, koje je uključeno u proces izrade plastičnih proizvoda, olakša uklanjanje poteškoća pri preradi i poboljša upravljanje proizvodnim procesom. To gradivo je stoga namijenjeno vrlo širokom krugu stručnih djelatnika, a posebice djelatnicima u razvojnim odjelima, koji razvijaju plastične proizvode, konstruktorima kalupa, alatničarima, voditeljima proizvodnog procesa injekcijskog prešan ja, tehnolozima za injekcijsko prešanje, prerađivačima, djelatnicima u pripremi materijala, djelatnicima odjela kontrole kvalitete, a također i komercijalno-tehničkom osoblju, koje je pri obavljanju svog posla često primoramo svojim poslovnim partnerima i službenicima uprave prosljeđivati tehničke informacije o preradi polimera.

Potrebna znanja svaki zainteresirani pojedinac može dopunjavati sadržajima koje daju proizvođači materijala i strojeva. Dobivanje odgovarajućih preporuka za pravilni izbor materijala, oblikovanje proizvoda, izradu kalupa te ispravno odlučivanje i vođenje čitavog tehnološkog postupka pripreme i prerade materijala te obrade plastičnih proizvoda moraju se odvijati vrlo sistematično i cjelovito. Dobivene informacije unosimo u odgovarajuće obrasce. Na temelju tih informacija izrađujemo cjelovitu tehnološku dokumentaciju, koja mora sadržavati jasne, dobro definirane tehnološke postupke, u suprotnom proizvodni proces nije upravljiv, a proizvodno osoblje je pri rješavanju nesporazuma, nejasnoća i ponavljajućih poteškoća preopterećeno. U gradivu knjige predstavljena su samo dva ključna obrasca i to: Tehnički zahtjevi na plastomerni materijal te Tehnološke preporuke za plastomerni materijal. Pri stvaranju ovog gradiva od velike pomoći bile su mi tehničke publikacije poznatih europskih proizvođača strojeva i materijala, kao što su: Ankerwerk, Mannesmann Demag KT, Krauss Maffei, Engel, Bayer, B.A.S.F., G.E.P., DuPont, Degussa AG, Röhm i mnogi drugi, koji su uvijek bili spremni proslijediti zahtijevane informacije. Upotrijebljena literatura navedena je na kraju knjige.

Henrik Privšek

III

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 3

22.2.2016 7:20:00

O AUTORU

U

vijek sam imao problema s vremenom. Tražim po sjećanju i pokušavam se sjetiti, kada sam se po prvi puta sreo s Henrikom Privšekom. Čini se, kao da je to bilo prije nekoliko godina. A bilo je 1995. godine, kad sam se na strojarskom fakultetu, pri izradi diplomskog rada, po prvi puta ozbiljnije prihvatio istraživanja područja plastike i tehnologije injekcijskog prešanja. Minula su stoga već gotovo dva desetljeća. Henrik je bio voditelj odjela razvoja plastike u tvrtki Saturnus Avtooprema. S timom suradnika vodio je čitav tehnološki razvoj alata, njihove probe i uklanjao sve poteškoće, koje su se pojavljivale u proizvodnji injekcijski prešanih proizvoda na više od 50 ubrizgavalica s rasponom sila zatvaranja kalupa od 250 do 13 000 kN. Nakon nekoliko susreta, postalo mi je jasno da pri Henriku uvijek mogu dobiti odgovore na sva pitanja, pa i više od toga, odgovore zajedno s temeljitim pojašnjenjem. Taj pristup mi se najviše sviđa pri Henotu, kako ga zovu prijatelji. Čovjek, uživljen u svoj svakidašnji radni proces, koji nerijetko prati mnoštvo poteškoća, uvijek je spreman odvojiti vremena i potpuno ga posvetiti problemima drugih. Ne samo to, sa svojim bogatim znanjem i nebrojenim iskustvima ne istresa jednostavno rješenja iz rukava i na taj način se rješava sugovornika. Uvijek prvo ponudi objašnjenje, a zatim rješenje i vrlo često proslijeđeno znanje i informacije koje rješavaju itekako kompleksan problem. Kako i ne bi, Henrik je »u plastici proživio« 40 godina. Još davne 1962. godine se susreo s tehnologijom injekcijskog prešanja u tvornici Saturnus Avtooprema. Od tada vrijedno bilježi i zapisuje sve, što se nadovezuje na spomenutu tehnologiju. Svoje spoznaje i zabilješke nesebično dijeli s mladima i tako im želi olakšati rad. Uvijek se zauzimao za to, da manje iskusne kolege dobe već usvojene podloge te na prave iskorak naprijed, a ne da se bave problemima, koja je on već sam riješio. U posljednjem razdoblju njegovog aktivnog rada, Tehnološki center orodjarstva Slovenije (TECOS) je organizirao brojne edukacijske seminare, na kojima je Henrik svoje znanje dijelio s drugim inženjerima. U časopisu IRT3000 objavljeni su njegovi brojni stručni članci, ukratko, nakupilo se mnoštvo materijala, za kojeg bi bilo šteta da se ne sistematizira u preglednom obliku i bude na raspolaganju stručnoj javnosti.

Pred vama je književno djelo, koje sadrži većinu praktičnih spoznaja iz »Henrikove zbirke«. Knjiga je jedinstvena, jedino je književno djelo u autorovom materinjem jeziku, posvećeno tehnologiji injekcijskog prešanja polimera. Knjigu nećete samo pročitati, ona će postati vaš pomoćnik, koji će vas voditi do rješenja izazova. Jedinstvenost pristupa takve vrste prenošenja sadržaja po uzoru na priručnike, zaokružuju stražnje korice, na kojima ćete naći veliki putokaz. Na njemu je popis najčešćih grešaka koje se javljaju pri injekcijskom prešanju, i put do njihovog uklanjanja. Takav putokaz u ovom trenutku nema niti jedna takva literatura u svijetu.

Henrik, hvala, jer si uvijek pripremljen nesebično širiti svoje znanje među mladima, i hvala za pomoć pri stvaranju ovog djela.

Matjaž Rot urednik

IV

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 4

22.2.2016 7:20:01

POKROVITELJI

KMS d.o.o.

Poslovna cona A 34, 4208 Šenčur Slovenija

Nomis d.o.o.

Havidićeva 27 10020 Zagreb HR

ARBURG GmbH+Co KG Postfach 1109 D-72286 Lossburg Nemčija

TERA d.o.o.

Volče 138a 5220 Tolmin Slovenija

ROBOS d.o.o.

Brnčičeva 31 1231 Ljubljana – Črnuče Slovenija

PROFIDTP d.o.o.

Gradišče VI 4 1291 Škofljica Slovenija

Biesterfeld Interowa GmbH & Co KG Bräuhausgasse 3 1050 Wien, Avstrija

Strojništvo.com Bašelj 52a SI-4205 Preddvor Slovenija

Neofyton Danila Kisa 7a 21000 Novi Sad Serbia

TECOS Kidričeva ulica 25 3000 Celje Slovenija

TOP TEH d.o.o.

Cesta Toneta Kralja 26 1290 Grosuplje Slovenija

Meusburger Georg GmbH & CO KG Kesselstr. 42 6960 Wolfurt, Austrija

industrijski www.forum-irt.si

PLASTMA d.o.o.

Kralja Petra I 67 21400 Bačka Palanka Srbija

PROFIDTP d.o.o.

Gradišče VI 4 1291 Škofljica Slovenija

INMOLD PLAST d.o.o.

Vojvode Mišića 5 31210 Požega Serbia

V

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 5

22.2.2016 7:20:01

Kazalo sadržaja 1 TEHNIČKI ZAHTJEVI NA PLASTOMERNI MATERIJAL....................................................... 2 1.1 Izbor materijala za neku namjenu.............................................................. 2 1.2 Određivanje svojstava materijala................................................................ 2 1.3 Opis normi za određivanje svojstava plastomernih materijala.................. 3 1.3.0 Određivanje posebnih svojstava.............................................................. 9 1.3.1 Određivanje preradbenih svojstava (1 do 5).......................................... 9 1.3.2 Određivanje mehaničkih svojstava plastomernih materijala (6 do 29).................................................................................. 16 1.3.3 Određivanje toplinskih svojstava (30 do 47)........................................ 33 1.3.4. Određivanje električnih svojstava (48 do 56)....................................... 54 1.3.5 Određivanje općenitih svojstava (57 do 59)......................................... 60 1.3.6 Određivanje specifičnih svojstava (60 do 62)...................................... 64 1.3.7 Određivanje optičkih svojstava (63 do 65)........................................... 68 1.3.8 Dodatni zahtjevi (66).............................................................................. 71 1.4 Tablica nekih tehničkih svojstava plastomernih materijala..................... 72

2 UTJECAJ PARAMETARA PRERADE PLASTOMERNIH MATERIJALA NA KVALITETU PROIZVODA.................................................. 78 2.1 Utjecaj materijala i njegove pripreme na kvalitetu proizvoda................. 79 2.1.1 Priprema dokumentacije......................................................................... 79 2.1.2 Skladištenje materijala............................................................................. 79 2.1.3 Sušenje....................................................................................................... 81 2.1.4 Mljevenje................................................................................................... 85 2.1.5 Miješanje osnovnog i mljevenog materijala......................................... 86 2.1.6 Izdvajanje metalnih čestica..................................................................... 86 2.1.7 Ciklonsko izdvajanje prašine.................................................................. 87 2.1.8 Bojanje....................................................................................................... 87 2.1.9 Homogenizatori taljevine....................................................................... 88 2.1.10 Označavanje materijala........................................................................... 89 2.1.11 Transport materijala od sušare do ubrizgavalica................................. 89 2.1.12 Dnevno uređivanje prostora pripreme materijala............................... 90 2.1.13 Greške pri pripremi materijala-sažetak................................................ 90

VI

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 6

22.2.2016 7:20:02

2.2 Utjecaj kalupa i njegove pripreme na kvalitetu proizvoda....................... 92 2.2.1 Priprema dokumentacije......................................................................... 92 2.2.2 Parametri kalupa...................................................................................... 92 2.2.3 Greške kalupa........................................................................................... 94 2.3 Utjecaj ubrizgavalice i njene pripreme na kvalitetu proizvoda................ 96 2.3.1 Priprema dokumentacije......................................................................... 96 2.3.2 Čišćenje cilindra za taljenje materijala.................................................. 97 2.3.3 Parametri ubrizgavalice.......................................................................... 97 2.4 Odnosi između pripreme, prerade i strukture materijala te kvalitete proizvoda............................................................................... 141 2.5 Tablice tehnoloških preporuka............................................................... 141

3 GREŠKE PRI INJEKCIJSKOM PREŠANJU I NJIHOVO SPRJEČAVANJE..................................................... 154 3.1 Najčešće greške pri preradi plastomera.................................................. 155 3.2 Određivanje unutrašnjih naprezanja i orijentiranosti........................... 221 3.2.1 Preporuke za izbor agresivnih tvari za određivanje naprezanja..... 223 3.2.2 Sprječavanje unutrašnjih naprezanja.................................................. 225 3.2.3 Uklanjanje unutrašnjih naprezanja (temperiranje).......................... 226 3.2.4 Kondicioniranje..................................................................................... 227 3.3 Obrazac Greške u proizvodnom procesu................................................ 227 3.4 Tablica grešaka i mogućih uzroka

Literatura ...................................................................................................... 230

VII

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 7

22.2.2016 7:20:02

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 8

22.2.2016 7:20:02

1 TEHNIČKI ZAHTJEVI NA PLASTOMERNI MATERIJAL 1.1 Izbor materijala za neku namjenu 1.2 Određivanje svojstava materijala 1.3 Opis normi za određivanje svojstava plastomernih materijala 1.4 Tablica nekih tehničkih svojstava plastomernih materijala

1

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 1

22.2.2016 7:20:02

1.

TEHNIČKI ZAHTJEVI NA PLASTOMERNI MATERIJAL

1.1 IZBOR MATERIJALA ZA NEKU NAMJENU Ukoliko želimo izraditi proizvod s dugim vijekom primjenjivosti i odgovarajućom funkcionalnom pouzdanošću, za njega moramo izabrati takav materijal, koji će odgovarati svim uvjetima primjene i koji ima točno definirana fizikalna (mehanička, toplinska, električna, općenita, specifična), kemijska, preradbena (indeks tečenja, skupljanje) i posebna svojstva. Pri izboru materijala moramo također poštivati i konstrukcijske preporuke, zahtjeve zaštite okoliša i zahtjeve na zdravlje, transportne zahtjeve i ekonomske zahtjeve.

Sva ta svojstva, zahtjeve i preporuke definiramo s pomoću obrasca Tehnički zahtjevi na plastomerni materijal, koji dajemo u nastavku. Svojstva su obrojčana i tim redoslijedom će slijediti i njihovo pojašnjenje. Pojašnjeni će biti i drugi tehnički zahtjevi, kao što su transport, skladištenje, ekološki zahtjevi itd.

1.2 ODREĐIVANJE SVOJSTAVA MATERIJALA Navedena svojstva se određuju prema različitim normama, koje proizvođači materijala izabiru vrlo slobodno. Te norme često međusobno nisu usporedive. Radi velikog broja međusobno neusporedivih normi, korisnik materijala je često u dilemi, na temelju koje norme treba definirati zahtjeve na materijal koji želi primijeniti. Najčešće je situacija takva, da mora poštivati one norme, koje primjenjuje neki od proizvođača materijala. A to znači, kako kupac materijala mora poznavati kontrolne postupke svih svojih dobavljača, koji mogu biti vrlo brojni.

Radi lakšeg sporazumijevanja među proizvođačima i korisnicima plastičnih materijala, a i radi bolje međusobne usporedivosti materijala različitih proizvođača, već je dugo vremena prisutna želja za ujednačavanjem normi za određivanje svojstava materijala. Tako su 1988. godine četiri velike tvrtke: BASF, Bayer, Hüls i Hoechst izradili ujednačeni CAMPUS sustav. Do danas je doživio već nekoliko promjena. U ovom tekstu predstavljena je CAMPUS inačica koja se temelju na normi DIN EN ISO 10350. Naziv CAMPUS znači: Computer Aided Material Preselection by Uniform Standards. Taj sustav je preporuka svim proizvođačima polimernih materijala, da za definiranje svojstava svojih materijala primjenjuju izabrane norme, jer je i dobre poznavatelje zbunjivao velik broj normi i postupaka za

2

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 2

22.2.2016 7:20:02

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

određivanje nekih svojstava. Tako je primjerice samo za udarnu žilavost prema DIN, ISO i ASTM normama u primjeni više od 33 različita načina ispitivanja, koji se međusobno razlikuju prema obliku i dimenzijama ispitnih tijela i uvjetima ispitivanja. Tom sustavu pristupa sve više proizvođača. Trenutačno je još uvijek premalo podataka o materijalima koji se temelje na preporukama sustava CAMPUS, stoga je u proteklom razdoblju bilo potrebno primjenjivati starije metode određivanja svojstava.

U nastavku je priložen obrazac Tehnički zahtjevi na plastični materijal s navedenim normama, preporučenim u sustavu CAMPUS. U tom obrascu su navedene i one norme (posebice za optička svojstva), koje sustav CAMPUS ne sadrži. One su uključene radi specifičnosti pojedinih proizvoda te ih proizvođač proizvoda definira obzirom na uporabna svojstva proizvoda. Brojčana oznaka ispred svojstva nalazi se stoga, kako bi se u nastavku teksta lakše moglo naći pojašnjenje norme.

Uži izbor normi prema sustavu CAMPUS je za redovnu operativnu kontrolu kvalitete ulaznog materijala još uvijek preopsežan. Stoga se proizvođač i kupac materijala trebaju dogovoriti o užem izboru normi, prema kojima će se operativno kontrolirati tehnička svojstva materijala za svaku pošiljku. Te norme su u obrascu »Tehnički zahtjevi« označene znakom (+). U interesu kupca je, da su norme izabrane iz sustava CAMPUS, iako je između partnera moguć i drugačiji dogovor. Pri određivanju tehničkih uvjeta za preuzimanje, proizvođač se obvezuje, da uz svaku pošiljku materijala priloži certifikat s izmjerenim vrijednostima prema dogovorenim normama. Pored vrijednosti navedenih u certifikatu, proizvođač jamči da su i druge vrijednosti, koje su navedene u zahtjevima, u propisanim granicama. Ukoliko tijekom prerade materijala utvrdimo da kvaliteta materijala unatoč odgovarajućem certifikatu nije primjerena, pristupamo opsežnijim mjerenjima drugih svojstava i istraživanjima uzroka za poteškoće u proizvodnji. U slučaju pronalaska greške, pokrećemo postupak reklamacije.

1.3 OPIS NORMI ZA ODREĐIVANJE SVOJSTAVA PLASTOMERNIH MATERIJALA PREMA SUSTAVU CAMPUS (norma DIN EN ISO 10350) O materijalu, kojeg uvodimo u proizvodni proces, moramo znati sve, što je važno za primjenjivost proizvoda i preradu u proizvodnom procesu. Ukoliko njegova svojstva odgovaraju primjenjivosti i tehnoloških zahtjevima, materijal je ispravno izabran. Ukoliko pak ne odgovaraju, moramo još prije početka serijske proizvodnje proizvoda izabrati drugi, primjereniji materijal. Sukladnost provjeravamo temeljitim ispitivanjem uzorkovane količine materijala i tek nakon toga naručujemo veću količinu materijala za prototipnu seriju.

Slijedi opis svojstava i normi prema listi od 1 do 66, kako su poredani u Obrascu 1.1:

3

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 3

22.2.2016 7:20:02

ml/10 min ml/10 min g/10 min % %

MPa MPa % % MPa MPa % MPa MPa

PRERADBENA SVOJSTVA indeks tečenja taljevine – vrijednost 1 – MVR indeks tečenja taljevine – vrijednost 2 – MVR indeks tečenja taljevine – MFR skupljanje – uzdužno skupljanje – porečno

MEHANIČKA SVOJSTVA rastezni E-modul (1 mmmin-1) granica razvlačenja (50 mmmin-1) istezanje pri granici razvlačenja (50 mmmin-1) nominalno prekidno rastezanje (50 mmmin-1) naprezanje pri 50-% istezanju (50 mmmin-1) prekidna čvrstoća (5 mmmin-1) prekidno istezanje (5 mmmin-1) modul rastezljivosti 1h modul rastezljivosti 1.000 h

6* 7* 8* 9* 10* 11* 12* 13* 14*

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 4

ISO 899-1

istezanje ≤ 0,5 %

23 °C/50 % r. vl. pri istezanju 0,05-0,25 %

°C/kg: °C/kg: °C/kg: epruveta prema ISO 294-3 tip D2

ISO 3167 tip A – injekcijski prešana samo, ukoliko je odredivo naprezanje 7* tip B – strojno samo, ukoliko naprezanje 7* nije odredivo obrađena samo, ukoliko nisu odredivi ISO 291 naprezanja 10* i 7; 12* < 10 %

60 x 60 x 2

ISO 294-4

ISO 527-1 ISO 527-2

granulat

Epruveta [mm] Pojašnjenje

ISO 1133

Vrijednost - tolerancija Norma

brezbojan ( ), provodljiv ( ), antistatski ( ), samogasiv ( ), za galvaniziranje ( ), modificiran protiv udaraca ( ), svjetlosno stabilan ( ), stabilan na vremenske uvjete ( ), toplinski stabilan ( )

− posebna svojstva: Jedinica

pjenila ( ), dodaci za podmazivanje i klizanje ( ), antistatici ( ), odvajala ( ), deaktivator metala ( ), sredstva za samogasivost ( ), omekšavala ( ), punila ( )

KOD:

Klasa br.:

Q br.:

− aditivi:

TEHNIČKI ZAHTJEVI NA PLASTOMERNI MATERIJAL

+1* 2* 3 4* 5*

Br.

POSEBNA SVOJSTVA

MATERIJAL:

Tvrtka:

1 ~T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

Obrazac 1.1: Tehnički zahtjevi na plastomerni materijal

4

22.2.2016 7:20:02

N J

°C °C °C °C °C

savojni E-modul savojna čvrstoća – 3,5 % rubno istezanje savojno istezanje – pri lomu tvrdoća određena kuglicom tvrdoća Rockwel HR (skala L, M, R) tvrdoća Shore HSh (skala A, D) sila probijanja pri + 23 °C in – 30 °C energija probijanja pri + 23 °C in – 30 °C

TOPLINSKA SVOJSTVA (DSC ili DTA) temperatura taljevine Tm temp. staklastoga prijelaza (DSC ili DTA) temp. postojanosti oblika HDT/A (1,80 MPa) temp. postojanosti oblika HDT/B (0,45 MPa) temp. postojanosti oblika HDT/C (8,00 MPa)

24 25 26 27 28 29 /* /*

30* 31* 32* +33* 34*

MPa MPa % MPa

(+23 °C) Jm-1 (+23 °C) KJm-2 (–30 °C) KJm-2 MPa

zarezna udarna žilavost – ASTM Izod-zarezna udarna žilavost Izod-zarezna udarna žilavost savojna čvrstoća

Jedinica KJm-2 KJm-2 KJm-2 KJm-2 KJm-2

20 21 22 23

(+23 °C) (–30 °C) (+23 °C) (–30 °C) (+23 °C)

Charpy – udarna žilavost Charpy – udarna žilavost Charpy – zarezna udarna žilavost Charpy – zarezna udarna žilavost rastezna zarezna udarna žilavost

Br. +15* +16* 17* 18* 19*

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 5

60 x 60 x 2

ISO 11357-1 in 3 10 °C min-1 ISO 11357-1 in 2 ISO 75-1 in 2 110 x 10 x 4

ISO 2039 ASTM 785 ISO 868 ISO 6603-2

ISO 178

80 x 10 x 4

za krute materijale

R za mekane, M za tvrde A za mekane, D za tvrde

dvostruki V-zarez 45°, r = 1 mm (ISO 2818)

ISO 8256-1 ASTM 256 ISO 180-1A

V-zarez, r = 0,25 mm; vidi ISO 2818 (ukoliko je 15* b. l.)

Epruveta [mm] Pojašnjenje 80 x 10 x 4 primijeniti srednji dio epruvete ISO 3167

ISO 179-1eA

ISO 179-1eU

Vrijednost - tolerancija Norma

~ T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

1

5

22.2.2016 7:20:03

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 6

ELEKTRIČNA SVOJSTVA dielektrična konstanta dielektrična konstanta dielektrični faktor gubitaka dielektrični faktor gubitaka specifični otpor provođenju specifični površinski otpor čvrstoća električnog proboja usporedni br. puzajuće struje CTI usporedni br. puzajuće struje CTI-M

48* 49* 50* 51* 52* 53* 54* 55* 56

Jedinica °C °C °C °C °C E-4/°C E-4/°C razred razred razred % °C

(100 Hz) E-4 (1 MHz) (100 Hz) (1 MHz) Ώ·m Ώ KVmm-1 – –

Vicat-temp. omekšavanja VST/A/50 (10 N) Vicat-temp. omekšavanja VST/B/50 (50 N) dugotrajna temperatura uporabe (RTI) kratkotrajna temperatura uporabe donja temperatura uporabe linearni koeficijent toplinskog rastezanja, uzdužni linearni koeficijent toplinskog rastezanja, poprečni gorivost HB pri debljini h gorivost V2, V1, V0 pri debljini h gorivost 5V, 5VA, 5VB pri debljini h gorivost – indeks kisika Ispitivanje s užarenom žicom – GWT, GWFI, GWIT

Br. 36 37* 38 38a 38b 39* 40* 42* 43* 45* 46* 47

60 x 60 x 2

60 x 60 x 2 ≥ 60 x ≥ 60 x 1 ≥ 15 x ≥ 15 x 4

IEC 60093 IEC 60243-1 IEC 60112

UL94 Stupnjevi HB, V-2, V-1, V-0

ISO 60695-11-10 125 x 13 x 125 x 13 x ISO 60695-11-20 ISO 4589-2 80 x 10 x 4

IEC 60250

(od 23 do 55 °C)

ISO 11359-1/2

provodna tekućina A provodna tekućina B

IEC 60695-2-11 do 13

UL94

UL 746B

Epruveta [mm] Pojašnjenje ≥ 10 x 10 x 4

ISO 2578

ISO 306

Vrijednost - tolerancija Norma

1 ~T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

6

22.2.2016 7:20:03

ml/g g/ml –

SPECIFIČNA SVOJSTVA 60* viskozni broj 61* karakteristična gustoća (samo za PE) 62* indeks izotaktičnosti (samo za PP)

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 7

DODATNI ZAHTJEVI

boja

– % x – y – skala RAL

% % g/ml

OPĆA SVOJSTVA 57* upijanje vode 58* upijanje vlage 59* gustoća

OPTIČKA SVOJSTVA indeks loma propusnost svjetla trokromatske koordinate:

Jedinica

Br.

EN 2155 - 3 DIN 5036 T3 DIN 5033

ISO 1872 6427 B

ISO 1183

ISO 62

Vrijednost - tolerancija Norma

pločica 3 mm

80 x 80 x 1

granulat 10 x 10 x 4 granulat

≥ 10 x ≥ 10 x 4

svjetlosni izvor A/2°

ISO 307 – 1157 – 1628

Epruveta [mm] Pojašnjenje

~ T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

1

7

22.2.2016 7:20:03

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 8

Datum:

Datum:

Nabava:

QS:

Razvoj:

Dobavljač:

Kupac:

Pojašnjenja *: Sa zvjezdicom su označena svojstva, koja primjenjuje sustav CAMPUS. +: S + su označena svojstva, za koja se kupac i dobavljač dogovaraju, da se za njih pri svakoj pošiljci izdaje certifikat o sukladnosti.

Dobavljač jamči konstantnu kvalitetu materijala obzirom na čistoću, preradu i navedena tehnička svojstva.

Dio tehničkih zahtjeva su i tehnološke i konstrukcijske preporuke za preradu materijala te konstruiranje proizvoda i kalupa.

Pakiranje i transport

Dokumentacija o zdravstvenoj i ekološkoj neupitnosti

1 ~T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

8

22.2.2016 7:20:03

~ T E HN I Č KI

1

Z AH T JE V I ~

1.3.0 ODREĐIVANJE POSEBNIH SVOJSTAVA Dodavanjem odgovarajućih dodataka osnovnom polimernom materijalu, dobivamo materijal sa zahtijevanim ciljanim svojstvima, koja odgovaraju primjeni proizvoda. Svi ti dodaci se moraju upisati u obrazac (označiti s »x« u zagradi), kako bi u slučaju upitnosti dodataka u smislu zdravlja ili zaštite okoliša, mogli pravilno postupati s njima.

1.3.1 ODREĐIVANJE PRERADBENIH SVOJSTAVA (1 do 5) 1.3.1.1 Maseni i volumni indeks tečenja taljevine MFR i MVR (1 do 3) Maseni indeks tečenja taljevine MFR je izražen u g/10 min Volumni indeks tečenja taljevine MVR je izražen u ml/10 min engleski: MFR = melt-mass-flow-rate MVR = melt-volume-flow-rate njemački: MFR = Schmelzindex MVR = Volumen-Fließindex norma: DIN / ISO 1133, godina: veljača 1993.

Indeks tečenja prema toj normi namijenjen je ocjeni sposobnosti tečenja rastaljenih plastomera. Indeks tečenja je izražen s pomoću količine mase, koja u određenom vremenu, pri određenom opterećenju i pri određenoj temperaturi, proteče kroz mlaznicu uređaja za ispitivanje (Slika 1.1).

Ta norma definira dva postupka mjerenja, postupak A i postupak B.

termometar

uteg izolacija klip gornja oznaka izolacija donja oznaka cilindar

mlaznica Pri postupku A u određenim vremenskim intervalima odrezujemo očvrsnuti protisnuti mlaz. Najmanje tri takva odrezana podupor izolacija mlaza izvažemo i izračunamo srednju vrijednost indeksa MFR, izraženo u g/10 min. Slika 1.1: Slika reometra Prema tom postupku možemo izračunati i volumni indeks tečenja MVR u ml/10 min, ukoliko je poznata vrijednost gustoće taljevine pri temperaturi ispitivanja.

Pri postupku B ne odrezujemo mlaz očvrsnule taljevine, već automatski mjerimo hod klipa i pripadajuće vrijeme hoda. Iz najmanje tri mjerenja izračunamo srednju vrijednost indeksa MVR izraženo u ml/10 min. U obrascu Tehnički zahtjevi su navedene dvije vrijednosti indeksa MVR obzirom na dva različita opterećenja pri pokusu. Postupak B se

9

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 9

22.2.2016 7:20:03

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

primjenjuje prije svega, kada radi prevelike, odnosno premale količine tekuće taljevine, postupak A nije primjeren.

Volumni indeks tečenja je primjeren za usporedbu tečenja ojačanih i neojačanih materijala.

Indeksi tečenja MVR i MFR su ovisni o smičnoj brzini taljevine. Pri tom postupku je smična brzina taljevine bitno niža od smične brzine pri injekcijskom prešanju. Stoga rezultati ispitivanja nisu u cijelosti usporedivi s događanjima pri injekcijskom prešanju.

Unatoč tomu, oba indeksa tečenja primjerena su za kontrolu kvalitete. Prije svega zorno pokazuju je li materijal između šarži u granicama dogovorenih vrijednosti obzirom na tečenje taljevine.

Za neke materijale (PA) taj postupak određivanja viskoznosti nije primjeren, pa se za njih primjenjuju druge metode određivanja viskoznosti (vidi specifična svojstva, br. 60).

1.3.1.2 Uzdužno i poprečno skupljanje (4 do 5) U grupu reoloških svojstava, koji su u Obrascu 1.1 Tehnički zahtjevi na plastomerni materijal, pored već opisanih svojstava tečenja taljevine, pripada i skupljanje plastomernih materijala. Što je skupljanje?

Skupljanje je pojava pri hlađenju ubrizgane taljevine u kalup. Uzrok skupljanja, kao i rastezanja, je termodinamičko ponašanje materijala, koje je uvjetovano temperaturom i tlakom procesa. Tako razlikujemo: - toplinsko skupljanje i rastezanje, koji su posljedica promjena temperature, i - tlačno skupljanje i rastezanje, koji su posljedica utjecaja procesnog tlaka tijekom injekcijskog prešanja.

Uslijed tih pojava nastaje takozvano preradbeno skupljanje, koje proizvođači materijala daju za svoje materijale. Definira se prema dogovorenim postupcima ispitivanja ispitnih epruveta određene debljine, koje se izrađuju pri optimalnim uvjetima injekcijskog prešanja. Vrijednost skupljanja, koju dobijemo mjerenjem ispitne epruvete u uzdužnom i poprečnom smjeru tečenja taljevine, definira se kao razlika između izmjere kalupne šupljine i izmjere otpreska 24 sata nakon vađenja iz kalupa.

Pored preradbenog skupljanja razlikujemo i naknadno skupljanje, koje nastaje kao posljedica naknadnog uređivanja nekristaliziranog dijela makromolekulne strukture te je prisutan prije svega pri kristalastim materijalima. Naknadno skupljanje možemo definirati kao razliku između izmjere već ohlađenog otpreska i izmjere otpreska nakon temperiranja pri određenoj temperaturi i tijekom određenog vremena. Nakon temperiranja možemo očekivati još 15- do 30-postotno povećanje prvotnog skupljanja. Zbroj preradbenog skupljanja i naknadnog skupljanja je ukupno skupljanje.

10

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 10

22.2.2016 7:20:03

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Sustav CAMPUS propisuje određivanje preradbenog i naknadnog skupljanja prema normi ISO 294 (dijelovi 1, 3 i 4), kako je opisano u nastavku. norme: ISO 294-1 (15. 12. 1996), ISO 294-3 (1. 6. 2001) i ISO 294-4 (15. 12. 2001) Norma ISO 294-1 definira postupak izrade ispitne pločice i pojašnjava sve glavne parametre injekcijskog prešanja. Veliku pozornost pripisuje osiguranju ponovljivosti parametara ispitivanja. Norma ISO 294-3 definira izvedbu dvaju kalupa s dvije kalupne šupljine za izradu ispitnih pločica s mjerama 60 x 60 x 1 mm i 60 x 60 x 2 mm. Sustav CAMPUS primjenjuje pločicu debljine 2 mm. Na Slici 1.2 je prikazana ispitna pločica s pripadajućim filmskim ušćem. l = 60 ± 2

hR = h

h = 2 ± 0,1

senzor za tlak

(0,75 ± 0,05) . h

4 ± 0,1

b = 60 ± 2

5 ±2

Slika 1.2: Ispitna pločica tipa D2 debljine 2 mm

Norma ISO 294-4 propisuje definiranje preradbenog, naknadnog i ukupnog skupljanja u uzdužnom i poprečnom smjeru obzirom na smjer tečenja taljevine. Vrijednosti su dane u postotcima te se izračunaju s pomoću sljedećih jednadžbi:

SMp = {(l0 – l1)/ l0}•100 SMn = {(b0 – b1)/ b0}•100 Spp = {(l1 – l2)/ l1}•100 Spn = {(b1 – b2)/ b1}•100

SMp - uzdužno preradbeno skupljanje SMn - poprečno preradbeno skupljanje Spp - uzdužno naknadno skupljanje Spn - poprečno naknadno skupljanje ST - ukupno skupljanje l0, b0 - izmjere kalupne šupljine l1, b1 - izmjere pločice nakon vađenja iz kalupa i ohlađivanja l2, b2 - izmjere pločice nakon temperiranja

11

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 11

22.2.2016 7:20:03

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Ukupno skupljanje nije potpuno jednako iznosu preradbenog i naknadnog skupljanja, već se izračunava s pomoću jednadžbe: ST = SM + Sp - (SM • Sp) /100 U praksi najčešće ne vladaju idealni uvjeti prerade. Stoga se stvarno preradbeno i naknadno skupljanje najčešće donekle razlikuju od laboratorijski definiranih skupljanja. Kristalnost je nepotpuna, pojavljuje se neželjena orijentiranost molekula, opažamo prisutnost snažnih unutrašnjih naprezanja itd. Proizvod ima loša mehanička, toplinska i druga fizikalna svojstva te nedopuštena dimenzijska odstupanja radi nepredvidivog skupljanja i vitoperenja. O tome će detaljnije pisati u trećem dijelu pri grešci N.32.

Definiranje skupljanja i mogućeg vitoperenja pripada najtežim zadacima pri konstruiranju i izradi kalupa. U literaturi možemo naći samo okvirne vrijednosti za skupljanje, koje smijemo primijeniti samo informativno, jer ne obuhvaćaju sve utjecaje koji određuju veličinu konačnog skupljanja. To su: uvjeti prerade, vrsta polimera te vrsta i količina punila, geometrija proizvoda, prije svega debljina stijenke, konstrukcija kalupa te mjesto i oblik ušća.

SKUPLJANJE

Utjecaj prerade na skupljanje Pri kristalastim materijalima, pri visokoj temperaturi stijenke kalupne šupljine, primarno skupljanje je veliko, a naknadno skupljanje malo.

naknadi tlak

vrijeme djelovanja naknadnog tlaka

tlak ubrizgavanja

temperatura stijenke kalupne šupljine

temperatura taljevine

brzina ubrizgavanja

Slika 1.3: Utjecaj parametara prerade na skupljanje (Izvor: Bayer)

12

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 12

22.2.2016 7:20:03

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Općenito vrijedi da je skupljanje veće ukoliko su: - malo ušće - velike debljine stijenke, - manji tlak ubrizgavanja, - kratko vrijeme djelovanja naknadnog tlaka, - mala brzina ubrizgavanja, - viša temperatura stijenke kalupne šupljine (za kristalaste materijale), - niža temperatura stijenke kalupne šupljine i - niža temperatura taljevine (za amorfne materijale).

Pojašnjenje tog fenomena: Taljevina amorfnih materijala je pri višim temperaturama vrlo stlačiva. Stoga je skupljanje manje.

Utjecaj materijala na skupljanje Skupljanje je vrlo ovisno o materijalu, stoga moramo razlikovati skupljanje amorfnih i skupljanje kristalastih materijala. Amorfni materijali kao što su PS, ABS, PMMA, PC i drugi imaju relativno malo skupljanje, od 0,2 do 0,9 %. Kako amorfni materijali imaju izotropna svojstva (u svim smjerovima jednaka svojstva), u svim smjerovima se skupljaju gotovo jednako. Ta činjenica nam bitno olakšava određivanje izmjera kalupne šupljine.

Amorfni materijali, ojačani staklenim vlaknima, više nisu izotropni, jer se radi usmjerenosti staklenih vlakana tijekom injekcijskog prešanja, događa da je skupljanje u uzdužnom smjeru vlakana, odnosno u smjeru ubrizgavanja, manje nego li u poprečnom smjeru (okomito na smjer ubrizgavanja). Te razlike su pri ojačanim amorfnim materijalima relativno male. Potpuno drugačije se ponašaju kristalasti materijali kao što su PA, PBT, PET POM i drugi, koji imaju izrazito anizotropna svojstva (različita svojstva u različitim smjerovima) i dodatnu posebnost, da je pri većini neojačanih kristalastih materijala skupljanje u uzdužnom smjeru veće. Anizotropnost se drastično povećava pri ojačanim kristalastim materijalima, a skupljanje u smjeru orijentiranosti staklenih vlakana bitno manji od poprečnog skupljanja. Stoga je pri tim materijalima teško definirati pravo skupljanje. Računalne simulacije skupljanja su nam pri takvim materijalima od velike pomoći. Iz navedenom slijedi sljedeća ovisnost skupljanja pri amorfnim i kristalastim materijalima obzirom na orijentiranost staklenih vlakana i makromolekula: Tablica 1.1: Skupljanje amorfnih i kristalastih materijala neojačani

Amorfni materijali ojačani

Kristalasti materijali neojačani ojačani

Uzdužno skupljanje

manji

manji

veći

bitno manji

Poprečno skupljanje

veći

veći

manji

bitno veći

Nije naodmet još jednom napomenuti da u svim slučajevima to ne vrijedi, stoga moramo provjeravati veličinu poprečnog i uzdužnog skupljanja za svaku vrstu materijala posebno.

13

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 13

22.2.2016 7:20:03

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

U Tablici 1.2 su grafički prikazane vrijednosti poprečnih i uzdužnih skupljanja nekih amorfnih i kristalastih ojačanih i neojačanih materijala tvrtke Bayer.

Tablica 1.2/33/: Slikoviti prikaz skupljanja nekih Bayer-ovih materijala u uzdužnom i poprečnom smjeru Apec Apec GF 30 Bayblend Bayblend GF 20 Durethan A Durethan A GF 30 Durethan B Durethan B GF 30 Makrolon Makrolon GF 20 Novodur Novodur GF 20 Pocan Pocan GF 30 Tedur GF 45 0,0

KL1-9308 KU1-9312 T65 MN T88 4N A 30 AKV 30 B 30 BKV 30 2858 8025 P2H-AT PHGV B1505 B3235 KU1-9511 0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

Skupljanje [%]

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

uzdužno poprečno

Obje vrste materijala, amorfni i kristalasti, imaju u području taljevine linearnu ovisnost specifičnog volumena taljevine o temperaturi. Bitna razlika postoji u području očvršćivanja. Radi kristalizacije kristalastih materijala tijekom ohlađivanja taljevine u kalupu, taljevina se bitno skuplja. Snižavanjem temperature, specifični volumen pada eksponencijalno, dok je kod amorfnih materijala očuvan linearni omjer između volumena i temperature i u području očvršćivanja. Ta činjenica je uzrokom bitno većeg skupljanja kristalastih materijala, u usporedbi s amorfnim materijalima (Slika 1.4).

Obzirom na takva događanja pri ohlađivanju i skupljanju taljevine amorfnih i kristalastih materijala, i uvjeti prerade moraju biti prilagođeni tim zakonitostima, koje definiraju strukturne karakteristike obiju vrsta materijala. Dijagram p-v-T prikazuje ovisnost specifičnog volumena o tlaku i temperaturi. Pri hlađenju taljevine po izobari dolazimo do točke prijeloma, koja predstavlja točku staklastog prijelaza Tg pri amorfnim materijalima te točku taljenja (talište) i početak kristalizacije Tm pri kristalastim materijalima.

Postupak injekcijskog prešanja amorfnih i kristalastih materijala opisan je u drugom dijelu (poglavlje P.15 do P.18).

14

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 14

22.2.2016 7:20:03

~ T E HN I Č KI

kristalasti

1,05

1 200 400 800 1.200

1,01 0,97 0

100 200 Temperatura [°C]

300

Specifični volumen [ccm/g]

Specifični volumen [ccm/g]

amorfni

0,93

1

Z AH T JE V I ~

1,35

1 200 400 800 1.200

1,25

1,05 0

100 200 Temperatura [°C]

300

Slika 1.4/35/: Dijagram p-v-T za amorfne i kristalaste materijale

Skupljanje kristalastih materijala je ovisno i o brzini njihove kristalizacije.

Iz slike 1.5 je očito, da materijal PA66 Technyl A 221, koji kristalizira bitno brže od materijala PA66 Technyl A 216 ima manje skupljanje. Posebnost oba materijala je da imaju jednako skupljanje u oba smjera, u uzdužnom smjeru (A) i u poprečnom smjeru (B), iako su kristalasti materijali. Oba materijala su bez staklenih vlakana.

Debljina stijenke [mm]

10

AiB

AiB

8 6 4 2 0

A 216

A 221

0

0,5

1,0

1,5 2,0 Skupljanje [%]

2,5

3,0

A — u smjeru tečenja B — okomito na smjer tečenja

Slika 1.5/26/: Skupljanje dva kristalasta materijala u ovisnosti o brzini njihove kristalizacije

Utjecaj debljine stijenke na skupljanje Utjecaj debljine stijenke na skupljanje možemo proučavati na pločicama različitih debljina od određenog neojačanog PBT materijala. Veličina pločice je 100 x 100 mm, a kalup ima filmsko ušće preko čitave stranice. Dijagram vrijedi za uzdužno i poprečno skupljanje.

Materijal ojačan mineralnim ojačalima ima jednako svojstvo (Slika 1.6).

15

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 15

22.2.2016 7:20:04

2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0

Z AH T JE V I ~

Skupljanje [%]

Skupljanje [%]

1

~T E HN I Č KI

1

2 Debljina [mm]

3

Slika 1.6/9/: Utjecaj debljine na skupljanje

4

1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

poprečno

uzdužno

1

2 Debljina [mm]

3

4

Slika 1.7/9/: Utjecaj orijentiranosti staklenih vlakana na uzdužno i poprečno skupljanje

Utjecaj orijentiranosti i položaja ušća na stezanje Zahtjevima, koji proizlaze iz željenih izmjera proizvoda, moramo posvetiti posebnu pozornost. Pri tome je pravilan izbor položaja i oblika uljevnog sustava vrlo bitan, jer o položaju ušća ovisi usmjerenost makromolekula i ojačala (vlakana), što izravno utječe na veličinu i ujednačenost skupljanja. Slika 1.7 prikazuje utjecaj orijentiranosti staklenih vlakana pri određenom ojačanom kristalastom PBT materijalu na poprečno i uzdužno skupljanje.

Ispitno tijelo ima oblik kvadratne pločice veličine 100 x 100 mm.

Tablica s podacima o skupljanju priložena je na kraju drugog dijela knjige (Tablica 2.11).

1.3.2 ODREĐIVANJE MEHANIČKIH SVOJSTAVA PLASTOMERNIH MATERIJALA (6 do 29) U svakodnevnom životu primjenjujemo uglavnom plastične proizvode pri kojima su najvažnija mehanička svojstva. Ti proizvodi su pri uporabi opterećeni rasteznim, tlačnim, savojnim ili drugim mehaničkim opterećenjima. Opterećenja mogu biti kratkotrajna ili dugotrajna. Obzirom na opterećenja kojima je proizvod izložen tijekom primjene, razvile su se brojne metode laboratorijskih ispitivanja mehaničkih svojstava plastičnih materijala. Ispitivanja pokazuju njihova viskoelastična svojstva. To znači da su deformacije, koje nastaju tijekom opterećenja ispitnog tijela, u jednom području elastične (reverzibilne, odnosno povratne), a u drugom području viskozne (plastične, ireverzibilne, odnosno nepovratne). Ukoliko opterećujemo ispitno tijelo u području manjih deformacija, ispitno tijelo se nakon prestanka djelovanja opterećenja vraća u prvobitno stanje bez deformacije.

Ukoliko ga opterećujemo u području većih plastičnih deformacija, nakon prestanka djelovanja opterećenja, ispitno tijelo će trajno zadržati dio deformacije. Deformacije su vrlo ovisne o temperaturi i vremenu djelovanja opterećenja. To je očito iz postupaka ispitivanja opisanih u nastavku.

16

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 16

22.2.2016 7:20:04

~ T E HN I Č KI

1

Z AH T JE V I ~

1.3.2.1 Rastezna svojstva – kratkotrajno ispitivanje (6 do 12) Sustav CAMPUS popisuje određivanje rasteznih svojstava prema normi DIN/ISO 527, prvi i drugi dio. Rastezni pokus prema tim normama se izvodi s propisanom brzinom od 1 do 500 mm/min. Norma DIN/ISO 527, prvi dio, definira različita mehanička svojstva, koja proizlaze iz rasteznog ispitivanja. Sustav CAMPUS preuzima samo neke od tih svojstava, i to: 6 - modul elastičnosti, 7 - granica razvlačenja, 8 - istezanje pri granici razvlačenja, 9 - nominalno prekidno istezanje, 10 - naprezanje pri 50-postotnom istezanju, 11 - prekidna čvrstoća, 12 - prekidno istezanje.

Drugi dio norme DIN/ISO 527 propisuje oblik, izmjere i namjenu ispitnih epruveta. Od namjenskih epruveta 1 A, 1 B, 1 BA, 1 BB, 5 A, 5 B, prednost u primjeni imaju prve dvije vrste i to 1 A i 1 B. Epruveta A je injekcijski prešana, a epruveta B strojno obrađena.

Tijek ispitivanja Ispitna epruveta se stegne u uređaj za ispitivanje. Epruvetu se rasteže izabranom konstantnom brzinom s pomoću porasta sile, dok pri određenom opterećenju ili istezanju epruveta ne pukne. Uređaj tijekom ispitivanja automatski iscrtava krivulju ovisnosti istezanja o naprezanju. Na ordinati možemo očitavati trenutačno naprezanje σ, a na apscisi tom naprezanju pripadajuće istezanje ε, odnosno promjenu duljine ispitnog tijela Δl.

Karakteristike krivulje naprezanja i istezanja Na temelju rasteznog pokusa proizlaze četiri karakteristične krivulje (Slika 1.8).

Krivulja a označava svojstva krutih i krhkih amorfnih plastomera, kao što su primjerice materijali PMMA i SAN. Krivulja je vrlo strma, što znači da se i pri velikom opterećenju ispitno tijelo rastegne vrlo malo. Kada ispitak postigne kritično istezanje, koje je uobičajeno malo, puca bez prethodnih znakova puzanja. εt

Krivulja b označava svojstva nekih žilavih materijala, koji tijekom rasteznog pokusa postižu određenu točku σy na krivulji naprezanja. U toj točki, koju nazivamo granicom razvlačenja, materijal počinje popuštati, vrijednost naprezanja opada, a istezanje dodatno raste. Zatim slijedi preokret. Neki materijali imaju pri tako intenzivnom istezanju svojstvo, da se makromolekule snažno orijentiraju. U smjeru orijentiranosti materijal bitno ojača, tako da naprezanje pri nastavku rasteznog ispitivanja ponovo raste i premašuje granicu razvlačenja σy. U određenoj točki σM, koja se nalazi iznad σy, dolazi

εtM εtB εtB

σB σB σy σ

σM a

σy σB σB σx σ2 σ1

σM

b

σM

c

σM

σ

d ε1ε2

ε ε ε x% εMB y y ε

ε εMB

Slika 1.8: Karakteristične krivulje naprezanja i istezanja

17

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 17

22.2.2016 7:20:04

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

do loma. U tu grupu materijala pripadaju primjerice PA 6, neke vrste PP, neke vrste PE itd.

Krivulja c označava svojstva nekih žilavih materijala, koji također pokazuju granicu razvlačenja σy, no nemaju svojstvo da pri nastavku rastezanja dobivaju na čvrstoći. Točka loma je pri tim materijalima manja od granice razvlačenja. U tom slučaju prekidna čvrstoća nije primjenjiva te se ne navodi u katalozima. U tu grupu materijala spadaju ABS, ASA, PC itd.

Krivulja d označava svojstva žilavih i vrlo mekanih, elastičnih materijala, koji imaju već pri vrlo niskim opterećenjima velika istezanja. I ta krivulja, kao i krivulja a, nemaju izraženu granicu razvlačenja σy. Do loma dolazi pri vrlo velikom istezanju bez prethodnih znakova puzanja.

Sve te krivulje imaju jedno zajedničko svojstvo, i to da u početnom, uskom području, za sve krivulje vrijedi Hookeov zakon - zakon proporcionalnosti (linearnosti) između vrijednosti naprezanja i pripadajućeg istezanja. Taj omjer označava takozvani modul elastičnosti Et = σ / ε. Iz tog omjera, kojeg definira nagib krivulje (u tom području nagib pravca), očito je, da je modul tim veći, što je manje istezane pri određenom naprezanju (kruti materijali), odnosno modul je tim manji, što je veće istezanje pri određenom naprezanju (elastični materijali). Vrijednost modula nam stoga definira čvrstoću određenog materijala. Za područje u kojem vrijedi Hookeov zakon, proizvod se nakon prestanka opterećenja vraća u prvobitno stanje bez zaostalih deformacija. Pri većim opterećenjima Hookeov zakon više ne vrijedi. Pravac σ-ε prelazi u krivulju σ-ε. Linearna ovisnost između naprezanja i istezanja više ne postoji. Na području nelinearnosti proizvod nakon rasterećenja ostaje trajno deformiran. Veličina zaostale deformacije ovisi o veličini prethodnog opterećenja.

CAMPUS za određivanje rasteznih svojstava materijala primjenjuje sljedeće veličine: Modul elastičnosti – rastezni Et (6) modulus of elasticity in tension Zug-modul Modul elastičnosti je definiran kao omjer između razlike naprezanja σ2 minus σ1 i pripadajuće razlike istezanja ε2 minus ε1. Pri tome je ε2 jednak 0,0025 i ε1 0,0005. Vrijednost modula je dana u megapaskalima (MPa).

Et = ( σ2 – σ1) / ( ε2 – ε1) Granica razvlačenja σy (7) yield stress Streckspannung

18

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 18

22.2.2016 7:20:04

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Granica razvlačenja je definirana kao prva vrijednost naprezanja, pri kojoj istezanje raste bez prirasta naprezanja. Dana je u megapaskalima (MPa). Može biti manja ili veća od prekidne čvrstoće (Slika 1.8, krivulje b i c).

Istezanje pri granici razvlačenja εy (8) yield strain Streckdehnung Istezanje pri granici razvlačenja je istezanje koje pripada naprezanju na granici razvlačenja σy (Slika 1.8, krivulje b i c). Dano je u postotcima.

Nominalno prekidno istezanje εtb (9) nominal tensile strain at break Nominelle Dehnung bei der Bruchspannung Nominalno prekidno istezanje pripada prekidnoj čvrstoći, kada do loma ispitnog tijela dolazi nakon granice razvlačenja (Slika 1.8, krivulje b i c). Dano je u postotcima.

Naprezanje pri 50-postotnom istezanju (10) stress at 50 % strain Spannung bei 50% Dehnung To naprezanje se daje u slučaju vrlo rastezljivih materijala, i kada ne postoji izražena granica razvlačenja σy (Slika 1.8, krivulja d). Vrijednost ukupnog istezanja možemo naći u katalogu. Dano je u postotcima.

Prekidna čvrstoća σB (11) stress at break Bruchspannung Prekidna čvrstoća je naprezanje pri lomu epruvete. Većinom je to naprezanje ujedno i maksimalno naprezanje, koje se postiže tijekom ispitivanja, jedino je u slučaju krivulje c prekidna čvrstoća manja od maksimalnog postignutog naprezanja, koje se u tom slučaju poklapa sa σy (Slika 1.8). Dana je u megapaskalima (MPa).

Prekidno istezanje εB (12) strain at break Bruchdehnung To je istezanje, koje pripada prekidnoj čvrstoći σB, ukoliko nema izražene deformacije granice razvlačenja εy. Dano je u postotcima (krivulje a i d).

19

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 19

22.2.2016 7:20:04

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1.3.2.2 Rastezna svojstva – dugotrajno ispitivanje - krivulje puzanja (13 do 14) Rastezni modul puzavosti Et/1 h (13) Rastezni modul puzavosti Et/1000 h (14) Tensile creep modulus Zug-Kriechmodul norma DIN/ISO 899 – 1. ožujak 1997.

Dugotrajni postupci su namijenjeni proučavanju, kako plastični materijali podnose dugotrajna opterećenja pri različitim temperaturama. Kako plastični materijali pokazuju već pri manjim mehaničkim opterećenjima i uobičajenim sobnim temperaturama znakove puzanja, vrijednosti iz kataloga nam nisu dovoljne za određivanje izdržljivosti materijala za točno određenu namjenu. Stoga proizvođači materijala nude za svoje materijale krivulje ovisnosti naprezanja o istezanju - za svako željeno vrijeme opterećenja. Iz tih dijagrama se mogu izračunati vrijednosti modula puzavosti Et-za svako željeno vrijeme. S istom namjenom izrađuju se i takozvane izokrone (istodobne) krivulje naprezanja i istezanja.

Sustav CAMPUS navodi dvije vrijednosti modula puzavosti Et, i to za vrijeme djelovanja sile jedan sat i 1000 sati. Druge vrijednosti se određuju kako slijedi.

Određivanje rasteznog modula puzavosti Et Za određivanje se primjenjuju normalne epruvete prema normi EN ISO 527-2. te ih se opterećuje rasteznim naprezanjem. Ispitno naprezanje se izabire obzirom na vrstu primjene materijala. Pri vremenima opterećenja prema toj normi, prednost imaju jedna minuta, tri minute, 6, 12 i 30 minuta; jedan sat, dva sata, 5 sati, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 sati itd.

Rastezni modul puzavosti Et je definiran kao omjer između početnog rasteznog naprezanja σ i istezanja puzanja εt za svako izabrano vrijeme ispitivanja.

Et = σ /ε = (F • L0) / A• (ΔL)t [MPa] F L0 A (ΔL)t

primijenjena sila [N] početna duljina epruvete [mm] početni presjek epruvete [mm2] promjena duljine epruvete u vremenu t [mm]

20

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 20

22.2.2016 7:20:04

Izokrone (istodobne) krivulje puzanja u ovisnosti o naprezanju i istezanju puzanja (Slika 1.11) Proizvođači materijala uobičajeno pripremaju izokrone krivulje za vremena opterećivanja jedan sat, 10, 100, 1000 i 10.000 sati.

Te krivulje su prikazane na Slici 1.9. Kako se prikazuje određena izokrona krivulja,

smjer povećanja σ

1

Logaritam vremena t

σ1 σ2 σ3

smjer povećanja σ

Modul puzavosti Et

Slika 1.9: Krivulje rasteznog puzanja εt i t

Logaritam vremena t

t1

t2

smjer produljenja vremena t

Slika 1.10: Krivulje rasteznog puzanja Et i t

Istezanje puzanja εt Slika 1.11: Izokrone krivulje σ i εt

T1 T2 T3

smjer povišenja temperature T

Krivulje naprezanja za određivanje modula puzavosti Et i vremena opterećivanja (Slika 1.10) Za svaku izabranu temperaturu, pripremi se serija krivulja puzanja. Pri izabranom početnom naprezanju σ1 za svako izabrano vrijeme može se izračunati modul puzavosti prema jednadžbi Et = σ / εt. Istezanje puzanja εt za svako izabrano vrijeme dobiva se kao u primjeru sa Slike 1.9. Unošenjem vrijednosti Et i εt u dijagram dobiva se krivulja naprezanja puzanja σ1. Postupak se ponavlja za druga naprezanja σ2, σ3 itd. Iz dobivenog dijagrama korisnik može očitati vrijednosti Et za svako izabrano vrijeme opterećivanja i za svaku izabranu vrijednost naprezanja.

σ3 σ2 σ1

Naprezanje σ

Krivulje naprezanja za definiranje istezanja puzanja u ovisnosti o vremenu (Slika 1.9) Za svaku izbranu temperaturu pripremi se serija krivulja puzanja. Pri izbranom početnom naprezanju σ1 za svako izabrano vrijeme nanose se pripadajuće vrijednosti istezanja puzanja εt. Tako se dobiju krivulje puzanja za naprezanje σ1. Postupak se ponavlja za druga naprezanja σ2, σ3 itd. Iz tako nastalog dijagrama, korisnik može očitati vrijednosti εt za svako izabrano vrijeme i svaku izabranu vrijednost početnog naprezanja.

Naprezanje σ

Krivulje puzanja i loma:

Z AH T JE V I ~

Istezanje puzanja εt

~ T E HN I Č KI

Logaritam vremena t Slika 1.12: Temperaturne krivulje loma σit

21

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 21

22.2.2016 7:20:05

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

primjerice za vrijeme opterećivanja 10 sati? Za svaku krivulju puzanja σ1, σ2, σ3 itd. iz dijagrama na Slici 1.9 očitava se pripadajuće istezanje za vrijeme 10 sati te ga se unosi u dijagram na Slici 1.11. Na apscisu se unose vrijednosti za istezanje, a na ordinatu pripadajuće vrijednosti naprezanja. Na presjecištima tih vrijednosti dobiju se točke koje čine izokronu krivulju za vrijeme opterećivanja 10 sati. Za ostala izabrana vremena postupa se jednako, kao i za svaku izabranu temperaturu.

Krivulje loma (Slika 1.12) Krivulje loma omogućuju predviđanje trenutka loma za željeno naprezanje pri izabranoj temperaturi ispitivanja.

Određivanje udarne žilavosti (15 do 22) Rastezna ispitivanja prema normama DIN/ISO 527 i DIN/ISO 899, koja su bila opisana u prethodnim izdanjima, radi sporosti nisu dovoljna za cjelovito određivanje mehaničkih svojstva plastomernih materijala. Ispitivanja ne otkrivaju kako se materijal ponaša pri naglim udarnim opterećenjima, koja su u tehničkoj primjeni česta. Za proučavanje takvih opterećenja na raspolaganju su različite metode koje simuliraju dinamička opterećenja s velikim brzinama preoblikovanja. Otpornost na takvo naglo preobliklovanje nazivamo udarnom žilavošću. Udarna žilavost je sposobnost materijala da apsorbira određenu energiju udarca, prije nego li materijal radi opterećenja ne pukne. Vrijednost udarne žilavosti izražena je omjerom količine rada koji je potreban za lom ispitne epruvete i presjeka epruvete.

Udarna žilavost je vrlo ovisna o vrsti materijala, kao i o obliku, kvaliteti proizvoda i uvjetima ispitivanja. Neke vrste materijala vrlo loše podnose nepravilnosti pri oblikovanju proizvoda. Posebno su osjetljive na zarezna djelovanja. Stoga pri udarnim ispitivanjima simuliramo i utjecaje zareznih djelovanja, tako da izrađujemo epruvete sa zarezom. Vrijednost udarne žilavosti, koju dobijemo ispitivanjem s takvom epruvetom, nazivamo zarezna udarna žilavost. Radi koncentracije naprezanja, zarezna udarna žilavost je bitno manja od udarne žilavosti bez zareza. Razlika između obje vrijednosti daje nam informaciju o osjetljivosti materijala na zarezna djelovanja i uvjete ispitivanja. Vrijednosti udarne žilavosti, mjerene pri različitim temperaturama su različite. Vrijednosti mjerene pri niskim temperaturama bitno su manje od vrijednosti mjerenih pri sobnoj temperaturi. Stoga moramo, pri usporedbi rezultata mjerenja, biti vrlo svjesni uvjeta ispitivanja.

Određivanje udarne žilavosti prema postupku Charpy (15 do 18) Sustav CAMPUS za određivanje udarne žilavosti primjenjuje postupak Charpy, koji je definiran normom ISO 179 i opisan u nastavku. Ukoliko pri uobičajenom ispitivanju za određivanje udarne žilavosti ne dođe do loma epruvete, primjenjuje se zahtjevnije ispitivanje prema normi DIN/ISO 8256, prema kojem definiramo rasteznu zareznu udarnu žilavost (vidi Obrazac 1, Tehnički zahtjevi na plastomerni materijal).

Norma: ISO 179 – svibanj 1993.

22

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 22

22.2.2016 7:20:05

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Epruveta leži vodoravno na dva oslonca. Pri udarcu klatna u sredini je kratkotrajno opterećena i to vrlo brzim savojnim opterećenjem koje uzrokuje lom (Slika 1.13). Pri vrlo žilavim materijalima nema loma.

l

Ukoliko ispitujemo epruvetu sa zarezom, u uređaj je postavimo, obzirom na smjer udarca njihajućeg klatna i obzirom na zareze, kako prikazuju oznake na Slici 1.14.

bN

45°

smjer udarca

h

l/2

rN

smjer udarca

b

njihajuće klatno epruveta smjer udarca

Slika 1.13: Stezanje epruvete prema postupku Charpy

Slika 1.14: Prikaz smjera udarca njihajućeg klatna

Pri udarnom ispitivanju ne određujemo nastale sile udarca, već energiju koja je potrebna za lom epruvete. Utrošena energija je razlika između energije njihajućeg klatna prije udarca i energije njihajućeg klatna nakon udarca.

Sustav CAMPUS primjenjuje četiri veličine, koje određujemo s pomoću postupka Charpy: 15. Udarna žilavost Charpy acU pri temperaturi ispitivanja +23 °C. Epruveta je bez zareza.

16. Udarna žilavost Charpy acU pri temperaturi ispitivanja -30 °C. Epruveta je bez zareza. engleski naziv: Charpy-impact strength njemački naziv: Charpy-Schlagzähigkeit Obje veličine se određuju na jednak način, pri čemu je temperatura ispitivanja u jednom slučaju +23 °C, a u drugom slučaju -30 °C. Vrijednosti se izračunaju prema sljedećim jednadžbama:

23

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 23

22.2.2016 7:20:05

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

acU = (W / h•b)•103- [kJ/m2] acU udarna žilavost bez zareza W korigirana energija u đulima, koja je potrebna za lom epruvete. Korekcija se odnosi na gubitke pri gibanju njihajućeg klatna. h debljina epruvete u milimetrima b visina epruvete u milimetrima 17. Zarezna udarna žilavost Charpy acN pri temperaturi ispitivanja +23 °C. Epruveta je sa zarezom.

18. Zarezna udarna žilavost Charpy acN pri temperaturi ispitivanja -30 °C. Epruveta je sa zarezom. engleski naziv: Charpy-notched impact strength njemački naziv: Charpy-Kerbschlagzähigkeit acN = (W / h•bN)•103 - [kJ/m2] acN W h bN

zarezna udarna žilavost korigirana energija u đulima, koja je potrebna za lom epruvete debljina epruvete u milimetrima ostatak visine epruvete u milimetrima bez zareza

U Tablici 1.3 su prikazani načini određivanja udarne i zarezne udarne žilavosti obzirom na vrstu epruvete i mjesto opterećenja.

Tablica 1.3: Načini ispitivanja prema postupku Charpy Norma

Tip epruvete 1 2 3

duljina l 80 25 h (11 ili 13) h

Dimenzije visina b 10 10 ili 15 10 ili 15

debljina h 4 3 3

ISO 179 / leU ISO 179 / leA ISO 179 / leB ISO 179 / leC ISO 179 / lfU ISO 179 / lfA ISO 179 / lfB ISO 179 / lfC

1 1

1

Smjer udarca

Vrsta zareza

u usku površinu bez zareza jednostruki zarez A u usku površinu B C u širu površinu bez zareza dvostruki zarez A u širu površinu B C

Radijus Ostatak zareza visine rN bN

0,25 1,00 0,10

8 8 8

0,25 1,00 0,10

6 6 6

24

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 24

22.2.2016 7:20:05

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Iz tablice je očito da postupak propisuje primjenu tri oblika epruvete, koje su označene brojkama 1, 2 i 3. Prednost u primjeni ima epruveta oblika 1, veličine 80 x 10 x 4 mm.

Moguće je ispitivanje epruvete bez zareza, no epruveta može imati jedan ili dva zareza.

Udarac s njihajućim klatnom može se izvesti u usku (e) ili široku površinu (f).

Ukoliko se ispituje epruveta sa zarezom, postoje dvije mogućnosti. Ukoliko se udarac izvodi u usku površinu, izrađuje se samo jedan zarez. Ukoliko se udarac izvodi u široku površinu, izrađuju se dva zareza (Slika 1.14). Postupak propisuje tri vrste zareza: oblika A, oblika B i oblika C. Sva tri oblika zareza imaju kut 45 stupnjeva i dubinu 2 mm. Razlikuju se samo prema radijusu zareza rN, koji ima veliki utjecaj na udarnu žilavost.

Iz tablice je očito i označavanje provedenog postupka. Primjerice oznaka SO 179/1eA znači: zarezna udarna žilavost acN prema normi ISO 179, vrsta epruvete 1, udarac u usku površinu e, jednostruki zarez oblika A s radijusom rN 0,25 mm.

Rastezna zarezna udarna žilavost (19) Norma: DIN/ISO 8256 – veljača 1997. engleski naziv: Tensile-impact strength njemački naziv: Schlagzugzähigkeit Taj postupak se primjenjuje, kada pri postupku Charpy ne dođe do loma epruvete. Možemo ga obilježiti kao rastezni pokus s velikom brzinom preoblikovanja, koja je posljedica udarca njihajućeg klatna. Klatno udara u epruvetu, u trenutku kada je pri padanju u svojoj najnižoj točki. Pri udarcu je epruveta u vodoravnom položaju. Norma definira dva postupka.

Postupak A Postupak je shematski prikazan na Slici 1.15. Epruveta 3 je na jednom kraju upeta na fiksnu podlogu 4, a na drugom kraju na klizač 2. Klizač strelovito povuče epruvetu te ju prelomi. S otkinutom epruvetom, klizač se odmiče od klatna koje nastavlja svoju putanju po luku do neke visine. Utrošeni rad na lom epruvete razlika je između energije klatna prije udarca i energije klatna nakon loma epruvete, kao i pri Charpy ispitivanja.

Vrijednost rastezne zarezne udarne žilavosti izračuna se prema jednadžbi: EN = (EC / x•d)•103 [kJ/m2] EC korigirana energija u đulima, koja se troši za lom epruvete. Korekcija se odnosi na gubitke pri gibanju njihajućeg klatna i klizača x širina epruvete u milimetrima između zareza d debljina epruvete u milimetrima

25

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 25

22.2.2016 7:20:05

1

~T E HN I Č KI

2

3

Z AH T JE V I ~

1

1

3

2

4

4 1 Njihalo 2 Klizač

1 Njihalo 2 Klizač

3 Epruveta 4 Fiksna podloga

Slika 1.15: Shema postupka A

3 Epruveta 4 Fiksna podloga

Slika 1.16: Shema postupka B

Postupak B Postupak je shematski prikazan na Slici 1.16. Klizač 2 je klizno učvršćen na njihajuće klatno 1. Epruveta 3 je na jednom kraju upeta na njihajuće klatno, a na drugom kraju na klizač. Kada njihajuće klatno s klizačem pustimo s određene visine, klizač se u svom najnižem položaju zaleti u fiksnu podlogu 4 te se u trenutku zaustavi. Njihajuće klatno nastavlja s gibanjem i s velikom brzinom otkida epruvetu. Proračun rastezne udarne žilavosti provodi se kao i u slučaju A. U nastavku ćemo pojasniti nekoliko postupaka određivanja mehaničkih svojstava plastomera koji ne pripadaju sustavu CAMPUS, a proizvođači materijala ih svejedno primjenjuju, kako bi korisnicima svojih materijala proslijedili što više informacija. Stoga je važno znati o kojim je postupcima riječ i koje se vrijednosti njima određuju.

Zarezna udarna žilavost – IZOD (20 do 22) Za određivanje udarne žilavosti, pored postupka Charpy kojeg primjenjuje sustav CAMPUS, poznajemo i druge postupke. Jedan od njih je postupak Izod (Slika 1.17), koji je vrlo sličan postupku Charpy.

Isto kao i postupak Charpy, i postupak Izod je namijenjen određivanju osjetljivosti određenog materijala na zarezno djelovanje ukoliko je izložen udarnim opterećenjima pri različitim uvjetima ispitivanja. Oba ispitivanja sa zareznom ispitnom epruvetom su primjereni za određivanje žilavosti nekog proizvoda s brojnim rebrima i pregradama s oštrim bridovima. Postupci primjenjuju udarni uređaj s njihajućim klatnom. Pri ispitivanju mjerimo energiju koja je potrebna za lom epruvete. Osnovna razlika između tih ispitivanja je u načinu stezanja epruvete. Pri ispitivanju Charpy postupkom epruveta je slobodno

26

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 26

22.2.2016 7:20:05

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

22

l

njihajuće klatno 8

45°

h

r 0,25

10

duljina l: 63,5 mm ASTM 80 mm ISO debljina h: 3,2 mm ASTM 4 mm ISO

Slika 1.17: Prikaz postupka Izod (Izvor: GEP)

Slika 1.18: Standardna epruveta oblika 1 s jednostrukim zarezom (Izvor: GEP)

umetnuta u uređaj, tako da je poduprta na oba kraja. Njihajuće klatno udara u sredinu epruvete. Pri postupku Izod epruveta je upeta na jednom kraju do sredine, a udarac s klatnom se izvodi u gornji, slobodni dio epruvete. Postupak Izod primjenjuje epruvetu standardnog oblika, tipa 1, s jednostrukim zarezom (Slika 1.18). Obzirom na postupak, epruveta ima različitu duljinu i debljinu.

Postupak Izod je definiran normama ASTM 256 i ISO 180. Norme se donekle razlikuju, i to u izmjerama epruveta i jedinici udarne žilavosti. Žilavost se prema normi ASTM 256 mjeri u kJ/m, a prema normi ISO 180 u kJ/m2. Slijede karakteristike obje norme.

Zarezna udarna žilavost Izod prema normi ASTM 256 pri temperaturi +23 °C (20) Norma ASTM 256 propisuje primjenu epruvete standardnog oblika 1, veličine 63,5 x 10 x 3,2 mm, s jednostrukim zarezom. Oblik i ostale izmjere prikazane su na Slici 1.18. Epruveta ima jednostruki zarez te je upeta tako, da je zarez okrenut prema klatnu. Vrijednost udarne žilavosti prema toj normi dobivamo, ukoliko energiju koja je potrebna za lom epruvete u đulima, podijelimo s duljinom zareza u metrima. Jedinica udarne žilavosti je kJ/m.

Zarezna udarna žilavost Izod prema normi ISO 180 pri temperaturi +23 °C (21) Norma ISO 180 propisuje primjenu epruvete standardnog oblika 1, veličine 80 x 10 x 4 mm, s jednostrukim zarezom. Epruveta ima jednostruki zarez i upeta je na dva načina: – zarez je okrenut prema klatnu (oznaka: ISO 180/1A),

27

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 27

22.2.2016 7:20:05

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

– strana bez zareza je okrenuta prema klatnu (oznaka: ISO 180/1U).

Vrijednost udarne žilavosti prema normi ISO 180 dobivamo, ukoliko energiju koja je potrebna za lom epruvete u đulima, podijelimo s površinom presjeka na mjestu zareza u metrima kvadratnim. Jedinica udarne žilavosti je kJ/m2.

Zarezna udarna žilavost Izod po standardu ISO 180 pri temperaturi –30 °C (22) To ispitivanje se od prethodnog razlikuje samo prema temperaturi ispitivanja.

Savojna svojstva prema ISO 180 (23 do 26) Postupak ispitivanja savojnih svojstava primjenjuje se prije svega za krhke materijale, koji nisu primjereni za rastezno ispitivanje. Savojno ispitivanje provodi se tako, da epruvetu, koja slobodno leži na dva oslonca, opterećujemo u sredini silom savijanja s ujednačenim pomakom 2 mm/min (Slika 1.19). Ispitivanje je završeno kada epruveta pukne, ili kada postignemo određenu zadanu vrijednost.

S pomoću tog ispitivanja određujemo sljedeće veličine: Savojna čvrstoća σfM (23) Je maksimalno savojno naprezanje, koje zabilježi uređaj tijekom ispitivanja.

Savojni modul (24) Savojni modul je omjer između naprezanja i pripadajućeg istezanja u početnom-linearnom dijelu opterećivanja. Vrijednost savojnog modula je tangens kuta tangente na krivulju σ–ε sve do točke pri kojoj se epruveta još ne deformira plastično.

Zadano savojno naprezanje σfc (25) Zadano savojno naprezanje je ono savojno naprezanje koje se postiže pri zadanom progibu Sc. Pri tome je Sc = 1,5 x debljina epruvete. Pri udaljenosti oslonaca Lv = 16•h (to je 64 mm) i pri zadanom progibu, rubno istezanje iznosi 3,5 postotka. U sila F s pomakom 2 mm/min tom slučaju se zadano savojno naprezanje označava kao napezanje pri 3,5-postotnom epruveta savojnom istezanju.

R2 4 5°

Savojno istezanje pri lomu εfB (26) Savojno istezanje pri lomu je savojno istezanje u središtu vršnog sloja epruvete, pri savojnom naprezanju σfB u trenutku loma.

64

R 0,5

80

Slika 1.19: Prikaz ispitivanja na savijanje (Izvor: GEP)

28

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 28

22.2.2016 7:20:05

~ T E HN I Č KI

1

Z AH T JE V I ~

Ostale veličine ispitivanja na savijanje su: – savojno naprezanje σf je nominalno naprezanje u bilo kojem trenutku na sredini gornje površine epruvete, na mjestu djelovanja savojne sile, – savojno naprezanje σfB je naprezanje u trenutku loma, – savojno istezanje pri lomu σfB je savojno istezanje pri savojnom naprezanju σfB u trenutku loma.

Određivanje tvrdoće (27 do 29) Nastavljamo s pojašnjavanjem nekih postupaka određivanja mehaničkih svojstava plastomera koji ne pripadaju sustavu CAMPUS. Proizvođači materijala često navode vrijednosti tvrdoće. Najčešći postupci određivanja njenih vrijednosti su: 27. određivanje tvrdoće kuglicom prema normi ISO 2039-1, 28. određivanje tvrdoće Rockwel HR prema normi ISO 2039-2, 29. određivanje tvrdoće Shore HSh prema normi ISO 868.

Tvrdoća određena kuglicom prema normi ISO 2039-1 (DIN 53456) (27) Pri određivanju tvrdoće kuglicom, čeličnu kuglicu promjera 5 milimetara utiskujemo u ispitno tijelo minimalne debljine 4 milimetra (Slika 1.20). Sila utiskivanja iznosi 358 njutna. Nakon 30 sekundi očitavamo dubinu utiskivanja i izračunamo projiciranu površinu otiska kuglice. Tvrdoću određenu kuglicom izražavamo kao omjer između sile utiskivanja u njutnima i projicirane površine otiska u milimetrima kvadratnim. Tvrdoća određena kuglicom ima oznaku H 358/30.

Tvrdoća Rockwel prema normi ISO 2039-2 (28)

Postupak određivanja tvrdoće Rockwel - kuglicu utiskujemo 10 sekundi malom silom, - zatim kuglicu utiskujemo 15 sekundi s većom silom, - zatim oduzmemo veće opterećenje, - s manjom silom utiskujemo dodatnih 15 sekundi, - očitamo dubinu otiska.

otisak

I pri ovom postupku u ispitno tijelo se utiskuje čelična kuglica. Postupak Rockwel ima tri ljestvice: ljestvicu R za mekane, ljestvicu L za srednje tvrde i ljestvicu M za tvrde materijale. Vrijednosti tvrdoća kreću se u rasponu 50 do 115. Ukoliko pri nekom mjerenju 358 N premašimo vrijednost 115, ponavljamo ispitivanje prema ljestvici za tvrđe materijale.

Slika 1.20: Prikaz postupka određivanja tvrdoće kuglicom

29

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 29

22.2.2016 7:20:06

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

U tablici na Slici 1.21 navedeni su uvjeti ispitivanja za pojedina područja tvrdoća prema ljestvici R, L i M. Veća sila N

Promjer kuglice mm

R

98,07

588,4

12,70

L

98,07

588,4

6,35

M

98,07

980,7

6,35

otisak

Ljestvica Manja sila N

1. mala sila 2. velika sila 3. mala sila

Slika 1.21: Određivanje tvrdoće Rockwel

Vrijednost tvrdoće Rockwel dobivamo tako, da od vrijednosti 130 oduzmemo vrijednost dubine otiska, a izražena je brojem jedinica na 0,002 milimetra.

Postupak Rockwel nije primjeren za vrlo mekane materijale. Njih ispitujemo prema postupku Shore.

Tvrdoća Shore prema normi ISO 868, DIN 53505, ASTM D2240 (29) Postupak Shore ima dvije ljestvice: ljestvicu A i ljestvicu D. Uređaj za mjerenje naziva se durometrom. Durometar A je namijenjen mjerenju mekših materijala, a durometar D mjerenju tvrđih materijala. Razlikuju se prema obliku igle koja se utiskuje u materijal. Za tvrde materijale primjenjuje se zašiljena igla, a za mekane igla s tupim konusom. Na iglu djeluje opruga koja je pri oba durometra jednaka.

igla durometra A

igla durometra D

opruga 35°

30°

ø3

2,5

ø 1,25

ispitno tijelo

ø 0,79 r 0,1

Slika 1.22: Shema durometra s iglama A i D

30

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 30

22.2.2016 7:20:06

~ T E HN I Č KI

Postupak određivanja tvrdoće Shore – durometar postavimo na ispitno tijelo (Slika 1.22), – igla se radi pritiska opruge zarine u ispitno tijelo, – nakon 15 sekundi očitamo stupanj tvrdoće obzirom na urezivanje igle, – ukoliko se igla ne zarine u materijal, očitanje je 100 (za vrlo tvrde materijale), – ukoliko se igla u cijelosti (2,5 mm) zarine u materijal, očitanje je 0.

Z AH T JE V I ~

10 Shore A

1

90 20

90

Shore D tvrdoća određena kuglicom H 358/50 mekše

tvrđe

Slika 1.23: Prikaz tvrdoća Shore A, Shore D i tvrdoće određene kuglicom

Područje primjene na ljestvici Shore A za mekane materijale je 10 do 90, a na ljestvici Shore D za tvrde materijale 20 do 90. Ukoliko su izmjerene vrijednosti prema skali A veće od 90 A, materijal je pretvrd. Tada morao primijeniti durometar D. Ukoliko su izmjerene vrijednosti na skali D manje od 20 D, materijal je premekan. Tada moramo primijeniti durometar A. Slika 1.23 prikazuje, kako se prekrivaju područja vrijednosti tvrdoća Shore A, Shore D i tvrdoće određene kuglicom H 358/30.

Tvrdoća Rockwel nije usporediva s tvrdoćama na Slici 1.23, jer uzima u obzir i elastičnu povratnu deformaciju ispitnog tijela nakon rasterećenja igle. Čvrstoća probijanja Mnoga mehanička ispitivanja temelje se na jednoosnom opterećenju ispitnog tijela. U sustavu CAMPUS u posljednje vrijeme su uključili metodu određivanja čvrstoće probijanja, koja se temelji na načelima višeosnog opterećenja, čime obuhvaćamo utjecaj anizotropnih svojstava ispitnog tijela. To ispitivanje je određeno normom ISO 6603. Prvi dio (ISO 66031, ožujak 2000.) određuje postupak ispitivanja bez računalne podrške, a drugi dio (ISO 6603-2, listopad 2000.) postupak s računalnom podrškom pri podešavanju parametara rada uređaja i obradi rezultata ispitivanja. Tim postupkom određujemo sljedeće vrijednosti: – maksimalnu silu probijanja u njutnima pri +23 °C (ISO 6603-2) – maksimalna silu probijanja u njutnima pri –30 °C (ISO 6603-2)

njemački: Durchstoß-Maximalkraft

engleski: Puncture Maximum force – energija probijanja u đulima pri +23 °C (ISO 6603-2) – energija probijanja u đulima pri –30 °C (ISO 6603-2)

njemački: Durchsoß-Arbeit

engleski: Puncture energy

31

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 31

22.2.2016 7:20:06

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Opis postupka Uređaj za određivanje čvrstoće probijanja ima robusni stalak, na kojem su pričvršćeni stol s podlogom za stezanje epruvete i kućište s mehanizmom za vođenje probijala s utegom pri podizanju na izabranu visinu i padanju na upetu epruvetu. Probijalo pada na sredinu epruvete i probija ju. Probijanje je prikazano na Slici 1.24.

1.750 1.500

HIPS

Sila [N]

1.250

Styrolux 684 D

1.000 750 500 250 0

Slika 1.24: Izgled probijene epruvete (Izvor: Thermoplastics Testing Center)

0

10 20 Put probijanja [mm]

30

Slika 1.25: Dijagram sile i puta probijanja za dva različita plastomera (Izvor: BASF)

D4 D2

probijalo

ϕ20

H

R

H

stezna ploča

R

0

R1

ležište epruvete

D3

Mjere u milimetrima

D2 D3 D4 H R

Stranica kvadratne epruvete Promjer okrugle epruvete 60 140 40±2 100±5 60 140 ≥90 ≥200 12 12 1 1

Slika 1.26: Probijanje epruvete prema normi ISO 6603-2

32

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 32

22.2.2016 7:20:06

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

U probijalo je ugrađen piezoelektrični senzor koji mjeri silu, s kojom probijalo probija epruvetu. Računalna oprema omogućuje grafički prikaz sile i puta preoblikovanja, brzine, energije kao funkcije vremena i sile te energije kao funkcije puta. Primjer grafičkog tijeka probijanja u ovisnosti o putu probijanja je na Slici 1.25, gdje su dvije krivulje za dva različita materijala: za Styrolux 684 D i za polistiren HIPS, otporan na udarce. Iz dijagrama je očito, kako su sile probijanja približno jednake, a energija probijanja je za materijal Styrolux 684 D znatno veća od energije probijanja materijala HIPS. Energija probijanja je prema normi 6603-2 određena površinom koju ograničavaju krivulja silje probijanja i os apscise.

Slika 1.26 prikazuje način stezanja, veličinu i oblik epruvete te oblik i veličinu probijala, kako je propisano normom ISO 6603-2.

1.3.3 ODREĐIVANJE TOPLINSKIH SVOJSTAVA (30 do 47) Već u prethodnom tekstu smo naveli, kako su mehanička svojstva vrlo ovisna o temperaturi. Za razumijevanje mehaničkih svojstava polimera pri različitim temperaturama, od ključne je važnosti poznavanje promjena u strukturi polimera, koje se događaju pod utjecajem topline. Karakteristične prateće pojave su prijelaz iz staklastog i čvrstog stanja polimera u elastično gumasto stanje te taljenje polimera. Te dvije pojave određuju temperaturne granice, unutar kojih se određeni polimerni materijal, amorfni ili kristalasti, u praksi može primjenjivati pod određenim uvjetima. Stoga su te dvije pojave vrlo bitne te ih je potrebno uzeti u obzir pri izboru polimernog materijala za određenu namjenu. One se nalaze i na popisu sustava CAMPUS koji obuhvaća osnovna svojstva polimernih materijala (Obrazac 1.1). Pored spomenuta dva svojstva, sustav CAMPUS primjenjuje i sljedeća toplinska svojstva za određivanje primjenjivosti polimernih materijala: temperaturu postojanosti oblika, temperaturu omekšavanja Vicat, koeficijent toplinskog rastezanja i gorivost.

Pojedini polimerni materijali različito reagiraju na toplinska opterećenja. S pomoću različitih toplinskih metoda, možemo zaključiti da područje staklastog prijelaza postoji samo pri amorfnim materijalima, odnosno pri amorfnom dijelu kristalastih materijala, dok je područje taljenja prisutno samo pri kristalnom dijelu kristalastih materijala. Najčešće kristalni udio kristalastih materijala iznosi 20 do 80 postotaka. Ostalo je amorfni dio.

Zbivanje pri zagrijavanju amorfnih materijala Pri niskim temperaturama pokretljivost makromolekula je vrlo ograničena. To je stanje staklaste krutosti i krhkosti. Pri zagrijavanju se pokretljivost makromolekula povećava, a s time i elastičnost čitavog materijala. Svaki amorfni materijal pri određenoj temperaturi postiže stanje pri kojem se pokretljivost makromolekula u točno definiranom području naglo poveća, dok se svojstva čvrstoće pogoršaju, pa materijal više nije primjeren za normalnu primjenu. To je područje staklastog prijelaza u kojem amorfni polimeri prelaze iz staklastog krutog stanja u elastično gumasto stanje, primjereno za savijanje i njemu sličnim

33

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 33

22.2.2016 7:20:06

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

postupcima preoblikovanja, no nije primjereno za podnošenje mehaničkih opterećenja.

Stoga je poznavanje tog svojstva vrlo bitno. Karakteristična temperatura na tom području je temperatura staklastog prijelaza Tg. Naziva se i temperaturom omekšavanja. S pomoću kalorimetrijskih metoda, taj prijelaz se može prepoznati na različite načine. S pomoću DSC metode, koju ćemo opisati u nastavku, prepoznajemo je kao izraženu primjenu toplinskog toka. Pri daljnjem zagrijavanju amorfnog materijala, pokretljivost makromolekula se dodatno povećava, tvar polako prelazi u niskoviskozno stanje, iako se karakteristični znakovi taljenje, uz uobičajeno izotermičko dovođenje topline, ne pojavljuju. Kada je postignuta primjerno niska viskoznost, tvar je primjerenija za preradu injekcijskim prešanjem.

Zbivanja pri zagrijavanju kristalastih materijala Taljenje u fizikalnom značenju riječi možemo uočiti samo pri polimerima s kristalnom strukturom. Dovođenjem toplinske energije, pri određenoj odgovarajuće visokoj temperaturi, dolazi do taljenja kristala, pri čemu temperatura ne raste, dok se ne rastali posljednji kristal (slično kao pri otapanju leda). Pri amorfnim materijalima, koji nemaju kristalite, te pojave nema. Stoga se pri njima toplinska energija troši samo na podizanje temperature, a ne za taljenje kristalita. (Slika 1.27). amorfni materijali

Toplina

Toplina

kristalasti materijali

Tg

Temperatura

Tm

Temperatura

Slika 1.27: Temperature staklastog prijelaza i taljenja

Obzirom na to, da kristalasti materijali imaju amorfnu i kristalnu strukturu, pri njihovom zagrijavanju dolazi do kombiniranih pojava. Prvo se zbiva staklasti prijelaz amorfne komponente. Ukoliko polimerni materijal sadrži više različitih amorfnih komponenata, svaka će postići svoj staklasti prijelaz. Veća pokretljivost makromolekula amorfnih komponenata doprinosi većoj elastičnosti i većoj primjenjivosti tog materijala iznad Tg određene amorfne komponente. S pomoću odgovarajućih mješavina polimera, tako možemo postići neka ciljana svojstva materijala. Dodavanjem amorfne komponente, koja ima staklasti prijelaz pri vrlo niskim temperaturama, postižemo primjenjivost materijala i u niskom temperaturnom području.

34

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 34

22.2.2016 7:20:06

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Pri daljnjem zagrijavanju, pokretljivost makromolekula amorfne i kristalne komponente se dalje povećava. Čvrstoća materijala se smanjuje, iako materijal očuva primjenjivu čvrstoću sve do početka taljenje njegova kristalnog dijela. Dok staklasti prijelaz nije povezan s promjenom strukture materijala, pri taljenju kristalita dolazi do strukturne preobrazbe. Čvrsta kristalna mreža počinje se raspadati u kapljevitu amorfnu strukturu. Pri tome se unesena energija (toplina taljenja) primjenjuje za oslobađanje međumolekulnih sila koje vladaju u kristalnoj strukturi. Proces taljenja je mjerljiv i izražava se kao endotermni šiljak u DSC-krivulji (pojašnjenje slijedi). Temperatura taljenja Tm je izražena kao točka na vrhu endotermnog šiljka.

Struktura polimera dakle određuje, je li polimer primjenjiv iznad ili ispod temperature staklastog prijelaza. Amorfni plastomeri su primjenjivi ispod Tg, a kristalasti iznad Tg. Tm je najčešće gornja granica primjenjivosti polimera.

Sustav CAMPUS za određivanje vrijednosti Tg i Tm primjenjuje metodu DSC (diferencijalna skenirajuća kalorimetrija), definiranu normama ISO 11357 (prvi, drugi i treći dio).

Metoda je primjerena za kontrolu kvalitete originalnih i recikliranih materijala, jer se s pomoću analize toplinskih stanja ispitnog tijela jasno pokazuju njegova karakteristična toplinska svojstva.

Temperatura taljevine (30) norma EN ISO 11357-1: diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (DSC) norma EN ISO 11357-3: određivanje temperature i entalpije taljenja i kristalizacije Temperatura staklastog prijelaza (31) norma EN ISO 11357-1: diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (DSC) norma EN ISO 11357-2: određivanje temperature staklastog prijelaza Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (DSC) je termoanalitička metoda, pri kojoj mjerimo razliku između toplinskog toka u ispitnom i referentnom materijalu u ovisnosti o temperaturi i/ili vremenu. Pri tome su ispitni i referentni materijal izloženi kontroliranom temperaturnom programu. Razlikujemo dva načina mjerenja: Dinamička diferencijalna kalorimetrija s mjerenjem razlike energije Mjeri se razlika dovedene energije između ispitnog i referentnog materijala u jedinici vremena u ovisnosti o vremenu i/ili temperaturi. Njihova temperatura se mjeri i uravnotežuje tako, da je temperaturna razlika među njima jednaka nuli. Pri tome se mjeri i bilježi potrošnja energije za izjednačavanje temperatura.

Dinamička diferencijalna kalorimetrija s mjerenjem razlike toplinskog toka Mjeri se temperaturna razlika između ispitnog i referentnog materijala te na temelju toga, određuje razlika toplinskog toka.

35

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 35

22.2.2016 7:20:06

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Postupak Kalorimetar ima držalo za stezanje dvaju pokusnih posuda za taljenje. U jednu posudu se naspe ispitni materijal, a u drugu usporedni materijal. Obje posude s pomoću pincete postavimo u držalo. Na oba mjerna mjesta su ugrađeni termoparovi, s pomoću kojih se kontrolira temperatura ispitaka i računalu javlja tijek toplinskih zbivanja. Obje posude su od jednakog materijala, dobre vodljivosti i jednake težine. Najčešće su načinjeni od aluminija.

Ispitni materijal može biti kapljevit ili čvrst. Može biti je praškast, u obliku granulata ili u obliku ljusaka. Ljuske izrežemo iz proizvoda, kojeg analiziramo. S pomoću analize želimo odrediti negativne utjecaje prethodne prerade. Primjerena količina za analizu je od 15 do 20 grama.

Usporedni materijal je izbran tako, da se postiže sukladnost toplinskih kapaciteta oba materijala. Analiza se može provoditi i bez usporednog materijala, tako da je njegova posuda prazna.

S uključivanjem kalorimetra pokrećemo izabrani program. Kalorimetar se zagrije na određenu temperaturu i pričekamo da se stanje stabilizira. Zatim što brže zagrijemo na izabranu mjernu temperaturu. Temperaturu održavamo na konstantnoj vrijednosti i pričekamo da se provedu sve toplinske reakcije, da se postigne stabilna bazna linija i iscrta DSC-krivulja. Krivulja zorno prikazuje sve endotermne reakcije. To su staklasti prijelaz (može ih biti više) i taljenje. Endotermne reakcije su one, pri kojima se toplina dovodi.

količina topline egzotermno endotermno

Slijedi program ohlađivanja s programiranim dovođenjem medija za hlađenje i mjerenjem odvedene topline. Obrnuti proces prvo pokazuje egzotermnu promjenu u područ-

Tig

staklasti prijelaz (g)

kristalizacija (c)

Tmg Tfg

taljenje (m)

Tpc Tim

Tic

Tfm

Tfc

Ti početna temperatura Tf konačna temperatura Tp vršna temperatura

Tpm Temperatura

Slika 1.28: Karakteristična DSC-krivulja

36

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 36

22.2.2016 7:20:07

~ T E HN I Č KI

1

Z AH T JE V I ~

ju, u kojem se pri kristalastim materijalima odvija kristalizacija. Egzotermne reakcije su one, pri kojima se toplina odvodi. Pri taljenju se razdvojene makromolekule u tom području ponovo udružuju i stvaraju kristale. DSC-krivulja prikazuje promjene entalpije pri prijelazu iz kapljevitog amorfnog stanja ispitnog materijala u kristalasto stanje.

Pri daljnjem ohlađivanju materijal prolazi kroz područje staklastog prijelaza i zatim se ohladi na početnu temperaturu (Slika 1.28).

Time se mjerenje ne završava. Prvi dio postupka (zagrijavanja) ponavljamo još jednom.

Zašto je to potrebno? Ispitni materijal može biti opterećen s prethodnim zbivanjima, pogotovo ukoliko je materijal bio već prerađivan. Naprezanja, orijentacija i druge greške se pri prvom zagrijavanju relaksiraju i utječu na tijek DSC-krivulje. Ispitni materijal se pri prvom zagrijavanju relaksira, tako da tek drugo zagrijavanje pokazuje njegova stvarna svojstva. Usporedbom obiju DSC-krivulja možemo utvrditi, je li ispitivani materijal bio ispravno prerađivan. Ispitni materijal možemo uzeti iz različitih dijelova proizvoda i s pomoću DSC metode analizirati kritična mjesta.

Karakteristična mehanička svojstva, kao što su čvrstoća, modul i istezanje, se pri rasteznim, tlačnim, savojnim i smičnim opterećenjima ponašaju slično. Čvrstoća i modul s porastom temperature padaju, a istezanje raste.

U literaturi se za pojašnjenje ovisnosti mehaničkih svojstava o temperaturi često navode dijagrami ovisnosti smičnog modula o temperaturi, koji zorno prikazuju te uvjete (Slike 1.29 i 1.30).

Krivulja smičnog modula amorfnih materijala drastično pada pri temperaturi staklastog prijelaza Tg (Slika 1.29). Od određene niske temperature, pri kojoj je amorfni materijal već dovoljno elastičan, pa do temperature Tg, materijal je primjeren za predviđenu primjenu I

II

III

104 103 102 101 100 10-1

Tg

Temperatura

Slika 1.29: Ovisnost smičnog modula o temperaturi amorfnih materijala

105

dinamički smični modul [N/mm2]

dinamički smični modul [N/mm2]

105

104

Ia

I

II

III

103 102 101 100 10-1

Tg

Temperatura

Slika 1.30: Ovisnost smičnog modula o temperaturi kristalastih materijala

37

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 37

22.2.2016 7:20:07

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

(područje I). Iznad temperature Tg materijal bitno omekša. Njegova temperaturna otpornost se bitno pogoršava i pri vrlo malim mehaničkim opterećenjima. U tom širokom temperaturnom području II, materijal je primjeren za savijanje i njemu slična preoblikovanja.

U višem temperaturnom području III, materijalu se viskoznost nadalje postupno snizuje, tako da postiže stanje primjereno za preradu injekcijskim prešanjem.

Pri kristalastim materijalima situacije je drugačija (Slika 1.30). U području I materijal je čvrst, krut i ponekad vrlo krhak. Kada se amorfni dio makromolekula pri temperaturi staklastog prijelaza Tg donekle razdvoji i pređe u elastično gumasto stanje, materijal postaje elastičan, unatoč činjenici da kristalni dio ostaje i dalje čvrst i krut. To je široko područje uobičajene primjenjivosti polimera Ia, koje seže sve do područja II, u kojem se kristalna struktura počinje taliti. U tom relativno uskom području, krivulja modula drastično pada. Materijal nije više sposoban podnositi mehanička opterećenja. To područje je primjereno za preoblikovanje savijanjem. Daljnjim zagrijavanjem polimer prelazi u područje termoplastičnosti III, u kojem je moguće praoblikovanje, odnosno prerada injekcijskim prešanjem.

Za određivanje temperaturne otpornosti mehanički opterećenih plastomera primjenjuju se dvije metode (Obrazac 1.1): – određivanje temperature postojanosti oblika HDT prema normi ISO 75, – određivanje temperature omekšavanja VST prema normi ISO 360.

Sustav CAMPUS ne primjenjuje postupak VST. Unatoč tome, temperature Vicat uvijek se navode u katalozima.

Minimalna vrijednost temperaturne otpornosti amorfnih materijala je pri temperaturi, koja je nešto niža od temperature staklastog prijelaza Tg, i kristalastih materijala pri temperaturi, nešto nižoj od temperature taljenja Tm. Temperatura postojanosti oblika HDT prema normi EN/ISO 75 (32 do 37) engleski: Temperature of deflection under Load (Heat Deflection Temperature under Load – HDT) njemački: Wärmeformbeständigkeitstemperatur Norma ISO 75 propisuje postupak određivanja temperature postojanosti oblika pri savojnom opterećenju u tri točke epruvete od različitih vrsta materijala (plastomeri, tvrda guma, duromerni laminati). Ispitivanje prema normi ISO 75 je primjereno za stvaranje procjene o izdržljivosti različitih materijala uz poštivanje činjenice, da ne uključuje sve utjecaje koji se javljaju u praksi (vrijeme i vrsta opterećenja).

Prvi dio te norme sadrži opće objašnjenje ispitivanja, opisuje izvedbu uređaja za ispitivanje i određuje veličine ispitivanja: standardni progib, temperaturu postojanosti oblika, rubno istezanje, savojno naprezanje i savojnu silu. Drugi dio te norme navodi veličine

38

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 38

22.2.2016 7:20:07

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

mehaničkih opterećenja pri određivanju temperature postojanosti oblika. Treći dio navodi specifične propise ispitivanja čvrstih duromernih laminata i polimera ojačanih dugim staklenim vlaknima.

Ta norma određuje sljedeće postupke određivanja temperature postojanosti oblika: – postupak A: epruveta je opterećena savojnim naprezanjem 1,80 MPa, – postupak B: epruveta je opterećena savojnim naprezanjem 0,45 MPa, – postupak C: epruveta je opterećena savojnim naprezanjem 8,00 MPa. Svakoj oznaci metode A, B, C dodajemo i malo slovo e ili f, obzirom na to, je li epruveta položena na usku (e) ili široku (f) stranicu.

Za mjerenje primjenjujemo standardnu epruvetu (Tablica 1.4), koju polažemo u posudu na dva valjkasta oslonca te je u sredini opteretimo popisanim utezima (Slika 1.31). Tijekom ispitivanja epruveta je potopljena u tekućinu koja dobro provodi toplinu. To može biti glicerin, silikonsko ulje, transformatorsko ulje ili drugo primjereno sredstvo, koje na epruvetu ne utječe agresivno. Tekućinu zagrijavamo brzinom 120 °C/h. Postupak je gotov, kada se epruveta savine za vrijednost progiba, proračunato obzirom na izmjere epruvete i graničnog istezanja u iznosi 0,2 %. Progib mjerimo mjernim satom.

Tablica 1.4: Standardni progibi obzirom na mjere i položaj epruvete (mjere su u milimetrima) Tip epruvete l = 80 b = 10 h = 4 ± 0,2 l = 120 b = 9,8 do 15,0 h = 3,0 do 4,2

Visine h i b 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 9,8 do 9,9 10,0 do 10,3 10,4 do 10,6 10,7 do 10,9 11,0 do 11,4 11,5 do 11,9 12,0 do 12,3 12,4 do 12,7 12,8 do 13,2 13,3 do 13,7 13,8 do 14,1 14,2 do 14,6 14,7 do 15,5

Progib 0,36 0,35 0,34 0,33 0,32 0,33 0,32 0,31 0,30 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 0,23 0,22 0,21

Položaj epruvete na široj stranici f (flatwise)

FF hh

bb

F = 2σ . b . h2/3 L

FF

na užoj stranici e (edgewise)

bb hh

F = 2σ . h . b2/3 L

Veličine ispitivanja: – standardni progib s: Svakom opterećenju pripada određeni progib. Prema normi ISO 75 mjerimo onaj progib, koji odgovara izbranim naprezanjima pri ispitivanju. Ovisan je od izmjerama i položaju ispitnog tijela (Slika 1.31).

39

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 39

22.2.2016 7:20:07

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

– savojno naprezanje je naprezanje na rubnoj površini epruvete u sredini između dva oslonca. Izbrana naprezanja ispitivanja su 1,8 MPa, 0,45 MPa i 8 MPa. – sila savijanja F: pri opterećenju u tri točke, koje se primjenjuje u ovoj normi, izračunavamo opterećenje F obzirom na izabrano savojno naprezanje i izmjere ispitnog tijela prema sljedećim jednadžbama: M = W•σ M savojni moment W moment otpora σ rubno savojno naprezanje M=F•L/4 (savojni moment pri savojnom opterećenju u tri točke) W=b•h2/6 ili W=h•b2/6 (moment otpora pravokutnika obzirom na položaj epruvete) Iz toga slijedi: F=2•σ • b•h2/3•L ili F=2•σ• h•b2/3•L (ovisno o položaju epruvete, Tablica 1. 4) – granično istezanje je promjena mjere unutrašnje strane epruvete u postotcima. Pri standardnom progibu je ograničena na vrijednost 0,2 %.

– temperatura postojanosti oblika Tf je temperatura, pri kojoj progib doseže vrijednost standardnog progiba.

Temperatura omekšavanja Vicat (VST) prema normi EN/ISO 306 (36 do 37) engleski: njemački:

Vicat softening temperature Tv (VST) Vicat-Erweichungstemperatur (VST)

Ispitivanje prema toj normi je primjereno samo za plastomere, kojima je moguće odrediti područje brzog početka omekšavanja materijala. Pri amorfnim plastomerima omekšavanje se događa u području staklastog prijelaza, a pri kristalastim materijalima u području taljenja kristalne strukture. S pomoću ispitivanja prema Vicatu dobivamo temperaturnu točku nazvanu temperaturom omekšavanja VST, pri kojoj dolazi do brzog omekšavanja plastomera. Ta norma propisuje četiri postupka za određivanje temperature omekšavanja: – postupak VST A50 s opterećenjem 10 njutna i brzinom zagrijavanja 50 °C/h, – postupak VST B50 s opterećenjem 50 njutna i brzinom zagrijavanja 50 °C/h, – postupak VST A120 s opterećenjem 10 njutna i brzinom zagrijavanja 120 °C/h, – postupak VST B120 s opterećenjem 50 njutna i brzinom zagrijavanja 120 °C/h.

40

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 40

22.2.2016 7:20:07

1

Z AH T JE V I ~

ø 1,13 mm

1 mm

~ T E HN I Č KI

A = 1 mm2

uteg

uteg

mjerni sat

mjerni sat

kupka

kupka

epruveta l Slika 1.31: Shematski prikaz postupka HDT

epruveta Slika 1.32: Shematski prikaz postupka Vicat

Postupak je završen, kada se igla s izabranim opterećenjem zarine u zagrijanu epruvetu duboko 1 milimetar (Slika 1.32). Tijekom postupka temperatura raste izabranom brzinom. Epruveta je potopljena u odgovarajuću tekućinu dobre provodnosti, kao što su silikonsko, parafinsko, glicerinsko ili transformatorsko ulje, ili druge tekućine koje ne otapaju epruvetu. Za ispitivanje primjenjujemo standardnu epruvetu debljine 3 do 6,5 milimetara, s osnovnom površinom najmanje 10 x 10 milimetara. Postupak pripreme epruvete mora biti usklađen s normama ISO 293, ISO 294 ili ISO 3167.

Kako se uvrštavaju temperature postojanosti oblika HDT i omekšavanja VST amorfnih i kristalastih materijala obzirom na temperaturu steklastog prijelaza Tg i taljenja Tm, pojašnjava Tablica 1.5. Navedeni materijali su uzeti nasumice iz dostupnih kataloga svojstava materijala.

41

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 41

22.2.2016 7:20:07

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Tablica 1.5: Prikaz temperatura HDT i VST obzirom na temperature Tg i Tm Naziv materijala Modul elastični Tg Tm Tubrizgavanja HDT/A HDT/B VST/ rastezni MPa 1,8 0,45 B50 nekondic./ °C °C °C MPa MPa kondic. °C *PA6 Durethan B30S 3.200/1.000 222 260 ~55 ~160 ~200 *PA6 GF Durethan BKV30H 9.800/6.100 222 200 215 >200 **PC Makrolon 2605 2.400 145 290 124 136 144 **PC GF Makrolon 8035 4.900 ~148 300 135 141 147 *PA6 Ultramid B3S 3.400/1.200 220 250-270 65 180 *PA6 GF Ultramid B3WG6 9.500/6.200 220 270-390 210 220 * kristalasti materijal, ** amorfni materijal

Tablica 1.5 brojčano prikazuje zbivanja u dijagramima za amorfne i kristalaste materijale (Slika 1.29 i 1.30). Iz tablice je vidljvo da se pri amorfnim materijalima (**) temperaturna otpornost drastično smanjuje u uskom području staklastog prijelaza Tg. Amorfni materijal PC Makrolon 2605 pri temperaturi 124 °C podnosi veliko mehaničko opterećenje 1,8 megapaskala (MPa) Pri nešto višoj temperaturi 136 °C podnosi svega 0,45 megapaskala (MPa) mehaničkog opterećenja. U području iznad temperature staklastog prijelaza Tg, amorfni materijal ne podnosi mehanička opterećenja. Staklena vlakna ne povećavaju bitno temperaturnu otpornost materijala.

Pri kristalastim materijalima je drugačije. Iz tablice je očito da je temperatura omekšavanja VST/B pri neojačanom kristalastom materijalu 200 °C , što je visoko iznad temperature staklastog prijelaza Tg približno 55 °C (vidi vrijednost VST/B za neojačani materijal Durethan B30S). Kristalasti materijali mogu podnijeti mehanička opterećenja u širokom temperaturnom području između Tg i Tm. Staklena vlakna bitno povećavaju vrijednost HDT/A. Temperatura primjene (38, 38a, 38b) Temperature postojanosti oblika HDT/A, B, C i temperature omekšavanja Vicat VST/A, B pripadaju kategoriji kratkotrajnih temperaturnih opterećenja, koja određuju sposobnost podnošenja toplinskih opterećenja pri relativno malim mehaničkim opterećenjima.

Kako bi korisniku proslijedili dodatne informacije o toplinskim svojstvima materijala, one se ispituju u uvjetima toplinskih ispitivanja bez mehaničkih opterećenja. Rezultat takvih ispitivanja je temperatura primjene, koja je nešto viša od vrijednosti temperatura, koje proizlaze iz određivanja HDT i VST uz nazočnost minimalnih mehaničkih opterećenja.

42

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 42

22.2.2016 7:20:07

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Značenje temperature primjene Temperatura primjene (Obrazac 1.1) je svojstvo materijala, koje određuje njegovu temperaturnu otpornost. Razlikujemo gornju i donju te dugotrajnu i kratkotrajnu temperaturu primjene.

Dugotrajna temperatura primjene je temperatura, koju materijal može podnositi više desetaka sati bez opažanja bitnijeg slabljenja njegovih svojstava.

Kratkotrajna temperatura primjene je temperatura, koju materijal može podnositi nekoliko minuta ili nekoliko sati.

Za određivanje dugotrajne temperature primjene (redni broj 38) imamo međunarodno priznate norme, koje sustav CAMPUS ne primjenjuje. Za određivanje kratkotrajne temperature primjene (redni broj 38a) još nema međunarodno priznate norme. Proizvođači materijala ju određuju prema svojim internim postupcima, stoga u katalozima nema postupaka ispitivanja. Jednako vrijedi i za određivanje donje temperature primjene, koja je obično niža od 0 stupnjeva Celzija (redni broj 38b).

Dugotrajna temperatura primjene (38) njemački: engleski:

Dauergebrauchstemperatur Long Term Service Temperature

norme: DIN EN ISO 2578; UL 746B Dugotrajna temperatura primjene, nazvana i relativni temperaturni indeks (RTI), najviša je temperatura, pri kojoj nakon isteka izabranog vremena i temperaturnog opterećenja, materijal ima još najmanje 50 postotaka svojih ishodišnih svojstava. Za usporedbu svojstava materijala prije ispitivanja i nakon njega, radi osjetljivosti na dugotrajno staranje pri temperaturnih opterećenjima, izbrali su tri kriterija: – ispitivanje čvrstoće električnog proboja (RTI Elec), – ispitivanje rastezne udarne čvrstoće (RTI Imp), – ispitivanje rastezne čvrstoće (RTI Str).

Sva tri ispitivanja se obavljaju odvojeno pri sobnoj temperaturi nakon ohlađivanja i normalizacije ispitnog tijela. Ispitivanje je važno, jer s pomoću njega otkrivamo vremenski ovisno staranje, propadanje materijala i slabljenje njegovih svojstava radi procesa oksidacije pri dugotrajnom djelovanju povišenih temperatura.

Visoka vrijednost RTI pri dugom djelovanju temperaturnog opterećenja je siguran podatak o dobroj otpornosti materijala na starenje, tako da se s pomoću nje dobavljači rado hvale. Vrijednost RTI se određuje na temelju ispitivanja velikog broja ispitnih epruveta.

Proces starenja se provodi u pećima za ispitivanje u mehanički neopterećenom stanju pri različitim temperaturama i različitim vremenima. Za svaku izabranu temperaturu odre-

43

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 43

22.2.2016 7:20:07

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

đuju vrijeme, nakon kojega je očuvano 50 postotaka vrijednosti ishodišnih svojstava. Za ispitivanje izabiru takve temperature, da se 50-postotni pad svojstava događa u relativno kratkom vremenu, nakon 500 do 5.000 sati. Iz dobivenih rezultata zatim se s pomoću jednadžbe za procese starenja izračunaju i vrlo duga vremena starenja i njima pripadajuće vrijednosti RTI. Dugotrajni procesi stoga nisu potrebni.

Proizvođači materijala daju vrijednosti RTI za vrijeme starenja 5.000 i 20.000 sati obzirom na normu DIN ISO EN 2578 i 100.000 sati, što je više od 11 godina, obzirom na normu UL 746B. Toplinsko rastezanje (39 i 40) Polimerni materijali se, kao i drugi materijali, pri zagrijavanju istežu, a pri ohlađivanju skupljanju. Kako su najčešće anizotropni (različita svojstva u različitim smjerovima), u različitim smjerovima se i različito rastežu. Stoga proizvođači materijala daju vrijednosti rastezanja za uzdužni i poprečni smjer rastezanja.

CAMPUS za određivanje toplinskog rastezanja primjenjuje prvi i drugi dio norme ISO 11359. Prema tim normama određujemo sljedeće veličine: Linearni toplinski koeficijent rastezanja – uzdužni (39) Linearni toplinski koeficijent rastezanja – poprečni (40) njemački: engleski: norma:

Längenausdehnungs-Koeffizient (parallel/senkrecht) Thermal coefficient of linear expansion (longitudinal/transverse) ISO 11359 – ½

Prvi dio te norme određuje izvedbu uređaja za mjerenje rastezanja, a drugi dio određuje postupak proračuna vrijednosti rastezanja.

Toplinsko rastezanje je karakteristika materijala, koja označava promjenu veličine neke tvari pri promjeni temperature. To svojstvo je izraženo omjerom, koji se naziva koeficijent rastezanja. Razlikujemo duljinski (linearni) toplinski koeficijent rastezanja i prostorni (volumenski, kubični) koeficijent rastezanja.

Linearni toplinski koeficijent rastezanja α pokazuje, koliko se jedan metar neke tvari produlji ili skrati pri promjeni temperature za jedan Kelvin. Volumenski toplinski koeficijent rastezanja β pokazuje, koliko se poveća ili smanji kubični metar neke tvari pri primjeni temperature za jedan Kelvin. U oba slučaja jedinica iznosi K-1. Za homogene tvari vrijedi da je β = 3α. Koeficijent rastezanja se često primjenjuje za određivanje međusobne ovisnosti tri procesne veličine: tlaka, temperature i specifičnog volumena, koji su prikazani u takozvanom p - v - T dijagramu. Na temelju te ovisnosti možemo optimirati proces injekcijskog prešanja i odrediti skupljanje proizvoda obzirom na tlak i temperaturu taljevine u trenutku punjenja kalupne šupljine.

44

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 44

22.2.2016 7:20:08

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Prema normi ISO 11359/2 izračunamo linearni toplinski koeficijent rastezanja α (Slika 1.33), i to s pomoću sljedeće jednadžbe: α = ΔL/ ΔT x 1/L0 α L0 L T

linearni toplinski koeficijent rastezanja (K-1) duljina epruvete pri sobnoj temperaturi (μm) duljina epruvete pri temperaturi T (μm) temperatura (K)

Postupak mjerenja rastezanja temelji se na termomehaničkoj analizi TMA, pri kojoj bilježimo promjenu izmjera ispitnog tijela kao funkciju temperature i/ili vremena nekog kontroliranog programa. Ispitno tijelo postavimo u prihvat ispod mjerne sonde. Mekani materijali mogu pri temperaturi iznad Tg pod utjecajem pritiska mjerne sonde udariti u sondu. Stoga se između mjerne sonde i epruvete umetne metalni podložak, kako bi se spriječilo nedopušteno zadiranje sonde. Tlak sonde je 5 do 10 milinjutna. Time se osigurava dobar kontakt između epruvete i sonde. Prihvat se ulaže u komoru za zagrijavanje.

Brzina zagrijavanja je 10 Kelvina u minuti. Primjenjujemo okruglu sondu promjera 2 do 5 milimetara s ravnim vrhom. Sonda prati rastezanje epruvete. Pomak sonde pretvara se u električni signal, koji je potreban za računalnu obradu podataka i ispis krivulje rastezanja. Promjena nagiba krivulje je znak promjene strukture materijala, do koje dolazi na području staklastog prijelaza. Stoga je postupak primjeren i za određivanje Tg (Slika 1.33).

Koeficijent rastezanja je ujednačen samo u određenom temperaturnom području te ga proizvođači materijala navode u katalogu podataka. Ojačala osjetno utječu na veličinu rastezanja. Staklena vlakna se orijentiraju u uzdužnom smjeru, pa je rastezanje u tom smjeru ograničeno. Veće je u poprečnom smjeru. Miješanjem polimera sa staklenim ili grafitnim vlaknima, rastezanje možemo približiti metalnim materijalima, čije je rastezanje bitno manje od rastezanja polimera bez ojačala. Usklađivanje i sprječavanje nekontroliranog rastezanja je bitna aktivnost pri konstruiranju pojedinih sklopova.

L (μm)

Tg ∆L

∆T

T (K)

Slika 1.33: Rastezanje kao funkcija temperature

45

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 45

22.2.2016 7:20:08

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Stupnjevi gorivosti (42 do 47) Toplinska svojstva o kojima smo pisali u prethodnim poglavljima vrijede za područje normalne primjene, preoblikovanja i prerade plastomernih materijala. U nastavku ćemo obraditi posebno toplinsko svojstvo – degradaciju materijala i prateće štetne pojave, kao što su gorenje, taljenje i goruće kapanje, koji više ne pripadaju području normalne primjene materijala i uređaja.

Degradacija se događa, ukoliko se plastični materijal lokalno ili na većoj površini zagrije iznad temperature razgradnje. Pri tom nastaju plinovi, koji s okolišnim zrakom stvaraju gorivu smjesu. U kontaktu s izvorom paljenja, ta se smjesa može zapaliti. Izvor paljenja može biti različit. Pri elektrotehničkim uređajima izvor paljenja može biti loš kontakt na kabelskim priključcima, koji uzrokuje iskrenje i lokalno pregrijavanje.

Mnoge međunarodne i državne institucije postavljaju si za cilj sigurno djelovanje uređaja od plastičnih materijala u kritičnim uvjetima djelovanja, pri kojima može doći do razgradnje i zapaljenja. Kao rezultati tih nastojanja javlja se mnogo normi, načinjenih prema mjerilima neke branše, pri čemu se sa svojim normama ističu američke UL (Underwriters Laboratories).

Norma Underwriters Laboratories UL 94 određuje gorivost s različitim stupnjevima odnosno razredima, koji imaju sljedeće oznake: HB, V-2, V-1, V-0 te 5 V sa stupnjevima 5 VB i 5 VA. Navedeni kriteriji gorivosti su raspoređeni prema vrsti od najblažeg HB do najstrožeg 5 VA. Te kriterije gorivosti prema normi UL 94 su preuzele norme ISO IEC EN 60695 11-10 (s razredima HB, V-2, V-1, V-0) te 60695-11-20 (s razredom 5 V te stupnjevima 5 VB i 5 VA), koje primjenjuje i CAMPUS (Obrazac 1.1).

Stupnjevi gorivosti HB, V-2, V-1, V-0 (42 i 43) njemački: engleski: norma:

Brennverhalten Burning behavior ISO IEC EN 60695-11-10

Oznake razreda: HB V

Horizontal burning test (horizontalno ispitivanje gorivosti – postupak A) Vertikal burning test (vertikalno ispitivanje gorivosti – postupak B)

Stupanj gorivosti HB Stupanj gorivosti HB predstavlja najniže zahtjeve obzirom na otpornost na gorenje. Ispituju se tri epruvete. Svaka se označuje s dvije poprečne crte na udaljenostima 25 mm i 100 mm od kraja epruvete (Slika 1.34). Na drugom kraju epruveta se stegne u držalo, tako da je nagnuta pod kutom od 45 stupnjeva.

46

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 46

22.2.2016 7:20:08

~ T E HN I Č KI

I gorionik je nagnut pod kutom od 45 stupnjeva. Snaga plamena je 50 W, a njegova visina 20 mm. Epruveta se zapali u području 6 mm od kraja epruvete. Plamen gorionika gori 30 sekundi, a zatim se ugasi. Nakon toga se prati gorenje epruvete. Kada plamen goruće epruvete postigne prvu poprečnu crtu, počinje se mjeriti vrijeme gorenja epruvete i duljina izgorjelog dijela. Ukoliko plamen goruće epruvete dosegne prvu poprečnu crtu još dok je gorionik upaljen, gorionik se gasi i prije isteka 30 sekundi.

25 mm

Z AH T JE V I ~

75 mm

1

25 mm

žičana mreža

epruveta 125 x 13 x ≤ 13 mm Slika 1.34: Gorivost prema UL 94 HB (Izvor: Bayer, Brandschutztechnische Information)

Rezultat ispitivanje je ispunjavanje kriterija HB 40, odnosno HB 75 na temelju brzine gorenja epruvete, a vrijednosti se izračunavaju prema jednadžbi: v = 60 L/t v brzina gorenja epruvete u milimetrima u minuti L duljina izgorjelog dijela epruvete od prve poprečne crte do mjesta između prve i druge poprečne crte, gdje se epruveta ugasila t vrijeme, u kojem plamen goruće epruvete napravi put L Materijal ispunjava zahtjeve gorivosti HB, ukoliko je ispunjen jedan od sljedećih uvjeta: a). Nakon gašenja gorionika epruveta ne gori. b). Nakon gašenja gorionika epruveta gori. Plamen ili slijed gorenja ne premašuju drugu poprečnu crtu. c). Slijed gorenja premašuje drugu poprečnu crtu, a brzina gorenja ne premašuje vrijednosti 40 mm u minuti pri debljini epruvete od 3 do 13 mm, odnosno brzina gorenja ne premašuje vrijednosti 75 mm u minuti pri debljini epruvete manjoj od 3 mm. d). Ukoliko brzina gorenja pri debljini epruvete 3,0 mm ±0,2 mm ne premašuje vrijednosti 40 mm u minuti, priznaje se kriterij gorenja epruvete debljine 1,5 mm.

Materijal ispunjava zahtjeve gorivosti HB 40, ukoliko je ispunjen jedan od sljedećih uvjeta: a). Nakon gašenja gorionika epruveta ne gori. b). Nakon gašenja gorionika epruveta gori. Plamen ili slijed gorenja ne premašuju drugu poprečnu crtu. c). Slijed gorenja premašuje drugu poprečnu crtu, a brzina gorenja ne premašuje vrijednosti 40 mm u minuti.

47

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 47

22.2.2016 7:20:08

Z AH T JE V I ~

Materijal ispunjava zahtjeve gorivosti HB 75, ukoliko plamen premašuje drugu poprečnu crtu, a brzina gorenja ne premašuje vrijednosti 75 mm u minuti.

Stupanj gorivosti UL 94 V

127 mm

1

~T E HN I Č KI

Stupnjevi gorivosti V-0, V-1, V-2

300 mm

Za to ispitivanje pripremi se set od pet epruveta. Svaku se okomito upne u držalo, tako da je 300 mm odmaknuta od vodoravne podloge, na kojoj se nalazi 6 mm debeli sloj vate (Slika 1.35). vata

Ispod epruvete se nalazi gorionik, koji zapali epruvetu plamenom dugim 20 mm.

Vrh plamena je 10 mm iznad početka Slika 1.35: Ispitivanje prema UL 94 V-0, epruvete. Snaga plamena je 50 W. Paljenje V-1, V-2 (Izvor: Bayer, Brandschutztechepruvete odvija se dva puta po 10 sekundi. nische Information) Drugo paljenje počinje odmah, nakon što epruveta nakon prvog paljenja prestane gorjeti. Ukoliko se nakon prvog paljenja epruveta ne zapali, odmah se nastavlja s drugim paljenjem. Vrijeme gorenja nakon prvog paljenja mjeri se i označava s t1. Vrijeme gorenja nakon drugog paljenja označava se s t2. Kada se epruveta ugasi i započe tinjati, mjeri se i vrijeme tinjanja te označava s t3. Tako se ispituje svih pet epruveta i izračuna ukupno naknadno vrijeme gorenja tf nakon dvostrukog paljenja s pomoću gorionika, prema jednadžbi:

tf = Σ (t1,i + t2,i) tf ukupno naknadno vrijeme gorenja u sekundama t1,i prvo naknadno vrijeme gorenja u sekundama za svaku od pet epruveta t2,i drugo naknadno vrijeme gorenja u sekundama za svaku od pet epruveta t3 vrijeme tinjanja u sekundama za svaku od pet epruveta nakon isteka vremena gorenja t2 Razvrstavanje u pojedine razrede gorivosti provodi se na temelju uvjeta iz Tablice 1.6.

Ukoliko je izmjerena vrijednost tf između 51 i 55 sekundi za razred V-0 i između 251 i 255 sekundi za razrede V-1 i V-2, ispitivanje se može ponoviti s novim setom pet epruveta.

Stupnjevi gorivosti 5 V, 5 VA i 5 VB (45) norma: ISO IEC EN 60695-11-20

48

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 48

22.2.2016 7:20:08

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Tablica 1.6: Kriteriji za stupnjeve gorivosti V-0, V-1 i V-2 Stupanj gorivosti V-0

V-1

V-2

t1 + t2

≤ 10 s

≤ 30 s

≤ 30 s

tf

≤ 50 s

≤ 250 s ≤ 250 s

t2 + t3

≤ 30 s

≤ 60 s

≤ 60 s

gori ili tinja do stezanja

ne

ne

ne

vata se zapali radi padajućih ne gorućih kapljica

ne

da

127 mm

Uvjeti

Ta norma propisuje stroža mjerila za određivanje gorivosti od prethodne norme. Ispitivanje prema toj normi odvija se u dva koraka.

300 mm

prethodno paljenje plamenom 2x po 10 s

vata

Slika 1.36: Ispitivanje prema UL 94 5 V – prvi korak (Izvor: Bayer, Brandschutztechnische Information)

Prvi korak 5 V Standardnu epruvetu, veličine 125 x 13 x ≤ 13 mm, okomito se stegne u stajalo i zapali velikim plamenom snage 50 W. Plamen je duljine 125 mm, a njegova jezgra 40 mm, te dotiče donju površinu epruvete. Paljenje se izvodi 5 puta po 5 sekundi u jednakim Slika 1.37: Ispitivanje prema UL 94-5 V intervalima od po 5 sekundi. Nakon zavr– drugi korak (Izvor: Bayer, Brandschutzšenog petog paljenja, goruća epruveta se technische Information) treba ugasiti najkasnije unutar 60 sekundi.

Nakon toga epruveta ne smije tinjati. Tijekom gorenja ne smiju nastajati goruće kapljice, koje bi mogle zapaliti ispod postavljenu vatu (Slika 1.36).

Drugi korak Pločastu epruvetu, veličine 150 x 150 x ≤13 mm, ispituje se u vodoravnom položaju. Gorionik se nalazi ispod pločaste epruvete. Paljenje se odvija jednako, s plamenom jednake snage i jednakim vremenskim intervalima kao i pri okomitom stezanju izdužene epruvete pri prvom koraku ispitivanja 5 V (Slika 1.37).

49

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 49

22.2.2016 7:20:09

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Drugi korak izvodi se prema dva kriterija: 5 VB i 5 VA. Prema kriteriju 5 VB je dopušteno, da pri gorenju nastane otvor u ploči.

Prema kriteriju 5 VA vrijede jednaki zahtjevi, osim što na ploči ne smije nastati otvor.

U Tablici 1.7 so prikazani kriteriji ispitivanja prema UL 94-5 V. Tablica 1.7: Kriteriji ispitivanja prema UL 94-5 V Prvi korak UL 94-5 V Drugi korak UL 94-5 VA Epruveta 125 x 13 x ≤ 13mm 150 x 150 x ≤ 13 Stezanje okomito vodoravno Paljenje 5 x 5 sekundi 5 x 5 sekundi Naknadno gorenje i tinjanje ≤ 60 sekundi ≤ 60 sekundi Goruće kapljice ne ne Otvor na ploči / ne

UL 94-5 VB 150 x 150 x ≤ 13 vodoravno 5 x 5 sekundi ≤ 60 sekundi ne da

UL 94-5 VA je najstroži među svim UL-ispitivanjima koji se primjenjuju za negoriva kućišta uredskih strojeva. Ona moraju biti od materijala, ojačanih staklenim vlaknima, ukoliko je njihova debljina manja od 1,5 mm. Sljedeći prema zahtjevnosti je UL 94-5 VB. Gorivost na osnovi indeksa kisika i ispitivanje užarenom žicom (46 i 47) Ponašanje polimernih materijala pri gorenju je vrlo kompleksno, pa je pored normi UL 94, pripremljeno i mnogo drugih metoda ispitivanja gorivosti. Opisat ćemo samo još dvije i time zaključiti određivanje toplinskih svojstava polimernih materijala. Te metode su ispitivanje gorivosti na osnovi indeksa kisika, kojeg primjenjuje i sustav CAMPUS, i ispitivanje gorivosti s pomoću užarene žice, kojeg sustav CAMPUS ne primjenjuje. Oba postupka su vrlo primjerena za određivanje gorivosti i zapaljivosti, što omogućuje dobru kontrolu tih svojstava.

Gorivost na osnovi indeksa kisika (46) njemački: engleski: norma:

Sauerstoff-Index Oxygen Index DIN EN ISO 4589-2

Norma DIN EN ISO 4589-2 određuje postupak određivanja indeksa kisika, koji predstavlja minimalnu količinu kisika u postotcima u smjesi kisika i dušika, koja je pri temperaturi 23 °C ± 2 °C još uvijek dovoljna za gorenje u ograničenom opsegu. Što je veća vrijednost indeksa kisika, manja je mogućnost gorenja. Računa se da je materijal s vrijednošću indeksa kisika manje od 23 goriv, od 24 do 28 djelomično goriv, od 25 do 35 otporan na gorenje i s indeksom kisika većim od 36, posebno otporan na gorenje.

50

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 50

22.2.2016 7:20:09

~ T E HN I Č KI

plamen

Z AH T JE V I ~

1

Tablica 1.8: Vrste epruveta za određivanje indeksa kisika prema EN ISO 4589-2

epruveta

Oblik Duljina Širina epruvete u mm u mm I 80–150 10 ± 0,5

pješčani jastuk

II

N2/O2 - dovod

III IV

Slika 1.38: Ispitivanje gorivosti obzirom na indeks kisika (Izvor: BASF, Brandverhalten-B 576 d, 9.86)

V VI

Debljina Vrsta tvari u mm 4 ± 0,25 materijal za preradu 80–150 10 ± 0,5 10 ± 0,5 pjenasti materijal 80–150 10 ± 0,5 ≤ 10,5 ploča 70–150 6,5 ± 0,5 3 ± 0,25 alternativna veličina 140 52 ± 0,5 ≤ 10,5 savitljiva ploča 140–200 20 0,02–0,10 tanka folija

Tijek postupka Namjensku epruvetu od određene tvari (Tablica 1.8) okomito stegnemo u stakleni cilindar, kroz koji teče izbrana smjesa kisika i dušika (Slika1.38). Gornji kraj epruvete zapalimo s pomoću gorionika i promatramo, odgovaraju li vrijeme gorenja i duljina izgorjelog dijela kriterijima ispitivanja (Tablica 1.9). Cilindar je načinjen od stakla otpornog na toplinu.

Duljina cilindra je 500 ± 50 mm, a promjer od 75 do 100 mm. Gornji otvor cilindra je sužen poklopcem, tako da je omogućena brzina protoka smjese najmanje 90 mm/s. Gorivi plin je propan. Dovod plina je instaliran tako, da je duljina plamena 16 ± 4 mm. Za određivanje duljine izgorjelog dijela, na epruveti se ucrta jedna ili više poprečnih crta.

Razlikujemo dva postupka, i to A i B. Pri postupku A plamen je usmjeren na gornju čeonu površinu epruvete. Na epruveti je ucrtana poprečna crta na udaljenosti 50 mm od gornjeg kraja epruvete. Plamen gorionika gori najviše 30 sekundi. Nakon svakih pet sekundi plamen se odmakne, kako bi se utvrdilo, je li se zapalio čitav gornji rub. Čim se zapali čitav gornji rub, gorionik se gasi i odmakne te se počinje mjeriti vrijeme gorenja epruvete i duljina izgorjelog dijela.

Pri postupku B, plamen je usmjeren na gornju čeonu površinu i djelomično na bočnu površinu. Gorionik je pomaknut nadolje, tako da plamen pali bočnu stijenku do dubine 6 mm od gornjeg ruba epruvete. I u tom slučaju paljenje traje najviše 30 sekundi. Svakih 5 sekundi odmiče se plamen, kako bi se vidjelo je li počela gorjeti čeona i bočna površina. Pri tom postupku epruveta ima dvije poprečne crte, jednu 10 mm, a drugu 60 mm

51

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 51

22.2.2016 7:20:09

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

ispod gornjeg ruba. Kada se epruveta ujednačeno zapali i plamen dosegne prvu poprečnu crtu, gorionik se ugasi i odmakne te se počne mjeriti vrijeme gorenja epruvete i duljinu izgorjelog dijela ispod prve poprečne crte.

U Tablici 1.9 su dani kriteriji ispitivanja.

Ukoliko nisu postignuti, niti vrijeme gorenja 3 minute, niti duljina izgorjelog dijela do donje poprečne crte, radi preranog gašenja plamena, ispitivanje se ponavlja s novom epruvetom i povećanom količinom kisika, potrebnog za intenzivnije gorenje.

Tablica 1.9: Kriteriji za određivanje indeksa kisika prema EN ISO 4589-2 Oblik Postupak epruvete Vrijeme gorenja nakon paljenja s I, II, III, A 180 IV in VI

V

B

180

B

180

Kriteriji Granica gorenja u mm

50 mm ispod gornjeg ruba epruvete 50 mm ispod gornje poprečne crte 80 mm ispod gornje poprečne crte

Ukoliko su premašeni, ili vrijeme gorenja 3 minute, ili duljina izgorjelog dijela epruvete ispod donje poprečne crte, ispitivanje se ponavlja s novom epruvetom i smanjenom količinom kisika. Postupak ponavljamo, dok ne odredimo minimalnu koncentraciju kisika, koja još uvijek omogućuje gorenje, tako da plamen postiže jedna od uvjeta, a zatim se ugasi.

Ispitivanje užarenom žicom (47) njemački: engleski: norme:

Glühdrahtprüfung (GWT) Glow wire test (GWT) IEC EN ISO 60695-2-od 11 do 13

Ti standardi određuju ispitivanje paljenja ispitnog tijela užarenom žicom, pri kojima se prate zbivanja pri uporabi neprimjerenih elektrotehničkih proizvoda i uređaja, gdje može doći do zapaljenja radi pregrijanosti ili užarenja pojedinih metalnih vodiča električne struje.

Ispitno tijelo se pričvrsti na stajalo ispitnog uređaja te ga se sa silom od 1 njutn pritisne na užarenu žicu (Slika 1.39). Vrijeme dodira je 30 sekundi. Prodiranje šiljka užarene žice je ograničeno. Nakon odmicanja ispitnog tijela od užarene žice mjeri se vrijeme gorenja ispitnog tijela i bilježi se prisutnost gorućih kapljica.

Ispitno tijelo može biti čitav proizvod ili njegov dio, pa se umjesto proizvoda ispituju okrugle ili kvadratne ispitne pločice.

užarena žica (maks. 960 °C)

ispitno tijelo

kolica

1N

svileni papir

Slika 1.39: Ispitivanje užarenom žicom (Izvor: BASF, Brandschutztechnische Aspekte)

52

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 52

22.2.2016 7:20:10

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Norma N 60695-2-11 opisuje ispitivanje čitavog proizvoda, a norme EN 60695-2-12 i 13 opisuju ispitivanje pločica. Prema te dvije norme, određuju se temperatura užarene žice GWT, temperatura gorenja GWFI i temperatura zapaljenja GWIT. Opis postupka ispitivanja užarenom žicom GWT prema normi EN 60695-2-11 Prema toj normi određuje se temperatura užarene žice GWT na čitavom proizvodu. engleski: Glow Wire Temperature njemački: Glühdrahttemperatur Temperatura užarene žice GWT bira se prema ljestvici obzirom na uvjete primjene proizvoda. Izabrane temperature su navedene u Tablici 1.9. Računa se, da proizvod izdržava pokus, ukoliko se pri određenoj temperaturi GWT ispitno tijelo nakon 30 sekundi izlaganja užarenoj žici ne zapali ili ne tinja, odnosno ukoliko se plamen ili tinjanje ugase najkasnije 2 sekunde nakon odmicanja proizvoda od užarene žice. Podloga od svilenog papira se ne smije zapaliti radi gorućih kapljica ili ogorina tinjanja.

Opis postupka ispitivanja užarenom žicom GWFI prema normi EN 60695-2-12 Prema toj normi određuje se indeks gorivosti GWFI. engleski: Glow Wire Flammability Index njemački: Glühdrahtentflammbarkeitsindex Za postupak se primjenjuje kvadratna ili okrugla ispitna pločica. Uobičajeno se ispituje kvadratna pločica 60 x 60 mm.

Indeks gorenja GWFI je najviša temperatura užarene žice, pri kojoj se ispitno tijelo, nakon 30 sekundi izlaganja užarenoj žici, ne zapali ili tinja, odnosno ukoliko se plamen ili tinjanje ugase najkasnije 30 sekundi nakon odmicanja pločice od užarene žice. Podloga od svilenog papira, koji je postavljen ispod ispitnog tijela, ne smije se zapaliti radi gorućih kapljica i ogorina tinjanja. Temperature ispitivanja su propisane prema stupnjevima (Tablica1.10).

Opis postupka ispitivanja užarenom žicom GWIT prema normi EN 60695-2-13 Prema toj normi određuje se temperatura paljenja GWIT. engleski: Glow Wire Ignition Temperature njemački: Glühdrahtentzündungstemperatur Za ispitivanje se uobičajeno primjenjuje pločica 60 x 60 mm. Temperature ispitivanja su razvrstane prema stupnjevima od 500 do 960 °C. Temperatura paljenja GWIT je za 25 °C (30 °C pri zadnjem stupnju 960 °C) viša od maksimalne temperature, pri kojoj se ispitno tijelo u tri uzastopna ispitivanja, nakon odmicanja od užarene žice ne zapali, odnosno ne gori dulje od 5 sekundi. Podloga od svilenog papira, koja je postavljena ispod ispitnog tijela, ne smije se zapaliti radi gorućih kapljica i ogorina tinjanja.

53

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 53

22.2.2016 7:20:10

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Tablica 1.10: Kriteriji ispitivanja paljenja užarenom žicom IEC 60695-2-11 GWT čitav proizvod

Ispitno tijelo Temperatura žice u °C

Vrijeme kontakta užarene žice Broj ispitivanja Kriteriji nakon odmicanja užarene žice

550, 650, 750, 850, 960, definirano obzirom na uvjete primjene proizvoda 30 s 1 – Ispitno tijelo se ne zapali.

– Ispitno tijelo gori najviše 2 sekunde.

– Podloga se ne zapali.

IEC 60695-2-12 GWFI

IEC 60695-2-13 GWIT pločica 60 x 60 mm debljina 0,75 - 1,5 - 3,0 mm 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 960 standardizirani temperaturni stupnjevi ispitivanja 30 s

3 – Ispitno tijelo se ne zapali.

– Ispitno tijelo gori najviše 30 sekundi.

– Podloga se ne zapali.

3 – Ispitno tijelo se ne zapali.

– Ispitno tijelo gori najviše 5 sekundi.

– Podloga se ne zapali.

1.3.4 ODREĐIVANJE ELEKTRIČNIH SVOJSTAVA (48 do56) Polimerni materijali su uglavnom vrlo dobre izolacijske tvari. Stoga ih pri električnim uređajima primjenjujemo za izolaciju uređaja, kroz koje prolazi električna struja, da ne dođe do proboja ili kratkog spoja. Isto kao mehanička i toplinska svojstva, i električna svojstva su vrlo ovisna o utjecajima okoline. Stoga su pripremljene odgovarajuće norme za ispitivanje, koje sve te utjecaje uzimaju u obzir i propisuju. Od mnogih normiranih postupaka ispitivanja električnih svojstava, CAMPUS primjenjuje samo neke od njih, koje se odnose na ispitivanje dielektričnih i izolacijskih svojstava, te čvrstoće proboja ispitnog tijela.

Dielektrična svojstva (48 do 51) Polimerima i drugim izolacijskim materijalima, koji se primjenjuju u području visokofrekvencijske tehnike (primjerice radari), mikrovalne tehnike, ili za izradu kondenzatora, potrebno je provjeriti njihova dielektrična svojstva i to dielektričnu konstantu i dielektrični faktor gubitaka. Dielektrična svojstva (di na latinskom označava razdvajanje) su električna svojstva izolata nazvanog dielektrik, koje se nalazi između dvije provodne ploče (elektrode) spojene na izvor električnog napona te izložen električnom polju. Dielektrična svojstva se ispituju na standardiziranoj izvedbi kondenzatora pri frekvenciji izmjenične struje 100 Hz i 1 MHz. Dielektrična konstanta (pri 100 Hz i 1 MHz) (48 i 49) njemački: engleski: norma:

Dielektrizitätzahl Relative permitivity IEC 60250

54

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 54

22.2.2016 7:20:10

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Dielektrična konstanta izolirajućeg materijala εr je prema normi IEC 60250 omjer između električnog kapaciteta kondenzatora CM, pri kojem je dielektrik ispitni materijal, i kapaciteta kondenzatora CL jednake izvedbe, u kojem ulogu dielektrika ima zrak ili vakuum (Slika 1.40). Za ispitivanje se uobičajeno primjenjuje suhi zrak, jer ima praktično jednaka dielektrična svojstva kao vakuum. εr = CM/CL dielektrik U

Slika 1.40: Shema kondenzatora

Vakuum je izvrstan i idealan dielektrik. Kondenzator s takvim dielektrikom se ne pregrijava, stoga nema nikakvih električnih gubitaka. Za dielektrik izabiremo tvar s dobrim izolacijskim svojstvima. Uobičajeni izolacijski materijali, kao što je većina polimera, nisu idealni dielektrici, pa omogućuju veći kapacitet kondenzatora, od onog kojeg ima vakuumski kondenzator. Dielektrična konstanta je mjerilo za njegov kapacitet i veća je od 1.

Većina polimera ima εr između 2 i 5 i u električnom polju se neznatno zagrijavaju. Neki keramički materijali imaju εr između 40 i 80. Ti materijali su posebno primjereni za snažne kondenzatore. Ukoliko se neki materijal treba primijeniti samo kao električni izolator, izabiremo takav, koji ima manju vrijednost εr.

Dielektrični faktor gubitka pri 100 Hz i 1MHz (50 i 51) njemački: Dielektrischer Verlustfaktor engleski: Dissipation factor norma: IEC 60250 Dielektrik, koji je pod utjecajem električnog izmjeničnog polja, reagira različito obzirom na svoja dielektrična svojstva. Prateći učinak je zagrijavanje izolacijske tvari. Atomi i molekule izolacijske tvari su dipolne jedinice sa svojim pozitivno, odnosno negativno nabijenim krajevima te se u električnom polju usmjeravaju kao željezna strugotina u magnetskom polju. Za to se troši energija električnog polja, a posljedica je zagrijavanje dielektrika. U slučaju idealnog dielektrika-vakuuma ili zraka, tog zagrijavanja nema, dok su ostali dielektrici potrošači energije. Gubitak je mjerljiv i izražen dielektričnim faktorom gubitka.

U električnom izmjeničnom polju s idealnim dielektrikom, napon i jačina električne struje su u obliku sinusne krivulje, a jedna drugu slijede s faznim pomakom od 90°. Pri ostalim dielektricima koji nisu idealni, dolazi do spomenutih gubitaka, radi kojih se kut

55

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 55

22.2.2016 7:20:10

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

zakreta 90° između napona i jačine struje smanjuje za određenu vrijednost. Kut, za kojeg se smanjuje kut zakreta 90° naziva se kutom dielektričnih gubitaka, a tangens tog kuta je dielektrični faktor gubitaka. Nizak faktor gubitaka poželjan je u radarskoj i mikrovalnoj tehnici. Za te namjene izabiremo između nepolarnih plastičnih materijala, kao što su primjerice PE i PS. Zagrijavanje dielektrika može biti i korisno. U visokofrekventnoj zavarivačkoj tehnici, poželjni su plastični materijali koji imaju veliki dielektrični faktor gubitka, posebice pri povišenim temperaturama. Takav materijal je primjerice PVC. Dielektrična konstanta i dielektrični faktor gubitaka se mjere istim uređajem. Rezultat je jako ovisan o temperaturi, vlazi, naponu i frekvenciji električnog izmjeničnog polja.

Izolacijska svojstva (52 i 53) Električna izolacijska svojstva se prikazuju kao otpor tijela, kojim se tijelo suprotstavlja protoku električne struje. Pri tome se razlikuju unutrašnji otpor tijela pri protoku električne struje kroz tijelo (otpor provođenju) i površinski otpor pri protoku električne struje po površini tijela. U normi IEC 60093 ta su izolacijska svojstva prikazana sa specifičnim otporom provođenju i specifičnim površinskim otporom.

Specifični otpor provođenju (52) njemački: engleski: norma:

Spezifischer Durcghangswiderstand Volume resistivity IEC 60093

Otpor provođenju R, mjerena u Ώ, je omjer između istosmjernog napona U u Voltima između dvije elektrode, postavljene na izolacijskom tijelu, i struje I u Amperima, koja teče kroz izolacijsko tijelo, pri čemu se isključuje utjecaj površinske struje tako, da se odvede pored mjernog mjesta preko zaštitne elektrode 2 (Slika 1.41).

R = U/I (Ώ) Iz otpora R izračuna se otpor na jedinicu volumena ispitnog tijela, i naziva se specifičnim otporom provođenju ρD tako, da se otpor R pomnoži s omjerom površine elektrode F i debljine ispitnog tijela L. ρD = R·F/L (Ώm ili Ώcm) Specifični otpor provođenju ovisan je o uvjetima okoline koji djeluju na ispitno tijelo.

Manji je pri višim temperaturama ispitnog tijela i veće vlažnosti okoline. Materijali sa specifičnim otporom 108 Ώcm vrijede kao dobri izolatori. Što je vrijednost viša, riječ je o

56

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 56

22.2.2016 7:20:10

~ T E HN I Č KI

V 1

2

ispitno tijelo

3

V

l

3

Z AH T JE V I ~

g

1

ispitno tijelo

dm 1 2

A

A

Slika 1.41: Ispitivanje otpora provođenju

Slika 1.42: Ispitivanje površinskog otpora

boljem izolatoru. Za ispitivanje se primjenjuju oblici epruveta prilagođeni ispitnom tijelu.

Za čvrste tvari pločastih oblika, primjenjuju se epruvete dimenzija 60 x 60 x 2 mm i kružne elektrode (Slika 1.41). Za cilindrična tijela, kao što su primjerice kabeli, primjenjuju se cjevaste epruvete sa cilindričnim elektrodama.

Elektrode 1 i 3 priključe se na izvor istosmjernog napona. Uobičajeno se izabire napon 500 V. Struja koja teče kroz tijelo, vrlo je mala i mjeri se u pikoamperima. Vrijednost napona i struje uobičajeno se očitavaju svake minute. Ukoliko dva uzastopna mjerenja daju jednake rezultate, mjerenje se završava. Ukoliko se stanje na mjernim instrumentima ne umiri niti nakon 100 minuta, u izvještaj o ispitivanju se upisuje da je otpor vremenski ovisan.

Specifični površinski otpor (53) njemački: engleski: norma:

Spezifischer Oberflächenwiderstand Surface resistivity IEC 60093

Površinski otpor Ro je otpor između elektroda 1 i 2 (Slika 1.42), postavljenih na površinu ispitnog tijela, te je izražena omjerom istosmjernog napona U između obje elektrode i površinske struje I. Dobivena vrijednost je izrazito ovisna o vlažnosti zraka, onečišćenju površine, debljini ispitnog tijela i oblika elektrode. Specifični površinski otpor ρs je otpor na jedinicu površine. ρs = Ro·Π·dm/g dm g

promjer kružne elektrode 1 zazor između obje elektrode 1 i 2

57

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 57

22.2.2016 7:20:10

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Električna svojstva proboja (54 do 56) CAMPUS za vrednovanje svojstava električne čvrstoće primjenjuje dva postupka: - određivanje čvrstoće električnog proboja, - određivanje usporednog broja CTI za puzajuće struje. Čvrstoća električnog proboja (54) njemački: engleski: norma:

Elektrische Durchschlagfestigkeit Electric strength IEC 60243-1

Čvrstoća električnog proboja označava izolacijsku učinkovitost materijala pri frekvenciji mreže od 48 do 62 Hz. Napon pri kojem dolazi do proboja, podijeli se s debljinom ispitnog tijela između dvije provodne pločice i dobiva se vrijednost u kV/mm (Slika 1.43). Primjenjuju se epruveta 60 x 60 x 1 mm. Norma određuje trajanje opterećenja u sekundama i stupanj opterećivanja u voltima po sekundi.

Usporedni brojevi CTI i CTI-M za puzajuće struje (55 i 56) njemački: engleski: norma:

Vergleichszahl der Kriechwegbildung CTI Comparative tracking index CTI IEC 60112

Otpor elektroizolacijskih materijala na puzajuće struje radi onečišćenja i vlage je izražen s usporednim brojem CTI. Definiran je kao maksimalni napon, pri kojem izolirajuće tijelo, uz prisutnost provodljive otopine i pougljenjenih produkata radi iskrenja, još ne otkaže. Što je veći CTI broj, izolirajuće tijelo bolji je električni izolator. Materijali, koji pri 600 V još uvijek ne otkazuju, vrijede kao materijali koji su vrlo otporni na puzajuće struje.

Postupak određivanja CTI je prilično problematičan. Elektrode, međusobno razmaknute 4 mm, su pritisnute na epruvetu ≥15x≥15x≥3 mm te povezane s izvorom podesivog izmjeničnog napona veličine od 100 do 600 V i frekvencije od 48 do 62 Hz (Slika 1.44).

Postupak započinje s naponom koji odgovara očekivanom rezultatu, te je višekratnih broja 25. Vrijednosti koje pri tome imaju prednost su 175, 250, 300, 375 i 500 V. Izabrani napon se povisuje u koracima po 25 V, ili se svaki puta podešava nova viša vrijednost napona koja je višekratnih broja 25. Nakon svakog novog podešavanja uključi se kapanje pedeset kapljica provodne tekućine. Ispitno tijelo se nakon svake promjene napona pomiče na novo mjesto, kako se na jednom mjestu ne bi nakupilo previše pougljenjenih provodnih čestica. Napon se povisuje, sve dok ne dođe do proboja. Najviši stupanj napona, pri kojem još ne dolazi do proboja, je usporedni broj CTI. Pri tome vrijede sljedeći uvjeti:

58

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 58

22.2.2016 7:20:10

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

provodna tekućina

ispitno tijelo

V

elektrode

60° 4 epruveta

A Slika 1.43: Shema ispitivanja čvrstoće proboja

-

Slika 1.44: Određivanje usporednog broja CTI (Izvor: G.E.P. Materialien mit Profil, 1992)

mora pasti 50 propisano velikih kapljica provodne tekućine u intervalima po 30 sekundi, na pet mjesta (pomaka ispitnog tijela) ne smije doći do proboja, ukoliko između elektroda poteče struja, ona ne smije premašiti jakost 0,5 A i vrijeme 2 sekunde, ukoliko se zapali provodna obloga, koja nastaje radi osušenih kapljica i iskrenja, plamen se mora ugasiti u 2 sekunde.

Postupak se nastavlja s novim kompletom ispitnih tijela pri naponu, koji je za 25 V niži od dobivene CTI vrijednosti. Broj kapljica se poveća na 100. To se ponavlja pet puta i svaki puta se ispitno tijelo pomakne na novo mjesto. Niti na jednom mjestu ne smije doći do proboja.

Neki materijali ne ispunjavaju opisane uvjete. Za te materijale traži se najviši napon pri 100 kapljica tako, da se snizuje napon u koracima po 25 V. Vrijednost tako dobivenog napona, pri kojem uz 100 kapljica ne dođe do proboja, zapisuje se u zagradi pored vrijednosti CTI. Provodljiva otopina A sastavljane je od 0,1 % amonijevog klorida i destilirane vode. Za zahtjevnije kriterije se primjenjuje provodljivija otopina B, sastavljena od 0,1 % amonijevog klorida, 0,5% alken-naftalen-sulfonata i destilirane vode. Vrijednost CTI prema strožem kriteriju ima oznaku CTI-M.

59

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 59

22.2.2016 7:20:10

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1.3.5 ODREĐIVANJE OPĆIH SVOJSTAVA PLASTOMERNIH MATERIJALA (57 do 59) Opća svojstva polimernih materijala, koji su u sustavu CAMPUS opisana svojstvima upijanje vode (57 i 58) te gustoćom (59) – Obrazac 1.1, jednako tako su važna za određivanje svojstava plastičnih materijala i kontrolu njihove prerade, kao i do sada opisana reološka, mehanička, toplinska i električna svojstva.

Gustoća je brzo i jednostavno mjerivo svojstvo materijala, na temelju kojeg je moguće odrediti moguće fizikalne ili kemijske promjene u strukturi materijala pri njegovoj preradi. Promjena gustoće nas upozorava na smetnje u procesu i zahtijeva provjeru procesa.

Drugo svojstvo-upijanje vode može svestrano djelovati na ostala svojstva materijala. To pogotovo vrijedi za poliamide. Neke vrste poliamida u normalnim uvjetima okoline, pri 50-postotnoj relativnoj vlazi, apsorbiraju 2,5 postotka vode. Pri tome se žilavost i istezanje bitno povećaju, a krutost, tvrdoća i čvrstoća smanjuju. Pri potapanju takvih materijala u vodu, upijanje vode se povećava sve do vrijednosti zasićenja oko 10 postotaka, što vrijedi za uvjete apsorpcije u vodi. Pri tome se svojstva toliko pogoršaju, da proizvodi od takvih materijala nisu primjereni za dugotrajnu primjenu u kontaktu s vodom. Materijali ojačani staklenim vlaknima manje su osjetljivi na takve utjecaje.

Upijanje vode i vlage (57 i 58) njemački: engleski: norma:

Wasseraufnahme water absorption DIN EN ISO 62, 1999

Ta norma određuje postupak određivanja upijanja vode (57) i vlage (58) na temelju promjene mase plastičnog ispitnog tijela nakon izlaganja utjecaju vode ili vlažnog zraka pri različitim temperaturama i vremenima izlaganja. Za ispitivanje se primjenjuje standardna epruveta debljine 1 ili 2 milimetra prema normi ISO 294-3, tip D1. Za svaki izabrani materijal ispituje se najmanje 3 ispitna tijela. Obzirom na veličinu i oblik ispitnog tijela, moguće je dobiti različite rezultate ispitivanja. Ispitna tijela se očiste s pomoću neutralnog čistila. Kako se zračni mjehuri ne bi pri potapljanju zalijepili na površinu, ispitna tijela moraju biti glatka.

Norma ISO 62 određuje 4 postupka ispitivanja: Postupak 1: Određivanje upijanja vode u vodi temperature 23 °C Rezultati tog postupka su postotak apsorbirane vode pri uvjetima potapljanja kroz 12 sati i pri 23 °C te postotak apsorbirane vode pri zasićenju nakon određenog vremena i pri temperaturi 23 °C. Postupci se provode na sljedeći način:

60

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 60

22.2.2016 7:20:10

~ T E HN I Č KI

-

Z AH T JE V I ~

1

sušenje ispitnih tijela u komori za sušenje 24 sata pri temperaturi 50 °C, hlađenje u eksikatoru (posudi za sušenje) na sobnu temperaturu, vaganje preciznosti ±1 mg (masa m1), potapanje ispitnog tijela kroz 24 sata u destiliranu vodu temperature 23 °C, brisanje ispitnog tijela do suhog i zatim ponovno vaganje (masa m2).

Za određivanje zasićenosti vodom, ispitno tijelo se ponovo potapa u destiliranu vodu temperature 23 °C i nakon određenog vremena se ponovo važe. Ljestvica vremena potapanja je 24, 48, 96, 192 sata itd. Nakon svakog potapljanja ispitno tijelo se obriše i izvaže. Kada masa više ne raste, postignut je stupanj zasićenja.

Postupak 2: Određivanje upijanja vode u vreloj vodi I ovaj postupak daje dva rezultata: postotak apsorbirane vode nakon 30 minuta pri temperaturi 100 °C, te postotak apsorbirane vode pri zasićenju nakon određenog vremena i pri temperaturi 100 °C. Postupak 2 jednak je postupku 1, osim što su vremena potapljanja 30 minuta, a temperatura vode u koju se ispitno tijelo potapa 100 °C. Postupak 3: Određivanje količine izdvojenih čestica u vodi Ukoliko postoji sumnja da materijal ispitnog tijela sadrži tvari, koje se tijekom potapanja u vodu odvajaju, količina apsorbirane vode se određuje prema sljedećem postupku: -

Nakon izvršena prva dva postupka, ispitno tijelo se suši 24 sata u komori za sušenje pri temperaturi 50 °C. Vaganje suhog ispitnog tijela (masa m3).

Ukoliko je masa m3 manja od mase m1, nastala razlika se razmatra, kako je navedeno u sljedećem podstavku.

Stvarna količina apsorbirane vode se izračuna tako, da se povećanju udjela mase nakon upijanja vode (m2- m1) doda izgubljena vrijednost udjela čestica, koje su se rastopile u vodi (m3- m2).

Količina apsorbirane vode c u postotcima obzirom na ishodišnu masu m1 je: c = (m2- m3)·100/m1 Postupak 4: Određivanje upijanja vode u vlažnom zraku Postupak 4 jednak je postupku 1, osim što je ispitno tijelo pri postupku 4 u klimatiziranoj komori pri temperaturi 23 °C izloženo utjecaju vlažnog zraka s Rh 50 postotaka.

61

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 61

22.2.2016 7:20:10

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Za neke namjene mogu se odrediti i drugačiji uvjeti ispitivanja u klimatiziranoj komori, i to daj e Rh između 70 i 90 postotaka, a temperatura vlažnog zraka u komori između 70 i 90 °C. Za postupke 1,2 i 4 vrijedi sljedeći proračun vrijednosti apsorbirane vlage c u postotcima obzirom na vrijednost ishodišne mase m1: c = (m2- m1)·100/m1 Određivanje gustoće (59) njemački: engleski: norma:

Bestimmung der Dichte determination of density DIN EN ISO 1183-1, svibanj 2004.

Ta norma određuje tri postupka određivanja gustoće nepjenastih polimernih materijala: - postupak A: postupak s potapanjem (za poluproizvode i proizvode), - postupak B: postupak s tekućinskim piknometrom (za granulat i prah), - postupak C: titracijski postupak (za poluproizvode, proizvode i granulat).

Postupak A: postupak s potapanjem -

-

Ispitno tijelo obješeno na tanku žicu (debelu najviše 0,5 mm) te se izvaže (masa m1). Ispitno tijelo mora imati primjerenu veličinu, oblik i masu, koja ne bi trebala biti manja od 1 grama. Uobičajeno ga se izreže iz većeg dijela epruvete ili konačnog proizvoda.

Površina mora biti glatka i bez udubina, kako pri potapanju na nju ne bi prianjali zračni mjehuri.

Ispitno tijelo, obješeno na žicu (Slika 1.45) se potapa u primjerenu tekućinu te ga se ponovo izvaže (masa m2). Tekućina može biti destilirana ili deionizirana voda, kojoj se dodaje najviše 0,1 postotaka akumulatorske tekućine ili ispitno tijelo m2 drugog sredstva za sprječavanje prianjanja zračnih mjehura. Za potapanje se može izabrati i druga primjerena teprotuuteg ispitna kućina, koja ne utječe na ispitno tijelo. tekućina

Slika 1.45: Shema određivanja gustoće ispitnog tijela postupkom s potapanja

62

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 62

22.2.2016 7:20:11

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Gustoća ispitnog tijela ρ izračuna se prema sljedećoj jednadžbi: ρ = m1·ρt/(m1- m2) m1 m2 ρt

masa ispitnog tijela izvagana na zraku prividna masa ispitnog tijela izvagana u tekućini gustoća tekućine

Ukoliko je ispitno tijelo lakše od vode i ne može potonuti, optereti se dodatnim utezima, što se uzima u obzir pri proračunu gustoće. Može se izabrati i druga tekućina, čija gustoća ρt je manja od gustoće ispitnog tijela, tako daje potapanje ispitnog tijela moguće.

Postupak B: Postupak s tekućinskim piknometrom -

Izvaže se prazan, suhi piknometar (mjerač gustoće tekućina). Vrijednost mase označava se s mA. U izvagani piknometar usipa se odgovarajuća količina materijala i sve se zajedno izvaže (masa mB).

Materijalu se dolije tekućinu za potapanje do označene visine te se ponovo sve izvaže (masa mC).

Piknometar se isprazni, očisti, napuni s tekućinom do označene visine i izvaže (masa mD).

Gustoća ispitnog tijela ρ u g/cm3 izračunava se prema sljedećoj jednadžbi: ρ = m1·ρt/(mtD-mtC) m1 mtD mtC ρt

masa ispitnog tijela (mB-mA) masa tekućine, ukoliko u piknometru nema materijala (mD-mA) masa tekućine, ukoliko je u piknometru materijal (mC-mB) gustoća tekućine

Postupak C: Titracijski postupak Za provedbu tog postupka potrebne su dvije tekućine za potapanje s različitim gustoćama, koje se međusobno dobro miješaju. Jedna tekućina ima veću, a druga manju gustoću od ispitnog tijela. Postupak se odvija na sljedeći način: -

U mjerni lončić se ulije 100 ml lakše tekućine. U nju se potopi ispitno tijelo koje potone na dno.

U lončić se postupno dolijeva teža tekućina i obje se lagano miješaju. Nakon svakom dolijevanja teže tekućine, promatra se što se događa s ispitnim tijelom.

63

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 63

22.2.2016 7:20:11

1 -

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Kada se brzina potapanja bitno uspori, smanji se dodavanje druge tekućine.

Tekućina se prestane dodavati, kada pri laganom miješanju ispitno tijelo lebdi u tekućini te se u vremenu 1 minute ne podigne na površinu niti ne potone na dno. U tom stanju se gustoća tekućine izjednači s gustoćom ispitnog tijela.

Gustoća smjese se izmjeri areometrom, ili se izračuna zbrajanjem gustoća obiju tekućina obzirom na njihove volumne udjele.

1.3.6 ODREĐIVANJE SPECIFIČNIH SVOJSTAVA PLASTOMERNIH MATERIJALA (60 do 62) Neki materijali imaju posebna svojstva, koja su karakteristična za njihovu skupinu. Takva svojstva su primjerice karakteristična gustoća (samo za polietilen) i stupanj izotaktičnosti (samo za polipropilen). Specifično svojstvo je i viskoznost, koja primjerice pri poliamidima nije odrediva postupkom određivanja indeksa tečenja taljevine MFR, a među optičkim svojstvima se ističe propusnost svjetlosti, koja je mjeriva samo pri prozirnim i propusnim materijalima.

Pri materijalima, pri kojima nije moguće određivanje viskoznosti na osnovi indeksa tečenja taljevine, primjenjuje se postupak određivanja viskoznosti razrijeđenih polimernih otopina s pomoću kapilarnog viskozimetra. Sustav CAMPUS za određivanje viskoznosti primjenjuje postupak prema normi DIN EN ISO 1628-1. Viskoznost prema toj normi je izražena s pomoću viskoznog broja. Karakteristična gustoća je definirana normom ISO 1872-1, a indeks izotaktičnosti polipropilena je određen normom ISO 9113 (Obrazac 1.1).

Određivanje viskoznosti otopina visokomolekulnih polimera Viskoznost razrijeđenih polimernih otopina je kao i viskoznost taljevine mjeriva veličina.

Pokazatelj je sposobnosti tečenja taljevine i u izravnoj ovisnosti o prosječnoj molekulnoj masi odnosno prosječnoj veličini makromolekula polimera i njene raspršenosti (Slika 1.46), o čemu u velikoj mjeri ovise uporabna svojstva polimera.

Struktura polimera je sastavljena od mnoštva velikih makromolekula. Krivulja na Slici 1.46 predstavlja omjer između veličine pojedinih makromolekula u promatranoj ispitnoj količini polimera (na apscisi) i njihovim brojem (na ordinati). Svojstva polimera su određena statističkom prosječnom vrijednošću makromolekulne mase, navedene na apscisi ispod vrha krivulje.

Mjerenjem viskoznosti možemo odrediti

pomak radi opterećenja

M

Molekulna masa

Slika 1.46: Prosječna makromolekulna masa (Izvor: SKZ, 1971)

64

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 64

22.2.2016 7:20:11

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

promjenu svojstava polimera radi različitih opterećenja, kojima je polimer izložen (toplina, utjecaj kemikalija, atmosferski utjecaju, utjecaji prerade, itd.). Radi tih opterećenja makromolekule se cijepaju. Krivulja na Slici 1.46 se pomiče u područje manjim makromolekulnih masa, što znači nižu izmjerenu viskoznost i stoga lošija svojstva polimera.

Stoga se mjerenje viskoznosti sve više primjenjuje za kontrolu kvalitete polimernih materijala nakon prerade sa ciljem provjere sukladnosti proizvodnog procesa kao i za kontrolu kvalitete ulaznog materijala. Preduvjet za uspješno mjerenje viskoznosti je odgovarajuća priprema polimera u otopljenom stanju.

Viskozni broj (60) njemački: engleski: norma:

Viskositätszahl Viscosity number DIN EN ISO 1628 s dijelovima od 1 do 6

Dio 1 je opći dio, a dijelovi 2 do 6 definiraju postupke određivanja viskoznog broja prema vrsti materijala PVC, PE i PP, PC, PET i PBT, te PMMA. Određivanje viskoznosti PA definira norma ISO 307, a viskoznost CA definira norma ISO 1157.

Određivanje viskoznog broja I oslanja se na usporedbi vremena protoka otapala i razrijeđene polimerne otopine u kapilarnom viskozimetru. Viskozni broj uzima u obzir viskoznost obiju tekućina i količinu polimera u otopini. Izražen je s pomoću jednadžbe: I = (η/η0 - 1)·1/c (cm3/g) η η0 c

viskoznost otopine viskoznost otapala koncentracija otapala (g/ml)

Vrijeme protoka otapala i otopine mjere se istim viskozimetrom pri temperaturi 25 °C. Temperatura može biti i 100 ili više stupnjeva, ovisno o postupku. Vremena protoka obiju tekućina kroz kapilarni viskozimetar su proporcionalna viskoznostima obiju tekućina.

Stoga za viskozni broj vrijedi i sljedeća jednadžba: I = (t/t0 - 1)·1/c t t0 c

(cm3/g)

vrijeme protoka otopine vrijeme protoka otapala koncentracija otapala (g/ml)

Mjerenja vremena se provode u dva uzastopna ispitivanja. Za proračun vrijednosti I u obzir se uzima aritmetička sredina oba vremena.

65

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 65

22.2.2016 7:20:11

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Za određivanje viskoznosti otopine koristi se i vrijednost K, posebice za određivanje viskoznosti poli(vinil-klorida). Vrijednost K je, isto kao i vrijednost I, karakteristična za određivanje srednje molekulne mase i sposobnosti tečenja taljevine. U praksi imamo usporedne tablice za preračunavanje vrijednosti I u vrijednost K, što je mjerilo za prosječni stupanj polimerizacije.

Norma ISO 1628 definira oblik i izmjere viskozimetra obzirom na vrstu uzorka. Na Slici 1.47 shematski je prikazan viskozimetar prema normi ISO 3105. Tip viskozimetra određuje se obzirom na omjer između viskoznosti i gustoće otapala pri temperaturi postupka.

Vrijeme i način pripreme otopine su definirani pripadajućom normom za ispitivanje određenog polimera. Otapalo ne smije uzrokovati njegovu razgradnju. Koncentracija polimera je najčešće između 0,1 g/100 ml i 7 g/100 ml. Izabire se takva koncentracija, da je omjer između vremena i protoka otopine i vremena protoka taljevine između 1,2 i 2.

260 do 290

90 ± 5

7

130 ± 5

Viskozimetar se sastoji od tri cijevi 1, 2 i 3. Cijevi 2 i 3 su posebno oblikovane i na pojedinim mjestima proširene u obliku spremnika za ulijevanje i pretakanje uzorka. Uzastopce se mjeri protočnost otapala i polimerne otopine, pri čemu se mjeri vrijeme koje je potrebno, da se razina ispitne tekućine snizi od oznake M1 do oznake M2. Prvo se ispitna tekućina ulije kroz cjevčicu 3 u spremnik 4 do visine M između obje oznake (približno 12 ml).

Viskozimetar se zatim stavlja u termostatsku prozirnu posudu, napunjenu termo3 1 2 statskom tekućinom, tako da je spremnik 9 ispod njene razine. Temperatura kupelji u termostatskoj posudi je uobičajeno 25 °C, 9 no može biti i 100 i više stupnjeva. OdstuM2 panje temperature kupelji je ±0,05 °C, a pri 8 temperaturi iznad 100 °C dopušteno je odM1 stupanje ±0,2 °C.

6 5 (mjere u mm)

M 4

Slika 1.47: Viskozimetar Ubbelohde (Izvor: Bayer, ATI 1107, 1997)

Čim se viskozimetar s ispitnom tekućinom zagrije, cjevčica 1 se zatvara. Cjevčice se otvaraju i zatvaraju s pomoću ručnih ventila. Cjevčica 2 se preklapa na podtlak, ili cjevčica 3 na pretlak. Tako se ispitna tekućina ili pretoči, ili potisne iz spremnika 4 u prostore 8 i 9. Cjevčica 1 se zatim otvara.

Ispitna tekućina počinje istjecati kroz kapilarnu cijev 7 pored presjeka 6 u prostor 5. Kada ispitna tekućina dođe do otvora na donjem kraju cjevčice 1, otvara se cjevčica 2, kako bi ispitna tekućina mogla lakše

66

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 66

22.2.2016 7:20:11

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

istjecati. Mjerenje počinje kada razina ispitne tekućine dosegne oznaku M1 i završava, kada razina ispitne tekućine dosegne oznaku M2. Mjerenje se ponavlja više puta i izračunava srednja vrijednost vremena istjecanja. Na temelju vremena koje je potrebno da neka količina isteče kroz kapilaru, moguće je izračunati viskoznost otopine.

Određivanje viskoznog broja poliamida norma: DIN EN ISO 307 Norma ISO 307 definira postupak određivanja viskoznog broja otopine nekog poliamida u odgovarajućem otapalu. Tim postupkom omogućeno dobivanje stvarnih podataka o sposobnosti tečenja taljevine poliamidnih materijala, što s pomoću postupka određivanja indeksa taljevine nije moguće. Postupak prema normi ISO 307 je primjeren za poliamide sljedećih oznaka: PA46, PA6, PA66, PA69, PA610, PA612, PA11, PA12, PA6T/66, PA6I/6T, PA6T/6I/66, PA6T/6I, PA6I/6T/66, PAMXD6, kopoliamide i ostale poliamide, koji su pod propisanim uvjetima potpuno topivi u propisanom otapalu. Sadržaj netopivih tvari, kao što su mineralna punila, staklena ili ugljična vlakna, moramo odvojiti iz otopine. Norma ISO 307 temelji se na već opisanoj normi ISO 1628-1 i preporuča za ispitivanje poliamidnih materijala dva tipa viskozimetara, tip 1 i tip 2 određene prema normi ISO 3105, s unutrašnjim promjerom kapilarne cijevi 0,58 mm i 1,03 mm, obzirom na omjer između viskoznosti otapala i njegove gustoće.

Za otapalo se može primijeniti 96-postotna sumporna kiselina, 90-postotna mravlja kiselina, 99-postotni m-krezol, 99-postotni fenol, 85-postotna ortofosforna kiselina i neke mješavine nabrojenih otapala, kako bi se poboljšao učinak otapanja. Pri uporabi mravlje kiseline, unutrašnji promjer kapilarne cijevi je 0,58 mm, a pri uporabi sumporne kiseline i m-krezola 1,03 mm. Koncentracija otopine poliamida je 0,005 g/ml. Viskoznost se mjeri pri 25 °C. Ukoliko ispitne otopine imaju više od 2 postotka dodatnih tvari, nju treba uzeti u obzir pri pripremi ispitne otopine. Količina ispitne otopine za testiranje mc izračuna se prema sljedećoj jednadžbi: mc = 250/[1 – (W1 + W2 + W3)/100] 250 W1 W2 W3

nominalna količina ispitne otopine u mililitrima voda anorganske čestice (punila, vlakna) ostale tvari (ostali polimeri, dodaci za samogasivost itd.)

Na temelju mjerenja vremena protoka poliamidne otopine pri uvjetima testiranja, na temelju prethodno opisanog postupka (standard ISO 1621-1) izračunavaju se viskozni broj, koji je mjerilo molekulne mase nekog poliamida i sposobnost tečenja taljevine poliamida.

Za svakodnevnu kontrolu procesa, primjenjuje se pojednostavljeni postupak određivanja viskoznog broja bez uzimanja u obzir dodatnih tvari.

67

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 67

22.2.2016 7:20:11

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

Karakteristična gustoća-samo za PE (61) njemački: engleski: norma:

kennzeichnende Dichte (nur für PE) indicative density (for PE only) ISO 1872-1

Norma ISO 1183, koja definira postupak određivanja gustoće polimernih materijala nije u cijelosti primjerena za PE. Stoga se za određivanje gustoće PE primjenjuje norma ISO 1872-1. Radi specifičnih svojstava PE, priprema ispitnog uzorka donekle je različita. Nakon završene specifične pripreme uzoraka prema normi ISO 1872-1, postupak određivanja gustoće se nastavlja prema normi ISO 1183 kao i za sve druge materijale, a dobivena gustoća se, radi specifičnosti pripreme uzorka, naziva karakterističnom gustoćom.

Indeks izotaktičnosti-samo za PP (62) njemački: engleski: norma:

isotaktisches Index (für PP) isotactic index (of PP) ISO 9113

Pri polimerizaciji propilena olefinske grupe CH3 makromolekuli polipropilena različito se razmještaju. Ozirom na to, dobivaju se proizvodi različitih svojstava i to izotaktični, sindiotaktični i ataktični PP. Pri izotaktičnom PP grupe CH3 se razmještaju samo s jedne strane ugljikovog lanca. Pri sindiotaktičnom PP grupe CH3 se razmještaju jednakomjerno s obje strane ugljikovog lanca u pravilnim razmacima. Pri ataktičnom PP grupe CH3 razmještaju se s obje strane ugljikovog lanca bez pravog reda i pravila. Tehnički važan je izotaktični PP, a ataktični dolazi u obzir samo kao elastomerna komponenta pri premazima i kitovima.

Polipropilen pored izotaktičnog dijela sadrži i ataktični dio. Prisutnost ataktičnog dijela nije poželjna, jer pogoršava mehanička svojstva polimera. Njen udio je ovisan o vrsti primijenjenih katalizatora i o drugim uvjetima polimerizacije. Udio izotaktičnog dijela, nazvan i indeks izotaktičnosti, određuje se prema normi ISO 9113, i za praktičnu primjenu polipropilena mora iznositi najmanje 80 postotaka, a u slučaju prisutnosti vlakana ojačala i od 95 do 97 postotaka.

1.3.7 ODREĐIVANJE OPTIČKIH SVOJSTAVA (63 do 65) Optička svojstva tvari i svjetlosne pojave, kao što su lom, odbijanje i širenje svjetlosti u prozirnim medijima proučava znanost koja se naziva optikom (prema grčkoj riječi optikos, što znači »vidljiv«). Optika daje i rješenja, kako se te svjetlosne pojave mjere i praktično primjenjuju u svakodnevnom životu. Dio optike, koja proučava geometrijske karakteristike zraka svjetlosti, kao što su lom i odbijanje svjetlosti, naziva se geometrijskom optikom. Dio optike, koja proučava pojave koje čovjek može primijetiti svojim osjetom vida, i rezultat su psihofizičkog odaziva čovjeka na podražaje svjetlosnih valova, naziva se

68

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 68

22.2.2016 7:20:11

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

fiziološkom optikom. U to područje primjerice pripada prepoznavanje boje kao posljedica podražaja koje dobije ljudsko oko, te je ovisno o valnoj duljini vidnog dijela svjetla u području valnih duljina približno između 380 i 780 nanometara.

Proizvođači plastičnih materijala za svoje materijale navode i neka osnovna optička svojstva. To su prije svega propusnost svjetlosti, indeks loma i boja.

Propusnost svjetlosti (63) njemački: engleski: norme:

Lichtdurchlässigkeit (Transmission) Total luminous transmittance ISO IEC 13468 - 1; DIN 5036 - T3; DIN 1349 - 1

Te norme određuju prolaz usmjerene zrake kroz homogeni, izotropni, optički čist, transparentan plastični materijal, bez promjena smjera svjetlosne zrake. Sustav CAMPUS primjenjuje normu ISO IEC 13468 – 1. Prema toj normi propusnost svjetlosti neke tvari određena je omjerom između propuštenog svjetlosnog toka i ulaznog svjetlosnog toka. τ = (ΦD/Φ0)·100 (u postotcima) ΦD Φ0

propušteni svjetlosni tok ulazni svjetlosni tok

Ukoliko se s pomoću izvora svjetlosti osvijetli neko prozirno tijelo, pri prolasku svjetlosti kroz to tijelo dolazi do određenih gubitaka. Nešto svjetlosti se izgubi radi odbijanja na površini tijela, nešto svjetlosti tijelo apsorbira, a veći dio tijelo propusti. Zbroj vrijednosti odbijene, apsorbirane i propuštene svjetlosti u postotcima iznosi 100 posto. Što je tvar više prozirna, veća je njena propusnost svjetlosti. PMMA, koji je poznat po velikoj propusnosti svjetla, ima 92-postotnu propusnost i primjeren je za izradu leća i prizmi različitih optičkih uređaja.

Indeks loma (64) njemački: engleski: norma:

Brechungsindex (Brechzahl) Refractive index EN 2155 – 3

Zraka, koja na površinu prozirnog tijela padne pod kutom, pri ulazu u tijelo mijenja smjer gibanja za određeni kut (Slika 1.48). Ukoliko je medij 1 optički tanji (rjeđi), od medija 2, upadni kut zrake α na graničnoj površini se prelomi u odnosu na vertikalu i s njom tvori kut β. U geometrijskoj optici se omjer između sinusa upadnog kuta zrake i sinusa prelomljene zrake naziva indeksom loma ili prijelomnim brojem. Izražen je s pomoću jednadžbe:

69

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 69

22.2.2016 7:20:11

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

n = sinα/sinβ indeks loma upadni kut zrake kut prelomljene zrake

n α β

Svjetlosnoj zraci se pri prolazu iz jednog medija u mijenja i brzina. Najveću brzinu svjetlost ima u vakuumu. U gušćem mediju se brzina zrake svjetlosti uspori. Omjer između brzine svjetlosti u vakuumu i brzine svjetlosti u nekom drugom, gušćem mediju jednaka je omjeru sinusa kutova α i β upadne i propuštene zrake. Iz toga proizlazi sljedeća jednadžba: n = sinα/sinβ = c1/c2 = n2/n1 brzina upadne zrake u mediju 1 brzina prelomljene zrake u mediju 2 indeks loma medija 1 indeks loma medija 2

c1 c2 n1 n2

Indeks loma n1 za vakuum je 1. Indeksi loma optički gušćih medija su veći od 1. Za zrak je indeks loma primjerice 1,000292. U mnogim slučajevima se radi male razlike uzima 1. Za vodu je 1,33, za PMMA je 1,49, za PC je 1,58, za razne vrste stakla je između 1,45 i 2,14 itd.

Zakonitosti loma svjetlosti se primjenjuju za izradu prizmi i leća pri optičkim uređajima.

Odgovarajućim oblikovanjem prizme može se dobiti potpuno odbijanje svjetlosti, tako da se zraka u istoj liniji odbije natrag. Ta zakonitost se primjenjuje za izradu reflektora u automobilskoj industriji (Slika 1.49).

α medij 1 c1 n1

granična površina

medij 2 c2 n2 β

Slika 1.48: Prijelom zrake svjetlosti

Slika 1.49: Načelno potpunog odbijanja svjetlosti

70

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 70

22.2.2016 7:20:11

~ T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

1

Određivanje boja (65) Norma DIN 5033 – od 1 do 9 U toj normi boja je opisana kao osjećaj podražaja, kojeg izazove primljeno elektromagnetsko svjetlosno zračenje u mrežnici ljudskog oka. S time što mrežnica razdijeli energiju primljenog zračenja i samu zraku svjetlosti na spektar različitih valnih duljina, ostvaruje osjet vida u boji. Pri mnogim tehničkim proizvodima boja proizvoda glavna je funkcijska karakteristika. Stoga je važno znati, kako se boju, koja ima čisto psihofiziološki značaj, može jednoznačno definirati, radi kasnije točne reprodukcije.

Kako podražaji, koji ostvaruju osjet vida u boji, fizikalno nisu mjerljivi, utisak boje opisan je s pomoću tri pojma: tonom boje, zasićenošću i svjetlošću obzirom na valnu duljinu vidnog dijela svjetlosti. Ton boje je opisan kao podražaj, kojeg izazovu različiti dijelovi svjetlosnog spektra. Vidljiva svjetlost najkraćih valnih duljina (približno 400 nanometara) izaziva podražaj koji označava ljubičastu boju. Do valne duljine 490 nanometara postupno nastaje plava boja, a do valne duljine približno 500 nanometara zelena. Od 530 do 570 nanometara boja postupno prelazi u žutu, a zatim preko narančaste (580 do 620 nanometara) u crvenu (620 do 780 nanometara). Ta tri pojma boje moguće je izraziti kvantitativno.

Ukoliko pretpostavljamo da svaka boja ima samo te tri karakteristike, moguće ju je prikazati kao točku u trodimenzionalnom prostoru i jednoznačno definirati s tri koordinate x, y i z, za koje vrijedi da je njihov zbroj jednak 1. Obzirom na to, za određivanje boje na raspolaganju su dvoosni koordinatni sustavi, jer treća koordinata nije računski odrediva.

Time je boja jednoznačno definirana.

1.3.8 DODATNI ZAHTJEVI (66) Sa svojstvom broj 65 završili smo niz uobičajenih svojstava materijala, koje uglavnom sadrži i sustav CAMPUS. Obrazac 1.1, Tehnički zahtjevi na plastomerne materijale ne ostaje pri tom broju, jer se broj normi u CAMPUS sustavu, preuzetih od raznih nacionalnih normi, stalno povećava.

Pored uobičajenih, općih svojstava iz sustava CAMPUS, kupac i dobavljač se mogu dogovoriti oko određivanja dodatnih zahtjeva, koje CAMPUS ne sadrži, a za proizvod su važni radi njegove primjene u kritičnim podnebljima i drugim uvjetima. Mogu se dogovoriti i oko posebnih zahtjeva koji nisu određeni niti jednom postojećom normom te mogu biti stvar know-how naručitelja. Svi ti posebni zahtjevi upisuju se u redak DODATNI ZAHTJEVI. S pomoću tehničkih uvjeta za preuzimanje nastoji se najbolje zaštititi i izravnog proizvodnog radnika od mogućih štetnih utjecaja materijala pri njegovoj preradi. Stoga je potrebno dobiti određena jamstva da je materijal zdravstveno pa i ekološki primjeren i da

71

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 71

22.2.2016 7:20:11

1

~T E HN I Č KI

Z AH T JE V I ~

nisu potrebne posebne zaštitne mjere. Ukoliko je materijal štetan po zdravlje, potrebno je propisati načine, kako se zaštititi od tih utjecaja. Takvi zahtjevi i preporuke upisuju se u redak DOKUMENTACIJA O ZDRAVSTVENOJ I EKOLOŠKOJ PRIMJERENOSTI. O ostalim pojašnjenjima smo već pisali u uvodnom tekstu knjige.

Potpisom predstavnika dobavljača i kupca, obrazac postaje obvezujući dokument, koji je podloga za uređivanje nesporazuma u vezi s rješavanjem poteškoća pri preradi i primjeni materijala.

1.4 Tablica nekih tehničkih svojstava plastomernih materijala

72

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 72

22.2.2016 7:20:11

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 73

1.800–2.600 3.400–4.100 9.650–13.800 1.400–3.500

ASA – žilav

SAN – osnovni

SAN – GF 25–30

SB – osnovni

POM – osnovni

6

1.700–2.600

43–73

65–86

49–60

20

17–66

16–52

65–100

75–80

41–56

36–52

18–51

23,4–36

40–91

16–29

34–40

3,5-5

8–20

DIN 53455 ISO 527

2–8

2–20

2–5

4–8

7–14

15–17

7–40

6,3–25

/

5–10

3–6

1–2

2,5–2,6

3,1–3,5

2,1–2,3

8* Istezanje puzanja [%]

66

25

96–117

–40 do 30

85

110

80–110

90–100

0 do –10

IEC 1006 A DSC/DTA

31* Temp. staklastog prijelaza [°C]

DIN 53461 ISO 75

80–136

75–98

70

68–75

67–95

96–107

87–104

88–103

95–96

76–98

68–97

80–155

47–56

52–70

41–46

44–55

32* Temp. postojanosti oblika [°C] HDT/A 1,8 MPa

49–96

89–130

37–40

48–95

110–172

80–103

156

73–96

102–110

99–110

100–106

84–101

81–98

98–152

135–163

DIN 53461 ISO 75

33* Temp. postojanosti oblika [°C] HDT/B 0,45 MPa

Z AH T JE V I ~

1.750–3.400

2.900–3.300

PVDF

PMMA – osnovni

600–750

PTFE

PVC-P – krući

PVC-P – mekši

1.200–3.000

1.700–2.600

ABS – osnovni

PVC-U – osnovni

1.800–4.700

PS – visoko viskozan

4.150–7.000

800–1.450

PP-B – srednje viskozan 2.500–5.150

1.400–2.080

PP-H – srednje viskozan

PP – T 40

33–39

EVA – etilen-cop. (sr. vr.)

PP – GF 30

110–560

PE-LD – srednje viskozan

19–33

DIN 53455 ISO 527

DIN 53457 ISO 527 800–2.140

7* Rastezna čvrstoća puzanja [MPa]

6* Rastezni modul elastičnosti [MPa]

PE-HD – srednje viskozan

5

4

3

2

1

Br. Vrsta materijala GF = staklena vlakna T = talk

~ T E HN I Č KI

1

Tablica 1.11: Neka mehanička i toplinska svojstva plastomera

73

22.2.2016 7:20:12

7

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 74

1.600–3.000 3.200–3.500

PA6/3T – osnovni – suh

PA6/6T – osnovni – suh

1.500

PA610 – osnovni – zasićen 2.100–2.700

2.400

PA610 – osnovni – suh

PA612 – osnovni - suh

5.000–9.600

1.100–1.700

PA66 – osnovni – zasićen

PA66 – GF 30 – zasićen

3.000–4.000

PA66 – osnovni – suh 6.800–10.400

1.850–3.300

PA46 – osnovni – suh

PA66 – GF 30 – suh

5.500–6.000

PA12 – GF 30 – zasićen

6.500

1.200–2.200

PA12 – osnovni – zasićen

PA12 – GF 30 – suh

1.400–1.800

1.400

4.100–7.000

6.500–10.000

700–2.800

1.500–2.800

100–110

60

57–61

50–60

60–70

90–135

85–180

45–70

75–98

55–100

105–115

115–130

34–75

36–48

34-40

80–125

90–195

27–80

35–90

22–58

DIN 53455 ISO 527

DIN 53455 ISO 527

DIN 53457 ISO 527 1.000–2.500

8* Istezanje puzanja [%]

7* Rastezna čvrstoća puzanja [MPa]

6* Rastezni modul elastičnosti [MPa]

PA12 – osnovni – suh

PA11 – osnovni

PA6 – GF 30– zasićen

PA6 – GF 30 – suh

PA6 – osnovni – zasićen

PA6 – osnovni – suh

POM – žilav

Br. Vrsta materijala GF = staklena vlakna T = talk

4,5

95

4–7

15

4

10–33

4–5

5

4,5

5–13

5–8,5

18–22

5–8

2–4

4–25

3–7

6–30

150

55–60

55–60

80

85

50

60

105–125

IEC 1006 A DSC/DTA

31* Temp. staklastog prijelaza [°C]

55–95 50–95

94–95

100

75–120

60–90

60–80

200–255

200–255

70–100

75–120

90–160

160–165

160–170

42–130

50–60

65

180–215

180–250

DIN 53461 ISO 75

32* Temp. postojanosti oblika [°C] HDT/A 1,8 MPa

135

85–140

140–180

180

150–180

240–262

220–262

200–250

200–240

200–280

165–175

172–175

75–145

110–145

145

200–224

200–250

115–200

105–200

106–165

DIN 53461 ISO 75

33* Temp. postojanosti oblika [°C] HDT/B 0,45 MPa

1 ~T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

74

22.2.2016 7:20:12

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 75

1.900–2.100

11.700–23.300

* pripadnost sustavu CAMPUS; b.l. = bez loma

15 CA

LCP – GF 30– 40

2.800–3.500 10.400–15.500

13 LCP – osnovni

3.500–4.100

12 PEI – osnovni

PEEK – osnovni

11

2.200–2.300

90

2.400–2.700 8.630–13.800

PES –osnovni

PES – GF 30–40

PPE+SB – osnovni

127

7.380–9.900

33–45

85–110

92

45–50

69–80

2.400–2.600

135

100–145

PSU – GF 30

7.000–13.000

PBT – GF 30

35–60

PSU – osnovni

2.200–2.800

PBT – visoko viskozan

55–75

10.900–18.200

2.500–2.650

PET – osnovni

50–65

PPS – GF 40

2.000–2.400

11.000–17.000

PC – osnovni

PPA – GF 30–40 – suh

10

9

8

DIN 53455 ISO 527

DIN 53455 ISO 527

DIN 53457 ISO 527 2.400–3.200

8* Istezanje puzanja [%]

7* Rastezna čvrstoća puzanja [MPa]

6* Rastezni modul elastičnosti [MPa]

PPA – osnovni – suh

Br. Vrsta materijala GF = staklena vlakna T = talk

2–4

6–7

5

3–4

6,7

5–5,7

/

3-5

4–15

3,5

6–11

IEC 1006 A DSC/DTA

95–107

215

143

140

228

188

85

60

98

148

31* Temp. staklastog prijelaza [°C]

43–84

230–321

168–282

175–215

152–171

80–95

212–220

195–215

166–188

149–180

250–266

150–215

50–60

60–70

113–140

277–285

120–138

DIN 53461 ISO 75

32* Temp. postojanosti oblika [°C] HDT/A 1,8 MPa

138

50–91

250–277

194–220

300

90–110

215–221

207–220

185–190

176–185

260–282

190–230

130–170

65–75

125–152

297–300

DIN 53461 ISO 75

33* Temp. postojanosti oblika [°C] HDT/B 0,45 MPa

~ T E HN I Č KI Z AH T JE V I ~

1

75

22.2.2016 7:20:12

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 76

22.2.2016 7:20:12

2 UTJECAJ PARAMETARA PRERADE PLASTOMERNOG MATERIJALA NA KVALITETU PROIZVODA 2.1 Utjecaj materijala i njegove pripreme na kvalitetu proizvoda 2.2 Utjecaj kalupa i njegove pripreme na kvalitetu proizvoda 2.3 Utjecaj ubrizgavalice i njene pripreme na kvalitetu proizvoda 2.4 Odnosi između pripreme, prerade i strukture materijala te kvalitete proizvoda 2.5 Tablice tehnoloških preporuka

77

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 77

22.2.2016 7:20:12

2.

UTJECAJ PARAMETARA PRERADE PLASTOMERNOG MATERIJALA NA KVALITETU PROIZVODA

U premalo kontroliranom procesu prerade materijala uvijek dolazi do različitih smetnji.

Te smetnje izviru iz nepravilnog djelovanja raznih elemenata procesa, kao što su: uređaji za temperiranje, uređaji za sušenje granulata, manipulatori, energetski sustavi itd. Te smetnje se zbrajaju sa smetnjama koje uzrokuju materijal i njegova priprema, kalup i njegova priprema te ubrizgavalica i njena priprema.

Za vođenje tako kompleksnih procesa prerade moramo steći odgovarajuća znanja, koja su dostupna u tehničkim publikacijama proizvođača ubrizgavalica i materijala. Vrlo su važna znanja o utjecajima podesivih parametara ubrizgavalice. Pri tome moramo biti svjesni da programiranje i podešavanje ubrizgavalice ne može biti uspješno, ukoliko nisu ispunjeni osnovni uvjeti za injekcijsko prešanje. Oni su: - materijal mora biti pravilno izbran i pravilno pripremljen za preradu, - kalup mora biti načinjen obzirom na karakteristike materijala i njegove prerade, - parametri injekcijskog prešanja na ubrizgavalici moraju biti podešeni u okviru preporuka proizvođača materijala. Međusobno moraju biti usklađeni, kako bismo dobili optimalni proizvod i optimalne uvjete rada, - tehnološki proces u tehnološkoj dokumentaciji mora biti precizno definiran.

Utjecaji parametara prerade na kvalitetu proizvoda su u ovoj knjizi navedeni pod oznakama od P.1 do P.100. Uneseni su u tablicu grešaka na kraju trećeg dijela Greške pri injekcijskom prešanju i njihovo sprječavanje. Parametri su poredani horizontalno u odnosu na pripadajuće greške koje su na vertikalnoj osi. S pomoću te tablice je uklanjanje grešaka procesa prilično olakšano.

78

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 78

22.2.2016 7:20:12

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

2.1 UTJECAJ MATERIJALA I NJEGOVE PRIPREME NA KVALITETU PROIZVODA (P.55 do P.67) 2.1.1 Priprema dokumentacije Priprema materijala se izvodi pri svim tehnološkim postupcima prerade plastičnog materijala i obrade plastičnih poluproizvoda. Sadrži rukovanje originalnim materijalom, mljevenim materijalom te odbačenim plastičnim poluproizvodima.

Cilj svakog tehnološkog procesa je izrada kvalitetnog proizvoda uz najmanji mogući postotak škarta. To možemo osigurati dobrim poznavanjem pravilnih postupaka pripreme materijala, koji obuhvaćaju i materijal dobiven mljevenjem otpada. Potrebno je pažljivo odvojiti još primjenjiv otpad od neprimjenjivog te ga pravilno pripremiti za ponovnu preradu. Pored opisa pripreme materijala, potrebno je upozoriti i na značenje dobrog poznavanja materijala, kako ne bi dolazilo do slučajnih zamjena materijala radi velikog broja materijala, koji se pojavljuju u tehnološkom procesu.

Za proizvodni proces je potrebno pripremiti svu tehnološku dokumentaciju, koja se odnosi na rukovanje materijalom. Na kraju drugog dijela knjige je priložen određeni broj obrazaca i tablica tehnoloških preporuka. Navedene preporuke za pripremu materijala sastavni su dio organizacijskog propisa za rukovanje s reprodukcijskim materijalima.

U tablici 2.1 prikazan je postupak pripreme materijala u pojedinim tehnološkim fazama.

2.1.2 Skladištenje materijala Skladište mora biti suho, kako se materijal, koji se ne primjenjuje dulje vremena, ne bi navlažio. Najbolje je, da je smješteno u unutrašnjosti proizvodnog prostora. Na taj način je osigurana suhoća. Unatoč tomu, postoji mogućnost da se s vremenom materijal navlaži, pa ga prije prerade treba osušiti. Velika je vjerojatnost da je već pri preuzimanju materijal navlažen. Stoga je uvriježena praksa da se sav materijal prije prerade suši (osim nekih materijala, što je definirano u uputama).

Skladište je uređeno regalno i to tako, da su svi materijali lako dostupni. Potrebno je osigurati njihovo trošenje obzirom na datum preuzimanja. Regali imaju visinu 1100 mm, što je sukladno za skladištenje kartonskih PAL-BOX kutija sadržaja 500 ili 600 kg plastičnog granulata. U te regale se skladište i palete s pojedinačnim vrećama po 25 kg sadržaja. Ukupna masa iznosi 600 kg. Ispod regala na tlu je predviđen prostor za skladištenje visokih i teških paleta mase do 1600 kg. Za svaki materijal se u obrazac Tehnički uvjeti preuzimanja propisuje vrsta pakiranja. Općenito vrijedi pravilo, da se za materijale s malom potrošnjom propisuje pakiranje granulata u vrećama, a za veliku potrošnju propisuje se PAL-BOX sa sadržajem 500 do 1600 kg. Ukoliko materijal dolazi u vrećama i masa palete

79

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 79

22.2.2016 7:20:12

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

je veća od 600 kg, paleta se razdijeli na dvije manje palete, kako bi ih se moglo odložiti u regale. Pri tome treba paziti, da su razdijeljene palete dobro oblijepljene ljepljivom trakom, kako se vreće pri podizanju ili transportu ne bi razvezale i pale na pod. Takav način rukovanja s materijalom treba biti dopušten samo iznimno, odnosno privremeno.

Tablica 2.1: Tehnološke faze pripreme plastičnih materijala Skladište materijala Originalni materijal

Mljeveni materijal

Deponij materijala u sušari Ormari za sušenje Origin. materijal Mljeveni materijal Pladanj

Mljeveni materijal - svježi

Spremnici Silosi za sušenje Originalni materijal

Pladanj

(Bojanje) - miješanje Ručni transport

Ručni transport

Pneumatski transport

Spremnik pored ubrizgavalice Silos za sušenje pored ubrizgavalice

Spremnik

Ubrizgavalica

Ubrizgavalica Separiranje Homogeniziranje

(Bojanje) - miješanje

(Bojanje) - miješanje

Bojanje

Ubrizgavalica

Ubrizgavalica

Ubrizgavalica

Dobri proizvodi

Otpad

Površinska obrada

Montaža

Otpad

Dobri proizvodi

Mlinovi Separiranje Prosijavanje

80

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 80

22.2.2016 7:20:12

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Za skladištenje velikih količina jednog materijala, primjereno je skladište u obliku silosa unutar proizvodnog objekta.

2.1.3 Sušenje materijala (P.55, P.67) Većinu plastičnih materijala možemo prerađivati samo ukoliko su potpuno suhi. Što ih prije prerade sušimo. Pri tome vrijede neka opća pravila za sušenje, koja dobijemo od proizvođača materijala.

Opća pravila za sušenje - Neki materijali nisu higroskopni te ih ne treba sušiti (PE, PP).

- Neki materijali su vrlo higroskopni. Oni upijaju vlagu čim se otvori ambalaža.

- Proizvodi od nekih materijala, koji nisu pravilno osušeni, najčešće su vrlo krhki i lomljivi (PC, PBT).

- Vreće, u kojima je vrlo hladan materijal, ne otvaramo, bez obzira na to, je li ili nije higroskopan, sve dok se sadržaj ne zagrije na temperaturu prostora. Vlaga iz prostora kondenzira na hladnom granulatu.

- Higroskopne materijale ne treba sušiti, ukoliko je tvornički suh i pravilno skladišten.

Uobičajeno sve higroskopne materijale prethodno sušimo, inače u proizvodnji nastaju smetnje.

- Suhoću granulata provjeravamo namjenskim uređajima.

Najobičniji su dva načina sušenja: sušenje u ormarima za sušenje i sušenje silosima za sušenje.

Sušenje u ormarima za sušenje Parametri sušenja u ormarima za sušenje su sljedeći: količina zraka za sušenje, suhoća zraka, temperatura sušenja i vrijeme sušenja. Ormari za sušenje uobičajeno imaju dovod i odvod svježeg zraka, a grijani su električnim grijačima.

Preporuke za sušenje u ormarima za sušenje: - Željenu količinu zraka reguliramo s pomoću zaklopke, tako da ne odvodimo prekomjernu količinu energije.

- Cirkulacijski zrak ne smije biti onečišćen prašinom iz okoline ili sitnim česticama drugih plastičnih materijala. Stoga zrak za sušenje iz ormara za sušenje mora biti odveden van iz prostora za sušenje, a prostor za sušenje mora biti čist. Dovedeni zrak se u posebnim primjerima filtrira.

- Elektrostatički granulat privlači prašinu. Prašina jedne vrste granulata može onečistiti drugi materijal.

- U ormarima za sušenje uobičajeno se suši više različnih materijala istodobno. U takvim slučajevima moramo rasporediti materijale obzirom na propisanu temperaturu sušenja i obzirom na boju.

- Temperaturu peći moramo više puta provjeravati. Ponekad nisu usklađene temperature izvana na termometru, i unutar peći. Usklađenost provjeravamo s pomoću temperaturnih sondi.

81

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 81

22.2.2016 7:20:12

2 -

-

-

-

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Potrebnu temperaturu sušenja i dostatno vrijeme sušenja je teško definirati. Kao optimalna temperatura za neke materijale (PMMA, ABS i PC) vrijedi ona, pri kojoj se granule materijala još ne zalijepe. Pri toj temperaturi vrijeme sušenja je najkraće. Pri mekim materijalima to pravilo ne vrijedi. PA se primjerice suši samo pri 80 °C, iako materijal može podnijeti bitno više temperaturi. U slučaju PA želimo s pomoću niske temperature sušenja spriječiti oksidaciju materijala, koja oslabljuje mehanička svojstva, a uzrokuje i promjene u boji materijala. Često otvaranje vrata i često unošenje novih materijala nije poželjno, jer se već osušeni materijal može ponovo navlažiti. Svježi materijal stoga bi trebao biti u blizini odvoda zraka.

Moramo brinuti o pravilnoj protočnosti materijala, i to tako, da prvo koristimo one, koji su najdulje u peći. Stoga se na pladanj za sušenje stavlja listić s navedenim početnim vremenom sušenja i vrstom materijala, da ne dođe do zamjene.

Peć za sušenje ne bi trebala biti skladište materijala. Materijale, koje trenutačno ne primjenjujemo, moramo ukloniti iz peći, da ne zauzimaju njene kapacitete. Materijal se suši samo tako dugo, da se osuši. Svaki sat prekomjernog sušenja je nepotreban proizvodni trošak.

Predugo vrijeme zadržavanja granulata u peći pri visokoj temperaturi uzrokuje promjenu boje, toplinsku razgradnju i pogoršava mehanička svojstva materijala.

Materijale iz peći, koje više ne trebamo, pohranjujemo u dobro zatvorene posude, koje označimo imenom materijala.

Materijal se suši na pladnjevima. S prepunjenim pladnjevima ne povećavamo kapacitet sušenja, već upravo obrnuto. Radi veće nasipne visine, materijal se suši sporije, stoga ne štedimo ništa. To vrijedi posebno za PC i PEI. Nasipna visina ne smije premašiti četiri centimetra. Pri materijalima koji se teško suše, kao što je primjerice PC, preporučuje se manja nasipna visina (2 do 3 cm). Pri tom je vrlo važno da se pridržavamo preporučenih temperatura sušenja. Za PC primjerice vrijedi, da temperatura sušenja ne smije biti manja od 120 °C. Mljeveni materijal se suši posebno, jer je više higroskopan od izvornog granulata, stoga se radi većeg sadržaja vlage treba sušiti dulje vrijeme. I nasipna visina na pladnju mora biti manja. Vrijeme sušenja za mljeveni PA6 je primjerice 16 do 20 sati.

Unatoč brojnim navedenim nedostacima, ormari za sušenje se široko primjenjuju.

Sušenje silosima za sušenje Pri tom načinu sušenja su važna četiri parametra: temperatura zraka, količina zraka, suhoća zraka i vrijeme sušenja.

Temperatura zraka To je najutjecajniji parametar. Uobičajeno se podesi što viša temperatura, iako ne smijemo prekoračiti kritičnu temperaturu, pri kojoj se granulat već međusobno lijepi, no još se ne javlja oksidacija materijala. Svakako moramo uzeti u obzir preporuke proizvođača, koje su popisane u tablici Podaci za sušenje plastičnih materijala na kraju drugog dijela knjige. Što je temperatura viša, kraće je vrijeme sušenja.

82

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 82

22.2.2016 7:20:12

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Temperatura je za sve silose, koji su vezani na isto sušilo zraka, jednake. To je u stvari ograničenje, jer ne sušimo uvijek iste materijale. Rješenje poteškoće je, da ima svaki silos ima dodatni grijač za dodatno grijanje ulaznog zraka te se za svaki silos neovisno podešava temperatura sušenja.

Količina zraka Zrak služi kao medij za zagrijavanje i sušenje granulata. Što više zraka proteče kroz granulat, učinkovitije je sušenje, odnosno kraća su vremena sušenja.

Svaki silos ima svoju zaklopku za reguliranje protočne količine zraka. Tako možemo ujednačiti neusklađenost između trenutačne potrošnje materijala i veličine silosa. Ukoliko je potrošnja mala, zaklopku za dovod zraka prigušimo i smanjimo intenzitet sušenja. Tako više energije ostane za sušenje onih materijala, koje više trošimo. Ukoliko neki materijal koji je u silosu trenutačno ne trebamo, možemo dovod zraka potpuno zatvoriti.

Temperatura rosišta Vlažan zrak u regeneracijskom krugu predaje vlagu. Stupanj suhoće zraka proizvođači tih sušila izražavaju temperaturom rosišta. Svakoj temperaturi zraka pripada neka maksimalna zasićenost zraka vlagom. Naziva se temperaturom rosišta. Zrak pri nižim temperaturama sadrži manje vlage nego li pri višima. Vrijedi, da je zrak, koji je osušen do temperature rosišta –30 °C toliko suh, da je primjeren za sušenje najzahtjevnijih polimera.

Vrijeme sušenja Vrijeme sušenja je ovisno o svim navedenim parametrima. Moramo upozoriti da predugo vrijeme, povezano s visokom temperaturom, pri nekim materijalima uzrokuje toplinska oštećenja. Najbolje je, da je potrošnja materijala na sat što više prilagođena kapacitetu silosa. To je vrlo jednostavno uravnotežiti s pomoću tipkala za razinu za podešavanje količine granulata u silosu.

Sušenje u silosima ima u usporedbi sa sušenjem u ormarima za sušenje sljedeće prednosti: - manja potrošnja energije, - jednostavno rukovanje materijalom, - manja opasnost od onečišćenja materijala, - manja potreba za prostorom, - mogućnost podešavanja odgovarajuće temperature za svaki materijal, - konstantni uvjeti sušenja, - veći učinak sušenja (neki materijali se u ormarima za sušenje ne mogu osušiti).

Na kraju proizvodnje moramo neiskorišteni materijal ukloniti iz ormara i silosa za sušenje i pohraniti ga u namjenske posude, na koje se nalijepi naziv materijala. To je potrebno radi oslobađanja kapaciteta sušenja i osiguranja materijala od štetnog pregrijavanja. Te materijale je potrebno prvom prilikom iskoristiti.

83

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 83

22.2.2016 7:20:12

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Održavanje uređaja za sušenje sa suhim zrakom (P.66, G.06) Potrebno je osigurati pravilan rad uređaja za sušenje. Redovito moramo čistiti i mijenjati filtre prema uputama za održavanje uređaja za sušenje. Neredovito čišćenje filtara uzrokuje jako onečišćenje materijala. Servis se obavlja, kada su uređaji manje opterećeni. Istovremeno provjeravamo i temperaturu rosišta. To provodi monter proizvođača kada obavlja poslove servisa u obližnjim tvrtkama.

7

13

11

3 8 1

2

B

D I

2

9

A

1

3

12 C

5 Objašnjenje: A. suhi zrak B. povratni zrak C. svježi zrak D. izlaz zraka 1. ćelija za sušenje 1 2. ćelija za sušenje 2

6

4

3.

4.

5.

6.

7.

8.

10

ventil ventilator ventilator za regeneraciju grijanje pri regeneraciji grijanje pri sušenju lijevak silosa za sušenje

9. izolacija 10. zračni filtar 11. temperaturno tipkalo – za suhi zrak 12. temperaturno tipkalo – za regeneraciju 13. tipkalo za vlažnost

Slika 2.1 Prikaz sušenja u silosima za sušenje tvrtke Colortronic:

84

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 84

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

2.1.4 Mljevenje otpada (P.56, 57, 58, 59, 60) Mljeveni materijal dobivamo mljevenjem plastičnih poluproizvoda, koje u proizvodnom procesu izdvojimo kao otpad.

Sa svim mogućim zahvatima moramo osigurati normalu preradu materijala, pri kojoj će se otpad pojavljivati i najmanjoj mogućoj mjeri, ili ga uopće neće biti.

Pri pokretanju procesa, otpad svakako nastaje. Još upotrebljiv otpad odlažemo u za to pripremljene crvene spremnike, koji moraju biti brižno očišćeni, kako se novi materijal ne bi pomiješao s ostatcima prethodnog. Te spremnike preselimo u prostor za mljevenje. Svaki spremnik za otpad mora imati oznaku materijala, koji se trenutačno prerađuje, kako bi ga se lakše razlikovalo pri mljevenju.

Mljevenje izdvojenih proizvoda odvija se centralno u prostoru za mljevenje, gdje se nalaze mlinovi za različite materijale, no postoje i posebni mlinovi za mljevenje uz ubrizgavalicu.

Pri mljevenju je obavezna primjena zaštitnih sredstava za sluh.

- mljevenje uz ubrizgavalicu Ti mlinovi su vrlo tihi, jer imaju mali broj okretaja. Materijal režu bez nastajanja prašine.

Mljeveni materijal je ujednačeno zrnat i vrlo primjeren za preradu. Kako mljeveni materijal ne sadrži prašinu, manje je i grešaka na proizvodu. Mljevenje uz ubrizgavalicu i vraćanje mljevenog materijala odmah u preradu najracionalnije je rješenje, jer otpadaju uobičajeni zahvati (transport, mljevenje, skladištenje itd.). Mlin uz ubrizgavalicu je izravno povezan s uređajem za doziranje mljevenog materijala. Mljeveni materijal iz mlina se odmah dovodi u lijevak ubrizgavalice. Takvo mljevenje je nešto skuplje od centralnog, no ima druge pozitivne učinke.

- centralno mljevenje U prostoru za centralno mljevenje sakupljaju se otpadni proizvodi iz svih proizvodnih odjela. Prije mljevenja proizvodi se izrezuju, pile, odvajaju i melju. Pri piljenju, izrezivanju i razbijanju, obavezna je primjena zaštitnih naočala. Najbolje je da se za neke materijale primjenjuje uvijek isti mlin. Pri prelasku s jednog materijala na drugi, mlin se mora dobro očistiti, kako se sljedeći materijal ne bi onečistio ostatcima prethodnog materijala. Noževi moraju biti dobro naoštreni, kako bi učinak rezanja bio što bolji, a stvaranje prašine što manje. Mreža mora imati što veće otvore, kako bi se materijal drobio što kraće vrijeme.

Na taj način se stvara maje prašine. Za preradu na manjim ubrizgavalicama primjenjuje se mreža s manjim otvorima, kako bi se dobila manja zrnatost mljevenog materijala. Pri velikoj zrnatosti dolazi do poteškoća s dovođenjem materijala kroz ulazni otvor plastifikatora radi plitkog navoja pužnog vijka.

Primjenjivost mljevenog materijala Mljeveni materijal je u većini slučajeva primjenjiv materijal te ga se, u slučaj neproblematičnih materijala i na nezahtjevne proizvode, može koristiti 100-postotno. Općenito vrijedi, da ga se originalnom materijalu dodaje 10 do 20 postotaka bez rizika od snižavanja kvalitete proizvoda. Primjena mljevenog materijala je vrlo ograničena i to radi utemelje-

85

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 85

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

ne opasnosti od onečišćenja mljevenog materijala drugim primjesama tijekom pripreme, čime on postaje neupotrebljiv. Stoga je svim koracima pripreme materijala prije prerade potrebno posvetiti posebnu pozornost i brigu.

Pravila pri rukovanju otpadom Brižno moramo odvajati upotrebljivi otpad od neupotrebljivog.

Neupotrebljivi otpad Među neupotrebljivi otpad ubrajamo proizvode, koji nastaju na početku rada, ili nakon duljeg zastoja, te su najčešće masni, zagoreni ili na drugi način onečišćeni drugim materijalom. I proizvode, koji imaju pruge radi vlage, uvrštavamo među neupotrebljivi otpad. To posebice vrijedi za proizvode od PC, PC + ABS, PBT. Vlaga pri tim materijalima uzrokuje razgradnju hidrolizom molekula i drastično pogoršava mehanička svojstva proizvoda.

Takve proizvode moramo odmah izdvojiti od drugih te ih odbaciti u smeće, kako se ne bi pomiješali s onima, koje odlažemo u crvene spremnike kao upotrebljiv otpad, namijenjen mljevenju i pripremi kvalitetnog mljevenog materijala.

Upotrebljivi otpad Upotrebljivi otpad je sav onaj otpad, kojeg predstavljaju proizvodi, koji nisu potpuno popunjeni, imaju usahline, odlomljeni su ili napuknuti, no čisti. Tu pripadaju i čisti ostatci uljevnog sustava. Takav otpad primjenjujemo za dobivanje prvorazrednog mljevenog materijala kojeg označavamo zelenom etiketom, za razliku od drugorazrednog materijala, koji iako je kvalitetan, nije potpuno čist, jer se u njemu nalaze ostatci drugih, srodnih materijala. Takav otpad je proizvod višebojnih i višekomponentnih postupaka injekcijskog prešanja i namijenjen je isključivo prodaji na slobodnom tržištu.

2.1.5 Miješanje osnovnog i mljevenog materijala (P.60) Mljeveni materijal se najčešće dodaje originalnom materijalu nakon sušenja, jer su vremena sušenja obiju komponenata različita. Razlikujemo ručno miješanje i miješanje s pomoću uređaja za doziranje. Za dodavanje mljevenog materijala razvijeni su namjenski uređaji. Najjednostavniji i najjeftiniji uređaj za doziranje je pneumatska skretnica, koja zaredom dodaje osnovni materijal, pa zatim mljeveni materijal u podešenom omjeru.

Tako se u lijevku nižu slojevi obiju komponenata, jedna za drugom. Takvo doziranje ne omogućuje homogeno međusobno miješanje, no za dodavanja mljevenog materijala iste vrste je zadovoljavajuće. Pri uporabi mljevenog materijala, kontrola kvalitete proizvoda mora biti pooštrena.

2.1.6 Izdvajanje metalnih čestica (P.47, 59) Izdvajanje metalnih čestica, koje se nalaze u mljevenom materijalu, provodi se bez obzira na to, jesu li magnetne ili nemagnetne. Izdvajanje se obavlja tako, da metalna česti-

86

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 86

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

ca koja putuje kroz induktivno polje, aktivira signal za usisavanje onečišćene plastike ili preusmjeravanje metalnih čestica u kanal za izdvajanje. Metalne čestice se u mljevenom materijalu pojavljuju uslijed različitih razloga. Često je uzrok trošenje noževa mlinova, a ponekad se mogu samljeti i različiti metalni predmeti, koji se pomiješaju s plastičnim otpadom za mljevenje. Metalne čestice moramo izdvojiti iz mljevenog materijala, jer su u taljevini netaljive i pri preradi oštećuju mlaznicu ubrizgavalice i kalupa.

Izdvajanje metalnih čestica se obavlja na različitim mjestima: - uređaj za izdvajanje je povezan s mlinom Iz mlina materijal odmah prolazi kroz uređaj za izdvajanje, koji izdvoji sve metalne čestice veće od 0,5 mm.

- uređaj za izdvajanje je postavljen u sušari materijala Neočišćen materijal dolazi u sušaru, gdje se prije sušenja očisti.

- uređaj za izdvajanje je postavljen izravno na ubrizgavalici Uređaj za izdvajanje se postavlja iznad ulaznog otvora cilindra i očisti materijal neposredno prije ulaza u plastifikator. U tom slučaju nisu potrebni filtri u mlaznici ubrizgavalice ili u kalupu. To bitno pojednostavljuje rad, cilindar se lakše očisti i nema dodatnih otpora tečenju taljevine kroz mlaznicu. Takav način je najpovoljniji, jer nema mogućnosti da se materijal prije ulaska u ubrizgavalicu dodatno onečisti. Taj način je nešto skuplji od središnjeg izdvajanja metalnih čestica.

2.1.7 Ciklonsko izdvajanje prašine (P.58) Ciklonsko izdvajanje prašine provodimo sa ciljem, da iz mljevenog materijala izdvojimo preveliku količinu čestica prašine smrvljene plastike. Prašina nastaje pri mljevenju radi visokog broja okretaja noževa koji plastiku ne razrezuju već drobe. Više prašine nastaje ukoliko su noževi oštećeni i ukoliko mreža mlina ima manje otvore. Te čestice prašine su toplinski vrlo osjetljive, pa na proizvodima nastaju srebrne pruge. Ciklonski uređaji za izdvajanje prašine su s mlinom povezani u jednu cjelinu.

2.1.8 Bojanje Bojila su vrlo različita. Mogu biti u obliku granulata, sitnih zrnaca veličine pšenice, fine prašine, mogu biti tekuća ili u obliku paste.

Najčešće bojilo ima oblik granulata. Naziva se i engleskim terminom masterbatch.

Pri uvođenju bojanja moramo provesti analizu mogućih negativnih utjecaja bojila na kvalitetu proizvoda. Primjenjivost takvih bojila mora biti točno definirana. Pri pogrešnom izboru bojila, možemo pogoršati mehanička svojstva proizvoda, što je posebice često pri proizvodima od PC. Nosač koncentrata boje je plastomerni materijal, koji ima istu kemijsku osnovu kao i materijal kojeg želim obojiti. Bojilo masterbatch se proizvodi i kao univerzalno bojilo. Njegova osnova je primjerena za bojanje više vrsta sličnih materijala.

87

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 87

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Druga vrsta bojila oblika sitnih zrnaca se također često primjenjuje. Pri tom bojilu je nosač boje takav, da se bez neželjenih posljedica dodaje bilo kojem plastomeru. Stoga je bojilo potpuno univerzalno. Ono ima dodatno svojstvo da se nosač boje tali već pri 80 °C, što se koristi pri ručnom bojanju. To bojilo je u usporedbi s masterbatchem jeftinije i sve se više primjenjuje. Glede oblika, ono predstavlja stupanj prijelaza između praškastih bojila, koji su bez nosača boje, i debelozrantih masterbatcha.

Doziranje: 1 do 3 % za masterbatch,

0,1 do 0,5 % za sitnozrnato bojilo.

Ručno bojanje: Još se uvijek dosta primjenjuje. Masterbatch je za ručno bojanje vrlo primjeren, jer su zrna bojila po veličini približno jednaka zrnima plastomernog materijala kojeg želimo bojati, zato se ručno vrlo dobro promiješaju. Unatoč tomu, o velikoj točnosti pri ručnom miješanju ne možemo govoriti. Stoga je ručno miješanje primjerno samo za manje zahtjevne proizvode. Masterbatch se primiješa materijalu na samom pladnju, na kojem se suši. Sve se zajedno istrese u lijevak ubrizgavalice. Holcobatch je za ručno bojanje manje primjeren.

Sitna zrnca bojila pri miješanju se spuste na dno posude, pa se ne mogu jednakomjerno pomiješati. Pri tome si možemo jednostavno pomoći tako, da iskoristimo nisku temperaturu taljenja Holcobatcha. Bojilo protresemo u vrućem materijalu. Bojilo se radi niske temperature taljenja zalijepi na plastični granulat. Tako se sprječava padanje zrnaca na dno. Sve zajedno je može dovoljno dobro promiješati. Takvo ručno miješanje je primjenjivo samo za maloserijsku proizvodnju.

Bojanje s pomoću uređaja za bojanje: Razlikujemo više vrsta uređaja za bojanje. Neki su mali, jednostavni i priručni. Bojilo doziraju izravno u ulazni otvor na ubrizgavalici. Doziranje bojila se provodi samo u vremenu doziranja osnovnog materijala. Početak doziranja bojila je vezan uz početak plastificiranja. Bojilo se dodaje s pomoću zavojnice pužnog vijka i u određenom omjeru se povezuje s osnovnim materijalom, koji tijekom plastificiranja ulazi u plastifikator. Zavojnica se okreće podešenom brzinom, a o njoj ovisi količina dodanog bojila, odnosno intenzitet boje proizvoda. Takav način bojanja je primjeren i za vrlo sitnozrnata bojila kao što je Holcobatch, jer se bojilo dozira tik pred ulazak u plastifikator, tako da ne može pasti kroz granulat na dno lijevka. Pri tom načinu plastificiranja je važno, da je vrijeme plastificiranja ujednačeno, a to je moguće postići samo pri dobro održavanim ubrizgavalicama i pravilno podešenim parametrima injekcijskog prešanja. Obzirom na veličinu zrna bojila, na raspolaganju su različiti profili zavojnica pužnih vijaka.

2.1.9 Homogenizatori taljevine (P.53) To su posebno oblikovani dijelovi, koji se postavljaju u prednji dio pužnog vijka, ili u samu mlaznicu ubrizgavalice sa ciljem, sa dodatno promiješaju taljevinu i time poboljšaju njenu homogenost. Korisni i racionalni su posebice u slučajevima bojanja ili miješanja više ma-

88

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 88

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

terijala. S pomoću homogenizatora u velikoj mjeri smanjujemo potrošnju bojila. Uklanjamo i vršne temperaturne vrijednosti, koje su posljedica neujednačeno pregrijane taljevine.

2.1.10 Označavanje materijala U čitavom proizvodnom procesu pripreme materijala, mora biti osigurana njegova sljedivost. Stoga moramo uzeti u obzir sljedeća pravila: - Na silosima za sušenje i spremnicima mora biti samoljepiva etiketa s imenom materijala, koji je trenutačno u silosu. Na spremniku mora biti broj šarže trenutačnog materijala i naljepnica s brojem šarže prethodnog materijala. To je potrebno radi moguće reklamacije prethodnog materijala koji je još u silosu.

- Na ormarima za sušenje mora visjeti popis materijala koji se trenutačno suše, s navođenjem sata i datuma početka sušenja.

- Na svakom pladnju mora se nalaziti listić s imenom materijala, satom i datumom početka sušenja.

- Na ubrizgavalici mora biti pločica s imenom materijala, koji se trenutačno prerađuje.

- Nakon mljevenja materijali su još manje prepoznatljivi, pa je označavanje još korisnije.

2.1.11 Transport materijala od sušare do ubrizgavalica Ručni transport Materijal, koji se suši u ormarima za sušenje, uobičajeno se transportira ručno do ubrizgavalica. Kada se materijal osuši, slažemo pladnjeve na kolica koja odvezeno do ubrizgavalica te materijal istresemo u lijevak. Zatim lijevak pokrijemo poklopcem, kako se materijal ne bi navlažio i onečistio. Transport suhog materijala iz ormara za sušenje do ubrizgavalica može se obaviti i pokretnim spremnicima. Kod ubrizgavalica ih spojimo na cijev za automatsko uzimanje materijala. Takve spremnike primjenjujemo prije svega za regenerat, kojeg sušimo odvojeno te ga kao drugu komponentu s pomoću pneumatske skretnice dodajemo originalnom materijalu.

Pneumatski transport Materijal se u tom slučaju dovodi u ubrizgavalicu automatski po cijevima. Svaka ubrizgavalica ima svoju cijev, koja je povezuje sa silosima za sušenje. Svaka ubrizgavalica je s pomoću spojke povezana sa svakim silosom u sušari. Pri zamjeni materijala moramo cijev za transport temeljito očistiti, i to tako, da kroz cijev vakuumski povučemo hrapavu lopticu koja očisti unutrašnju stijenku cijevi.

Takav transport ima pred ručnim transportom mnogo prednosti, jer uklanja naporan ručni transport, gubici materijala su manji, a važna je i osigurana ujednačenost rada. Moguća je pojava trošenja aluminijskih cijevi za transport, a time i onečišćenje materijala. Cijevni lukovi moraju biti izvedeni od čelika, jer je trošenje na zavojima najveće. Između uređaja za transport i krutih cijevi za transport, nalaze se savitljive plastične cijevi, koje mogu izdržati temperaturna opterećenja vrućeg granulata.

89

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 89

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2.1.12 Dnevno uređivanje prostora za pripremu materijala U svim prostorima za pripremu materijala prisutna je prašina. Od te prašine moramo zaštititi, kako mljeveni materijal, tako i proizvode koji su namijenjeni mljevenju.

Kako bi te prašine bilo što manje, potrebno je sve prostore više puta dnevno pomesti i usisati te općenito brinuti o urednom izgledu. Kako bi izbjegli nezgodama radi klizanja i padova radi razasutog granulata, moramo rasuti materijal odmah ukloniti.

2.1.13 Greške u pripremi materijala - sažetak Vlaga u granulatu (P.55) Uzrokuje smetnje u preradi, greške na površini proizvoda u obliku pruga i izbrazdanosti (pažnja! ne pri PBT), razgradnju makromolekula hidrolizom te pogoršanje mehaničkih svojstava (PC, PBT).

Pomiješan drugi granulat (P.56) To se događa pri sušenju na pladnjevima pri premaloj pozornosti, pogotovo ukoliko su materijali vrlo slični.

Abrazija cijevi za transport od aluminija (P.57) Cijevi od aluminija se brzo troše ukoliko je granulat tvrd i abrazivan. Trošenje cijevi je posebice izraženo u zavojima radi centrifugalne sile, s pomoću koje se pokretni granulat pritišće o stijenku cijevi. Lukovi su stoga izvedeni od čelika. Trošenje aluminijskih cijevi se na proizvodima pokazuje u obliku srebrnih crtica. Čestice prašine mljevenog materijala (P.58) Pri mljevenju plastičnih proizvoda nastaje i prašina, i to više ukoliko noževi mlinova nisu oštri i ukoliko mreža mlina ima premale otvore. Prašinu moramo ukloniti s pomoću ciklonskih uređaja za uklanjanje prašine. U manjim količinama i uz primjereno podešene parametre prerade, ne ometa preradu, no vrlo je toplinski osjetljiva, što se često vidi i na proizvodu u obliku srebrnih pruga.

Metalne čestice pri mljevenju – začepljen uljevni sustav (P.59) Metalne čestice su prateća pojava pri mljevenju, koju ne možemo izbjeći. Stoga moramo sav mljeveni materijal pročistiti s pomoću uređaja za izdvajanje metalnih čestica. Ukoliko metalni dijelovi unatoč tome dođu u cilindar za plastificiranje i ukoliko u njemu nema dodatnih elemenata za filtriranje, te metalne čestice stvaraju suženja u mlaznici ubrizgavalice i kalupu te u uljevnim kanalima sprječavaju normalno punjenje kalupne šupljine. Radi suženja taljevina se pregrijava, što se vidi na površini proizvoda u obliku pruga.

Materijal je nehomogen –radi mljevenog materijala, bojila (P.60) Mljeveni materijal mora imati barem približno jednaku granulaciju kao originalni materijal. Pored toga mora biti što ujednačenije pomiješan s originalnim materijalom, kako

90

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 90

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

bi uvjeti injekcijskog prešanja od ciklusa do ciklusa bili jednaki. Isto vrijedi za dodavanje bojila.

Lijevak je prazan – ulazni otvor je preliven (P.61) Plastificiranje je ponekad onemogućeno radi nepažnje pri pripremi materijala (ukoliko je transport materijala ručni), ili iz tehničkih razloga. Ukoliko se pri tome iz bilo kojeg razloga doziranje bojila ne prekine, pužni vijak se onečisti koncentracijom rastopljene boje. Čišćenje tako onečišćenog cilindra je vrlo otežano i dugotrajno.

Razlog za sprječavanje plastificiranja je nastajanje zalijepljene kape pregrijanog materijala nad ulaznim otvorom. Ta kapa zaustavlja dovođenje novog materijala, tako da se pužni vijek okreće u mjestu. Granulat se u uvlačnoj zoni zalijepi i radi previsoke temperature zadnjeg dijela cilindra (zona III), ili radi propuštanja glave pužnog vijka, gdje taljevina radi otpora pri ubrizgavanju prolazi po zavojnici pužnog vijka prema natrag do ulaznog otvora i zalijepi granulat.

Neredovito punjenje lijevka (P.62) Ukoliko se lijevci pune ručno, ne možemo govoriti o ujednačenom punjenju. Lijevak se najčešće napuni do vrha. Kada je gotovo prazan, nasipa se novi vrući granulat na već ohlađen ostatak materijala. To je za proces veliki šok, kojeg regulacija temperature cilindra u kratkom vremenu ne može ublažiti. Stabilnost procesa se narušava, a na proizvodu se pojavljuju znakovi pregrijavanja. Rješenje je uvođenje automatskog transporta.

Materijal se predugo suši – toplinska oštećenja (P.63) U poglavlju o pripremi materijala je napisano, da peć ne smije biti skladište materijala. Pored zauzimanja prostora, uz predugo sušenje moguća je i toplinska degradacija polimera.

To se na proizvodu očituje kao pregrijavanje, a smanjuju se i njegova mehanička svojstva.

Materijal je ojačan staklenim vlaknima (P.64) Staklena vlakna se pri injekcijskom prešanju jako orijentiraju. To stvara neujednačenost svojstava proizvoda obzirom na smjer orijentacije. Izgled površine je pri neodgovarajućim uvjetima injekcijskog prešanja loš.

Vrsta materijala i bojilo nisu primjerni (P.65) Ukoliko materijal ima loša svojstva tečenja, ukoliko je prekrt, ukoliko se lijepi na stijenku kalupne šupljine itd., moramo razmisliti o zamjeni materijala.

Ukoliko dodajemo bojilo, moramo dobiti jamstva, da bojilo odgovara materijalu kojeg želimo obojiti. Ukoliko su komponente neprilagođene, mehanička svojstva materijala mogu se bitno pogoršati (pogotovo pri PC).

Smetnje u radu sušare – začepljeni filtri (P.66) Filtri mogu biti onečišćeni, pa i oštećeni te polomljeni. Onečišćenja mogu proći u čisti granulat i onečistiti ga. Tako se onečišćuje i proizvod. Stoga filtre treba redovito mijenjati.

91

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 91

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Ukoliko je granulat vrlo sitan, u silosima za sušenje se teško suši, jer je propusnost zraka radi gustoće materijala vrlo loša.

Vrijeme sušenja, temperatura sušenja (P.67) Predugo vrijeme i previsoka temperatura sušenja uzrokuju na proizvodu pregrijane pruge i zatamnjenje materijala. Prekratko vrijeme i preniska temperatura sušenja uzrokuju pruge radi vlage. U oba slučaja se smanjuju mehanička svojstva proizvoda.

2.2 UTJECAJ KALUPA I NJEGOVE PRIPREME NA KVALITETU PROIZVODA (P.65 do P.100) 2.2.1 Priprema dokumentacije Manjkava priprema može drastično produljiti vremena pokretanja. Može uzrokovati i mnogo otpada tijekom proizvodnje. Stoga moramo uzeti u obzir svu dokumentaciju definiranu organizacijskim propisima, čiji dio se priprema još i prije izrade i preuzimanja novog kalupa. Na taj način izbjegavamo mnoge greške na proizvodu odnosno kalupu. Za postojeće stare kalupe moramo prema potrebi dopuniti postojeću i dopuniti manjkavu dokumentaciju. Za operativnu proizvodnju, vrlo je važna sljedeća dokumentacija: - Tehnološki list kalupa. Sadrži podatke o radu kalupa i upozorava na posebnosti pri instaliranju i radu kalupa. Sadrži i upute za dnevnu njegu kalupa i dugoročni plan održavanja.

- Varijantni list kalupa: Definira izvedbe proizvoda, koje se izrađuju s pomoću tog kalupa.

- Sheme hlađenja, grijanja te hidrauličkih i pneumatskih povezivanja - Kartoteka kalupa i drugi obrasci

2.2.2 Parametri kalupa Temperatura stijenke kalupne šupljine (P.68 i P.69) Temperatura stijenke kalupne šupljine utječe u velikoj mjeri na izgled površine proizvoda, na uvjete vađenja proizvoda iz kalupa i na opće uvjete injekcijskog prešanja. Za postizanje dobrih svojstava otpreska, potrebno je osigurati vrlo ujednačenu temperaturu stijenke kalupne šupljine. Oscilacija stvarne temperature stijenke kalupne šupljine pri izradi tehničkih proizvoda ne smije biti veća od ± 1 do 2 °C. To znači da temperiralo mora imati zadovoljavajuću snagu hlađenja i zagrijavanja te dobru regulaciju.

Temperatura na samoj površini kalupne šupljine se pri svakom novom ciklusu injekcijskog prešanja mijenja. Kalup je pravilno temperiran, ukoliko se svako mjesto na otpresku ohladi ujednačeno i u istom vremenu. Ispravno temperiranje kalupa nam pomaže pri

92

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 92

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

uklanjanju unutrašnjih naprezanja i drugih grešaka u otpresku, koji su posljedica promjena nekih parametara radi promjene temperature stijenke kalupne šupljine. Na Slici 2.8 (poglavlja P.3 - P.8) prikazan je utjecaj temperature taljevina na hidraulički tlak i tlak u kalupnoj šupljini. Temperatura stijenke kalupne šupljine ima vrlo sličan učinak.

U praksi razlikujemo dva načina temperiranja: - temperiranje na temelju temperature medija za temperiranje i - temperiranje na temelju temperature stijenke kalupne šupljine.

Regulacija na temelju temperature medija za temperiranje Pri tom načinu regulacije najčešće reguliramo temperaturu medija za temperiranje u dovodu medija. U većini slučajeva takva regulacija je dovoljna, iako su prisutni sljedeći nedostatci: - Oscilacija temperature stijenke kalupne šupljine je relativno velika - Utjecaji kalupa (smetnje: kamenac, začepljenje, nepravilno povezivanje itd.) se ne uzimaju u obzir - Temperatura dovoda medija nije jednaka stvarnoj temperaturi stijenke kalupne šupljine.

Regulacija na temelju temperature stijenke kalupne šupljine je primjerena za proizvode s višim zahtjevima. Termoelement je ugrađen u kalup te prepoznaje sve smetnje u radu kalupa. Stoga je i odstupanje temperatura manje.

Povećanje temperature stijenke kalupne šupljine znači: - veće skupljanje, relaksacija unutrašnjih naprezanja, što omogućuje slobodno skupljanje proizvoda nakon vađenja iz kalupa, - bolju kristalizaciju pri kristalastim materijalima i veću dimenzijsku stabilnost, - manje naknadno skupljanje (POM), - bolje tečenje taljevine, - bolji sjaj površine, - bolje popunjavanje kalupne šupljine, - bolji prijenos tlaka, - naknadni tlak može djelovati dulje vrijeme, jer je ušće dulje vrijeme protočno, - manje naknadno skupljanje pri kristalastim materijalima, - uže tolerancijsko polje, - dulji ciklus.

Temperaturni uvjeti vađenja proizvoda iz kalupa Ukoliko pri vađenju otrpeska iz kalupa on ostaje u nepomičnom dijelu kalupa, a želimo da ostane na pomičnom dijelu na strani izbacivanja, pomični dio kalupa potrebno je snažnije hladiti nego li nepomični dio.

93

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 93

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2.2.3 Greške kalupa Hlađenje kalupa je neujednačeno (P.70) Izvedba kanala za temperiranje nije optimalna. Možemo očekivati unutrašnja naprezanja i vitoperenje proizvoda.

Lokalno pregrijavanje – voda ne teče (P.71) Voda ne teče radi začepljenja brzih spojnica ili uskih kanala za temperiranje.

Kalup premalo krut – zamicanje žigova (P.72) Često se dešava, da radi pretankih ploča kalupa žigovi nisu dovoljno upeti. Pri punjenju kalupne šupljine, taljevina ih može odgurnuti, tako da stoje ukoso i tako sprječavaju normalno vađenje otpreska.

Nalijeganje dijelova je loše To nije konstrukcijski, problem izrade kalupa, kada je riječ o labavom ili netočnom nalijeganju dijelova kalupa. Nastale proreze taljevina popunjava, tako da dobivamo srh.

Materijal kalupa nije odgovarajući (P.73) Materijal kalupa može biti neodgovarajući glede čvrstoće, trošenja ili korozije. Može imati loša svojstva poliranja ili toplinske provodnosti.

Sljubnica je oštećena (P.74) Često se događa, da pojedine plastične čestice ostanu na sljubnici, tako da ih kalup pri zatvaranju utisne na sljubnicu. Na taj način se često oštećuje rub kalupne šupljine, koje uzrokuje napukline, otiske i druge greške na proizvodu.

Kalupna šupljina nije odzračena (P.75) Loše odzračivanje kalupne šupljine ometa punjenje kalupa, a uzrokuje i izgorine radi pregrijanog stlačenog zraka.

Kalup nije poliran, očišćen, odmašćen (P.76) Tijekom rada često dolazi do nerazumljivih poteškoća uz mnoštvo napuknutih, nepotpunih ili mutnih proizvoda. Često je uzrok onečišćenje kalupa, radi koje je i odzračivanje bitno pogoršano. Na početku rada često se susrećemo s poteškoćom pri kojoj kalup nije potpuno odmašćen. Mast se u zagrijanom kalupu otopi te kroz najmanje zazore dolazi na stijenku kalupne šupljine i onečišćuje otpresak.

Kutovi skošenja u smjeru vađenja otpreska su premali (P.77) Pri određivanju kutova skošenja u smjeru vađenja otpreska iz kalupa često ne uzimamo u obzir karakteristike plastičnog materijala. Neki materijali ne zahtijevaju velike kutove skošenja (PP, PA), a neki se snažno zalijepe na stijenku kalupne šupljine pa zahtijevaju veće kutove skošenja (CoPC).

94

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 94

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Površina stijenke kalupne šupljine u smjeru vađenja otpreska je pregruba Pri obradi stijenki kalupne šupljine u smjeru vađenja otpreska moramo predvidjeti na kojoj strani želimo da otpresak ostane pri otvaraju kalupa. Stoga površina, od koje se proizvod mora najprije odvojiti, treba biti glatkija.

Pri otvaranju kalupa i vađenju otpreska nastaje vakuum Ukoliko ta pojava bitno ometa proces (radi malih kutova skošenja), moramo ugraditi posebne ventile.

Dubina kalupnih šupljina, udubina, podreza je prevelika – oblik (P.78) Često moramo promijeniti postupak erodiranja ili jetkanja, ili povećati kutove skošenja, ukoliko želimo očuvati isti oblik kalupne šupljine.

Premali je broj izbacivala (P.79) Bolje je predvidjeti nešto više izbacivala, kako bi na taj način izbjegli moguće poteškoće radi neodgovarajućeg vađenja iz kalupne šupljine.

Debljina stijenke proizvoda (P.80 do P.84) Vrlo je teško optimirati proces injekcijskog prešanja, ukoliko proizvod ima vrlo različite debljine stijenke, predebela rebra, suženja stijenki, lokalna zadebljanja te oštre i stupnjevite prijelaze. Takvi oblici proizvoda uzrokuju površinske greške, kao što su usahline, mrlje, linije tečenja itd. I ciklusi injekcijskog prešanja su prilično dulji radi predugog hlađenja zadebljanih mjesta.

Uljevni kanali (P.85 do P.87) Radi pogrešnog postavljanja položaja ušća taj se položaj mora često premještati. Najčešće smetnje radi pogrešnog položaja ušća su: usahline debelih stijenki ukoliko ubrizgavamo u tanku stijenku, hladni spojevi, izgorine na mjestima spojeva, neestetski otisak mjesta ušća itd.

Ušće (P.88 do 92) Ušće mora biti što kraće radi velikih otpora pri tečenju i blago zaokruženo, da ne dođe do smičnih sila u površinskom sloju taljevine i pojava izgorina. Ušće mora biti vrlo glatko, posebice pri tunelnim ušćima, da uljevni sustav ne ostane u kanalu.

Kanali za temperiranje nisu nepropusni (P.93) Vlaga dolazi u kalupnu šupljinu te uzrokuje greške kao što su: mali krateri na proizvodu, onečišćenje, korozija površine kalupa.

Mlaznica kalupa – razni utjecaji (P.94) Mlaznicu kalupa moramo prije svake instalacije kalupa pregledati, je li otvor neoštećen, gladak, ima li relativno oštar početak otvora i odgovaraju li polumjer nalijeganja te pro-

95

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 95

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

mjer otvora mlaznici ubrizgavalice. Ukoliko mlaznica nije odgovarajuća, moramo ju prije početka rada popraviti.

Pravilna zaštita kalupa od korozije (P.96) Kalup moramo prvo pažljivo očistiti i zatim zaštititi te pospremiti u skladište. Ukoliko nanesemo zaštitu na nečistu površinu, korozija može neometano djelovati.

Sredstvo za odvajanje (P.97) Primjenjujemo ga samo iznimno, dok ne popravimo kalup. Sredstvo za odvajanje onečišćuje kalup, a i skupo je.

Proizvod iz kalupa ispada nekontrolirano (P.98) Pri tome se može oštetiti ili onečistiti. Moramo postaviti manipulator.

Primjena šablone za oblikovanje (P.99) Proizvod se često tijekom hlađenja jako deformira. Stoga ga još vrućeg upnemo u šablonu za oblikovanje, u kojoj proizvod održava pravilni oblik.

Kalupi s vrućim uljevnim sustavom, izvedba, regulacija (P.100) Pri kanalima s vrućim uljevnim sustavom posebice je važna točna regulacija temperature.

Već i vrlo mala razlika u temperaturama među mlaznicama pojedinih kalupnih šupljina mijenja uvjete punjenja, što se odražava na kvalitetu proizvoda.

2.3 UTJECAJ UBRIZGAVALICE I NJENE PRIPREME NA KVALITETU PROIZVODA (P.1 do P.54) 2.3.1 PRIPREMA DOKUMENTACIJE Obzirom na obrazac Popis zahtijevane dokumentacije potrebno je pripremiti svu tehnološku dokumentaciju, koju trebamo za uobičajenu realizaciju nekog proizvodnog zadatka.

Vrlo važna dokumentacija je sljedeća: -

Tehnološki postupak: Sadrži normative materijala i vremena te uređenje radnog mjesta.

Varijantni list tehnološkog postupka Kontrolni tehnološki postupak: Definira kontrolu procesa Instrukcijski list i ostali važni dokumenti

96

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 96

22.2.2016 7:20:13

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

2.3.2 ČIŠĆENJE CILINDRA ZA TALJENJE MATERIJALA (P.51) Pored pravilnog podešavanja ubrizgavalice i uređenju radnog mjesta vrlo su važni priprema i čišćenje cilindra. Već i najmanje onečišćenje cilindra se odražava na površini proizvoda u obliku estetskih površinskih grešaka, radi kojih je proizvod neupotrebljiv. Čišćenje cilindra se obavlja sljedećim postupkom: Materijal ostaje isti Dovoljno je, da prije početka rada izbrizgamo zagrijanu taljevinu u slobodni prostor. S radom možemo početi odmah, čim taljevina postigne propisanu temperaturu.

Materijal se mijenja Cilindar zagrijemo te ga očistimo posebnim granulatom za čišćenje, koje ostruže sve ostatke starog materijala. Nakon čišćenja granulatom za čišćenje podesimo temperaturu cilindra na vrijednost koja odgovara novom materijalu. Zatim još isperemo cilindar s novim, u pravilu mljevenim, materijalom.

Prekid proizvodnje tijekom teško preradivih materijala (PC, PEC, PEI) Sav materijal izbrizgamo iz cilindra, a grijanje cilindra nastavljamo na propisanu temperaturu držanja. Pri ponovnom početku rada, na taj način biti će bitno manje komplikacija.

Tako postupamo i u slučaju, kada se sljedeći dan nastavlja s istom proizvodnjom. Preko noći ostavimo zagrijavanje cilindra pri temperaturi držanja. Nakon završene proizvodnje, kada nastavljamo preradu s drugim materijalom, cilindar očistimo s pomoću granulata za čišćenje, ispraznimo ga i pustimo pužni vijak u prednjem položaju. Čišćenje cilindra u slučaju tvrdokornog onečišćenja Ukoliko s pomoću granulata za čišćenje ne postižemo zadovoljavajuće rezultate, odlučujemo se za temeljito mehaničko čišćenje. Pužni vijak u zagrijanom stanju povučemo iz cilindra te ih još u vrućem stanju očistimo s pomoću žičane četke od mjedi. Ukoliko utvrdimo da je cilindar mehanički oštećen ili istrošen, obnavljamo ga ili zamijenimo novim.

2.3.3 PARAMETRI UBRIZGAVALICE (P.1 do P.54) Za pravilno vođenje procesa injekcijskog prešanja plastike moramo dobro poznavati sve podesive parametre ubrizgavalice i njihove utjecaje na konačna svojstva proizvoda, kao što su: izgled površine, mehanička i fizikalna svojstva, dimenzije itd.

Svaki parametar, koji podešavamo na ubrizgavalici, ima svoj značaj i svoj utjecaj, bilo na druge parametre, bilo izravno na kvalitetu proizvoda. Najvažniji parametri, koje ćemo opisati u ovom poglavlju, su sljedeći: 2.3.3.1 Veličina ubrizgavalice (P.1 i P.2) Veličina ubrizgavalice izražena je veličinama jedinice za zatvaranje kalupa i jedinice za ubrizgavanje, koji su prikazani silom zatvaranja kalupa P.1 i promjerom pužnog vijka P.2.

Između oba parametra postoji povezanost, pri čemu je za naručitelja ubrizgavalice vrlo

97

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 97

22.2.2016 7:20:13

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

7,5 kW

11 kW

15 kW

18,5 kW

22 kW

ø18

20 D

80

ø22

20 D

120

ø25

20 D

200

ø30

20 D

310

ø35

20 D

430

ø40

20 D

ø45

20 D

ERGOtech 25

ERGOtech 35

ERGOtech 50

ERGOtech 80

ERGOtech 100

Slika 2.2/12/: Veličine ubrizgavalica Demag – Wiehe

važno, da za određenu vrijednost sile zatvaranja kalupa na raspolaganju ima više veličina jedinica za ubrizgavanja, od kojih svaka ima uobičajeno po tri veličine cilindara odnosno pužnih vijaka s pripadajućim volumenom i tlakom ubrizgavanja. Tlak ubrizgavanja je ovisan o vrsti materijala i geometriji proizvoda. Tako veličinu ubrizgavalice možemo optimalno prilagoditi određenom proizvodu.

Sila zatvaranja kalupa (P.1) Potrebna sila zatvaranja kalupa je umnožak projicirane površine proizvoda i prosječnog tlaka u kalupnoj šupljini (P.9a). Za primjer su u donjoj tablici navedene prosječne vrijednosti tlakova u kalupnoj šupljini u barima za sljedeće materijale tvrtke Bayer: Tablica 2.2: Prosječni tlakovi u kalupnoj šupljini za neke materijale tvrtke Bayer Novodur ABS 250 do 350 Durethan PA 250 DO 700* Makrolon PC 300 do 500 Pocan PBT 250 DO 700* Apec-HT PC-HT 300 do 500 Desmopan TPU 300 DO 700* Bayblend PC+ABS 250 do 400

Povećanje sile zatvaranja kalupa znači: – zahvat protiv pojave srha (G.03), – zahvat protiv pojave tankih raspuklina (G.35a).

98

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 98

22.2.2016 7:20:14

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Smanjenje sile zatvaranja znači: – bolje odzračivanje kalupne šupljine u trenutku punjenja taljevinom (G.12b i G.19c).

Promjer pužnog vijka (P.2) Promjer pužnog vijka može utjecati na različita zbivanja pri ubrizgavanju.

Utjecaj na raspoloživi tlak ubrizgavanja: što je manji promjer, veći je raspoloživi tlak.

Utjecaj na raspoloživi volumen ubrizgavanja: što je manji promjer, manji je raspoloživi volumen ubrizgavanja.

Utjecaj na vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru: što je manji promjer, kraće je vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru.

Utjecaj na obodnu brzinu pužnog vijka: što je manji promjer, manja je obodna brzina pužnog vijka.

Vrlo je važna veza između volumena doziranja (hoda pužnog vijka), odnosno mase proizvoda i promjera pužnog vijka. Promjer izabiremo obzirom na volumen doziranja tako, da je hod doziranja u granicama optimalnog hoda doziranja od 1D do 3D. Pri promjenama hoda doziranja ispod 1D, radi predugog zadržavanja taljevine u cilindru može doći do toplinske razgradnje materijala (kidanje makromolekula, smanjenje molekulne mase), pogoršanja mehaničkih svojstava i zatamnjenja boje materijala.

Pri hodu doziranja iznad 3D velika je mogućnost, da s granulatom u prednji dio cilindra dođu uključine zraka, koje uzrokuju različite greške, kao što su, pruge, izbrazdanost, crni oblaci, mjehurići itd. Promjer pužnog vijka određujemo s pomoću sljedećeg nomograma: Geometrija pužnog vijka (P.2a) Najčešće se primjenjuju standardni pužni vijci neovisno o vrsti materijala. U slučaju neotklonjivih poteškoća savjetujemo se s dobavljačima ubrizgavalica o primjerenosti nabave pužnog vijka s posebnom geometrijom. Češće poteškoće pri preradi radi geometrije pužnog vijka su crni oblaci (G.09a), izbrazdanost radi pregrijavanja radi prevelikog pritiska u zavojnici pužnog vijka (G.07b) i pruge u bojama radi nehomogeno pripremljene taljevine obojenih materijala (G.12a).

2.3.2.2 TEMPERATURE NA UBRIZGAVALICI (P.3 do P.8) Temperatura taljevine (P.3) Konstantnost temperature taljevine važan je uvjet za postizanje primjerene kvalitete proizvoda. Temperaturno stanje izravno utječe na razdiobu tlaka punjenja i s time na kvalitetu proizvoda. Promjenom temperature taljevine, mijenjanju se sva termodinamička svojstva taljevine, kao što su viskoznost, specifični volumen, pa i druge veličine, kao što su kristalnost, orijentacija makromolekula, mehanička svojstva otpreska te njegov vanjski izgled.

99

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 99

22.2.2016 7:20:14

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Tablica 2.3/19/: Omjer između promjera pužnog vijka, volumena doziranja, gustoće i mase 4D

cm3

2

1048 6 4

3D

2

volumen doziranja VD

103

8 6 4 2

1028

Op

6 4 2

tim

a ln

op

r od

uč

je

1D

1018 6 4 2

10 0

10

2

8 10 6 4

2

1

102 8 6 4

2

103 8 6 4

2

4

8 10 6 4

2

cm3

volumen doziranja VD

10 0 1 10

101

*1 Bayerovi plastomeri najniže gustoće (pri ϑM )

103

masa ubrizgavanja

102

2 4 6 8

4

5

6 7 8 9

102

[mm]

2

primjer A promjer pužnog vijka - ø25 mm masa ubrizgavanja

12 g do 35 g

2 4 6 8

3

promjer pužnog vijka D

2 4 6 8

2

0

20 g do 66 g

*1

*2 *1

2 4 6 8

primjer B masa proizvoda 2.500 g promjer pužnog vijka - ø

104

*2 Bayerovi plastomeri najviše gustoće (pri ϑM )

1D

2D

3D

-100 - 150 mm

4D pužni vijak

<1D

>4D 1D do 3D optimalno područje 3D do 4D uvjetno primjenjivo <1D i >4D nije preporučljivo

U slučaju A izlazimo iz postojećeg promjera pužnog vijka i određujemo optimalnu masu proizvoda.

U slučaju B obzirom na određeni proizvod biramo optimalni promjer pužnog vijka.

Pomoćna linija *1 je za materijale niže gustoće.

Pomoćna linija *2 je za materijale više gustoće.

100

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 100

22.2.2016 7:20:14

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Obzirom na svestrani utjecaj temperature taljevine, želja je svakog prerađivača plastike da ima vrijednost temperature taljevine što bolje pod nadzorom. Radi različitih međusobnih utjecaja parametara, to im vrlo teško uspijeva. Naime, moramo znati da temperaturu taljevine ne određuju samo grijaća tijela cilindra (Slika 2.3), već i mnogo drugih parametara kao što su: – hod pužnog vijka, – protutlak, – frekvencija vrtnje pužnog vijka, – vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru (vrijeme ciklusa). zona (P.4) mlaznice

zona 3 (P.5)

LM

zona 2

(P.5a)

LK

zona 1

(P.6)

uvlačna (P.7) zona

LE L/D 14:1

Slika 2.3/3/: Zone temperiranja cilindra za plastificiranje

Obzirom na temperaturu, termodinamička svojstva pri različitim materijalima različito se mijenjanju. Tako vrijedi, da je promjena viskoznosti amorfnih materijala 5 do 20 % na 1 °C, a promjena viskoznosti kristalastih materijala 1 do 5 % na 1 °C. Stoga odstupanje temperatura na regulatorima, posebice pri amorfnim materijalima, mora biti vrlo malo.

Proizvođači ubrizgavalica i materijala preporučuju za svaki materijal podešavanje temperatura na pojedinim zonama cilindra, tako da je temperatura taljevine uzduž aksijalne osi cilindra u području između mlaznice i zadnjeg položaja glave pužnog vijka što ujednačenija. Pored tih postavki, propisuju i optimalnu temperaturu taljevine te donju i gornju dopuštenu temperaturu taljevine.

Temperatura taljevine, koja je ispod donje dopuštene granice, uzrokuje velika opterećenja dijelova pužnog vijka, pa dolazi do oštećenja i lomova. Prekoračenje gornje granice dopuštene temperature taljevine uzrokuje pri nekim materijalima degradaciju i oslobađanje tvari štetnih po zdravlje, kao što se to događa pri preradi materijala PVC i POM. Do degradacije taljevine, tamnije boje ili oslobađanja štetnih plinova dolazi radi sljedećih razloga: – nepoštivanje preporuka o rukovanju s materijalom, – podešene temperature na cilindru i u kalupu su previsoke te ih treba prilagoditi uz suglasnost odgovorne osobe pogona, – vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru je predugo, te se s radom ne počinje odmah, čim taljevina postigne željenu temperaturu,

101

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 101

22.2.2016 7:20:14

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

– vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru je predugo radi prevelike razlike između raspoloživog volumena ubrizgavanja i iskorištenog volumena ubrizgavanja (tamnija boja), – taljevina se zadržava u mrtvim kutovima oštećenih ili istrošenih dijelova cilindra te se polagano degradira; u takvom slučaju potrebno je obnoviti istrošene dijelove.

Temperatura taljevine mora uvijek biti u propisanim granicama. Ukoliko izmjerena vrijednost nije primjerena, pokušavamo utvrditi koji od navedenih utjecajnih parametara nisu pravilno izabrani, pa uzrokuju smetnje u procesu. Pri analizi smetnji u procesu, koji su posljedica neprimjerene temperature taljevine, moramo uzeti u obzir i one utjecaje, koji nisu aktivni u trenutku mjerenja temperature taljevine, no nastupaju u trenutku ubrizgavanja taljevine u kalupnu šupljinu. Ti utjecaji su: – temperatura stijenke kalupne šupljine, – brzina ubrizgavanja, – veličina i oblik ušća u kalupu, – debljina stijenke i oblik prijelaza na stijenkama proizvoda, – vrući uljevni sustav u kalupu.

Radi njene važnosti, temperaturu taljevine moramo trajno nadzirati. Pri novijim ubrizgavalicama možemo mjeriti temperaturu taljevine u samoj mlaznici ubrizgavalice, gdje se nalazi termopar, koji je u izravnom kontaktu s taljevinom (Slika 2.5). To nam omogućuje automatsko mjerenje temperature taljevine, a njena vrijednost uključena je u sustav konNORYL

LEXAN

Tip

temperatura prerade 270-310 °C

GFN1

F

GFN2

°C

D

3

2

1

T

3

2

1

T

1

T

40

2034 LS-2

2

80 60

2014R

F

3

100

940

40

T

120

163R

60

1

240

161R

80

2

280

164

100

3

260

163

120

D

320

161

240

°C

300

143R

260

GFN3-SE1

F

141R

280

GFN2-SE1

141 144

300

GFN1-SE1

temperatura prerade 280-310 °C

143

320

GFN3

Tip

F

Slika 2.4/7/: Način podešavanja temperatura taljevine za dva različita materijala

102

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 102

22.2.2016 7:20:14

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

trole ubrizgavalice. U slučajevima, kada ubrizgavalica nema takvih mogućnosti mjerenja temperature taljevine, možemo si pomoći tako, da taljevinu izbrizgamo u slobodni prostor i s pomoću pirometra izmjerimo njenu temperaturu (Slika 2.6).

Slika 2.5/3/: Mjerenje temperature taljevine u mlaznici ubrizgavalice

Slika 2.6/3/: Mjerenje temperature taljevine u posudi

Temperaturne zone cilindra u smjeru od lijevka prema mlaznici ubrizgavalice su sljedeće (P.7 do P.4, slika 2.3): Temperatura uvlačne zone (P.7) Utjecaj te zone je vrlo velik. Izravno utječe na vrijeme plastificiranja. Konstantno vrijeme plastificiranja glavni je uvjet za ujednačenu temperaturu taljevine u prostoru prije vrha pužnog vijka. Stoga moramo s punom pozornošću pratiti pojave, radi kojih se mijenja vrijeme plastificiranja. Te pojave su: - oscilacije broja okretaja pužnog vijka, - oscilacije protutlaka pužnog vijka, - poteškoće u uvlačnoj zoni (cviljenje, ometano dovođenje granulata, lijepljenje granulata itd.).

Optimalna temperatura ulazne zone određuje se obzirom na najkraće postignuto vrijeme plastificiranja. Ovisi o vrsti materijala. Ukoliko postignemo ujednačeno i kratko vrijeme plastificiranja, to je najbolji pokazatelj, da smo temperaturu uvlačne zone izabrali isprav-

103

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 103

22.2.2016 7:20:14

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

21 PA

Vrijeme plastificiranja [s]

20 19

PE

18

ABS 17 20

30

40

50

60

70

80

90

Temperatura uvlačne zone [°C] Slika 2.7/3/: Određivanje temperature uvlačne zone obzirom na najkraće vrijeme plastificiranja

no. Tu temperaturu dobijemo, ukoliko pri istom broju okretaja mijenjamo temperaturu uvlačne zone po 5 °C i pratimo, kada će vrijeme plastificiranja biti najkraće. Općenito vrijedi: ukoliko materijal zahtijeva vrući kalup, uvlačna zona treba biti vruća. Na Slici 2.7 prikazana je ovisnost vremena plastificiranja o temperaturi uvlačne zone za tri vrste materijala.

Preporuča se, da je temperatura uvlačne zone automatski regulirana i kontrolirana. U slučaju ručnog podešavanja ima dosta mogućnosti, da se ta temperatura tijekom rada mijenja radi promjene hlađenja uvlačne zone. Pri temperaturama uvlačne zone oko 60 °C opasnost od nakupljanja kamenca u kanalima za hlađenje je vrlo velika. Stoga moramo redovito kontrolirati protok i temperaturu rashladne vode. Pri zaustavljanju procesa, s hlađenjem uvlačne zone treba nastaviti do potpunog ohlađivanja. Na taj način se sprječava stvaranje kamenca. U praksi je dosta slučajeva, da se radi nepravilnog temperiranja uvlačne zone javljaju smetnje pri plastificiranju. Tome može biti uzrok i kamenac, koji sprječava normalan protok rashladne vode. Previsoka temperatura uvlačne zone uzrokuje vrtnju pužnog vijka na mjestu, ili se usporeno pomiče unazad. Dovođenje materijala je nedostatno i ometano. Previsoka temperatura uvlačne zone može uzrokovati i lijepljenje granulata na ulazni lijevak za materijal, pa je dovođenje materijala također ometano. Nepravilna temperatura uvlačne zone se često odražava kao vidljiva greška u obliku mrlja na površini proizvoda.

104

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 104

22.2.2016 7:20:14

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Temperatura zone cilindra I – straga pri uvlačnoj zoni (P.6) Zona cilindra I je dio cilindra nakon uvlačne zone u smjeru prema mlaznici ubrizgavalice.

U tom dijelu se materijal počinje taliti. Temperatura tog dijela treba biti relativno niska, kako bi se spriječilo prebrzo taljenje materijala. Pored nerastaljenog granulata, ovdje ulazi i zahvaćeni zrak, koji se u kompresijskoj zoni cilindra istisne iz već rastaljenog materijala.

Ukoliko zahvaćeni zrak nije moguće odvesti van, taljevina ga nosi sa sobom i uzrokuje grube vidljive greške na površini proizvoda. Temperatura u toj zoni ne smije biti preniska, kako ne bi došlo do prevelikog trenja i trošenja pužnog vijka.

Temperatura zone cilindra II – sredina (P.5a) To je kompresijska zona, u kojoj je temperatura nešto viša. Na taj način dobivamo niskoviskoznu taljevinu, iz koje se zaostali zračni mjehuri mogu istisnuti u smjeru još nerastaljenog granulata. To je relativno usko područje, kako se taljevina ne bi prekomjerno pregrijavala.

Temperatura zone cilindra III – sprijeda pri mlaznici (P.5) Zona III je zona homogenizacije taljevine. U njoj se temperatura taljevine izjednačava.

Homogenizirana taljevina pri sljedećem doziranju zapuni prostor ispred vrha pužnog vijka, a zatim pa se ubrizga u kalup. Temperatura taljevine je u tom dijelu nešto niža, jer se radi trenja tijekom ubrizgavanja u kalup sama zagrijava, a učinak radi kratkotrajnosti pregrijavanje nije štetan. To pregrijavanje mora biti u normalnih granicama.

Temperatura mlaznice (P.4) Temperatura mlaznice mora biti takva, da taljevina ne istječe iz mlaznice. Pri vrlo tekućim materijalima (PA) moramo primijeniti samozaporne mlaznice, ili si možemo pomoći s pomoću niže temperature mlaznice i dekompresijom taljevine.

Ulazna temperatura granulata (P.7a) Često se događa, da osušeni granulat dolazi u neujednačenim količinama i neujednačenim vremenskim intervalima u lijevak ubrizgavalice. Takvo neujednačeno dovođenje vrućeg granulata narušava uravnoteženo stanje u uvlačnoj zoni i oslobađa lančanu reakciju mnogih temperaturnih utjecaja, koji ugrožavaju izgled površine proizvoda.

105

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 105

22.2.2016 7:20:14

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Temperatura držanja (P.8) Temperatura držanja je ona temperatura, pri koko taljevina može biti više sati bez opasnosti, da se toplinski razgradi. Podešava se obzirom na preporuke proizvođača materijala.

U slučaju prekida rada, cilindar se automatski ohladi to te temperature te ju održava na podešenoj razini. Preklapanje na temperaturu držanja provodimo u slučaju prerade teško preradivih materijala, kao što su C, CoPC, PEI. Ti materijali se nakon prestanka rada ne smiju ohladiti u cilindru, jer pri ohlađivanju nastaje tanki film koji se pri ponovnom zagrijavanju i ubrizgavanju ljušti i u obliku ljusaka ulazi u kalup. Na površini proizvoda pojavljuju se crne točke.

Temperatura ulja Konstantnost te temperature je vrlo važna za ujednačeno djelovanje hidrauličnih elemenata. Preporučena temperatura hidrauličnoga ulja je 45–50 °C. Opći utjecaji temperature taljevine Povišenje temperature ima pri mnogim taljevinama sljedeće učinke: - bolje tečenje, bolji prijenos tlaka u kalupu, potreban manji tlak ubrizgavanja radi manjeg otpora, kraća vremena zadržavanja taljevine u cilindru, dulja vremena hlađenja.

Previsoka temperatura taljevine uzrokuje: - smetnje u uvlačnoj zoni, toplinsku razgradnju taljevine, promjenu boje, lošija svojstva proizvoda.

Greške na proizvodu radi previsoke temperature taljevine: - usahline, prepunjenost kalupne šupljine, srebrne pruge i brazde, smeđe pruge, izvitoperenost.

Greške na proizvodu radi preniske temperature taljevine: - nepopunjenost kalupne šupljine, linije tečenja radi razlike u debljini stijenke i oblika prijelaza između stijenki, izbrazdana površina (izgled gramofonske ploče), linije spajanja.

106

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 106

22.2.2016 7:20:14

Hidraulički tlak

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

ph2

2

1 - viša temperatura taljevine 2 - niža temperatura taljevine

1

ph1

tv Tlak u kalupnoj šupljini

tn 1 2

pk1

pk 2 Vrijeme

Slika 2.8/11/: Utjecaj temperature taljevine na tlak u hidraulici i u kalupu

219 218

Masa [g]

217 216 215 214 213 180

190

200 210 Temperatura taljevine [°C]

220

230

Slika 2.9/3/: Utjecaj temperature taljevine na masu proizvoda od POM

Tlak ubrizgavanja (P.9) Pri punjenju kalupne šupljine za savladavanje otpora pri tečenju taljevine trebamo određenu potisnu silu u aksijalnom smjeru pužnog vijka. Ona je razmjerna nastalim otporima.

Otpori pri tečenju taljevine se stalno mijenjaju obzirom na trenutačni položaj čela taljevi-

107

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 107

22.2.2016 7:20:15

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

ne. Velika količina tlaka gubi se već prije ulaska taljevine u kalupnu šupljinu, i to u mlaznicama i uljevnom sustavu kalupa, kao i već u samom hidrauličkom sustavu ubrizgavalice.

U kalupnoj šupljini nastaju dodatni gubitci tlaka u ovisnosti o debljini stijenke i veličini proizvoda, brzini ubrizgavanja i drugim utjecajima.

1.

3.

pn veći otpor tečenju u mlaznici i uljevnom sustavu vrijeme

phid

phid

veći otpor tečenju u kalupu

pn

vrlo različiti otpor tečenju

vrijeme

2.

phid

pn

manji otpor tečenju u kalupu

manji otpor tečenju u mlaznici i uljev. sustavu vrijeme

Slika 2.10/11/: Hidraulički tlak u ovisnosti o otporu tečenja taljevine

Postavljena vrijednost tlaka ubrizgavanja, koja omogućuje hidraulika, uvijek mora biti nešto viša od stvarnih tlakova, koji nastaju u kalupu, te je pri podešavanju ne smijemo ograničavati do te mjere, da ponestane snage za konačno popunjavanje kalupne šupljine.

Ta vrijednost iznosi od 10 do 20 bara i osigurač je od prepunjenosti kalupa.

Razlikujemo hidraulički i specifični tlak ubrizgavanja.

Podešen hidraulički tlak djeluje na klip pužnog vijka. Na prednjem dijelu pužnog vijka (glava pužnog vijka) hidraulički tlak se povećava u omjeru između promjera klipa pužnog vijka i promjera glave pužnog vijka. Naziva se specifičnim tlakom, koji djeluje na taljevinu pri ubrizgavanju u kalup.

Između hidrauličkog tlaka i specifičnog tlaka vrijedi sljedeći odnos: primjer: phidr x A1 = pspec x A2 pspec = phidr x A1/A2 pspec = 100 bar x 100 cm2/10 cm2 = 1000 bar A1 – A2 –

površina cilindra na klipu, površina cilindra na glavi pužnog vijka

108

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 108

22.2.2016 7:20:15

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

površina A2 tlak - pspec

površina A1 tlak - phidr Slika 2.11/13/: Prikaz hidrauličkog i specifičnog tlaka u ubrizgavalici

2.200

Iz toga slijedi, da je pri konstantnom tlaku u hidraulici specifični tlak to veći, što je manje površina presjeka odnosno promjer cilindra. Pri tome je A najmanji, a C najveći promjer.

øA

1.800 1.600 pspec. [bar]

Uobičajeno, svaka ubrizgavalica ima 3 veličine cilindara. Iz gornje jednadžbe je očito, da je pri većem promjeru cilindra specifični tlak manji. Stoga biramo veličinu cilindra obzirom na predviđeni tlak, koji je potreban za ubrizgavanje određenog proizvoda.

Na temelju dijagrama na Slici 2.12, koji se prilaže uz svaku ubrizgavalicu, moguće je zaključiti, koji od raspoloživih cilindara je za određeni primjer optimalan.

2.000

øB

1.400 1.200

øC

1.000 800 600 400 200 0

20

40

60

80 100 120 140 phidr. [bar]

Slika 2.12/13/: Dijagram za određivanje specifičnih tlakova

Tlak ubrizgavanja u kalupu (P.9a) Reakcijska sila na sljubnici kalupa, koja nastaje radi unutrašnjeg tlaka taljevine u kalupu, mjerodavna je za određivanje veličine ubrizgavalice (P.1). Radi otpora pri tečenju taljevine, tlak ubrizgavanja u kalup se drastično smanjuje. Proizvođači polimera navode za pojedine vrste materijala okvirne vrijednosti tlaka u kalupu. On je ovisan o: – omjeru između duljine tečenja i debljine stijenke te o samoj debljini stijenke i obliku proizvoda, – svojstvima tečenja taljevine te temperaturama stijenke kalupne šupljine i taljevine.

Na Slici 2.13 /13/ je prikazano određivanje specifičnog tlaka zatvaranja u ovisnosti o debljini stijenke proizvoda i omjera put tečenja / debljina stijenke.

109

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 109

22.2.2016 7:20:15

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Spec. tlak zatvaranja srednji tlak u kalupnoj šupljini [bar]

Tlak ubrizgavanja u kalupu mjerimo s pomoću tlačnog senzora, koji je ugrađen u kalupnu šupljinu na jednoj trećini puta tečenja taljevine. Tlak u kalupu je ogledalo zbivanja pri punjenju kalupne šupljine te se može primijeniti kao sredstvo kontrole za uklanjanje brojnih grešaka pri injekcijskom prešanju.

800 600 400

70:1

100:1

150:1

200:1

200 0

0,5

1,0

1,5

2,0

[mm]

Slika 2.13/13/: Određivanje specifičnoga tlaka zatvaranja

Brzina injekcijskog prešanja (P.10 do P.13) Brzina i tlak injekcijskog prešanja u međusobnoj su ovisnosti. Ne možemo postići velike brzine pri željenom manjem tlaku ubrizgavanja. Čelo taljevine se mora gibati ujednačeno brzo. To postižemo s pomoću stupnjevitog podešavanja brzine. Brzina čela taljevine trebala bi biti od 20 do 200 cm/sek. Pri brzini ispod 20 cm/sek pojavljuju se znakovi očvršćivanja taljevine, a pri brzinama iznad 200 cm/sek nastaju toplinska oštećenja. Vremena ubrizgavanja su najčešće vrlo kratka, svega nekoliko desetinki sekunde. Više od sekunde su rijetko kada. Ubrizgavanje se provodi pri višoj temperaturi, koja onemogućava zamrzavanje makromolekula u prisilnom orijentiranom stanju. Posljedica takvog zamrznutog stanja su unutrašnja naprezanja, koja uzrokuju napukline na proizvodu. Kako bi se spriječilo zamrzavanje makromolekula u orijentiranom stanju, brzina ubrizgavanja mora biti dovoljno velika i optimalno programirana. Na taj način postižemo uravnoteženu količinu odvedene topline i dovedene topline trenjem, pri čemu se temperatura taljevine, sve do volumenskog popunjavanja kalupne šupljine, praktički ne mijenja. Nakon popunjavanja kalupne šupljine, makromolekulama u zagrijanoj taljevini ostaje dovoljno vremena da se poslože u prirodan položaj bez naprezanja. Proizvodi obično nisu optimalno oblikovani.

Ukoliko materijal i geometrija proizvoda to dopuštaju, ubrizgavamo sa što većom brzinom. Taljevina ne smije ulaziti u kalupnu šupljinu u obliku mlaza, već u obliku mirnog, ujednačenog, ali ujedno brzog toka nazvanog mirni tok.

Opća pravila za određivanje brzine ubrizgavanja: – velika brzina: Što je tanji proizvod, brzina punjenja mora biti veća. Pri većoj brzini punjenja trebamo niži tlak punjenja, a i manje je srha.

– mala brzina: Pri vrlo debelim proizvodima primjenjujemo manje brzine, pri kojima

110

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 110

22.2.2016 7:20:15

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Veća brzina znači: – kraća vremena ubrizgavanja, dulje putove tečenja, manji stupanj konačne orijentiranosti, ujednačeniju kristalizaciju kristalastih materijala, bolje popunjavanje kalupne šupljine, manja unutrašnja naprezanja radi manje temperaturne razlike.

Tlak u kalupnoj šupljini

postižemo ujednačenije uvjete punjenja. Duga vremena ubrizgavanja uzrokuju sužavanje kanala, a time i velike gubitke tlaka. Stoga uljevni kanali moraju biti bogato dimenzionirani.

– stupnjevana brzina: Primjenjujemo je za uklanjanje raznih grešaka radi oštrih bridova, različitih debljina, neujednačenih stijenki itd. što uzrokuje proklizavanje taljevine, mrlje radi preskoka taljevine, brazde, pruge i izgorine na površini proizvoda. Proizvodi su često takvih oblika, da taljevina pri velikim brzinama punjenja ulazi u kalupnu šupljinu u obliku slobodnog mlaza. Dodir između taljevine i stijenke kalupne šupljine je loš. Taljevina očvrsne u obliku slobodnog mlaza. To se na proizvodu vidi kao crv ili špageta. Slobodni mlaz se često pokazuje i u obliku koncentričnih brazdi oko ušća, posebice pri debelim proizvodima. Česta poteškoća je i ta, da se već očvrsnula taljevina radi velike brzine otrgne od stijenke te se prilijepi drugdje, što daje izgled mutne površine. U takvim slučajevima primjenjujemo stupnjevanu brzinu. Početak ubrizgavanja je polagan, da se pri mirnom toku taljevine ostvari dobar kontakt između taljevine i površine stijenke kalupne šupljine, a zatim se brzina poveća, kako taljevina ne bi prijevremeno očvrsnula. Stupnjevana brzina se primjenjuje u većini slučajeva, pa su pri novijim ubrizgavalicama za to na raspolaganju široke programske mogućnosti. Najčešći profil brzine je sporo - brzo - sporo. Konačno usporavanje je potrebno, kako bi se spriječio Diesel efekt. Odzračivanje plinova je bolje, a taljevina se ne pregrijava. Dobivamo homogenu taljevinu s približno jednakom temperaturom na svim dijelovima stijenke kalupne šupljine. Tako se ostvaruju uvjeti za stanje ohlađenog proizvoda bez naprezanja. Radi velike brzine punjenja može doći do vršnih vrijednosti tlaka, odnosno do prepunjenosti kalupne šupljine (Slika 2.14 - 4b). To uzrokuje pucanje proizvoda pri vađenju iz kalupa i druge greške. Ukoliko nemamo programske mogućnosti za pravodobno preklapanje s tlaka ubrizgavanja na naknadni tlak s pomoću mjerenja tlaka u kalupnoj šupljini, primjenjujemo smanjene brzine 3 ili 2, što nije optimalno rješenje.

Pir ekstremno maloj brzini 1, taljevina se ohladi prije nego li postigne najudaljeniju točku na liniji punjenja. To se često događa pri preradi taljevina na manje učinkovitim ubrizgavalicama. Proizvodi načinjeni u takvim uvjetima pokazuju znakove prePrevisoki tlak ubrizgavanja male popunjenosti kalupne šupljine. vodi k poteškoćama pri 4b vađenju otpreska iz kalupa

4a 4

3

2

1 Vrijeme

Slika 2.14/11/: Utjecaj brzine ubrizgavanja na tlak u kalupnoj šupljini

111

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 111

22.2.2016 7:20:15

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Manja brzina znači: – bolji izgled površine pri debelim proizvodima, nema topline trenja, nema smičnih pojava pri promjeni uvjeta tečenja radi oblikovnih karakteristika proizvoda.

U tablici grešaka brzina je predstavljena sljedećim razinama: Brzina ubrizgavanja – srednja (P.10) To je veći dio brzine između niske početne i niske završne brzine. Srednja brzina je odlučujuća za volumno punjenje kalupa. Treba biti što viša, kako je uvodno pojašnjeno.

Brzina ubrizgavanja – početna (P.11) Najčešće je vrlo niska, kako bi se spriječile greške oko ušća radi proklizavanja taljevine.

Brzina ubrizgavanja – završna (P.12) Najčešće je dosta snižena radi mirnijeg prijelaza s tlaka ubrizgavanja na naknadni tlak bez pojave srha, paljenja taljevine i povratnog toka taljevine iz kalupa cilindar za plastificiranje.

Brzina ubrizgavanja – stupnjevano regulirana (P.13) Traži se najpovoljniji profil tijeka brzine ubrizgavanja, koja uključuje početnu nisku, srednju visoku i završnu nisku brzinu.

Kašnjenje ubrizgavanja pri pneumatskim mlaznicama (P.14) S tim kašnjenjem omogućujemo pravodobno otvaranje mlaznice, prije porasta tlaka ubrizgavanja. Na taj način je omogućeno mirno tečenje taljevine iz mlaznice u kalupnu šupljinu.

Naknadni tlak (P.15) Kada se pod utjecajem tlaka ubrizgavanja popuni kalupna šupljina, završava se dinamičko punjenje. Otpori, koji su posljedica velike brzine ubrizgavanja, drastično se smanjuju.

Dovodi se samo minimalna količina taljevine, kako bi se nadomjestio prazan prostor, koji nastaje radi skupljanja vruće taljevine pri ohlađivanju. Za to dovođenje taljevine potreban je niži tlak kojeg nazivamo naknadnim tlakom.

Naknadni tlak treba biti što manji. Samo tako ćemo dobiti proizvode s minimalnim unutrašnjim naprezanjima. Treba biti toliko velik, da spriječi pojavu usahlina i vakuumskih praznina. Naknadni tlak se podešava u visini 40 do 70 postotaka tlaka ubrizgavanja, postignutog pred završetkom volumnog punjenja kalupne šupljine. Ta vrijednost podešenog naknadnog tlaka može biti ista tijekom čitavog vremena djelovanja naknadnog tlaka, ili se prema potrebni mijenja stupnjevano ili kontinuirano.

112

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 112

22.2.2016 7:20:15

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Naknadni tlak je učinkovit, samo ako su ispunjeni sljedeći osnovni uvjeti: – ušće mora biti dovoljno veliko, da ne očvrsne prerano, – jastuk mora biti dovoljno velika (od 2 do 5 mm), da je ispred vrha pužnog vijka na raspolaganju dovoljno taljevine za konačno popunjavanje kalupne šupljine, – pravilno moraju biti izbrane veličina naknadnog tlaka, vrijeme djelovanja naknadnog tlaka, točka preklopa na naknadni tlak te temperatura stijenke kalupne šupljine i taljevine.

Previsoki naknadni tlak uzrokuje: – veća unutrašnja naprezanja, – veće deformacije pri toplinskim opterećenjima, – pucanje pri vađenju iz kalupa, – veće dimenzije, – veću masu, – mrene, – oštećenja kalupa.

Tlak u kalupnoj šupljini [bar]

Preniski naknadni tlak uzrokuje: – usahline, – nepopunjenost kalupne šupljine, – mjehuravost, – manje dimenzije, – veće skupljanje, – manju masu, – velike oscilacije od ciklusa do ciklusa.

3) Stlačivanje: Oblikovanje kontura, pojava mrena, srh, oštećenja kalupa

2) Kvaliteta površine: Vidljive linije tečenja, izgled, orijentiranost, kristalizacija 1) Opterećenje taljevine: toplinsko, mehaničko.

Ubrizgavanje

Naknadni tlak

4) Rasterećenje otpreska: Zračni mjehuri, usahline, masa, skupljanje, vitoperenje, stupanj kristalizacije, unutrašnja orijentiranost, poteškoće pri vađenju iz kalupa, čvrstoća spojeva

Vrijeme [s]

Slika 2.15/4/: Utjecaj tlaka ubrizgavanja i naknadnog tlaka na kvalitetu proizvoda

113

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 113

22.2.2016 7:20:15

2) Točka preklopa Brzina ubrizgavanja Temperatura taljevine Temperatura stijenke kalupne šupljine

1) Brzina ubrizgavanja Otpori tečenju Temperatura taljevine Svojstva materijala Temperatura stijenke kalupne šupljine Temperatura ulja

Tlak u kalupnoj šupljini [bar]

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Ubrizgavanje

3) Temperatura stijenke kalupne šupljine Progib kalupa Temperatura taljevine Veličina naknadnog tlaka Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka

Vrijeme [s]

Naknadni tlak

300

0,6

250

0,5

200

0,4

Deformacija [mm]

Udarna žilavost [cmkg]

Slika 2.16/4/: Utjecaj podesivih parametara na tijek krivulje tlaka ubrizgavanja i naknadnog tlaka

150 100 50 0

100 °C

0,3 0,2 95 °C

0,1

0

200 400 600 Naknadni tlak [bar]

0

1.000

Slika 2.17/13/: Utjecaj naknadnog tlaka na udarnu žilavost

360

480 Naknadni tlak [bar]

600

Slika 2.18/13/: Utjecaj naknadnog tlaka na deformaciju pri toplinskom ispitivanju

114

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 114

22.2.2016 7:20:16

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Karakteristično za fazu naknadnog tlaka i vremena djelovanja naknadnog tlaka je, da se u toj fazi određuje kvaliteta površine te stabilnost mehaničkih svojstava proizvoda i izmjera (Slika 2.15). Koji utjecajni parametri određuju tijek krivulje tlaka ubrizgavanja i naknadnog tlaka, očito je iz Slike 2.16.

U većini slučajeva je, za neki proizvod i izabrani materijal, pri određenim uvjetima prerade, optimalan samo jedan naknadni tlak, kojeg najčešće određujemo ispitivanjima. Iz Slike 2.17 očito je, da je za neki proizvod od PA 66 optimalni naknadni tlak 330 bara. Na Slici 2.18 prikazani su rezultati ispitivanja za leću automobilskog svjetla od PMMA. Vidi se da veličina naknadnog tlaka ima veliki utjecaj na deformacije pri toplinskom opterećenju (4 h, 95 °C odnosno 100 °C).

Na Slici 2.19 je prikazan zupčanik od POM, koji se izrađuje u kalupu s 8 kalupnih šupljina. Ukoliko naknadni tlak povećamo sa 700 na 900 bara, izmjera 6,8 mm se poveća za 0,04 mm. U istom omjeru se povećavaju i ostale izmjere. Utvrđeno je, da se pri kratkim vremenima djelovanja naknadnog tlaka pojavljuje veliko rasipanje izmjera. Odgovarajuće vrijeme djelovanja naknadnog tlaka određuje se vaganjem otpresaka. I vrijeme hlađenja otpreska je bitno. Za prikazani zupčanik, optimalno vrijeme hlađenja je 12 sekundi. ø12,7

1,5

0,5

R 6,35 ±0,06

6,8 -0,1

m = 0,5 z = 24 m = 0,45 z=9 ø1,52 +0,03 R 2,54 ø5,085 Slika 2.19/13/: Utjecaj naknadnog tlaka na izmjere zupčanika

»Skalarova rampa« (P.15.a) To je poseban program za naknadni tlak, pri kojem se naknadni tlak ne smanjuje stupnjevito, već ovisno o određenom početnom naknadnom tlaku pn na konačnu razinu naknadnog tlaka pn = 0 u podešenom vremenu t. Primjeren je za lagano rasterećenje visokog završnog tlaka u kalupnoj šupljini bez pomaka pužnog vijka unazad. Nazvali smo ga prema gospodinu Skalaru, tehnologu tvornice Saturnus AO.

115

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 115

22.2.2016 7:20:16

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Preklapanje s tlaka ubrizgavanja na naknadni tlak (P.16) Pri podešavanju parametara injekcijskog prešanja moramo paziti da ne dođe do preopterećenja kalupa radi prepunjenosti kalupne šupljine. Pravodobno moramo preklopiti s visokog tlaka ubrizgavanja na niži naknadni tlak, koji nije opasan za oštećenja kalupa.

Taj preklop se uobičajeno obavlja pri 80 do 98-postotnoj volumnoj popunjenosti kalupne šupljine. Što je veća brzina ubrizgavanja, veća je i opasnost da nam tlak u mrtvom vremenu nakon preklopa pobjegne preko kritične vrijednosti, pa moramo preklop obaviti prije (Slika 2.20).

P

Elek. signal (preklop na naknadni tlak) Podešen hidraulički tlak 5 Hidraulički naknadni tlak 7 Krivulja hidrauličkog tlaka

1

Krivulja tlaka u kalupnoj šupljini

3

9

1 - Početak ubrizgavanja 2 - Ubrizgana taljevina doseže tlačni senzor u kalupnoj šupljini 3 - Električni signal za preklop s tlaka ubrizgavanja na naknadni tlak 4 - Mrtvo vrijeme preklapanja 5 - Maksimalna vrijednost hidrauličkog tlaka 6 - Vrijeme izvođenja preklopa 7 - Maksimalna vrijednost tlaka u kalupnoj šupljini 8 - Ukupno vrijeme preklapanja 9 - Isključivanje naknadnog tlaka

2 Regulacija količine

Regulacija tlaka 6

8

t

4

Slika 2.20/4/: Preklop upravljanja iz količinske na tlačnu regulaciju

Preklop na naknadni tlak mora biti pravodoban. Prvo provodimo studiju punjenja pri vrijednosti naknadnog tlaka 0. Preklop na naknadni tlak uključimo prilično rano. Kada s tlakom ubrizgavanja postignemo neki stupanj popunjenosti kalupne šupljine (veća vrijednost je za tanje proizvode), počinjemo povećavati naknadni tlak do konačne popunjenosti kalupne šupljine. Profil naknadnog tlaka i točka preklopa moraju biti izabrani tako, da se pužni vijak u trenutku preklopa ne pomakne unazad. Veličina naknadnog tlaka treba biti tolika, da spriječimo usahline.

Preklop s tlaka ubrizgavanja na naknadni tlak sprječava preopterećenje kalupa. Točka preklopa je pažljivo izabire obzirom na točno određen maksimalni tlak u kalupnoj šupljini,

116

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 116

22.2.2016 7:20:16

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

koji još uvijek osigurava dobar proizvod (mrene, usahline), a ujedno nije opasan za oštećenje kalupa. Što je veća brzina ubrizgavanja, strmija je krivulja tlaka radi velikog otpora pri tečenju, i veća je opasnost da tlak u mrtvom vremenu nakon preklopa pobjegne preko kritične vrijednosti.

Pri nekim proizvodima, posebice manjim, pri kojima je vrlo teško naći optimalnu točku preklopa, bolje je da ne primjenjujemo točku preklopa. U tom slučaju je konačni tlak, koji je dovoljan za normalno popunjavanje kalupne šupljine, istodobno i početni tlak ubrizgavanja (Slika 2.21).

120

ph podešeni

p [bar]

90 60

ph stvarni

30 Vrijeme [s]

Vrijeme [s]

Slika 2.21/11/: Ubrizgavanje s preklopom (lijevo), ubrizgavanje bez preklopa (desno)

Preklop se može izvesti na četiri načina: - Preklop u ovisnosti o putu pužnog vijka To je volumena ovisnost preklopa. Taj način preklapanja je primjenjiv, ukoliko su hod pužnog vijka i dovedena količina taljevine uvijek isti, i ukoliko je prisutan relativno veliki hod ubrizgavanja pužnog vijka. Taj način se najviše primjenjuje u praksi. Pri tom načinu preklapanja možemo brzo načiniti pogrešku, ukoliko preklopimo prerano, dok kalup još nije dovoljno pun, ili prekasno, kada je već postignut granični tlak te je kalup prepunjen.

Pri takvoj stalnoj točki preklopa, sve promjene (propuštanje kompresijskog prstena na vrhu pužnog vijka) negativno utječu na uvjete punjenja.

- Preklop u ovisnosti o vremenu Takav preklop zahtijeva ujednačenu viskoznost taljevine i jedan profil brzine ubrizgavanja od ciklusa do ciklusa. U obzir dolazi pri malim volumenima ubrizgavanja, pri kojima se s preklopom u ovisnosti o vremenu lakše odredi pravi trenutak preklopa, nego li s preklopom ovisnom o putu pužnog vijka.

- Preklop u ovisnosti o hidrauličkom tlaku Okidač preklopa je mjerač tlaka u hidrauličkom cilindru za ubrizgavanje. Iz grafičke slike

117

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 117

22.2.2016 7:20:16

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

tijeka tlaka i izgleda proizvoda, možemo zaključiti koja veličina tlaka ubrizgavanja je primjerena za preklop.

- Preklop u ovisnosti o tlaku u kalupnoj šupljini Okidač preklopa je senzor tlaka u kalupnoj šupljini. Kako on preklapa, kada je postignut podešeni tlak, vanjske smetnje i promjene su djelomice bez utjecaja. Stoga je taj način preklopa najbolji. Ukoliko mijenjamo parametre, kada želimo optimirati proces, utjecaji parametara se odmah vide na grafičkom zapisu krivulje tlaka. Optimiranje procesa je stoga bitno pojednostavljeno. Vrijednost tlaka u kalupu, pri kojoj se treba provesti preklop, mora se pažljivo odrediti, kako bi se spriječila prepunjenost kalupa.

Utjecaj preklopa na veličinu tlaka u kalupnoj šupljini Preklop je prerano: – Moramo ubrizgati mnogo taljevine s niskim naknadnim tlakom i malom brzinom.

– Nepotpuno punjenje kalupa – Lagani i nekvalitetni proizvodi Preklop je prekasno: – Srh – Proizvod s naprezanjima – Opasnost od oštećenja kalupa Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka (P.17) Vrijeme djelovanja naknadnoga tlaka treba biti toliko dugo, dok ne očvrsne ušće. Nakon očvršćivanja taljevina se ne može vratiti natrag u cilindar. Svako vrijeme, dulje od tog očvršćivanja nema nikakvog značenja. Ovisno je o ušću (Slika 2.22) i debljini proizvoda.

Kako ušće ne bi očvrsnulo prerano, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti: – ušće mora biti dovoljno veliko i to od 45 do 75 % debljine stijenke proizvoda, – kalup mora biti primjereno temperiran.

Orijentacijska vremena djelovanja naknadnog tlaka: ambalažni proizvodi: 0,1–0,5 s, točkasto ušće: 0,5–3 s, stožasto ušće: 5–10 s, leće debljine 12 do 15 mm: do 120 s.

Mala ušća brzo očvrsnu. Stoga su vremena djelovanja naknadnog tlaka vrlo kratka. Nužna je velika brzina ubrizgavanja i lagana prepunjenost, da se ostvari rezerva za kompenzaciju skupljanja nakon očvršćivanja ušća.

Efektivno vrijeme određujemo s pomoću: – vaganja proizvoda (Slika 2.23), – granične krivulje tlaka u kalupnoj šupljini (Slika 2.24).

118

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 118

22.2.2016 7:20:16

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Hidraulički tlak ph

Točkasto ušće - T Filmsko ušće - F Stožasto ušće - S

Tlak u kalupnoj šupljini pk

tvb

Vrijeme

tn blizu ušća 1

pk1

pk 2

udaljeno od ušća 2

tvb

Vrijeme

tn 1 T tn 1 F tn 1 S

Slika 2.22/11/: Utjecaj ušća na vrijeme očvršćivanja

230

Masa [g]

226 222 218 214 20

40 60 80 Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka [s]

100

Slika 2.23/3/: Utjecaj vremena djelovanja naknadnog tlaka na masu proizvoda

119

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 119

22.2.2016 7:20:16

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Određivanje vremena djelovanja naknadnog tlaka vaganjem proizvoda: Pri određivanju optimalnog vremena djelovanja naknadnog tlaka za male proizvode vaganjem, trebamo vagu s preciznošću očitanja 0,01 do 0,001 g. Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka povećavamo nakon svakog petog ciklusa. Vrijeme, pri kojem je masa postigla svoj maksimum, efektivno je vrijeme djelovanja naknadnog tlaka (Slika 2.23). Ušće je očvrsnulo. Ukoliko proizvod ima usahline, moramo povećati ušće i ponovo odrediti vrijeme djelovanja naknadnog tlaka. Kada proizvod postigne maksimalnu masu, i skupljanje se ustabili. Uvijek važite proizvod a ne čitav grozd (otpresak i uljevni sustav)!!

Slika 2.25 prikazuje utjecaj vremena djelovanja naknadnog tlaka pri različitim veličinama naknadnog tlaka na dodatak na izmjeru proizvoda od PS debljine 3 mm.

Odstupanja izmjera vrijede za područja proizvoda u blizini ušća. Na mjestima, koja su udaljenija od ušća, odstupanja izmjera su drugačija. Radi velikog gubitka tlaka, mjere proizvoda na udaljenijim mjestima svakako su manje.

Nadmjera [mm]

Tlak u kalupnoj šupljini

Određivanje vremena djelovanja naknadnog tlaka obzirom na oblik njegove krivulje: S postupnim povećavanjem vremena djelovanja naknadnog tlaka, krivulja tlaka se približava graničnoj krivulji koja predstavlja točku očvršćivanja. Iz dijagrama je vidljivo, da tlak 1 u kalupu naglo pada, što znači, da je radi prijevremenog isključivanja naknadnog tlaka (ili preniskog naknadnog tlaka), taljevina potekla natrag u uljevni sustav Točka zamrzavanja kroz još neočvršćeno ušće (Slika 2.24). Iz takvog grafičkog prikaza granične krivulje 1 2 3 4 unutrašnjeg tlaka možemo zaključiti je li Vrijeme ušće dovoljno veliko. Ukoliko postižemo očvršćivanje, a granična krivulja je niska, Slika 2.24/11/: Utjecaj vremena djelomožemo zaključiti da je ušće premalo. To vanja naknadnog tlaka na oblik krivulje se događa posebice pri kristalastim matetlaka rijalima, pri kojima tlak u kalupnoj šupljini pada radi velikog smanjenja volumena ti0,16 jekom procesa kristalizacije i ohlađivanja taljevine. Ušće mora biti dovoljno veliko, kako bismo mogli dovoditi novu taljevinu 325 bar 0,12 u relativno dugom vremenskom intervalu, koje je potrebno za potpunu kristalizaciju.

0,08

75 bar 0,04 0

0 bar

2 4 6 8 10 12 14 16 Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka [s]

Slika 2.25/13/: Utjecaj vremena djelovanja naknadnog tlaka na izmjeru proizvoda od PS

120

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 120

22.2.2016 7:20:16

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Kristalasti materijali zahtijevaju duga vremena djelovanja naknadnog tlaka, i ovisni su o brzini njihove kristalizacije:

POM PA 66 PA 66 GF30 PBTP PBTP GF30

Vrijeme kristalizacije sek/mm debljine: 7,5 - 8,5 3,5 - 4,5 2,5 - 3,5 3,5 - 4,5 2,5 - 3,5

Napomena: navedena vremena su okvirna i ne obuhvaćaju sve utjecaje. Pri tankim stijenkama navedeni su rasponi manji, a pri debljim stijenkama veća.

Uz pretpostavku, da ušće još nije očvrsnulo, produljeno naknadno vrijeme znači: – povećanje mase, – povećanje debljine, – smanjenje skupljanja.

Prekratko vrijeme djelovanja naknadnog tlaka znači: – premalo popunjeni proizvodi, – loše spojeve pri tečenju taljevine, – male izmjere, – velike oscilacije izmjera, – vitoperenje, – uključine zraka.

50 45 Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka (POM) [s]

Materijal:

40 35 30

TK = temperatura stijenke kalupne šupljine

25 20 15

120 °C 10 5

90 °C 1

60 °C 2

3

4

Debljina stijenke proizvoda [mm]

Slika 2.26/62/: Određivanje vremena djelovanja naknadnog tlaka obzirom na temperaturu stijenke kalupne šupljine i debljinu stijenke proizvoda od POM

Postupak ubrizgavanja amorfnih i kristalastih materijala (P.15 do P.17): Dijagram p-v-T Zbivanja pri injekcijskom prešanju najbolje opisuje dijagram triju veličina: tlak-volumen-temperatura, koji se izrađuje za svaki materijal. Priložena su dva dijagrama: za polistiren karakterističan za amorfne materijale (Slika 2.27) i za polietilen karakterističan za kristalaste materijale (Slika 2.28). Dijagrami zorno prikazuju karakteristike obje skupine plastomera, koje moramo uzeti u obzir pri preradi. Skupljanje, odnosno istezanje amorfnih i kristalastih materijala vrlo je različito i ovisno je o uvjetima prerade. Skupljanje i istezanje kristalastih materijala je bitno veće od amorfnih. Obzirom na tu karakteristiku, posebno za

121

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 121

22.2.2016 7:20:16

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

kristalaste i posebno za amorfne materijale određujemo sljedeće parametre prerade: tlak ubrizgavanja, naknadni tlak, vrijeme djelovanja naknadnog tlaka, točku očvršćivanja ušća i preradbeno skupljanje. Obzirom na zaostali tlak u kalupnoj šupljini, možemo predvidjeti kakva će biti unutrašnja naprezanja u proizvodu i sile vađenja otpreska iz kalupa.

Tm-taljevine = Tg + 100°C; Tt > Tm

Tm = Tkristalizacije + 17, 37, 50°C 1,4

1,05

VP

1,33 VV

VP

VV

K3

Specifični volumen v [cm3/g]

Specifični volumen v [cm3/g]

1,3

3

1,00 Tlak p WP [MPa] 0,1 20 40 60

0,985 VS 0,97 VR

R

0,95

SP

K2 1

2

0

50

100

WP

1,22 VS 1,2

K1

1,1 R 1,08 VR

100 140 160

200

250

0

Temperatura T [°C]

Slika 2.27/51/: Dijagram p-v-T za PS

SP

K2

2

Tlak p [MPa] 0,1 20

1

K1

40 60 100

150

K3

3

50

160

100

150

200

250

Temperatura T [°C]

Slika 2.28/51/: Dijagram p-v-T za PE-HD

Objašnjenje dijagrama p-v-T za PS (Slika 2.27) U plastifikatoru zagrijavamo materijal od sobne temperature R prema liniji za atmosferski tlak 0,1 megapaskala (MPa) na temperaturu prerade VP = 220 °C. Pri tome specifični volumen naraste od 0,97 ml/g na 1,05 ml/g. Ta vrijednost predstavlja ishodište za određivanje teoretskog volumena ubrizgavanja, s pomoću kojeg proizvođači ubrizgavalica označavaju kapacitet ubrizgavanja ubrizgavalice. Radi strme linije tlaka u temperaturnom području taljevine, specifični volumen i s njime povezana viskoznost taljevine vrlo su ovisni o promjeni temperature. Pri kristalastim materijalima taj je utjecaj, radi položenije krivulje tlaka, bitno manji.

U dijagramu su prikazane tri mogućnosti ubrizgavanja: po liniji 1, po liniji 2 i po liniji 3.

122

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 122

22.2.2016 7:20:17

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Tijek ubrizgavanja po liniji 1 (bez jastuka): Hod ubrizgavanja pužnog vijka je do nasjeda. Tlak punjenja je aktivan i odgovarajuće programiran sve do točke očvršćivanja SP, kako taljevina ne bi iz kalupne šupljine počela teći natrag u cilindar. Pri ubrizgavanju u kalup stlačimo toliko taljevine, da joj se u kalupu povisi gustoća na specifični volumen 0,973 ml/g, što odgovara vrijednosti specifičnog volumena pri sobnoj temperaturi R. Za takvo povišenje gustoće pri konstantnoj temperaturi 220 °C potreban je tlak 140 MPa (točka K1). Taljevina se hladi u zatvorenoj kalupnoj šupljini izohorno bez skupljanja od točke K1 do točke R. Pri tome tlak u taljevini pada od 140 MPa do atmosferskog tlaka. Ukoliko bismo izabrali veći tlak, taljevina bi bila još više gustoće. Zaostali unutrašnji tlakovi bi nakon vađenja iz kalupa uzrokovali napregnuto stanje i pucanje proizvoda. Takav način ubrizgavanja nije tehnološki primjeren. Visoki tlakovi ubrizgavanja su neekonomični i uzrokuju velike reakcijske sile. Velike su i sile vađenja otpreska iz kalupa jer nema skupljanja. Stoga biramo način ubrizgavanja prema linijama 2 ili 3. Pri ta dva načina djeluje manji tlak ubrizgavanja, no prisutno je određeno skupljanje taljevine od točke WP do R, što poboljšava uvjete vađenja otpreska iz kalupa.

Tijek ubrizgavanja po liniji 2 (bez jastuka): U tom slučaju ubrizgamo u kalup toliko taljevine, da pri izabranom tlaku 100 MPa postižemo specifični volumen taljevine u kalupu 0,985 ml/g. I pri tom načinu pužni vijak ide do nasjeda. Tlak punjenja je aktivan sve do točke očvršćivanja SP. Od trenutka nasjeda pužnog vijka nema tečenja taljevine kroz ušće. Za to brine sustav za usklađivanje tlaka punjenja s tlakom u kalupnoj šupljini. Pri takvom načinu ubrizgavanja u proizvodu postoji bitno manje naprezanja. Ubrizgavanje se odvija po liniji VP-K2 pri temperaturi 220 °C. Pri konstantnom specifičnom volumenu taljevina se hladi od točke K2 do točke WP = 110 °C. Tlak u taljevini pada od 100 MP na atmosferski tlak 0,1 MPa. Pri daljnjem hlađenju do temperature okoline R, taljevina se steže na vrijednost specifičnog volumena 0,97 ml/g, što je za 1,5 %. To volumno stezanje je trodimenzionalno. Linearno skupljanje u jednom smjeru je 1/3 volumnog stezanja, odnosno 0,5 %. To je normalno preradbeno skupljanje, koje uzimamo u obzir tako, da za istu vrijednost povećamo izmjere kalupne šupljine.

Tijek ubrizgavanja po liniji 3 (s jastukom): U tom slučaju ne ubrizgavamo u kalupnu šupljinu svu potrebnu količinu taljevine odjednom. Prvi dio taljevine ubrizgavamo brzo, pri čemu popunimo kalupnu šupljinu, a ostali dio dovodimo polako, za popunjavanje praznog prostora, koji nastaje radi hlađenja i skupljanja ubrizgane taljevine. Za takvo popunjavanje nije potreban visoki tlak, jer taljevinu ne stlačujemo od VP-WP odnosno od VP na R odjednom. Volumno popunjavanje postižemo u točki K3. Kako bismo došli do točke SP, kao i pri tijeku po liniji 2, trebamo bitno niži tlak i to 30 MPa. Od volumnog popunjavanja K3 do SP djeluje naknadni tlak iste veli-

123

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 123

22.2.2016 7:20:17

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

čine. Taljevina se tijekom vremena djelovanja naknadnog tlaka dovodi iz jastuka kroz ušće polako, u skladu sa skupljanjem taljevine u kalupnoj šupljini. Jastuk mora biti dovoljno velik, kako bi na raspolaganju bilo dovoljno taljevine.Veličina jastuka je uobičajeno 2 do 6 mm. To polagano dovođenje taljevine odvija se sve do točke očvršćivanja SP, kada dolazi do pečaćenja ušća. U toj točki je postignut specifični volumen 0,985 ml/g. Tako ostaje sve do WP, kada temperatura pada na 110 °C. Radi tog hlađenja tlak u kalupnoj šupljini pada na 0,1 MPa. Taljevina u kalupu se pri atmosferskom tlaku i dalje hladi i počne skupljati po liniji WP-R do temperature okoline, kao i u slučaju 2. Proizvod se može ohladiti i skupljati i u slobodnom prostoru, ukoliko ga prethodno izvadimo iz kalupne šupljine.

Manji tlak ubrizgavanja od 30 MPa nije primjeren, jer dolazimo previsoko na liniju VP-R te je skupljanje u kalupu preveliko. Takav način ubrizgavanja je tehnološki primjeren. Moramo paziti na to, da su naknadni tlak i vrijeme djelovanja naknadnog tlaka što manji. Na taj način smanjujemo unutrašnja naprezanja u proizvodu.

Objašnjenje dijagrama p-v-T za PE-HD (Slika 2.28) Prikazana su sva tri načina ubrizgavanja, kao u slučaju dijagrama p-v-T za PS. Iz dijagrama za PE-HD je vidljivo, da je za stlačivanje do linije K1-R potreban dosta viši tlak, jer se taljevinu u stanju VP s 1,33 ml/g dosta stlači, da dođe u stanje volumena R s 1,8 ml/g, što odgovara volumnom stanju ohlađene taljevine. Radi tehnoloških ograničenja primjenjujemo niži tlak ubrizgavanja, što uzrokuje veće preradbeno skupljanje, što moramo uzeti u obzir pri izradi kalupa.

Uobičajeni postupak ubrizgavanja kristalastih materijala (Slika 2.29) – Zagrijavanje taljevine u cilindru. Specifični volumen je jako povećan.

– Početak ubrizgavanja. Tlak ubrizgavanja naraste izotermno na podešeni tlak.

Pri tom tlaku se taljevina jako stegne.

Količina taljevine mora biti takva, da upravo popuni kalup.

– Uključi se naknadni tlak. Taljevina se hladi i skuplja. Kada se taljevina ohladi ispod točke tališta Tm, specifični volumen drastično pada. Nedostatni volumen stalno popunjavamo s novom taljevinom pod konstantnim naknadnim tlakom (Slika 2.29). Potrebno vrijeme djelovanja naknadnog tlaka je bitno dulje od vremena za amorfne materijale.

punjenje

Slika 2.29: Ubrizgavanje kristalastih materijala (Izvor: DuPont)

124

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 124

22.2.2016 7:20:17

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Stoga ušće mora biti dovoljno veliko, da ne očvrsne prijevremeno. Kada masa proizvoda više ne raste te je kristalizacija u kalupu završena, ušće može očvrsnuti.

– Isključujemo naknadni tlak.

Tablica 2.4/60/: Ubrizgavanje amorfnih i kristalastih materijala naknadni tlak ušće vrijeme djelovanja naknadnog tlaka greške

amorfni pada s vremenom zatvoreno nakon završenog dinamičkog punjenja kratko

kristalasti konstantan otvoreno do završetka kristalizacije dugo

prepunjenost napukline uslijed naprezanja usahline

vitoperenost šuplja mjesta

Protutlak (P.19 do P.21)

Temperatura taljevine

Protutlak je podesiv tlak u osnom smjeru pužnog vijka, koji sprječava pužni vijak da se tijekom plastificiranja nekontrolirano vraća unazad. Taj tlak tijekom plastificiranja stlačuje dovedenu taljevinu, a uključine zraka se istiskuju iz nje i ne uzrokuju smetnje pri ubrizga-

Hod pužnog vijka

A

B

C

Slika 2.30/13/: Temperatura taljevine u ovisnosti o hodu pužnog vijka

125

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 125

22.2.2016 7:20:17

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

vanju. Kako bismo od ciklusa do ciklusa postizali uvijek isti volumen doziranja i homogenu taljevinu, moramo protutlak podesiti tako, kako najbolje odgovara pojedinoj taljevini.

Taj tlak je najčešće od 50 do 250 bara specifičnog tlaka, a jedino pri PA je do 50 bara.

Utjecaj protutlaka na temperaturu Pri čvrstom PVC-u, koji je toplinski vrlo osjetljiv, radi se s povišenim protutlakom od 200 do 400 bara. Radi topline trenja, koja se oslobađa na taj način, možemo raditi i pri nešto nižim temperaturama u cilindru. Time postižemo da se taljevina ne oštećuje toplinski i pri duljim vremenima zadržavanja taljevine u cilindru. Ukoliko se taljevina toplinski ošteti, možemo na temperaturu utjecati bitno brže promjenom protutlaka, nego li promjenom temperature u cilindru.

T a

P T

Tr Tp

b

Tpp S T Tt c

Tp Tpp S

Slika 2.31/13/: Temperatura taljevine u ovisnosti o hodu pužnog vijka i protutlaka

Protutlak ima veliki utjecaj na temperaturu taljevine. Već dugo je poznato, da s odgovarajućim programiranjem protutlaka možemo izravnati vršne temperature u taljevini.

Temperatura taljevine, koja se nakon svakog plastificiranja sakupi ispred vrha pužnog vijka, uzduž aksijalne osi je često vrlo različita. Razlika u temperaturi je to veća, što je veći put doziranja pužnog vijka. Ta pojava je već dugo poznata i nju proizvođači ubrizgavalica uzimaju u obzir pri razvoju geometrije pužnog vijka, koja je za svaki materijal drugačija. Često u praksi primjenjujemo univerzalne pužne vijke jednake geometrije. Stoga moramo računati s pojavom temperaturne nehomogenosti, kako je prikazano na Slici 2.30.

Tijek krivulje temperature uzduž aksijalne osi zorno pokazuje, da je temperatura prvog i zadnjeg dijela rastaljenog materijala u prostoru ispred vrha pužnog vijka najniža.

U ekstremnim slučajevima razlika između najviše i najniže temperature je čak 40 °C. S pomoću pokusa je utvrđeno, da tu temperaturnu razliku možemo poprilično ublažiti s odgovarajućim programiranjem protutlaka. Shematski prikaz utjecaja protutlaka na temperaturu taljevine prikazan je u dijagra-

126

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 126

22.2.2016 7:20:17

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

mu »a« na Slici 2.31, iz kojeg je vidljivo da je temperatura taljevine proporcionalna protutlaku radi povećanog unutrašnjeg trenja i stoga povećanog vremena plastificiranja. Ukoliko programiramo protutlak plastificiranja tako, da dobijemo temperaturu kao funkciju protutlaka u obliku krivulje Tpp (T-protutlaka) i ukoliko tom utjecaju dodamo utjecaj hoda i oblika pužnog vijka koji uzrokuje temperaturu u obliku Tp (T-pužnog vijka), dobivamo rezultirajuću temperaturu Tr (T-rezultirajuća) u obliku pravca. To znači da je temperatura taljevine Tt uzduž čitavog hoda pužnog vijka ispred vrha pužnog vijka konstantna.

Novije ubrizgavalice imaju mogućnost programiranja protutlaka. Pri starijim ubrizgavalicama, koje tu mogućnost nemaju, tehnolog se mora potruditi da izabere protutlak, pri kojem će rezultati biti najbolji. Tijek temperature taljevine treba biti što bliži pravcu.

Drugi utjecaji protutlaka: – ujednačeno dovođenje taljevine bez uključina zraka, – bolja homogenost plastificirane taljevine i regulirana temperatura taljevine, – konstantna maza proizvoda od ciklusa do ciklusa, – umjereno povećanje povoljno utječe na ujednačenu razdiobu bojila u taljevini.

Frekvencija vrtnje pžnog vijka (P.22 do 24) Optimalna frekvencija vrtnje pužnog vijka i okretni moment su ovisno o pojedinom materijalu. Ukoliko je moguće stupnjevano programiranje okretaja, zadnja faza treba biti s niskim brojem okretaja, kako bi pri sniženom protutlaku ublažili nekontrolirano vraćanje pužnog vijka unazad nakon završetka plastificiranja. Taj povrat ne smije biti veći od podešene dekompresije, jer stražnji položaj pužnog vijka nije kontroliran.

Za postizanje homogene taljevine, moramo izabrati što nižu frekvenciju vrtnje. Što je sporije plastificiranje, taljevina je bolje pripremljena. Materijali osjetljivi na trenje (PVC, čvrsti) zahtijevaju nisku frekvenciju vrtnje (40 do 50 okretaja u minuti). Pri tome moramo uzeti u obzir obodnu brzinu, koja ne smije premašiti 0,2 ms–1.

Pri izboru frekvencije vrtnje u obzir uzimamo i vrijeme hlađenja. Podešava se takvo vrijeme plastificiranja, da je nešto manje od vremena hlađenja. Ukoliko to nije moguće (npr. pri debelim proizvodima, lećama itd.), primjenjujemo kašnjenje plastificiranja. Na taj način skraćujemo zadržavanje taljevine u vrućem dijelu cilindra. Pri niskoj frekvenciji vrtnje, okretni moment mora biti prilično visok, pogotovo pri materijalima koji teže teku, kao što su PC i PMMA. Ukoliko je plastificiranje previše usporeno, povisujemo frekvenciju vrtnje toliko vremena, da se uvjeti plastificiranja urede. Frekvenciju vrtnje i protutlak međusobno usklađujemo, kada se pojavi toplina trenja. Ukoliko usklađivanje ne donese sniženje temperature, i ukoliko tu povišenu temperaturu pratimo, regulator postavljamo na tu temperaturu.

Utjecaj frekvencije vrtnje pužnog vijka na temperaturu taljevine Frekvencija vrtnje pužnog vijka ima veliki utjecaj na temperaturu taljevine. Ona je pri višim frekvencijama vrtnje, radi topline trenja, viša. Frekvencija vrtnje pužnog vijka nam u kom-

127

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 127

22.2.2016 7:20:17

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

binaciji s hodom pužnog vijka daje različita stanja temperature taljevine, što je očito iz Slike 2.32. Najviša temperaturna razlika nastaje pri visokoj frekvenciji okretaja i velikom hodu doziranja. Stoga u osjetljivim slučajevima primjenjujemo manje hodove doziranja (do 2,5D).

∆T [°C]

15

PA Ultramid A3K POM Deirin 500 N pst = 10 bar Tz = 280 / 290 / 290 / 300 °C za PA Tz = 180 / 190 / 190 / 200 °C za POM tv = 60 s

POM ns = 350 min-1

PA ns = 350 min-1 PA ns = 100 min-1

10

POM ns = 100 min-1

5

1,2

2,4

4

Hod [D]

30

60

100

Hod [%]

Slika 2.32/13/: Utjecaj frekvencije vrtnje pužnog vijka na temperaturu taljevine u ovisnosti o hodu pužnog vijka

Niska frekvencija vrtnje znači: – homogenu taljevinu, – manju toplinu trenja, – manju temperaturnu razliku u vezi s hodom pužnog vijka.

Visoka frekvencija vrtnje znači: – visoku sposobnost plastificiranja, – veliku toplinu trenja, – veću temperaturnu razliku obzirom na hod pužnog vijka, – veću potrošnju struje.

Hod doziranja pužnog vijka (P.25 do P.28) Hod pužnog vijka ima veliki utjecaj na zbivanja pri ubrizgavanju. Prije svega, o hodu pužnog vijka ovise temperatura taljevine i vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru. Za normalan rad je važno, da su hod pužnog vijka, koji obuhvaća prednji položaj, stražnji položaj, preklop s tlaka ubrizgavanja na naknadni tlak, jastuk i hod dekompresije, uvijek isti. Samo na taj način mogu biti osigurani normalni, uvijek jednaki uvjeti popunjavanja kalupne šupljine.

128

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 128

22.2.2016 7:20:17

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Prednji položaj pužnog vijka – jastuk (P.25) Jastuk uvijek mora biti jednak. Veličina treba biti tolika, da imamo dovoljno taljevine za punjenje kalupne šupljine tijekom vremena djelovanja naknadnog tlaka. Najčešće je to vrijednost 2 do 6 mm (obzirom na dozu), odnosno približno 10 postotaka promjera pužnog vijka. Konstantni jastuk je pokazatelj stabilnosti procesa. Stoga moramo s pomoću utjecajnih parametra postići kontrolirani hod pužnog vijka s usporenim zadnjim dijelom hoda, bez povratnog pomaka pužnog vijka u trenutku preklopa na naknadni tlak. Istrošenost glave pužnog vijka uzrokuje velike oscilacije u veličini jastuka.

Stražnji položaj pužnog vijka (P.26) On je zbroj vrijednosti jastuka, hoda doziranja i hoda dekompresije. Radi ponovljivosti uvjeta injekcijskog prešanja, gibanje pužnog vijka prema kraju treba biti lagano i kontrolirano (niski protutlak i frekvencija vrtnje), kako ne bi došlo do pomaka pužnog vijka preko podešene vrijednosti stražnjeg položaja pužnog vijka.

Veličina hoda doziranja pužnog vijka (P.27) Izabiremo takav promjer pužnog vijka, da osiguramo vrijednost hoda doziranja u području od 1D do 3D. Iznimno je primjenjivo i područje 0,5D do 4D. Vrijeme kašnjenja doziranja (P.28) Taj program uključujemo, ukoliko želimo skratiti vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru pri visokoj temperaturi.

Vrijeme hlađenja (P.29) Vrijeme hlađenja je vrijeme, potrebno da se taljevina u kalupu ohladi do temperature, pri kojoj je proizvod moguće izvaditi iz kalupa bez oštećivanja i deformacija te da mjere proizvoda odgovaraju zahtjevima.

Hlađenje se odvija u dvije faze: – hlađenje pod djelujućim naknadnim tlakom, – hlađenje od završetka vremena djelovanja naknadnog tlaka do konačnog ohlađivanja i očvršćivanja proizvoda.

Zbroj oba vremena je vrijeme hlađenja.

Teorijski proračuni vremena hlađenja vrlo su zahtjevni. Za svakodnevnu praksu uobičajeno su dovoljne pojednostavljene metode određivanja vremena hlađenja. U prilog većoj produktivnosti, vrijeme hlađenja treba biti što kraće. Ovisno je o mnogim čimbenicima, kao što su vrsta prerađivanog materijala, debljina stijenke proizvoda, oblik proizvoda, temperatura stijenke kalupne šupljine i izvedba sustava za temperiranje kalupa. Postignuto vrijeme hlađenja često je bitno dulje od predviđenog vremena. Dijagram na Slici 2.33/27/ pokazuje, kakva vremena možemo postići pri određenim debljinama, ukoliko je

129

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 129

22.2.2016 7:20:17

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

180

d2

d3

150

d1

b

Vrijeme hlađenja [s]

Loše hlađenje 120 90

c

50

a Dobro hlađenje

30 0

0

1

2

3

4

5

6

7

Slika 2.34/27/: Propeler s oznakom mjernih mjesta

8

Debljina [mm]

1,2

Slika 2.33/27/: Dijagram učinkovitosti hlađenja kalupa

Pravilno ili nepravilno određeno vrijeme hlađenja nam potvrđuje izgled proizvoda i odgovarajuće izmjere proizvoda. Na Slici 2.34 prikazan je propeler ventilatora od POM, a na Slici 2.35 vidljiva su odstupanja izmjera u ovisnosti o vremenu hlađenja i vrsti materijala propelera.

1,0 0,9 0,8 Vitoperenje [mm]

temperiranje kalupa vrlo dobro, odnosno, ukoliko je temperiranje kalupa loše. Temperiranju kalupa treba posvetiti maksimalnu pozornost, jer tako možemo uštedjeti mnogo vremena i novaca. Teorijski proračun vremena hlađenja je vrlo zahtjevan.

Metoda proračuna je detaljno opisana u knjizi /28/. U svakodnevnoj praksi najčešće su dovoljne pojednostavljene metode određivanja vremena hlađenja.

POM CF POM

1,1

0,7 0,6

d3

0,5 0,4

d2

0,3

d1

0,2 0,1 0

0

4

8 12 Vrijeme hlađenja [s]

16

Slika 2.35/27/: Utjecaj vremena hlađenja na vitoperenje propelera

Određivanje vremena hlađenja Za brzo, no samo približno određivanje potrebnog vremena hlađenja, na raspolaganju su različite pojednostavljene metode, koje se temelje na praktičnim pokusima i opažanjima.

130

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 130

22.2.2016 7:20:18

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Određivanje vremena hlađenja s pomoću nomograma (Slika 2.36)

ϑ

0,04 0,06 0,08 0,10 mm

tK 1.000

10

0,20

8

I

5

100

10

2

a cm2/s 10-3

1

1

II

0,8

1,0 Pomoćna linija

0,5 0,1

1,2 1,4

Slika 2.36/29/: Nomogram za određivanje vremena hlađenje

131

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 131

22.2.2016 7:20:18

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Za određivanje prema toj metodi, trebamo sljedeće podatke: - debljina stijenke proizvoda - materijal proizvoda J= - temperaturni faktor; J = (Je - Jw) / (Js - Jw) Je = temperatura proizvoda pri vađenju iz kalupa Jw = temperatura kalupa Js = temperatura taljevine Okvirno temperaturu taljevine i kalupa preporuča proizvođač materijala (vidi Tablicu 2.5 /29/). Pri debelim proizvodima izabiremo nižu temperaturu taljevine, a pri tankima višu.

U tablici je navedena i vrijednost toplinske difuzivnosti a.

Primjer: materijal: Polistiren debljina stijenke: 2 mm J = (40 - 25) / (200 - 25) = 0,09 a = 1,22 x 10-3 (za polistiren) U nomogramu Slika 2.36 spojimo debljinu stijenke s J. Presjecište s pomoćnom linijom spojimo s vrijednošću toplinske difuzivnosti a.

Na liniji za vrijeme dobivamo 8 sekundi.

Tablica 2.5/29/: Preporuke proizvođača materijala (temperatura taljevine, kalupa i toplinske difuzivnosti a) Temperature taljevine Temperature kalupa Temperature kalupa a (cm2/s ) PS, SAN, ABS 160 - 240 20 – 50 1,22 x 10-3 PE 150 - 220 20 – 50 1,5 do 2,2 x 10-3 PP 180 - 240 20 – 50 10-1,45 do 1,6 x 3 PMMA 150 - 270 50 – 80 1,3 do 1,61 x 10-3 PA 250 - 270 40 – 100 1,25 do 1,35 x 10-3 PC 250 - 300 50 – 120 1,4 do 2,00x 10-3 CA, CP, CAB 180 - 210 40 – 70 1,20 x 10-3 PVC 160 - 190 20 – 80 1,22 do 1,30 x 10-3

Vrijeme hlađenja u ovisnosti o debljini stijenke i vrsti polimera: Tablica 2.6: Jednostavni proračun vremena hlađenja za pojedine materijale - izvor: DuPont PC t = 2,17 x s2 t = vrijeme hlađenja; s = debljina stijenke PA6, PBT, PELD t = 2,64 x s2 ABS, PS, SAN, PA6,6 PEHD, PMMA PP POM

t = 2,82 x s2 t = 3,00 x s2 t = 3,67 x s2 t = 4,18 x s2

132

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 132

22.2.2016 7:20:18

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

VrijemeVrijeme hlađenjahlađenja [s] [s]

30 30 20 20 15

POM PP PE-HD, POM PMMA ABS, PP PS, SAN, PA 6.6 PA 6, PBTP, PE-LD PE-HD, PMMA PC ABS, PS, SAN, PA 6.6 PA 6, PBTP, PE-LD PC

15 10 10 5 5 0 1,0

1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Debljina stijenke [mm] 0 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Slika 2.37/4/: Vrijeme hlađenja u ovisnosti debljini Debljina ostijenke [mm]stijenke (0 do 2,5 mm) 70 70 60 60 50 [s] VrijemeVrijeme hlađenjahlađenja [s]

2

50 40

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

2,5 2,5

POM PP PE-HD, POM PMMA ABS, PP PS, SAN, PA 6.6 PA 6, PBTP, PE-LD PE-HD, PMMA PC ABS, PS, SAN, PA 6.6 PA 6, PBTP, PE-LD PC

40 30 30 20 20 10 100 2,5 0 2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3,0

2,6

2,7

2,8

2,9

3,0

3,75 Debljina stijenke [mm] 3,75 Debljina stijenke [mm]

4,0 4,0

Slika 2.38/4/: Vrijeme hlađenja u ovisnosti o debljini stijenke (2,5 do 4 mm)

133

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 133

22.2.2016 7:20:18

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Utjecaji prekratkog vremena hlađenja: – previsoka završna temperatura otpreska, – otisci izbacivala, – veliko početno i naknadno skupljanje, – veliko vitoperenje, deformacija pri vađenju iz kalupa.

Dugo vrijeme hlađenja znači: – duga vremena ciklusa i dugo zadržavanje taljevine u cilindru.

Vrijeme ciklusa (P.30) Vrijeme ciklusa je zbroj svih vremena djelovanja pojedinih funkcija ubrizgavalice, koja se redom slijede u jednom radnom taktu ubrizgavalice. Vremensko-funkcijski prikaz jednog ciklusa prikazuje nam Slika 2.39. tz

tv

to tn

tp

tpl th t hc tc

tz - vrijeme zatvaranja kalupa tv - vrijeme ubrizgavanja tn - vrijeme djelovanja naknadnog tlaka tpl - vrijeme plastificiranja t h - vrijeme hlađenja t hc - ukupno vrijeme hlađenja to - vrijeme otvaranja kalupa tp - vrijeme mirovanja tc - vrijeme ciklusa

Slika 2.39: Sastav vremena ciklusa

Ukupno vrijeme ciklusa je zbroj vremena podešenih na ubrizgavalici. U praksi često primjećujemo da je ukupno vrijeme ciklusa uglavnom dulje radi vremena preklapanja, a izmjerimo ga s pomoću štoperice. Ta vremena preklapanja su posebice duga pri starijim ubrizgavalicama. Pojedini pomaci otvaranja i zatvaranja nisu uvijek jednaki pa je radi tih razlika ukupno vrijeme ciklusa različito. Pa i djelatni, koji poslužuje ubrizgavalicu, sa svojim više ili manje ujednačenim radom utječe na vrijeme ciklusa. Sve to utječe na kvalitetu proizvoda i količinu otpada. Vrijeme ciklusa se može dosta razlikovati od normativnog vremena u slučaju istrošenosti dijelova jedinice za plastificiranje. Trajno prilagođavanje novom stanju sredstava za rad, zahtijeva prekomjernu zauzetost tehničkog osoblja, radi čega tehnološki procesi postaju teško upravljiv. Zamjena dotrajalih sredstava je stoga nužna za dobar, upravljiv proizvodni proces.

Vrijeme ciklusa je mjerilo besprijekornosti djelovanja ubrizgavalice. Ima veliki utjecaj na vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru, a ono na kvalitetu proizvoda!

134

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 134

22.2.2016 7:20:18

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru (P.31) Opće je pravilo, da se pri kratkim vremenima zadržavanja postavljaju više temperature cilindra, a pri dugim vremenima niže temperature.

Važan utjecaj na vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru imaju put doziranja i vrijeme ciklusa. Pri maksimalnom mogućem hodu pužnog vijka, taljevine u cilindru obično ima za četiri ciklusa ubrizgavanja. Ponekad potrošimo samo 10 postotaka raspoloživog hoda, što znači, da taljevine u cilindru ima za 40 ciklusa ubrizgavanja. Ukoliko taj broj pomnožimo s vremenom ciklusa, dobijemo vrlo duga vremena zadržavanja taljevine u cilindru, što za osjetljive materijale može biti kritično i dolazi do njihove degradacije. Kada radimo s kalupima s vrućim uljevnim sustavom, moramo vrijeme zadržavanja taljevine u kalupu pribrojati vremenu zadržavanja u ubrizgavalici.

Na Slici 2.40 je prikazan podešeni temperaturni profil cilindra za dva slučaja: - Vrijeme zadržavanja taljevine je 7 minuta i hod doziranja 70 % - Vrijeme zadržavanja taljevine je 3 minute i hod doziranja 10 % S takvim temperaturnim profilom pokušamo doseći što ujednačeniju temperaturu taljevine. Naravno da je za definiranje konačne temperature potrebno uzeti u obzir sve ostale utjecaje, kao što su geometrija pužnog vijka, vrsta materijala, frekvencija vrtnje pužnog vijka, protutlak itd. +20 °C

Hod 70 %

Vrijeme zadržavanja [min]

+10 °C 3 7

50 %

11 15

-10 °C 10 %

18

-20 °C

Slika 2.40/9/: Temperaturni profil cilindra za POM

135

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 135

22.2.2016 7:20:18

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Hodovi ubrizgavalice i kalupa (P.32 do P.46): Sila nalijeganja mlaznice ubrizgavalice (P.32) Sila treba biti minimalna, iako dovoljno velika, da tijekom ubrizgavanja taljevine ne istječe pored mlaznice.

Mlaznica ubrizgavalice natrag prije doziranja (P.33) Taj program primjenjujemo, ukoliko imamo zatvorenu mlaznicu. Odmak sprječava nastajanje hladnog mlaza.

Mlaznica ubrizgavalice natrag nakon doziranja (P.34) Taj program primjenjujemo, ukoliko imamo otvorenu mlaznicu. Kontakt mlaznice s hladnim kalupom treba biti što kraći radi opasnosti od nastanka hladnog mlaza.

Mlaznica ubrizgavalice natrag nakon doziranja s kašnjenjem (P.35) Taj program primjenjujemo, kako bi spriječili pojavu niti. Moramo paziti da se ne pojavi hladni mlaz.

Mlaznica ubrizgavalice bez odmicanja (P.37) Taj program je primjenjiv pri kanalima s vrućim uljevnim sustavom, gdje nema opasnosti za nastajanje hladnog mlaza. U tom slučaju nema niti iz mlaznice ubrizgavalice.

Pužni vijak natrag pri dekompresiji prije doziranja (P.38) Taj program primjenjujemo pri kalupima s vrućim uljevnim sustavom, ukoliko imamo otvorenu mlaznicu. Tako smanjujemo zaostali tlak u taljevini, koji je u vrućim kanalima kalupa, da taljevina ne istječe iz vrućih mlaznica.

Pužni vijak natrag pri dekompresiji nakon doziranja (P.39) Dekompresija nakon doziranja pomaže ukloniti nit, ukoliko primjenjujemo otvorenu mlaznicu ubrizgavalice. Istodobno sprječava istjecanje taljevine iz mlaznice ubrizgavalice.

Moguće je istodobno podešavanje obiju dekompresija, prije doziranja i nakon njega, ukoliko ubrizgavalica ima tu programsku mogućnost.

Hod dekompresije (P.40) Dekompresiju koristimo za sprječavanje istjecanja taljevine iz mlaznice i za sprječavanje nastajanja niti. Podešavamo je u rasponu 2 do 5 mm. Ne više, da ne dođe do prevelike relaksacije taljevine i s time do nastajanja plinskih mjehurića, koji onečišćuju površinu proizvoda.

Brzina dekompresije (P.41) Brzina dekompresije treba biti umjerena radi istih razloga kao i pri hodu dekompresije.

Brzina zatvaranja kalupa - završna (P.42) Uobičajeno je vrlo mala, pogotovo pri spajanju dijelova kalupa kod njegovog zatvaranja.

136

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 136

22.2.2016 7:20:18

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Brzina otvaranja kalupa - početna (P.43) Vrlo je mala, kako se proizvod tijekom otvaranja kalupa ne bi oštetilo radi trenja između njega i stijenki kalupne šupljine. Malu brzinu uz dovoljnu silu otvaranja lakše postižemo pri ubrizgavalicama s koljenastom polugom za otvaranje.

Brzina izbacivala - početna (P.44) Mala brzina je manje opasna za oštećenje proizvoda pri njegovom vađenju iz kalupa.

Pritisak izbacivala - početni (P.45) Usklađuje se obzirom na potrebnu silu vađenja iz kalupa.

Broj ponavljanja izbacivanja (P.46) Omogućuje vađenje proizvoda iz kalupa u slučaju, kada jednostruki hod izbacivala nije dovoljan.

Mlaznica ubrizgavalice i njeni utjecaji (P.47 do P.54) Mlaznica ubrizgavalice: premali ɸ, začepljen otvor (P.47) Radi premalog otvora na mlaznici, ubrizgavanje je teže, stoga neki materijali koji teško teku trebaju veći otvor. Veliki otvor potreban je i u slučaju ubrizgavanja velikih volumena.

Otvor je često djelomično začepljen raznim netaljivim česticama (metalne čestice, drugi granulat u nerastaljenom stanju). Ukoliko uočimo mlaz taljevine pri izbrizgavanju u slobodni prostor, te ukoliko je mlaz vretenast ili usmjeren u jednu stranu, vrlo je vjerojatno da se u mlaznici nalaze strane čestice.

Mlaznica ubrizgavalice: preveliki polumjer, oštećena površina (P.48) Ukoliko je polumjer mlaznice ubrizgavalice veći od polumjera mlaznice kalupa, dolazi do poteškoća pri izvlačenju uljevnog sustava. Potrebno je stalno izbijanje uljevka pa se površina nalijeganja mlaznica oštećuje. To uzrokuje različite smetnje, kao što su propuštanje taljevine, pruge i brazde na površini proizvoda.

Mlaznica ubrizgavalice: nije učvršćena, nije nepropusna (P.49) Ukoliko mlaznicu ne pritegnemo dovoljno, pri radu se može lako odvrnuti. Na propusnim mjestima, zahvaćena taljevina degradira i onečišćuje proizvod. Propusnost može biti posljedica i netočne izrade površina za brtvljenje. Isto kao za mlaznicu, vrijedi i za glavu cilindra i nepovratni ventil na glavi pužnog vijka (Slika 2.41). Radi propusnosti mlaznice taljevina se rasprostire po zavojnici u slobodan prostor, zalijeva termoparove na glavi cilindra te ih može i oštetiti.

Mlaznica ubrizgavalice: nepravilna izvedba (P.50) Mlaznica ubrizgavalice mora odgovarati materijalu koji prerađujemo. Mora biti izvedena bez mrtvih kutova i oštrih bridova, da se taljevina ne bi toplinski razgrađivala. Otvor mlaznice mora biti dovoljno velik, pogotovo za visokoviskozne materijale.

137

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 137

22.2.2016 7:20:18

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Slika 2.41/18/: Propuštanje dijelova cilindra

Mlaznica ubrizgavalice: grijač preslab, ne zgrije vrh (P.50a) U tom slučaju može nastati hladni mlaz. Grijač moramo pojačati, kako bi zagrijao i vrh mlaznice.

Mlaznica ubrizgavalice: otvor mlaznice treba biti konusnog otvora (P.50b) Taj konus omogućuje, da očvršćenu taljevinu, koja je u otvoru mlaznice, s uljevnim sustavom povučemo iz mlaznice i time omogućimo normalnu ubrizgavanje pri sljedećem ciklusu.

Onečišćenost cilindra, pužnog vijka, mlaznice (P.51) Cilindar može biti onečišćen s prethodnim materijalom. Na proizvodu su vidljivi tragovi prethodnog materijala u obliku linija i pruga. U tom slučaju cilindar očistimo s pomoću granulata za čišćenje.

138

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 138

22.2.2016 7:20:19

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

Pri preradi problematičnih materijala, kao što su PC, CoPC, PEI, nakon očvršćivanja materijala i pri novom pokretanju na površini dijelova cilindra ostaje zalijepljen tanki sloj materijala, koji toplinski degradira i u obliku ljusaka se odnosi u kalup. To se na proizvodu pokazuje u obliku crnih točaka veličine približno 1 mm. Tu pojavu sprječavamo tako, da dok traje proizvodnja s tim materijalom, cilindar ne ohladimo ispod temperature držanja.

Pri prekidu proizvodnje moramo temperaturu cilindra održavati na toj temperaturi.

Istrošenost i korozija cilindra, pužnog vijka, mlaznice (P.52) Agresivni plastični materijali uzrokuju koroziju u obliku sitnih rupica, u kojima se zadržava i degradira plastični materijal. Taj materijal ulazi u kalup. Na proizvodu se on pokazuje u obliku vrlo malih crnih točkica.

Dijelovi cilindra mogu se oštetiti i radi abrazivnih svojstava materijala ojačanih staklenim vlaknima. Na oštećenim mjestima taljevina zaostaje i degradira. Na proizvodu se to vidi u obliku crnih točkica ili većih crnih oblaka.

Za agresivne i abrazivne materijale moramo primjenjivati odgovarajuće izvedbe cilindara s velikom otpornošću na trošenje.

Primjena homogenizatora taljevine (P.53) Pomaže pri homogeniziranju taljevine, posebice pri uporabi bojila.

Ušće nema pravilne srži (P.54) Pravilno oblikovano ušće pokazatelj je dobrog rada ubrizgavalice, stoga pri analizi rada ubrizgavalice uzimamo u obzir i izgled ušća (vidi opis greške 27).

139

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 139

22.2.2016 7:20:19

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Vrijeme ciklusa (± 2 %)

Vrijeme doziranja (± 2 %)

Vrijeme hlađenja

Hod doziranja pužnog vijka

Stražnji položaj pužnog vijka

Jastuk (± 3 %)

Frekv. vrtnje pužnog vijka

Protutlak

Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka

Naknadni tlak u kalupu, ± 2 % integral naknadnog tlaka (± 6 %)

Preklop tlaka

Tlak ubrizgavanja

Brzina ubrizgavanja (vrijeme), ± 2 %

Temperatura kalupa, ± 3 %

Temperatura uvlačne zone

Temperatura taljevine, ± 2 %

Tablica 2.7: Međusobni utjecaji parametara injekcijskog prešanja i tolerancijsko polje kontrole za tehničke proizvode

Temperatura taljevine Temperatura uvlačne zone Temperatura kalupa Brzina ubrizgavanja Tlak ubrizgavanja Preklop tlaka Maksimalni tlak u kalupu - integral naknadnog tlaka Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka Protutlak Frekv. vrtnje pužnog vijka Jastuk Stražnji položaj pužnog vijka Hod doziranja pužnog vijka Vrijeme hlađenja Vrijeme doziranja Vrijeme ciklusa utjecaj na

140

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 140

22.2.2016 7:20:19

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

2.4 ODNOSI IZMEĐU PRIPREME, PRERADE I STRUKTURE MATERIJALA TE KVALITETE PROIZVODA S pomoću parametara prerade bitno utječemo na oblikovanje strukture plastomera. To je važno znati, jer struktura snažno utječe na sva svojstva proizvoda. Kako sama struktura nije vidljiva očima, još je važnije znati, kako postići optimalnu strukturu. Analiza slijedi u trećem dijelu Greške pri injekcijskom prešanju i njihovo sprječavanje.

2.5 TABELE TEHNOLOŠKIH PREPORUKA

141

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 141

22.2.2016 7:20:19

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Obrazac 2.1: Tehnološke preporuke za plastomerni materijal Tvrtka

Materijal: Karakteristike materijala

TEHNOLOŠKE PREPORUKE ZA PLASTOMERNI MATERIJAL Prilog tehničkim zahtjevima

Q br.

K br.

List 1 / 2 Kod:

Opasni učinci:

P.67 SUŠENJE P.55 dop. * obično se ne suši vlažnost za ormar silos ubrizg. % h °C P.56. Primjena regenerata

P.68 temp. kalupa °C

P.3 P.4 P.5 temp. temp. temp. taljevine mlaznice zone 3 °C °C °C

P.5a temp. zone 2 °C

P.6 temp. zone 1 °C

P.7 temp. uvlačne z. °C

P.8 temp. držanja °C

P.31. Vrijeme držanja taljevine P.01. Veličina ubrizgavalice P.09. Tlak ubrizgavanja P.10. Brzina ubrizgavanja P.15. Naknadni tlak P.16. Preklop – tlak ubrizg. / naknadni tlak P.17. Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka P.19. Protutlak P.22. Frekv. vrtnje pužnog vijka P.25. Jastuk P.27. Hod doziranja P.29. Vrijeme hlađenja P.47. Izvedba mlaznice P.52. Izvedba pužnog vijka G.32. Skupljanje - uzdužno G.32. Skupljanje - poprečno Put tečenja P.51-52. Čišćenje plastifikatora P.76. Čišćenje kalupa P.97. Sredstva za odvajanje NO.1. Relaksacija NO.2. Kondicioniranje – (PA) N.35. Određivanje unutrašnjih naprezanja agresivnim medijima Opasni učinci Razno Sastavio: Privšek, 27. 05. 1995. Dopunio: Privšek, siječanj 2004.

142

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 142

22.2.2016 7:20:19

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

2

143

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 143

22.2.2016 7:20:19

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Zadržavanje materijala u lijevku [min]

Vrijeme sušenja u silosu za sušenje [h]

Temperatura sušenja u silosu za sušenje [°C]

Vrijeme sušenja u ormaru za sušenje [h]

Temperatura sušenja u ormaru za sušenje [°C]

Dopuštena vlažnost za ubrizgavanje [%]

Početna vlažnost [%]

Br.

Vrsta materijala

Tablica 2.8: Preporuke za sušenje Vrijeme sušenja je ovisno o početnoj vlažnosti i temperaturi sušenja. Materijali označeni s * se ne suše.

1 * PE-HD – (visoke gustoće)

0,01

/

/

/

*

PE-LD – (niske gustoće)

0,01

/

/

/

/

/

30

/

/

/

*

EVA – etilen-kopolimer

0,07–0,13

*

PP

0,01–0,03

2

PS

0,03–0,1

≤ 0,1

70–75

ABS – topl. manje otporan

0,3–0,45

≤ 0,1

– topl. više otporan

0,2–0,45

3* 4

0,1

1–2

75–80

1

75–80

3–6

75–80

2–3

15

85–90

3–6

85–90

2–3

15

ASA

0,28–0,42

75–80

5

75–80

2–4

15

SAN

0,2–0,6

75–80

2–3

75–80

1–2

30

75–80

1–-2

80–90

2–3

70–75

1,5–2,5

75–80

2

30

/

120

70–80

2–4

15

SAN-GF 30

0,2–0,4

SB

0,05–0,6

≤ 0,04

PVC-U

≤ 0,08

PVC-P

≤ 0,08

/

PTFE FEP ETFE PCTFE

0,01

5

PMMA – topl. manje otporan

6

POM PA6

1–1,5

– topl. više otporan 7

0,19–0,4

≤ 0,02

70–80

4–6

0,06–0,4 0,2–0,3

≤ 0,02

90–100

4–6

90–100

2–4

15

0,1

90–100

3–4

90–100

3

60

< 0,2

75–80

4–6

75–80

4–6

40

< 0,2

80–90

4–6

40

PA12

< 0,2

80–90

4–6

PA46

< 0,2

PA11

PA66

1–1,5

< 0,2

80–90

4–6

80–90

4–6

80

4–6

80–90

4–6

80–90

4–6

PA610 PA6/3T PPA

1–1,5

≤ 0,1

40 40

≤ 0,1

40

4–6 100

6–8

20

144

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 144

22.2.2016 7:20:20

8

Zadržavanje materijala u lijevku [min]

Vrijeme sušenja u silosu za sušenje [h]

Temperatura sušenja u silosu za sušenje [°C]

Vrijeme sušenja u ormaru za sušenje [h]

Temperatura sušenja u ormaru za sušenje [°C]

2

PC

0,15–0,36

≤ 0,02

120–125

4–12

120–125

3–4

5

PC-GF 30

0,08–0,3

≤ 0,02

120–125

4–12

120–125

3–4

5

PC+ABS – topl. manje otporan

0,02–0,05

105–115

3–4

15

– topl. više otporan

0,02–0,05

110–120

3–4

15

PET 9

Dopuštena vlažnost za ubrizgavanje [%]

Početna vlažnost [%]

Br.

Vrsta materijala

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

< 0,02

4–6

120

2

4–8

PBT

0,08–0,5

0,03

115–120

3–4

30

PPS-GF 40

0,25–1,25

0,02

150

3–4

60

< 0,02

130–150

3

30

0,05

130–150

3

30

2–4

90–100

2–3

60

5–6

160

3

20

150–155

4–6

60

PSU PSU-GF 30 PES PES-GF 30 10

PPE + PS

11

PEEK

0,07–0,08

< 0,05

12 PEI

0,1

13 poliesterski LCP

0,01

14

80–90

0,05

60

PUR – linearni

15 CA, CAB, CP 16

polimerne smjese

17

TPE-O

< 0,2

75–80

3–5

75–80

2–3

65–75

2–3

30

145

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 145

22.2.2016 7:20:20

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Tablica 2.9: Preporuke za relaksaciju

2

/

Temperatura testiranja [°C]

/

EVA

Vrijeme testiranja min

PE

Medij

1

Određivanje unutrašnjih naprezanja s pomoću agresivnih medija

Temperatura [°C]

Relaksacija (temperiranje) na zraku Vrijeme [min]

Br. Vrsta materijala

5-% tensid, otapalo

4 sata

80 50

PP

/

kromova kiselina

60

PS

30

60 n-heptan petrolej: benzin (1 : 3) n-heptan: propanol (1 : 1)

60

ABS

30

60 80-% octena kiselina toluol: n-propanol (1 : 5) metanol

20 20 60 (15)

ASA

maslinovo ulje: uljna kiselina (1 : 1) izopropanol

60 60

SAN

/

toluol: n-propanol (1 : 5) n-heptan trikloretilen

15

SB

30

60 n-heptan uljna kiselina n-heptan: n-propanol (1 :1) petrolej: benzin

60

3

PVC

metanol metilenklorid aceton

4

PVDEF

natron, lužina

5

PMMA

60

6

POM

6–30

7

PA6

60–90 toluol: n-heptan (2 : 3) etanol n-metilformamid

50–70 (30) (30), 3 h (3 h) 15

100–160 40–50-% sumporna kiselina 75-% fosforna kiselina

20 3

60

120–140 ZnCl 2 – 35-% otopina za lemljenje

20

PA66

15–30

120–150 ZnCl 2 – 50-% otopina za lemljenje

20

PA 11

60

PA 12

60

120–140

PA 610

60

100–130

PA6-3-T PPA

50–70

50

120–140

metanol aceton

1

/

146

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 146

22.2.2016 7:20:20

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

8

30

110–135 oluol: n-propanol (1:3 do 1:10) metanol trikloretilen 5-% natron, lužina

3–15 5 1 60

PC / ABS

30

100 metanol: etilacetat (1 : 3) metanol: octena kiselina (1 : 3) toluol: n-propanol (1 : 3)

60

PSU

300

PES

/

ZnCl 2 – 50-% raztopina za lotanje 1n – natron, lug

60

160–170 1,1,1 – trikloretan: n-heptan (7 : 3) etilenglikolmonoetileter aceton

1 1

10 PPE + PS

toluol izopropanol izopropanol: aceton (80 : 20) etilglikol

60 60 60 1

tributilfosfat

10

11 PEK

240

200

PEEK

240

200 aceton

12 PEI 13 poliesterski LCP

metiletilketon propilenkarbonat 200–250

14 PUR-linearni

/

15 CA, CAB, CP

/

Temperatura testiranja [°C]

Vrijeme testiranja min

Medij

PC

PBT 9

Određivanje unutrašnjih naprezanja s pomoću agresivnih medija

Temperatura [°C]

Relaksacija (temperiranje) na zraku Vrijeme [min]

Br. Vrsta materijala

2

60 60

230–250

16 polimerne smjese 17 TPO

147

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 147

22.2.2016 7:20:20

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Tablica 2.10: Tehnološke preporuke za injekcijsko prešanje 1 Br. Vrsta materijala 1

2

Temperatura Temperatura taljevine [°C] kalupa [°C]

°C

°C

°C

°C

°C

PE-HD – (visoke gustoće)

220–300

10–60

220–300

220–300

200–300

160–250

30–50

PE-LD – (niske gustoće)

200–280

20–60

200–260

160–230

160–230

140–200

30–50

EVA – etilen-kopolimer

130–240

10–50

PP

220–300

20–90

220–300

220–300

200–300

160–250

30–50

PS

170–280

10–60

220–280

210–260

180–240

160–220

30–50

ABS

200–260

50–80

210–260

200–250

180–230

160–180

40–60

220–260

210–260

180–230

160–180

30–50

ASA

220–260

50–85

SAN

200–260

50–80

SB

190–280

10–80

PVC-U

190–220

20–60

180–210

180–210

165–180

140–160

30–50

PVC-P

180–210

20–60

160–220

160–220

150–180

140–160

30–50

PTFE

320–360

200–230

FEP

325–375

205–230

ETFE

300–340

80–150

PCTFE

260–290

120–150

5

PMMA

220–260

40–90

200–250

200–250

180–220

150–180

60–80

6

POM

180–230

60–120

190–210

195–215

180–205

150–180

40–50

7

PA6

240–260

40–120

230–240

240–250

230–240

230–240

60–90

280–290

280–290

260–280

260–280

60–90

290–320

280–310

280–310

230–270

70–90

3 4

PA11

200–270

40–80

PA12

190–270

20–100

PA46

250–320

70–120

PA66

260–300

40–120

PA610

230–290

40–120

PA6/3T

250–320

20–100

PC

270–320

80–120

PET

260–300

130–150

PBT

230–270

40–80

PPA 8

148

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 148

22.2.2016 7:20:20

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Br. Vrsta materijala 9

2

Temperatura Temperatura taljevine [°C] kalupa [°C]

PPS-GF 40

340–390

80–150

PSU

340–390

100–160

PES

320–390

100–160

10 PPE + PS

260–310

40–110

11 PEK

360–420

180–190

PEEK

350–390

120–150 140–180

°C

°C

°C

°C

°C

260–300

280–300

260–300

240–260

60–80

360–410

370–420

360–410

350–400 80–120

340

330

330

320

12 PEI

370–410

13 LCP – poliesterski

280-400

14 PUR – linearni (TPU)

190–230

40–80

205–240

205–240

180–210

175–200

50–80

15 CA, CAB, CP

200–210

40–80

170–200

170–200

160–185

140–160

30–40

180–220

50–80

16 polimerne smjese 17 TPE-O

149

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 149

22.2.2016 7:20:20

2

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

Volumen ubrizgavanja [%]

Put tečenja (debljina 2 mm) [mm]

Skupljanje uzdužno [%]

Skupljanje poprečno [%]

600–1200

30–60

100–250

5–95

200–600

1,5–3,5

1,3–2,4

PE-LD – (niske gustoće)

400–800

30–60

100–250

5–95

550–600

1–3

Protutlak [bar]

Tlak ubrizgavanja [bar]

1 PE-HD – (visoke gustoće)

Br.

Vrsta materijala GF = staklena vlakna

Naknadni tlak u [%] (obzirom na tlak ubrizgavanja)

Tablica 2.11: Tehnološke preporuke za injekcijsko prešanje 2

EVA – etilen-kopolimer PP

320 1200–1800

50–95

100–200

10–90

250–700

PP-GF 30 2 PS

800–1400

30–60

50–100

ABS

100–1500

30–60

100–250

ASA

800–1400

30–60

SAN

800–1400

30–60

1,2–2,4

1,8–2,4

0,2-0,7

0,7-0,9

200–500

0,3–0,6

320

0,3–0,7

50–100

200–500

0,3–0,9

50–100

200–500

10–90

SAN-GF 30

0,2–0,6 0,05-0,5

0,1–0,3 0,5–0,7

SB

800–1400

30–60

50–100

200–500

0,4–0,7

3 PVC-U

800–1600

40–60

do 500

20–85

160–250

0,2–0,5

PVC-P

600–1000

30–50

50–100

20–85

200–500

4 PTFE

0,5–0,7

2,6–5,8

FEP ETFE PCTFE 5 PMMA

500–1200

40–60

100–400

20–75

200–500

6 POM

1200–1500

60–80

100–200

15–75

500

POM-GF 30 7 PA6

1000–1600

50

20–80

15–80

1,4–2,3

1,4—2

0,3–0,7

0,3–1,3

0,6–2

0,8–1,4

PA6-GF 30

0,15–1,7

0,85–1,5

PA11

1,1–1,4

PA12

400–600

0,4–0,8

200–500

PA12-GF 30

1,1–1,7 0,4–0,6

PA46

2

PA46-GF 30 PA66

1000–1600

50

20–80

PA66-GF 30

15–80

800

0,4–0,5

1,1–1,3

0,7–2,5

1,2—2

0,2–1,9

0,8–1,1

150

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 150

22.2.2016 7:20:20

2

Skupljanje poprečno [%]

Skupljanje uzdužno [%]

Put tečenja (debljina 2 mm) [mm]

Volumen ubrizgavanja [%]

Protutlak [bar]

Naknadni tlak u [%] (obzirom na tlak ubrizgavanja)

Tlak ubrizgavanja [bar]

Br.

Vrsta materijala GF = staklena vlakna

~PAR AME T R I INJEKCIJSKOG PREŠ ANJ A~

PA610

1,1–1,4

PA6/3T

0,4–0,7

0,5–0,8

PPA

1,1–1,5

1,8

PPA-GF 30 8 PC

1300–1800

40–60

50–150

1200–1500

50–70

30–50

15–85

150–220

PC-GF 30 PET

200–500

PET GF 30 PBT

1200–1500

50–70

30–50

250–600

PBT-GF 30

0,15–0,4

0,8

0,6–1,2

0,75

0,2–0,6

0,2–0,6

0,2–0,4

0,2–0,4

0,2–0,3

1–1,6

1,4–2

1,35—2

0,1–0,9

0,4–1,6

9 PPS-GF 40

0,1–0,4

PSU

0,46–0,7

0,57–0,7

PSU-GF 30

0,1–0,3

0,2–0,6

PES

0,5–0,73

0,6–0,83

PES-GF 30

0,1–0,3

0,3–0,57

260

0,5–0,7

0.5–0,75

120–150

0,7–1,4

1,2

0,15–0,5

1,1

10 PPE + PS

1000–1200

50–70

30–50

15–85

11 PEEK PEEK-GF 30 12 PEI

65–175

13 LCP LCP-GF 30

0,5–0,7 0,01–0,02

0,6

0,01–0,15

0,2–0,55

0,3–0,6

0,3–0,6

0,8–1,5

0,8–1,5

14 PUR – linearni 15 CA, CAB, CP

800–1200

40–70

50–100

15–85

350–500

16 polimerne smjese 17 TPE-O

151

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 151

22.2.2016 7:20:21

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 152

22.2.2016 7:20:21

3 GREŠKE PRI INJEKCIJSKOM PREŠANJU PLASTOMERA I NJIHOVO SPRJEČAVANJE 3.1 Najčešće greške pri preradi plastomera 3.2 Određivanje unutrašnjih naprezanja i orijentiranosti 3.3 Obrazac Greške u proizvodnom procesu 3.4 Tablica grešaka i mogućih uzroka

153

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 153

22.2.2016 7:20:21

3.

REŠKE PRI INJEKCIJG SKOM PREŠANJU PLASTOMERA I NJIHOVO SPRJEČAVANJE

U premalo kontroliranom procesu prerade uvijek dolazi do različitih smetnji. Te smetnje proizlaze iz nepravilnog rada svih elemenata procesa, kao što su: temperirala, uređaji za sušenje granulata, manipulatori, energetski sustavi itd. Te smetnje se dodaju smetnjama, koje uzrokuju materijal i njegova priprema, kalup i njegova priprema te ubrizgavalica i njena priprema.

Radi svih tih smetnji, na proizvodu se mogu pojaviti različite greške, koje ćemo u ovom i sljedećim poglavljima prikazati po grupama od 1 do 35.

U grupi od 1 do 30 ćemo obraditi vidljive greške, koje poslužitelj ubrizgavalice utvrđuje vizualno i zapisuje u evidencijski list otpada. Ti zapisi su za prerađivače i tehnologe upozorenje, da u slučaju velike učestalosti nekih grešaka, trebaju pristupiti uklanjanju poteškoće.

Pri tome moramo biti svjesni, da samo promjenom vrijednosti parametra još nismo uklonili poteškoću, već smo se samo prilagodili novom stanju. Skriveni uzročnik i dalje stvara nove poteškoće i zahtijeva neprestane intervencije tehnologa.

Stoga primjena parametara prerade treba biti samo izlaz u nuždi, kada ne možemo odmah pronaći pravog uzročnika. Zatim se trebamo posvetiti sustavnom traženju uzročnika greške, koji je izazvao promjenu stanja. Često su za te greške krivi vanjski uzročnici kao što su: istrošenost ili oštećenje dijelova kalupa i ubrizgavalice, začepljeni krugovi za temperiranje u temperiralu i kalupu, pokvareni grijači na kalupu i ubrizgavalici, začepljenost mlaznice metalnih česticama, vlažan materijal, itd.

U grupi od 31 do 35 ćemo se baviti nevidljivim greškama na proizvodu i otkriti fizikalne pojave, koje su glavni uzroci njihova nastajanja. Te nevidljive greške otkrivamo s pomoću brzih metoda na temelju laboratorijski ispitivanja. Te brze metode imaju prije svega sljedeće značenje: mnogo skrivenih grešaka se otkriva tek pri završnim operacijama montaže, što uzrokuje neplanirane komplikacije u organizaciji proizvodnje. S pomoću simulacije uvjeta montaže možemo, u laboratoriju ili čak na licu mjesta pri ubrizgavalici, otkriti skrivene greške te ih pravodobno ukloniti.

154

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 154

22.2.2016 7:20:21

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Knjizi je priložena Tablica grešaka i mogućih uzroka. Mogući uzročnici grešaka (parametri prerade) navedeni su na apscisi i označeni su rednim brojem te slovom »P« (parametar), a na ordinati su nabrojane najčešće greške, koje su također obrojčane i označene slovom »G« (greška). Te oznake se nalaze i u tekstu knjige, pa lako možemo utvrditi, gdje se pojedini parametar, kojeg opisujemo u tekstu, nalazi u Tablici. Pri opisu grešaka, posebnu pozornost posvećujemo strukturnim karakteristikama materijala, koje su nevidljive, a snažno utječu na kvalitetu proizvoda.

Sve tehnološke posebnosti proizvodnih procesa nije moguće obuhvatiti jednom tablicom grešaka i uzroka. To prije svega vrijedi za specijalne tehnologije, kao što su dvobojno i dvokomponentno injekcijsko prešanje i slično. U takvim slučajevima, za svaku specijalnu tehnologiju i svaki proizvod, izrađuje se tablica grešaka i mogućih uzroka na obrascu Greške u proizvodnom procesu, koji je priložen u poglavlju 3.3.

Slijedi predstavljanje mogućih grešaka i načina njihova sprječavanja.

3.1 NAJČEŠĆE GREŠKE PRI PRERADI PLASTOMERA G.01. NEPOPUNJENOST Taljevina ne popuni prostor čitave kalupne šupljine. Nepopunjena mjesta su obično na najudaljenijem mjestu obzirom na mjesto ušća, ili na tankim stijenkama, gdje taljevina zastaje, hladi se i ne teče naprijed. Nepopunjena mjesta nastaju i radi zarobljenog zraka u kalupnoj šupljini.

Na Slici 3.1 su prikazane tri najčešće pojave nepopunjenosti kalupne šupljine: 3

1 2

1 – Nepopunjeno radi pretanke stijenke proizvoda 2 – Taljevina ne popunjava rub radi nastalog zračnog mjehurića 3 – Nepopunjeno radi zarobljenog zraka, kojeg opkoljava tok taljevine

smjer punjenja Slika 3.1/63/: Karakteristične pojave nepopunjenosti

155

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 155

22.2.2016 7:20:21

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Opis greške 1 (Slika 3.1): Rebro u sredini posude je tanko i duboko.

Radi velikih otpora pri tečenju, taljevina napreduje vrlo polako. Na drugim mjestima proizvod je popunjen, a rebro ostaje nepopunjeno, jer taljevina tu prerano očvrsne.

Zahvati: - Povećati temperaturu stijenke kalupne šupljine, temperaturu taljevine, tlak ubrizgavanja, brzinu ubrizgavanja - Izabrati materijal s većim indeksom tečenja (u krajnjem slučaju) - Zadebljati rebro (paziti na usahlinu na dnu posude), provjeriti odzračivanje Opis greške 2 (Slika 3.1): Nepopunjeno područje je vrlo malo, pa možemo isključiti mogućnost očvršćivanja taljevine. Vjerojatnija je mogućnost nastajanja zračnog mjehurića radi lošeg odzračivanja u kalupu. Zrači mjehur ne dopušta popunjavanje.

Zahvat: Povećati naknadni tlak. Ukoliko to nije dovoljno, provjeriti odzračivanje. Očistiti i odmastiti kanale za odzračivanje.

Slika 3.2/64/: Primjer greške 1 (pretanka stijenka)

Slika 3.3/65/: Primjer greške 2

Opis greške 3 (Slika 3.1): Stanjeno područje je prepreka tečenju taljevine. Stoga taljevina prvo mora popuniti okolinu, pa zatim stanjeno područje. Zarobljeni zrak nema izlaz i ne dopušta potpuno popunjavanje.

Zahvat: Slika 3.4/65/: Primjer greške 3 - Povećati brzinu ubrizgavanja, prije kraja popunjavanja brzinu bitno smanjiti.

Radi velike brzine, taljevina se neće ohladiti, pa će ostatak moći popuniti s malom brzinom. Zarobljeni zrak se radi stlačivanja neće previše zagrijati pa neće začađiti popunjeno mjesto.

Ukoliko navedeni zahvat radi nepopunjenosti ili nastale izgorine nije dovoljan, izvodimo sljedeće zahvate: - Ugraditi umetak za odzračivanje na mjestu zarobljenog zraka.

156

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 156

22.2.2016 7:20:23

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

-

3

Povećati brzinu tečenja taljevine kroz dno posude tako, da zadebljamo dno.

Premjestiti mjesto ušća, koje je na suprotnoj strani, i tako skratiti put kroz dno posude.

Navedene tri pojave nepopunjenosti prikazuju i Slike 3.2, 3.3 i 3.4.

Pri gornjim slikama navedeni su samo neki načini sprječavanja nepopunjenosti. Obzirom na okolinu nastajanja greške, mogući su i drugi razlozi i zahvati kako slijedi: Opći zahvati: - Preduvjet za potpuno popunjavanje je, da je na raspolaganju dovoljna količina pripremljene taljevine.

- Jastuk ne smije biti ni premali ni prevelik. Uobičajeno je od 2 do 6 mm.

- Na raspolaganju mora biti dovoljno visoki tlak ubrizgavanja. Podešeni tlak povećavati, ili poboljšati uvjete tečenja na druge načine (viša temperatura, zadebljanje stijenki).

- U slučaju da je raspoloživi hod doziranja premali, možemo si pomoći s pomoću ubrizgavanja, pri okretanju pužnog vijka, ili s pomoću povećanja protutlaka. Visoki protutlak naime stlačuje taljevinu. Pri tome se smijemo pretjerivati, jer visoki protutlak ima i negativne učinke (ometano plastificiranje, pregrijavanje, ...).

- Ukoliko je kompresijski prsten na glavi pužnog vijka istrošen, taljevina bježi po pužnom vijku natrag i tako nedostaje taljevine za popunjavanje kalupne šupljine. To možemo ublažiti snižavanjem temperature u prednjem dijelu cilindra.

Ukoliko je iskorištenost doziranja 100 %, to je znak za izbor veće jedince za ubrizgavanje.

- Vrsta materijala je neprimjerena. Izbrati materijal s boljim svojstvima tečenja uz očuvana odgovarajuća mehanička i toplinska svojstva.

- Kalup odzračivati. Potrebno je redovito čišćenje i uklanjanje smolastih produkata taljevine. Očistiti ili zamijeniti umetke za odzračivanje.

- Promijeniti položaj ušća.

- Kritične stijenke proizvoda zadebljati.

- Zadebljati uljevne kanale i ušće.

- Ušće može biti začepljeno, posebice pri tunelnim ušćima. Ušće se može začepiti radi netaljivih stranih čestica, ili radi odlomljenog vrha tunelnog ušća. Vrh ušća se može odlomiti radi oštećenja na kalupu ili radi krhke taljevine u ušću. Krhka taljevina je posljedica hladnog mlaza, ili očvrsnulog dijela taljevine, koji nastaje u mlaznici ubrizgavalice ili mlaznici kalupa te dođe do ušća i tamo se zaustavi. Za presretanje hladnog mlaza, u uljevnim kanalima kalupa moramo predvidjeti prostore (džepove). Drugi razlozi su navedeni pod G.11.a, G.26. i G.27.

- Ukoliko je u kalupu više kalupnih šupljina i ukoliko nisu ujednačeno napunjenje, potrebno je ujednačiti uvjete tečenja taljevine.

157

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 157

22.2.2016 7:20:23

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.02. USAHLINE Usahlina je srodna greški nepopunjenosti. Pri obje je količina ubrizgane taljevine u kalupnu šupljinu premala. Razlog za grešku je jednostavan, a samo sprječavanje vrlo često višestruko otežano, a povezano i na pripremu kalupa.

Opis greške: Na površini proizvoda su vidljive blage udubine, koje osjetimo dodirom. Greška se uobičajeno javlja: a) na mjestima, koja su najudaljenija od položaja ušća (radi nedostatnog tlaka za popunjavanje – veliki pad tlaka), b) na mjestima lokalnih zadebljanja, c) na mjestima lokalnog pregrijavanja (čeona površina vruće mlaznice ili druga loše hlađena mjesta), d) ukoliko se usahlina pojavi u blizini ušća, a drugdje ne, uzima se u obzir temperatura prednjeg dijela cilindra (objašnjenje slijedi).

U slučaju grešaka a i b, vanjska površina proizvoda, koja je odmah nakon vađenja proizvoda iz kalupa glatka i tvrda, radi vruće unutrašnjosti na zadebljanim dijelovima proizvoda ponovo omekša. Pri skupljanju vruća jezgra povuče za sobom površinu, a na površini nastaje udubina.

b a

c

Slika 3.5/63/: Karakteristična pojava usahline a i b

Slika 3.6/63/: Karakteristična pojava usahline c

U slučaju greške c površina proizvoda se radi pregrijane površine kalupa ne ohladi dovoljno. Mekana površina proizvoda nije dovoljno čvrsta pa se pod utjecajem unutrašnjih naprezanja, koja su u vršnom sloju proizvoda najveća, nabora u oblik sličan jamici.

Zahvati Sprječavanje usahlina je slično sprječavanju nepopunjenosti. Prvo moramo osigurati dovoljnu količinu taljevine za volumno popunjavanje kalupne šupljine, a zatim i popunjavanje praznih mjesta, koja nastaju radi sakupljanja taljevine pri ohlađivanju. Parametara, koji utječu na nastajanje i sprječavanje usahline, ima mnogo. Označit ćemo ih brojevima, koje pokazuju kakav utjecaj ima neki parametar na grešku. Brojka (1) znači veći utjecaj.

158

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 158

22.2.2016 7:20:23

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Tlak ubrizgavanja Mora biti primjereno visok, da taljevina može svladati otpore pri tečenju.

Brzina ubrizgavanja Uobičajeno primjenjujemo visoku brzinu ubrizgavanja, da taljevina dođe do najudaljenijeg mjesta na proizvodu bez većih gubitaka tlaka i temperature te kvalitetno popuni kalupnu šupljinu. Tik pred punim volumnim popunjavanjem, brzinu drastično smanjujemo.

Tako plinovi u kalupnoj šupljini imaju mogućnost, da kroz predviđene kanale za odzračivanje izađu iz kalupne šupljine u slobodan prostor. Zarobljavanje plinova bi uzrokovalo toplinska oštećenja i pregrijanost taljevine te naboranu i uvučenu površinu proizvoda.

Brzina i tlak ubrizgavanja se podešavaju u proporcionalnom omjeru. Samo pri primjereno visokim tlakovima ubrizgavanja možemo po potrebi postići i visoke brzine.

Naknadni tlak (1) Ima važnu ulogu pri sprječavanju usahlina. Pod naknadnim tlakom, nakon volumnog popunjavanja kalupne šupljine, dovodimo dodatnu količinu taljevine, kako bi se nadomjestio prazan prostor koji nastaje radi ohlađivanja i skupljanja taljevine. Naknadni tlak treba biti toliko visok, da osigura kvalitetno popunjavanje praznog prostora kalupne šupljine. Ne smije biti previsok jer vrlo povećava neželjenu orijentiranost makromolekula i vlakana ojačala te stvara visoka unutrašnja naprezanja u proizvodu. Stoga je izbor optimalne veličine naknadnog tlaka zahtjevan zadatak (o njemu ćemo pisati pri greški G.35 UNUTRAŠNJA NAPREZANJA). Izabire se jedan ili više stupnjeva naknadnog tlaka ovisno o zahtijevanim svojstvima. »Skalarova rampa« Naknadni tlak može imati stupnjevano padajući ili kontinuirano padajući tijek. Pri kontinuirano padajućem podešavanju, naknadni tlak u trenutku preklapanja je velik kao tlak ubrizgavanja, nakon čega kontinuirano pada po kosini do vrijednosti 1 bar kroz podešeno vrijeme t. S pomoću nagiba kosine moguće je postići ravnotežu između unutrašnjeg tlaka u kalupa i potisne sile na pužnom vijku. Tako ne može doći do povratnog pomaka pužnog vijka, a sva se potisna energija iskorištava za kontrolirano potpuno punjenje kalupne šupljine bez pojave usahlina. Taj program smo nazvali prema Skalaru, tehnologu u tvrtki Saturnus AO, koji je s takvim podešavanjem naknadnog tlaka uspio ukloniti tvrdokorne usahline na jednom proizvodu od CoPC. Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka (2) Određujemo ga vaganjem proizvoda. Vrijeme djelovanja naknadnog tlaka produljujemo toliko dugo, dok masa proizvoda raste. Kada ušće očvrsne, taljevina više ne može puniti kalupnu šupljinu i masa više ne raste. Na taj način se postiže granično (maksimalno) vrijeme djelovanja naknadnog tlaka. Ukoliko se unatoč tome javljaju usahline, moramo izvesti zahvate koji odgađaju očvršćivanje ušća (vidi u nastavku). Potrebno je znati, da je potrebno vrijeme djelovanja naknadnog tlaka pri kristalastim materijalima bitno dulje od vremena pri amorfnim materijalima.

159

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 159

22.2.2016 7:20:23

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Vrijeme hlađenja Vrijeme hlađenja mora biti primjereno dugo, da se ohladi i unutrašnjost proizvoda. To je jedan od zahvata za sprječavanje pojave usahlina prema uzorcima a i b na Slici 3.5.

Temperatura taljevine (4) Sa snižavanjem temperature taljevine smanjujemo dovedenu količinu topline. Hlađenje je na taj način učinkovitije. Mogućnost za pojavu usahline se smanjuje.

Temperatura prednjeg dijela cilindra Ukoliko se usahlina javlja samo u blizini ušća, a proizvod je oblikovan simetrično, trebamo provjeriti je li možda temperatura u prednjem dijelu cilindra (mlaznica ubrizgavalice) previsoka. Pregrijana taljevina iz tog dijela cilindra prvo napuni površinu oko ušća i uzrokuje usahlinu. Taljevina, koja slijedi, normalno je zagrijana i ne uzrokuje usahline.

Temperatura stijenke kalupne šupljine (3) Greška c (Slika 3.5) nastaje radi previsoke temperature stijenke kalupne šupljine u trenutku vađenja proizvoda iz kalupa. Možemo je sniziti s pomoću snižavanja temperature medija za temperiranje ili s pomoću produljenja vremena hlađenja. Možemo i zamijeniti sve dijelove kalupa, ukoliko se oni nekontrolirano pregrijavaju te su načinjeni od neodgovarajućih materijala, koji s kritičnih mjesta loše odvode toplinu. Intenzivnost hlađenja kritičnih mjesta povećavamo i ugradnjom rashladnih umetaka ili boljom izolacijom izvora topline (vruće mlaznice pri kalupima s vrućim uljevnim sustavom).

Veličina ušća (5) O veličini ušća najviše ovisi, hoće li naknadni tlak moći djelovati toliko vremena, da proizvod bude dobro popunjen i bez pojava usahline. Ukoliko je ušće premalo, brzo će očvrsnuti. Punjenje je tada prekinuto, iako kalup nije napunjen do kraja. Ukoliko je preveliko, moramo podesiti nepotrebno dugo vrijeme djelovanja naknadnog tlaka, kako bi se taljevine zadržala u kalupnoj šupljini do očvršćivanja ušća.

Drugi utjecaji Navedeni parametri su najutjecajniji, iako ne smijemo previdjeti i druge utjecaje, koji također mogu utjecati na pojavu i sprječavanje usahlina. To su promjer mlaznice ubrizgavalice, istrošenost cilindra (pužnog vijka, mlaznice), vrsta materijala (duljina puta tečenja), geometrija proizvoda (debljina stijenke i rebara, lokalna zadebljanja), uljevni kanali (predugi, nepovoljan presjek, ušće treba postaviti na najdeblje mjesto, začepljenost uljevnih kanala) itd. Svi ti utjecaji opisani su u tablici grešaka i mogućih uzroka te su vrlo važni.

160

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 160

22.2.2016 7:20:23

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Neki primjeri pojave usahlina Na Slici 3.7 je na najudaljenijem dijelu proizvoda vidljiva usahlina na zadebljanim mjestima. U tom predjelu je vidljiv i nepopunjeni dio površine radi neistisnutog zračnog mjehurića.

Zahvat: povećati prosječnu razinu brzine i naknadnog tlaka.

Slika 3.7/64/: Pojava usahline

Slika 3.8/64/: Pojava usahline po čitavom proizvodu

Slika 3.9/35/: Usahlina u blizini ušća

Slika 3.10/35/: Usahlina radi predebelih rebara

Na Slici 3.8 su po čitavom proizvodu na zadebljanim mjestima vidljive usahline.

Zahvat: povećati naknadni tlak Na Slici 3.9 je usahlina najizraženija u blizini ušća Usahlina gornje površine proizvoda na Slici 3.10 je posljedica predebelih rebara na donjoj strani proizvoda. Rebra bi trebala biti tanja. Usahline optimiranjem prethodno navedenih parametara možemo ublažiti, ali ne i u cijelosti ukloniti. Pri optimiranju parametara treba paziti, da stlačena taljevina ne istekne iz kalupa u trenutku preklopa na niži naknadni tlak.

Ponovno stlačivanje istakle taljevine više nema nikakvog učinka.

161

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 161

22.2.2016 7:20:25

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.03. SRH Pri do sada opisanim greškama (nepopunjenost i usahline), glavni krivac za obje greške je premala količina ubrizgane taljevine u kalupnu šupljinu. Ovdje pišemo o srhu, koji je posljedica prevelike količine ubrizgane taljevine. Koji su uzroci te pojave, koja je prilično česta? b

Opis greške Na sljubnici kalupa se radi sile reakcije uslijed tlaka ubrizgane taljevine, obje polovice kalupa se razmaknu i taljevine ulazi u nastali zazor. Nastali srh ima oblik tanke mrene, koja obuhvaća proizvod po čitavom obodu (Slika 3.11 – greška a). Srh je često posljedica prepunjenosti, koja nije povezana s pojavama, kao što su napuklost, krha kost, deformiranost i drugim pojavama, o kojima ćemo pisati u sljedećem poglavlju Slika 3.11/63/: Karakteristični izgled srha G.04 PREPUNJENOST. Srh nastaje i radi aib netočne izrade sastavnih dijelova kalupa, koji oblikuju kalupnu šupljinu. Umetci mogu biti prelabavo umetnuti u ležište, a pomične jezgre mogu imati preveliku kliznu zračnost. Posljedica takve netočne izrade je pojava blagog srha u obliku malih mrena ili iglica (Slika 3.11 – greška b).

Sprječavanje greške Prije svega moramo osigurati, da izabrana ubrizgavalica ima dovoljnu silu zatvaranja kalupa. Drugi vrlo važan uvjet je, da je kalup krut i točno izrađen. Treći uvjet je da su podesivi parametri injekcijskog prešanja optimalni, uzimajući u obzir karakteristike materijala i oblik proizvoda. Utjecaji pojedinih parametara su sljedeći: Sila zatvaranja kalupa (+4) Pri izboru ubrizgavalice često činimo grešku, kada za neki kalup s više kalupnih šupljina izaberemo ubrizgavalicu s premalom silom zatvaranja kalupa. Tu poteškoću možemo riješiti zatvaranjem jedne ili više kalupnih šupljina, čime se smanjuje sila na sljubnici.

Kako zapravo određujemo potrebnu silu zatvaranja kalupa?

Sila zatvaranja kalupa jednaka je umnošku projicirane površine svih otpresaka i uljevnog sustava i srednjeg tlaka u kalupnoj šupljini. Površinu možemo bez poteškoća izračunati.

Teže je odrediti srednji tlak u kalupnoj šupljini. U Tablici 3.1 navedene su okvirne vrijednosti srednjih tlakova u kalupu za neke od Bayerovih materijala. Tlakovi su dani u barima.

162

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 162

22.2.2016 7:20:25

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Tablica 3.1/19/: Srednji tlakovi u barima za neke Bayerove materijale Novodur

ABS

250 do 350

Durethan

PA

250 do 700*

Makrolon

PC

300 do 500

Pocan

PBT

250 do 700*

Apec - HT

PC - HT

300 do 500

Desmopan

TPU

300 do 700*

Bayblend PC + ABS 250 do 400 * Napomena: pri kristalastim materijalima (dobra svojstva tečenja) ponekad se uzimaju veće vrijednosti, da se izbjegne pojava srha.

Sljedeći primjer određivanja sile zatvaranja kalupa uzima u obzir i put tečenja taljevine u kalupnoj šupljini te debljina stijenke proizvoda. Za različite omjere između puta i debljine možemo iz dijagrama očitati srednji tlak u kalupu (specifični tlak zatvaranja) obzirom na srednju debljinu proizvoda (Slika 3.12).

U praksi se sila zatvaranja kalupa određuje i na osnovi sličnosti proizvoda. Prije izrade, odnosno narudžbe kalupa, pri izradi postojećih proizvoda odredi se koja je sila zatvaranja kalupa bila optimalna, pa se ona uzima u obzir pri izradi novog kalupa, odnosno pri narudžbi nove ubrizgavalice.

Veličinu podešene sile zatvaranja kalupa provjeravamo s mjernim satom. Tijekom rada se kalupne ploče na sljubnici ne smiju razmaknuti više od 0,02 mm. Na Slici 3.13 prikazan je proizvod s izrazitim srhom radi premale sile zatvaranja kalupa.

spec. tlak zatvaranja srednji tlak u kalupnoj šupljini

Dijagram vrijedi za materijale dobrih svojstava tečenja i jednostavne oblike otpreska. Pri proizvodima od materijala koji teško teku, te s mnogo rebara i stupnjevanih prijelaza, srednji tlak dobiven s pomoću dijagrama povećava se za 10 do 50 postotaka.

800 [bar] 600 400 200

150:1

200:1

100:1

70:1

0,5

1

1,5

2 [mm]

Slika 3.12/13/: Određivanje srednjega tlaka u kalupnoj šupljini

Temperatura taljevine (–5) Ukoliko ocijenimo, da je temperatura taljevine previsoka, snizimo je do optimalne vrijednosti, koja je još uvijek primjerena za određeni materijal. Pri tome si možemo pomoći s pomoću mjerenja temperature izbrizgane taljevine.

Tlak ubrizgavanja Tlak brizganja ograničavamo na vrijednost, koja je tek nešto veća od otpora pri tečenju

Slika 3.13/35/: Proizvod s izrazitim srhom radi premale sile zatvaranja kalupa

163

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 163

22.2.2016 7:20:26

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

taljevine. Ukoliko je tlak podešen previsoko, pri popunjavanju kalupne šupljine stvara se vršna vrijednost tlaka, radi koje se kalup otvara. Svakako moramo nešto prije volumnog popunjavanja preklopiti tlak ubrizgavanja na niži naknadni tlak.

Ukoliko imamo senzor tlaka u hidrauličkom sustavu, ili čak u kalupu, možemo krivulju tlaka ubrizgavanja vizualno optimirati tako, da ne nastane vršni tlak.

Brzina ubrizgavanja (–1) Pri tankim proizvodima moramo primijeniti veliku brzinu, koja omogućuje bolje popunjavanje kalupne šupljine te manje gubitke temperature i tlaka. No pri velikoj brzini je teško uhvatiti pravi trenutak preklopa na niži tlak punjenja. Stoga nastaju vršni tlakovi i pojava srha. Ukoliko procijenimo da je konačna brzina prevelika, smanjujemo je. Senzor tlaka u kalupu nam može mnogo pomoći pri optimiranju krivulje brzine ubrizgavanja.

Trebamo potražiti najpovoljniji profil tijeka brzine ubrizgavanja, koji uključuje manju početnu, veliku srednju i završnu malu brzinu. S takvim profilom brzine postižemo najuravnoteženije uvjete ubrizgavanja.

Naknadni tlak (–3) Tik prije volumnog popunjavanja preklapamo tlak ubrizgavanja na niži naknadni tlak. U tom trenutku kalup još nije pun i nema srha. Ukoliko je naknadni tlak podešen previsoko, a sila zatvaranja izabrana optimalno, tlak u kalupu će razmaknuti obje polovice kalupa. Pojaviti će se mrena. Naknadni tlak smanjujemo do one vrijednosti, pri kojoj se više ne vide tragovi usahlina. Naknadni tlak može biti podešen kao jedna vrijednost ili u više razina.

Trenutak preklopa na naknadni tlak (–2) Trenutak preklopa prilagođavamo brzini ubrizgavanja. Što je veća hitrost, moramo prije preklopiti na naknadni tlak, kako u kalupu ne bi nastao vršni tlak.

Trenutak preklopa na manju brzinu ubrizgavanja Prvo brzinu ubrizgavanja moramo preklopiti na manju vrijednost. Zatim tlak ubrizgavanja preklopimo na naknadni tlak. Tako ostvarujemo bolje upravljive uvjete za preklop na naknadni tlak uvijek u istom trenutku. S time sprječavamo mogućnost povremenog srha.

Hod doziranja Neki prerađivači upravljaju popunjenošću kalupa samo s doziranjem. U takvim slučajevima, tlak i brzina ubrizgavanja su konstantni. Pri ubrizgavanju pužni vijak ide do naslona, a još uvijek aktivni tlak ubrizgavanja sprječava da se taljevina vrati natrag u cilindar ubrizgavalice. Tlak ubrizgavanja mora biti visok, da se u kalupnu šupljinu stlači i ona količina taljevine, koja je potrebna za kompenzaciju skupljanja taljevine, dok pužni vijak miruje u svom prednjem položaju.

Greške pri izradi kalupa Na srh utječu prije svega sljedeće greške u izradi kalupa:

164

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 164

22.2.2016 7:20:26

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Kalup nije dovoljno krut.

Srh se javlja prije svega na sredini sljubnice radi progiba kalupa. Moramo ugraditi podupore, kako bismo spriječili progib, kojeg mjerimo s pomoću mjernog sata tijekom rada kalupa.

Na Slici 3.14 se vidi srh u području uljevnih kanala na sredini kalupa. Radi velikih otpora pri tečenju taljevine kroz te kanale, tlak ubrizgavanja jako naraste. Temperatura taljevine u cilindru ubrizgavalice primjereno je visoka. To dokazuje rastegnuta srž s niti na početku stožastog uljevka. Zato temperatura taljevine u cilindru ubrizgavalice nije krivac za nastale otpore. Veliki otpori su posljedica ohlađivanja taljevine u tunelnim ušćima radi male brzine ubrizgavanja.

Radi tih otpora tlak ubrizgavanja jako naraste, kalup se u sredini savine i taljevina popuni nastali zazor.

Slika 3.14/35/: Srh na sredini sljubnice radi progiba kalupa

Nalijeganje sastavnih dijelova kalupa je labavo.

Radi labavosti, zazor između umetaka je prevelik pa u njega ulazi taljevina. Moramo izraditi nove umetke ili dijelove navariti i obraditi na veću izmjeru. (Slika 3.15).

Sljubnica je oštećena odnosno propusna.

Sljubnica je izložena različitim opterećenjima. Pojavljuju se otisci radi udaraca ili srha taljevine. Oštećenja možemo navariti i obraditi površinu. Srh se često javlja i na mjestima, gdje su izbacivala ili kanali za odzračivanje (Slika 3.16).

Nejednaki uvjeti punjenja pri kalupima s više kalupnih šupljina Pri kalupima s više kalupnih šupljina uvjeti punjenja za sve kalupne šupljine moraju biti potpuno jednaki. Često se događa, da su proizvodi iz nekih kalupnih šupljina sa srhom, dok su istodobno proizvodi iz dru-

Slika 3.15/35/: Srh okretnog zgloba

Slika 3.16/64/: Srh na mjestu odzračivanja

165

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 165

22.2.2016 7:20:27

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

gih kalupnih šupljina nepotpuni. Najčešće greške, koje uzrokuju različito popunjavanje kalupnih šupljina su: – različita nalijeganja dijelova kalupnih šupljina, – neusklađeni uljevni kanali, – neusklađena ušća, – neujednačeno hlađenje kalupa, – neusklađena temperaturna regulacija vrućih mlaznica pri kalupima s vrućim uljevnim sustavom, – različita stožasta ušća pri kalupima s djelomičnim vrućim uljevnim sustavom.

Posebice posljednja pojava je vrlo česta i ometajuća. Prisutna je pri kalupima s više kalupnih šupljina i s djelomičnim vrućim uljevnim sustavom. Pri tim kalupima se vrući razdjelnik nastavlja s hladnim razdjelnikom s više stožastih ušća. U takvim slučajevima je važno, da sva stožasta ušća imaju jednaku srž na kraju stošca, što dokazuje da su uvjeti grijanja i tečenja taljevine u svim vrućim mlaznicama jednaki.

Ukoliko su neki proizvodi nepopunjeni, a drugi prepunjeni, prvo trebamo provjeriti, kakav je stožasti uljevak. Stožasti uljevak bi obično trebao imati malu srž (Slika 3.17 – b).

Ukoliko su neki stožasti uljevci glatko odrezani između vruće i hladne mlaznice (Slika 3.17 – a), to znači da srž ostaje u vrućoj mlaznici, pa u sljedećem ciklusu djeluje a b kao čep, koji onemogućuje normalno tečenje taljevine.

U slučaju a, vruća mlaznica je u trenutku ubrizgavanja prehladna. Pri otvaranju kalupa se hladni dio uljevka od toplog dijela odlomi tako, za očvrsnula srž ostane u otvoru vruće mlaznice.

Slika 3.17/63/: a i b: stožac bez i sa srži Zahvat Malo povisimo temperaturu vruće mlaznice. Vruća mlaznica treba ima konusni otvor, da se srž lakše otkine iz otvora i oslobodi ga za sljedeći ciklus.

G.04. PREPUNJENOST Prepunjenost kalupa pokazuje se u mnogo oblika. Neki su na proizvodu dobro vidljivi, a neki jedva primjetni. Radi prepunjenosti najčešće opažamo sljedeće pojave: G.04.a odlomljenost, napuknutost G.04.b krhkost G.04.c izgrebanost stijenki u smjeru vađenja G.04.d deformiranost, otisci izbacivala

166

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 166

22.2.2016 7:20:27

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Greške sa SRHOM iz prethodnog poglavlja G.03 nismo pridružili greški G.04 PREPUNJENOST, jer se na kalupu u većem broju slučajeva javlja srh radi lošeg zatvaranja i brtvljenja, a ne radi prepunjenosti.

Glavni parametri, koji uzrokuju prepunjenost kalupa su brzina ubrizgavanja, naknadni tlak, vrijeme djelovanja naknadnog tlaka, trenutak preklopa na naknadni tlak, temperatura taljevine, temperatura stijenke kalupne šupljine i veličina doziranja. S postupnim i pažljivim smanjivanjem vrijednosti tih parametara, smanjujemo napunjenost. (Proizvod se lakše izvadi iz kalupa te se pri vađenju ne oštećuje.) Unatoč mnogim zajedničkim uzročnicima, potrebno je analizirati svaku grešku posebno, pri čemu treba uzeti u obzir i konstrukciju kalupa.

G.04.a Odlomljenost, napuknutost Te greške primjećujemo pri krutim, krhkim materijalima, kao što su PMMA, PS, SAN. Proizvodi načinjeni od tih materijala pucaju prije svega radi dva razloga. Prvi je taj, da je materijal već po svojim prirodnim svojstvima krhak, pa svaka nepravilnost u konstrukcijskom oblikovanju proizvoda može uzrokovati pucanje. Drugi razlog su unutrašnja naprezanja u proizvodu, koji dodatno povećavaju krhkost. Oni su posljedica nepravilnosti u postupku injekcijskog prešanja. Radi prevelikih unutrašnjih naprezanja, ponekad se, posebice pod utjecajem agresivnih medija, pojave vidljive napukline radi kojih proizvod postaje neupotrebljiv. Viša temperatura stijenke kalupne šupljine obično povoljno utječe na snižavanje unutrašnjih naprezanja i krhkosti, no povećava se mogućnost prepunjenosti kalupne šupljine. Više o unutrašnjim naprezanjima ćemo pisati u poglavlju G.35 UNUTRAŠNJA NAPREZANJA. Sprječavanje pucanja Sila zatvaranja kalupa Ukoliko je sila zatvaranja kalupa premala, kalup se tijekom ubrizgavanja taljevine otvori.

Kada tlak ubrizgavanja popusti, kalup se ponovo zatvori i dodatno stlači ubrizganu taljevinu. Radi tako nastale prepunjenosti možemo očekivati, da će proizvodi od krhkih materijala pri vađenju iz kalupne šupljine pucati. Prateća pojava takvog stlačivanja u kalupu su nevidljive napukline na površini proizvoda. I o toj pojavi ćemo pisati pri grešci G.35 UNUTRAŠNJA NAPREZANJA. Silu zatvaranja kalupa moramo povećati, kako bismo spriječili otvaranje kalupa.

Nedovoljno kruti kalup Pri krhkim i krutim materijalima elastična deformacija kalupa ima vrlo negativne učinke.

Ukoliko kalup nije dovoljno krut, on se na sljubnici savine, a nakon prestanka djelovanja tlaka ubrizgavanja ponovo izravna. Učinak je isti kao i u slučaju premale sile zatvaranja kalupa. Krutost kalupa povećavamo zadebljanjem kalupnih ploča i ugradnjom podupora.

167

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 167

22.2.2016 7:20:27

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Utjecaj oblika i materijala proizvoda – Stijenke proizvoda bez kutova skošenja ili s premalim kutovima skošenja vrlo otežavaju vađenje proizvoda iz kalupne šupljine. Površine u smjeru vađenja otpreska iz kalupa koje su obrađene elektroerozijom ili jetkanjem, moraju imati odgovarajuće povećan kut skošenja.

– Neki materijali imaju dobra klizna svojstva i ne uzrokuju poteškoće pri vađenju proizvoda iz kalupa, pa proizvodi stoga ne pucaju. Pri krhkim materijalima primjenjujemo veći kut skošenja, kako bismo spriječili pucanje.

– Različite podreze na stijenkama u smjeru vađenja otpreska iz kalupa, koje ponekad načinimo kako bismo otpresak zadržali na izbacivačkoj strani kalupa, također bitno otežavaju vađenje otpreska iz kalupa. Pri krhkim materijalima mogu čak izazvati pucanje, a pri mekšima, izvitoperenost proizvoda.

– Debljina stijenki mora biti pažljivo izbrana. Ukoliko su stijenke pretanke, nastaje problem sa čvrstoćom i proizvod pri vađenju puca, pogotovo na mjestima izbacivala.

– Oštri završetci stijenki uzrokuju koncentraciju unutrašnjih naprezanja i zareznih učinaka. Na tim mjestima se pri vađenju često javljaju napukline uslijed naprezanja, pogotovo pri krhkim materijalima. Oštre bridove blago zaokružimo.

Utjecaji podesivih parametara Utjecajne parametre optimiramo u skladu s optimiranjem parametara navedenim u uvodnom dijelu.

G.04.b Krhkost Krhkost je često uzrok za pucanje proizvoda pri vađenju ili uporabi. Ukoliko pucanje ne možemo ukloniti s pomoću uvodno navedenih mogućnosti, na raspolaganju je još i analiza mogućnosti zamjene materijala. Možemo si pomoći i dodavanjem elastomerne komponente osnovnom materijalu, kako bismo mu povećali žilavost. Zamjena materijala je povezana s dobivanje suglasnosti naručitelja i višom cijenom žilavijeg materijala.

16

12

11

13

9 2

3

15

8

4 10 7

5

2

6 1

14

Slika 3.18/63/: Ogrebotine 7 radi grubo brušene sljubnice

168

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 168

22.2.2016 7:20:27

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

G.04.c Izgrebane stijenke u smjeru vađenja Ukoliko je sljubnica uz kalupnu šupljinu oštećena ili pregrubo izbrušena, na proizvodu pri vađenju iz kalupa nastaju ogrebotine. Ogrebotine su izrazitije, ukoliko je kalup jako napunjen, a skupljanje proizvoda, odnosno odvajanje proizvoda od stijenke kalupne šupljine minimalno. Mjesto 7, koje uzrokuje ogrebotine moramo zagladiti (Slika 3.18).

Ogrebotine i izgrebana površina nastaju i u slučaju erodirane površine u smjeru vađenja otpreska, gdje se radi premalog skupljanja proizvod ne odvoji od erodirane površine. Moramo postići veće skupljanje s manjom napunjenošću kalupa ili trebamo povećati kut skošenja.

G.04.d Deformiranost, otisci izbacivala Razlikujemo deformiranost, koja nastaje radi otežanog vađenja iz kalupa i deformiranosti, odnosno savijenosti, koja nastaje radi djelovanja unutrašnjih naprezanja u proizvodu, koji su posljedica nepravilnih parametara procesa injekcijskog prešanja i neodgovarajućeg oblika proizvoda. U ovom poglavlju ćemo pisati o deformiranosti proizvoda radi otežanog vađenja iz kalupa, odnosno prepunjenosti kalupa.

Ukoliko su proizvodi čvrsti i kruti, u slučaju otežanog vađenja dolazi do pucanja. U slučaju mekših proizvoda prisutna je deformacija. Zahvati za sprječavanje takvog savijanja su djelomično slični zahvatima za sprječavanje pucanja.

– Moramo izbjegavati male kutove skošenja, raznim zarezima i podrezima. Broj izbacivala mora biti dovoljan. Ukoliko je površina izbacivala premala, na proizvodu se vide nedopušteni otisci izbacivala.

Viša temperatura uobičajeno povoljno utječe na smanjenje krhkosti i unutrašnjih naprezanja, a povećava se i mogućnost prepunjenosti kalupa i poteškoća pri vađenju proizvoda iz kalupa. Pored toga, visoka temperatura stijenke kalupne šupljine često je razlogom za deformaciju proizvoda pri vađenju iz kalupne šupljine, jer proizvod u trenutku vađenja imaju premalu toplinsku čvrstoću. U takvim slučajevima je korisno, ukoliko temperaturu stijenke kalupne šupljine smanjimo. Učinkovito je i produljenje vremena hlađenja.

G.05. LINIJE SPAJANJA Linije spajanja nastaju na dodiru dva ili više tokova (čela) taljevine pri proizvodima s više ušća, otvora i produbljenja te različitim debljinama stijenke radi nepotpunog tečenja tokova.

Pri udruživanju tokova taljevine mogu nastati sljedeće pojave: - linije spajanja radi hladnog spoja, - linije spajanja radi zaustavljanja tečenja, - linije spajanja sa zarobljenim zrakom i izgorinom, - linije spajanja s prugama pri obojenim materijalima, - linije spajanja s prugama pri ojačanim materijalima.

169

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 169

22.2.2016 7:20:27

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.05.a Linije spajanja radi hladnog spoja Oba toka, koja se udružuju, imaju blago zaokruženo čelo s gotovo ohlađenom očvrsnulom kožicom. Čela se pri dodiru oba toka pod djelovanjem tlaka ubrizgavanja spljošte, iako radi već očvrsnute kožice ne u potpunosti. Zaokruživanja na spojenim čelima taljevina stvaraju zazore, koji mogu biti tanki kao vlas kose i jedva primjetni, ali mogu biti i izraženi, dobro vidljivi i neprihvatljivi (Slika 3.19).

Slika 3.19/24/: Linija spajanja na obje strane proizvoda

Pored linije spajanja, prisutan je i loš spoj obaju tokova radi ohlađene kožice na čelima taljevine, koji onemogućava potpuni završetak tečenja. Loš spoj i zarezni učinak linije spajanja bitno pogoršavaju mehanička svojstva proizvoda, stoga moramo linije spajanja pomaknuti na nekritično mjesto na proizvodu, koje je manje vidljivo i nije previše opterećeno.

Neke tvrtke proučavaju utjecaj hladnog spoja na mehanička svojstva proizvoda ispitivanjima epruvete koja ima dva ušća - po jedno na svakom kraju epruvete - tako da na sredini epruvete nastane hladan spoj. Pri tom pokusu proučavaju uvjete injekcijskog prešanja, koji određuju čvrstoću hladnog spoja i veličinu linije spajanja. Pri optimiranju čvrstoće spoja, najvažnija su dva parametra: - optimalno vrijeme naknadnog tlaka, da se tokovi taljevine pouzdano spoje međusobno, i - optimalna brzina ubrizgavanja, pri kojoj se čela taljevine ne ohlade previše.

Najčešće si, u slučajevima loših spojeva, možemo pomoći optimiranjem sljedećih parametara: - povećamo naknadni tlak, - prilagodimo brzinu ubrizgavanja, da je vrijeme ubrizgavanja približno sekundu na milimetar debljine stijenke, - preklop na naknadni tlak uključimo kasnije, - temperaturu taljevine povisimo u okviru dopuštene vrijednosti, - temperaturu stijenke kalupne šupljine povisimo, pri čemu moramo biti svjesni, da svaki stupanj više znači za dva postotka dulje vrijeme ciklusa, - sredstvo za bolje vađenje otpreska iz kalupa nije preporučivo.

Sprječavanje ili ublažavanje vidljivih linija spajanja samo s promjenom parametara injekcijskog prešanja nije u potpunosti učinkovito. Poteškoće se mogu ublažiti ili u cijelosti uklanjaju s pomoću klasičnih promjena u kalupu: - premještanje linija spajanja na manje osjetljivo mjesto premještanjem ušća; radi kompliciranosti oblika to nije uvijek moguće (položaj linija spajanja odredimo s djelomičnim ubrizgavanjima ili simulacijom tečenja),

170

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 170

22.2.2016 7:20:28

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

-

3

promjena oblika proizvoda i kalupne šupljine, ubrzavanje ili usporavanje toka taljevine s preoblikovanjem stijenki otpreska, višestruka provjera odzračivanja kalupa; ukoliko je kalup pravilno odzračen, možemo postići više od 90-postotne čvrstoće u odnosu na čvrstoću osnovnog materijala, ugradnja dodatnog izbacivala, kroz koji odzračujemo kalupnu šupljinu, ugradnja poroznog umetka za odzračivanje.

Ponekad primjenjujemo neke neomiljene postupke, kao što su poliranje i lakiranje, a neki noviji načini omogućuju učinkovito i racionalno rješavanje poteškoće. U nastavku ćemo navesti tri primjera.

Utjecaj izvedbe uljevnih kanala na punjenje kalupa S izvedbom uljevnih kanala možemo utjecati na položaj linije spajanja i kvalitetu spoja. S brojem ušća njihovim položajima, linije spajanja možemo pomaknuti na željeno mjesto, koje mehanički i optički nije kritično (Slika 3.20).

Kaskadno ubrizgavanje Kaskadno ubrizgavanje je postupak, koji sprječava nastajanje linija spajanja. Za taj postupak primjenjujemo kalupe s vrućim uljevnim sustavima s igličastim ventilima. S pomoću upravljanja otvaranja i zatvaranja mlaznica, omogućen je utjecaj na punjenje kalupne šupljine. Podešavanje programa ubrizgavanja vrlo je zahtjevno. Taljevinu, koja na svim mlaznicama mora biti homogena i jednaka, moramo pripremiti tako da se pri spajanju tokova taljevina ne raskoli.

Punjenje počinje s mlaznicom u sredini.

Kada tok taljevine prijeđe mjesto sljedeće mlaznice, i ona se otvara i uključuje u tok taljevine. Udaljenost između mlaznica mora biti primjereno mala, da se taljevina između mlaznica previše ne ohladi i da se oba toka dobro spoje (Slika 3.21).

Jedan hladni spoj

Dva hladna spoja

Slika 3.20/35/: Simulacija tečenja taljevine Uobičajeno ubrizgavanje: vidljive linije spajanja

linije spajanja Kaskadno ubrizgavanje: bez linija spajanja

samo srednja mlaznica otvaranje sljedećih mlaznica

Slika 3.21/66/: Shema kaskadnog ubrizgavanja

171

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 171

22.2.2016 7:20:28

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Postupak Regloplas PROMOLD U laboratoriju za preradu plastičnih materijala na visokoj strukovnoj školi u Iserlahnu u Njemačkoj su pod vodstvom profesora P. Thinela razvili postupak, koji omogućuje ubrizgavanje bez hladnih spojeva i pri uporabi kalupa sa čvrstim uljevnim sustavom. Bit tog postupka je, da se površina stijenke kalupa, na mjestu i u trenutku nastajanja linija spajanja, na trenutak zagrije na povišenu temperaturu, kako bi se dva čela taljevine dobro spojili. Zatim se temperatura ponovo snizuje na prethodno podešenu. To kratkotrajno zagrijavanje ne produljuje vremena ciklusa, pa ekonomičnost postupka nije upitna. Kalup se dogrijava ili s pomoću vruće vode, koja ima temperaturu višu od 95 °C, s visokotlačnim temperiralom i odvojenim krugovima, ili s pomoću električnih štapnih grijača, postavljenih tik ispod površine stijenke kalupne šupljine.

G.05.b Linije spajanja radi zaustavljanja toka taljevine Prugasta ili jače izbrazdana linija nas u nekim slučajevima upozorava, da je taljevina na tom dijelu zastala i pričekala da se napuni preostali dio kalupne šupljine. Kada tlak u kalupu naraste, i na tom mjestu taljevina poteče naprijed, a ostaje brazda radi ohlađene zaustavljene taljevine. Na tim mjestima proizvod obično pod opterećenjem puca. Tipičan primjer takve pojave su izdanci za pričvršćivanje na raznim kućištima, na koje se pritežu različiti poklopci (Slika 3.23). Kada se poklopac pritegne na kućište, vijci otkidaju izdanke na mjestima hladnog spoja.

hladni spoj

Slika 3.22/35/: Linija spajanja s prugom

Slika 3.23/63: Izdanak s hladnim spojem radi zaustavljene taljevine

Zahvati - povećati brzinu ubrizgavanja, da taljevine što prije popuni čitavu kalupnu šupljinu - povećati temperaturu stijenke kalupne šupljine - provjeriti, je li izdanak dimenzioniran u skladu s konstrukcijskim pravilima G.05.c Linije spajanja sa zarobljenim zrakom i izgorinom Izgorinu uzrokuje zarobljeni zrak u kalupu, kojeg tokovi taljevine opkole i pri daljnjem tečenju stisnu u mjehurić. Pri velikom tlaku ubrizgavanja i pri velikoj brzini, temperatura u području zarobljenog zraka može postići i 800 do 1000 °C. Makromolekule taljevine,

172

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 172

22.2.2016 7:20:28

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~ koja je u dodiru s vrućim stlačenim mjehurićem, toplinski se razgrade, pougljene i sa crnom sjajnom mrljom označe mjesto izgorine (Slika 3.24), što se može vidjeti i na proizvodu i na kalupu. Stijenku kalupne šupljine potrebno je stalno čistiti. Ponekad se trag izgorene taljevine koncentrira u izgorenu šupljinu na proizvodu.

3

Slika 3.24/63/: Izgorina na linijama spajanja

Izgorina ne nastaje samo kao posljedica stlačivanja zarobljenog zraka, kojeg sa svih strana okruže tokovi taljevina. Zarobljavanje zraka i zatim stvaranje izgorine se često dogode i u utorima i drugim produbljenjima, iz kojih zrak ne može izaći od toka taljevine.

Zahvati - Izgorine često možemo spriječiti pravodobnim preklopom na vrlo malu brzinu ubrizgavanja. Stlačivanje zarobljenog zraka odvija se vrlo polako, pa ne dolazi do pojave izgorina. Vide se samo linije spajanja, koje su ponekad jedva vidljive, ukoliko je tlak primjerene veličine.

- Silu zatvaranja kalupa smanjujemo. Time se omogućuje bolje odzračivanje.

- Provjerimo odzračivanje u kalupu i ugradimo umetke za odzračivanje na mjestu pojave izgorine.

- Premjestimo položaj ušća.

G.05.d Linije spajanja s prugom- pri obojanim materijalima Pri nekim obojanim materijalima na spoju dvaju tokova, radi raslojavanja pigmenta, nastaje tamnija pruga u boji. Pruga ima izgled širokog tamnog pojasa uzduž linije spajanja ili deblje linije s oštrim granicama (Slike 3.22 i 3.25). Ta pojava je posljedica nepovoljnih uvjeta pri tečenju oba toka taljevine, kao što su: - veliko toplinsko opterećenje taljevine i - oksidacija pigmenta u boji radi nedostatnog odzračivanja.

Pojava je najčešće prisutna pri materijalima s anorganskim pigmentima svijetle boje, kao što su bijela, plava, zelena i narančasta.

Greška je češća pri kopolimernim materijalima kao što su ABS i SAN. Sprječavanje greške je problematično. Moramo optimirati brzinu toka i smanjiti toplinskog opterećenja u trenutku kontakta dva toka. Moramo osigurati dobro odzračivanje. Moramo provjeriti primjerenost bojila. Linije spajanja preselimo na manje vidljivo mjesto.

Slika 3.25/35/: Izgled vidljive pruge u boji na spoju dva toka

173

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 173

22.2.2016 7:20:29

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.05.e Linije spajanja s prugom- pri ojačanim materijalima Ojačala i staklena vlakna se na mjestu spajanja dva toka orijentiraju u novom smjeru uzduž linije spajanja. Ta promjena je vidljiva na površini proizvoda u obliku pruga različitih izgleda. Područje spoja je mehanički oslabljeno. Jedan razlog je linija spajanja, koja uzrokuje zarezni učinak, a druga je anizotropnost mehaničkih svojstava radi izražene orijentacije staklenih vlakana uz liniju spoja. Tu pojavu možemo ublažiti općim zahvatima za sprječavanje linija spajanja.

G.06. ONEČIŠĆENOST PROIZVODA STRANIM ČESTICAMA Postoji velika mogućnost da se materijal (granulat) tijekom pripreme ta proizvodnju i prerade onečisti. Onečišćenost materijala se na površini proizvoda pokazuje u raznim oblicima. Najčešće vidljive greške su sljedeće: G.06.a sive svjetleće čestice G.06.b pruge radi onečišćenja drugim plastičnim materijalima G.06.c1 crne točkice – manje (manje od 1 mm2) G.06.c2 crne točkice – veće (veće od 1 mm2) G.06.d srebrne brazde i pruge radi prisutnosti degradiranog regenerata G.06.a Sive svjetleće čestice Ta pojava je prisutna pri uporabi cijevnih sustava transportiranja plastičnog materijala.

Ukoliko su cijevi od aluminija, radi velike brzine tvrdog granulata, one su izložene trošenju. Odbrušene čestice aluminijske prašine se zajedno s rastaljenim polimernim materijalom ubrizgaju u kalupnu šupljinu i onečiste proizvod. U kritičnim slučajevima potrebno je aluminijske cijevi zamijeniti čeličnima. Trošenju su posebno izloženi zavoji u cjevovodu.

G.06.b Pruge radi onečišćenosti s drugim plastičnim materijalima Ta greška se događa pri zamjeni materijala i pri sušenju na pladnjevima u komorama peći za sušenje. Kada mijenjamo materijal, moramo dobro očistiti sve uređaje i predmete s kojima materijal dolazi u kontakt. To su silosi za sušenje, transportne cijevi, mlinovi, transportna kolica, pladnjevi za sušenje materijala, lijevak ubrizgavalice, jedinica za plastificiranje, vrući uljevni sustav kalupa itd. Pri sušenju u pećima s komorama, u kojima se suši više različitih materijala istodobno, materijal s jednog pladnja može pasti na drugi pladanj i onečistiti materijal na njemu. Već i nekoliko zrna drugog materijala može uzrokovati pruge na proizvodu. Pruge nastaju i radi drugih uzroka. U prethodnom poglavlju smo pri greški G.05 govorili o prugama koje nastaju na mjestima spajanja dvaju tokova taljevine pri ojačanim i obojanim materijalima. U poglavljima o greškama G.07 i G.09 ćemo govoriti o prugama radi toplinskog preopterećenja taljevine tijekom prerade.

G.06.c1 Crne točkice – male (manje od 1 mm2) Ta greška nas upozorava, da su se na cilindru i pužnom vijku jedinice za plastificiranje pojavili mali utori, u kojima se taljevina predugo zadržava i stoga degradira. Te pougljenjene čestice

174

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 174

22.2.2016 7:20:29

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

taljevina odljušti i utora i odnese u kalupnu šupljinu. Odljuštene čestice, koje imaju oblik tamnih točkica, su pogotovo dobro vidljive na prozirnim bezbojnim proizvodima te su neprihvatljiva greška (Slika 3.26).

Takva jedinica za plastificiranje nije primjerna za izradu zahtjevnih proizvoda.

Moramo zamijeniti cilindar, pužni vijak ili sve potrebne dijelove. Za preradu abrazivnih materijala primjenjujemo dijelove, koji su zaštićeni od korozije i trošenja.

Slika 3.26/14/: Crne točkice radi korozije na cilindru i pužnom vijku jedinice za plastificiranje

G.06.c2 Crne točkice – veće (veće od 1 mm2) Neki materijali (primjerice PC, CoPC) se jako lijepe na površinu cilindra i pužnog vijka jedinice za plastificiranje te ih prekriju tankim slojem. Ohlađeni sloj taljevine se pri ponovnom zagrijavanju toplinski oštetim, potamni i s vremenom pri ponovnom hlađenju popuca. Taljevina postupno odnosi odljuštene čestice tog tankog sloja, oblika malih ljuskica, u kalup. Na proizvodu se vide kao nešto veće crne točke. Takve crne ljuskice dolaze i s mjesta slabijeg brtvljenja ostalih dijelova jedinice za plastificiranje. Na tim mjestima se taljevina zadržava i toplinski degradira. Izgorenu taljevinu u obliku ljuskica tok taljevine odnosi u kalup. Mjesta brtvljenja se nalaze između mlaznice ubrizgavalice i glave cilindra, između glave cilindra i samog cilindra, te na nepovratom ventilu na vrhu pužnog vijka.

Nepropusnost tih mjesta moramo provjeriti s pomoću paste za tuširanje. Također moramo provjeriti jesu li dijelovi dovoljno pričvršćeni vijcima.

Izgorena taljevine, na navedenim mjestima za brtvljenje, pored opisanih crnih točaka uzrokuje i tamne pruge, brazde i izgled tamnih oblaka, o kojima ćemo govoriti pri greškama G.07 i G.09. U praksi sprječavamo ljuštenje filma tako, da pri prekidima rada ne isključimo grijače na cilindru za plastificiranje, već samo snizimo temperaturu na neku proisanu vrijednost.

G.06.d Srebrne pruge i brazde radi prisutnosti degradiranog regenerata Srebrne pruge se često javljaju pri uporabi regenerata. Ta greška nastaje radi pregrijavanja materijala, pri čemu je za tu grešku kriv toplinski previše osjetljiv regenerat. Regenerat je jednom ili više puta prerađen plastični materijal, koji se nakon mljevenja ponovo rastali i granulira. Nakon svake prerade se nešto pogoršaju njegova mehanička i toplinska svojstva. Takav materijal lošije podnosi daljnja preradbena opterećenja. Posljedica toga je brža degradacija makromolekula, što se na proizvodu izražava u obliku srebrnih pramenova. Čak već i sam regranulat može biti onečišćen i sadržavati čestice koje su toplinski oštećene. U tom slučaju materijal je prugast i bez dodatnih toplinskih opterećenja, koje su prisutne pri preradi. S pomoću parametara prerade možemo samo djelomično ublažiti grešku. Najbolje je, da takav materijal zamijenimo drugim.

175

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 175

22.2.2016 7:20:29

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

U slučaju primjene mljevenog materijala, koji nije granuliran, možemo očekivati poteškoće pri preradi radi čestica prašine, koje se nalaze u mljevenom materijalu. Čestice prašine se brže toplinski razgrade i uzrokuju pojavu pruga na površini proizvoda. Mljeveni materijal može biti dodatno onečišćen prašinom i nečistoćama iz okoline, što uzrokuje točkastu ili prugastu površinu.

Zahvat za uklanjanje greške G.06 Mljeveni materijal, regenerat i trošenje dijelova jedinice za plastificiranje najčešći su uzročnici grešaka, kao što su srebrne pruge, tamni oblačići i crne točkice. Stoga moramo pripremiti upute za pripremu materijala, kalupa i ubrizgavalice za rad te ih se dosljedno pridržavati.

G.07. BRAZDE RADI VLAGE, PREGRIJAVANJA, ZRAKA I PLINOVA Već prema nazivu greške G.07, možemo očekivati poteškoće pri utvrđivanju, što uzrokuje nastajanje brazdi. Uzročnici su vrlo različiti, a uzrokuju vrlo sličnu grešku. Stoga tehnolog injekcijskog prešanja teško može ocijeniti zašto je došlo do greške. U svim slučajevima, glavni krivac je temperatura prerade, koja uzrokuje opću pregrijanost. Uzrokuje toplinsku degradaciju makromolekula polimera i nastajanje plinova kao produkta te degradacije.

Kao i prisutnost zarobljenog zraka u taljevini i vlage iz granulata, i ti plinovi svaki na svoj način oblikuju izgled greške na površini proizvoda. Greške su i strukturne i utječu na mehanička, toplinska i druga svojstva plastomera. Navesti ćemo neke upute za prepoznavanje i uklanjanje tih grešaka, koje su dostupne u literaturi ovakve vrste. O strukturnim greškama ćemo govoriti u poglavlju G.31.

G.07.a. Trake radi vlage Već pri i sušenju higroskopnih plastomernih materijala možemo načiniti prvu osnovnu grešku, i to da premalo osušimo materijal. Radi nedostatnog sušenja dio vlage ostaje u granulatu te pri preradi, pri visokoj temperaturi taljevine, isparava. Stvaraju se mali parni mjehurići, koji se pri injekcijskom prešanju razvuku u obliku tanke srebrne trake. Te trake su kao kratke crtice, koje su u većem ili manjem broju prisutne na čitavoj površini proizvoda (Slika 3.27). Manji broj crtica je u slučaju manje količine zaostale vlage u granulatu.

Neke trake imaju oblik dugog uskog slova U, otvorenog prema toku taljevine (Slika 3.28). Do te pojave dolazi u slučaju velike količine zaostale vlage u granulatu.

Objašnjenje navedene pojave Pri ubrizgavanju u kalup mjehurići vodene

Slika 3.27/64/: Trake radi vlage u obliku kratkih crtica

176

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 176

22.2.2016 7:20:30

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

pare dolaze na čelo taljevine. Radi dodira s okolinom, koja nije pod tlakom, mjehurići raspuknu, a tok taljevine je razvuče u obliku dugog slova U. Ukoliko proizvod ima pjegastu površinu (izgled mramora), uzrok za takvu grešku je vlaga na površini stijenke kalupne šupljine.

Ta vlaga ispari i “ukrasi” kožicu taljevine, čim se taljevina prilijepi na površinu stijenke kalupne šupljine (Slika 3.29).

Slika 3.28/64/: Trake radi vlage u obliku slova U

Zahvati Moramo provjeriti, je li materijal zaista vlažan. Jednostavni pokus je, da taljevinu polako izbrizgavamo u slobodni prostor. Mlaz mora biti miran i čist. Ukoliko je nemiran i mjehurast, to je najvjerojatnije pokazatelj prisutnosti vlage u granulatu. Potrebno je izvršiti mjerenje vlažnosti granulata i provjeriti, jesu li temperatura i vrijeme sušenja primjereni.

Ukoliko u lijevak ubrizgavalice usipamo previše materijala, u slučaju duljeg zadržavanja u lijevku, materijal se može ponovo Slika 3.29/64/: Pjege na proizvodu radi navlažiti. Stoga u lijevak moramo nasipati vlažne površine stijenke kalupne šupljine manju količinu materijala ili grijati lijevak.

Ukoliko posumnjamo da su pruge na proizvodu radi vlažnog kalupa, provjeravamo nepropusnost priključaka za vodu i brtvljenje kanala za temperiranje.

G.07.b. Trake radi pregrijavanja To su najčešće razvučene srebrne trake (Slika 3.30), koje uzrokuje prekomjerna toplinsko opterećenje radi sljedećih nepravilnosti: - previsoko podešene temperature cilindra za plastificiranje i vrućeg uljevnog sustava kalupa, - predugo zadržavanje taljevine u cilindru, - previsoka frekvencija vrtnje pužnog vijka, - prevelika brzina tečenja taljevine kroz zavojnice pužnog vijka, mlaznicu ubrizgavalice, ušće, suženja i preko oštrih bridova u kalupu.

U slučaju većih toplinskih opterećenja pa čak i degradacije taljevine (predugo zadržavanje

177

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 177

22.2.2016 7:20:30

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Slika 3.30/6/: Karakteristični izgled traka radi pregrijavanja

Slika 3.31/64/: Izgled traka nakon oštrih prijelaza u kalupu

taljevine u cilindru), nastaju tamnije brazde s tamnim prugama.

Radi smičnih opterećenja pri tečenju kroz oštre prijelaze, taljevina se jako toplinski oštećuje. U smjeru tečenja nastaju pramenovi oštećene taljevine. Na tim mjestima moramo smanjiti brzinu i zaobliti oštre bridove (Slika 3.31).

Slika 3.32/15/: Trake u blizini ušća

Ukoliko se trake radi pregrijavanja pojavljuju u blizini ušća (Slika 3.32), moramo analizirati uljevne kanale u njegovoj blizini. Često su uzrok greške vrući uljevni sustav, mlaznica ubrizgavalice i ušće (prije svega oblik, veličina i oštrina bridova).

Greška u obliku traka i tamnih pruga često se pojavljuje periodički. To se događa u onim slučajevima, pri kojima taljevina na svojem putu zastaje u mrtvim uglovima i zazorima na pojedinim dijelovima cilindra za plastificiranje. Radi duljeg zadržavanja taljevine na tim mjestima, taljevina počinje degradirati, a nova taljevina degradiranu povremeno odnosi u kalupnu šupljinu, te s tamnim prugama i pougljenjenim ljuskicama onečisti proizvod.

Na Slici 3.33 su označena mjesta, gdje taljevina radi trošenja brtvenih površina ili labavog pričvršćivanja može zaostajati.

Prikazani su i istrošena čeona površina pužnog vijka proizvod onečišćen tamnim prugama.

Zahvati Provjerimo temperaturu izbrizgane taljevine.

Snizimo temperaturu cilindra, frekvenciju vrtnje pužnog vijka, brzinu ubrizgavanja.

178

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 178

22.2.2016 7:20:31

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Slika 3.33/6/: Trake i tamne pruge radi trošenja dijelova cilindra za plastificiranje

Skratimo vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru izborom manjeg promjera pužnog vijka.

Provjerimo istrošenost i nalijeganje dijelova cilindra. U slučaju istrošenosti zamijenimo ih.

Popravimo nepovoljan presjek i oblik ušća, uklonimo oštre bridove.

Podesimo stupnjeviti profil brzine.

Pri vrućem uljevnim sustavu provjerimo, jesu li temperature primjerene, kanali dovoljno veliki, ušće normalno prolazno (nije djelomice smanjeno).

G.07.c. Trake radi zraka Zrak zarobljen u taljevini uzrokuje najrazličitije greške na površini ili u unutrašnjosti proizvoda. Te greške se najčešće pojavljuju u obliku dugih srebrnih pruga, najčešće rasprostranjenih na istom mjestu na velikom dijelu površine. U unutrašnjosti proizvoda se greške najčešće javljaju kao tamni pramenovi ili oblačići, mjehurići s pjenećim rubovima ili sitni čisti mjehurići, koji su u većem broju prisutni na različitim mjestima u proizvodu.

Naravno, te su greške vidljive samo pri prozirnim materijalima. O tome ćemo pisati u sljedećem poglavlju G.08. Ukoliko se ti mjehurići na putu prema mlaznici ubrizgavalice

179

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 179

22.2.2016 7:20:31

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

radi velikog tlaka i brzine stlače i razvuku u oblik linije, te se linije na površini proizvoda vide kao srebrne trake.

Taljevina zarobi zrak tijekom plastificiranja, kada s granulatom dolazi u cilindar, u kalupu na mjestima udubina, pregrada i oštrih prijelaza (slično kako pokazuje Slika 3.31), ili pri kontaktu mlaznica ubrizgavalice i kalupa. Zrak zarobljen tijekom plastificiranja, koji dolazi kroz uvlačnu zonu u cilindar, se radi premalog protutlaka ne istisne natrag u slobodan prostor. Istiskivanje zraka još je teže, ukoliko je taljenje granulata počelo prerano radi visoke temperature cilindra u blizini uvlačne zone. Zarobljeni zračni mjehurići se pomiču s djelomično rastaljenim granulatom prema sredini cilindra, gdje se granulat u potpunosti rastali. Zatim se mjehurići u taljevini pomiču prema srednjem dijelu cilindra i sakupljaju u doziranoj količini taljevine ispred vrha pužnog vijka, pripremljeni za ubrizgavanje u kalupnu šupljinu. Pri ubrizgavanju jako naraste tlak u taljevini. Mjehurići se stlačuju, jako zagriju i tijekom ubrizgavanja oblikuju u isprepletene pramenove toplinski oštećene taljevine, kako prikazuje Slika 3.34.

Znak za previsoku temperaturu cilindra pri uvlačnoj zoni je i okretanje pužnog vijka na mjestu. To produljuje vrijeme ciklusa i toplinski oštećuje taljevinu.

Zahvati Povećati protutlak, sniziti temperaturu cilindra na uvlačnoj zoni, smanjiti frekvenciju okretaja pužnog vijka, smanjiti hod doziranja izborom većeg promjera pužnog vijka, smanjiti odnosno profilirati brzinu ubrizgavanja, optimirati nalijeganje mlaznice, ukloniti oštre prijelaze u kalupu, odzračivati kalup.

G.07.d. Trake radi plinova Trake radi plinova nastaju slično kao trake radi zraka. I u ovom slučaju je prvi korak nastajanja traka, nastajanje mjehurića koji nisu posljedica zarobljenog zraka ili vlage, već plinova kao produkata degradiranja pregrijane taljevine. Isto kao i zračni mjehurići, i plinski

Slika 3.34/6/: Pruge radi zarobljenog zraka

180

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 180

22.2.2016 7:20:31

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

mjehurići se radi visokog tlaka stlače, i dodatno pregriju taljevinu te tijekom ubrizgavanja oblikuju u izgorene trake. Ukoliko primijetimo mlaz taljevine koja sporo teče, vidimo da je nemiran i mjehurast kao i u slučaju vlažnog materijala. Do pregrijavanja taljevine dolazi najčešće pri preradi niskoviskoznih materijala, koji se moraju prerađivati pri visokim temperaturama (tankostjeni proizvodi). Visokoviskozni materijali su otporniji na pregrijavanje.

Plinski mjehurići se stvaraju od plina, koji se oslobađa iz pregrijane taljevine u slučaju nastanka podtlaka. Mogućnost za nastajanje podtlaka se pojavljuje u slučaju snažne dekompresije pri pomaku pužnog vijka unatrag nakon završenog doziranja. Taljevina u dodiru sa vrhom pužnog vijka je najviše dekomprimirana. Tu se stvara najviše mjehurića, koji se nakon ubrizgavanja dozirane količine pomaknu u područje jastuka. Pri sljedećem ubrizgavanju, ubrizgamo ih u kalup. Stoga su u tom slučaju izgorena mjesta u blizini ušća.

Zahvati Smanjiti hod i brzinu dekompresije.

Provjeriti temperaturu izbrizgane taljevine i prema potrebi sniziti temperature cilindra.

Prilagoditi sve parametre, koji utjecaj na temperaturu taljevine.

G.08. MJEHURIĆI Kada smo u prethodnom poglavlju pisali o brazdama radi zarobljenog zraka, vlage i plinova, napisali smo, da su brazde zapravo pregrijani mjehurići s toplinski oštećenom opnom, a pri ubrizgavanju se radi visokog tlaka stlače i na površini proizvoda ostavljaju trag u obliku razvučenih crta i pramenova. Pri lakšim uvjetima ubrizgavanja, mjehurići se ne stlače, pa stoga opna mjehurića ostaje toplinski neoštećena. Mjehurići, koji dođu na čelo taljevine se raspuknu, homogeno spoje s ostatkom taljevine i bez grešaka prekriju površinu kalupne šupljine. Mjehurići koji ostaju u unutrašnjosti toka, zadržavaju svoj oblik i čistoću, a mogu imati i pjenasti okvir. Pri prozirnim materijalima su lijepo vidljivi. Zahvati za sprječavanje mjehurića su isti kao i za sprječavanje brazdi (greška G.08).

Mjehurići mogu biti i prividni. Iako imaju izgled mjehurića, u njima je vakuum, pa se nazivaju vakuumskim mjehurićima. Nastaju na zadebljanim mjestima pri ohlađivanju taljevine.

G.08.a. Mjehurići radi zarobljenog zraka Zrak može doći u taljevinu u uvlačnoj zoni cilindra za plastificiranje, na kontaktu mlaznica ubrizgavalice i kalupa ili u kalupu. U uvlačnu zonu cilindra dolazi zajedno s granulatom. Ukoliko granulat prerano ulazi u zonu, potiskivanje zraka van je onemogućeno, pa zrak ostaje zarobljen u taljevini, tako da se u obliku zračnih mjehurića zajedno s taljevinom pomiče prema mlaznici ubrizgavalice i dalje u kalup. Mjehurići mogu biti pojedinačni ili ih ima više, a mogu biti manji, veći, čisti pa čak i s pjenastim okvirom, ukoliko su uvjeti ubrizgavanja teži i tlak ubrizgavanja relativno visok. Ponekad takvi mje-

181

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 181

22.2.2016 7:20:31

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Slika 3.35/16/: Mjehurić u obliku kometa

Slika 3.36/16/: Mjehurić raspršen u obliku kometa

hurići imaju svjetlije ili tamnije pramenove (Slika 3.35). Ukoliko se takav mjehurić na čelu taljevine rasprši, dobije izgled oblaka (Slika 3.36). Na Slici 3.37 vidljive su brazde toplinski oštećene taljevine, koje završavaju mjehurićima.

Zahvati protiv zarobljavanja zraka u uvlačnoj zoni: povećati protutlak, sniziti temperaturu cilindra na uvlačnoj zoni (poštovati dopušteni minimum), hod doziranja ne treba biti prevelik.

Slika 3.37/16/: Mjehurići, popraćeni s trakama

Zahvati protiv zarobljavanja zraka na kontaktu mlaznica kalupa i ubrizgavalice: provjeriti nalijeganje, smanjiti brzinu i hod dekompresije.

Zahvati protiv zarobljavanja zraka u kalupu: dobro odzračivanje, optimalni izbor položaja ušća i brzine ubrizgavanja, sprječavanje preskoka taljevine na mjestima udubina, pregrada i oštrih prijelaza, oštre bridove moramo blago zaokružiti.

G.08.b. Mjehurići radi vlage Pruge i brazde radi vlage prepoznaje svaki prerađivač, no vlazi je teže pripisati nastanak mjehurića. Iako ih uzrokuje i vlaga. Pri taljenju vlažnog granulata u cilindru za plastificiranje se iz taljevine izlučuje vlaga, koja isparava i stvara mjehuriće. Ti mjehurići se vide kao i zračni mjehuri i uzrokuju slične greške. Ukoliko uobičajeni zahvati protiv nastajanja mjehurića nisu dovoljni, moramo provjeriti suhoću granulata.

G.08.c. Mjehurići radi plinova Ti mjehurići se obično pojavljuju pri toplinski osjetljivim materijalima, koji se moraju prerađivati pri visokim temperaturama i dugim vremenima taljevine u cilindru. U tom slučaju može doći do toplinske degradacije materijala i izlučivanja plinova, koji u pregrijanoj taljevini stvaraju mjehuriće. Plin se oslobađa pri padu tlaka, koji primjerice nastaje pri jakoj dekompresiji prije plastificiranja i nakon njega.

182

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 182

22.2.2016 7:20:32

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Zahvati Snižavanje temperature taljevine, snižavanje temperatura u cilindru, smanjenje frekvencije vrtnje pužnog vijka, snižavanje protutlaka te skraćenje vremena zadržavanja taljevine u cilindru izborom manjeg cilindra.

N.08.d. Vakuumski mjehurići Kako smo uvodno napisali, vakuumski mjehurići nisu obični mjehurići. Imaju samo njihov oblik, no u njima je vakuum, Nastaju radi potpuno drugačijih uzroka. Obični mjehurići nastaju radi ekspanzije zarobljenog zraka, izlučenih plinova ili isparene vlage, a vakuumski mjehurići su prazne šupljine, koje nastaju pri skupljanju taljevine na zadebljanim mjestima. Ohlađena površina proizvoda sprječava skupljanje prema sredini. Kako se vruća sredina nastoji skupiti, a ne može se radi čvrste unutrašnje stijenke, između središta i unutrašnje stijenke nastaju velika rastezna naprezanja, koja središte povlače prema unutrašnjim stijenkama, tako da u sredini nastaje prazan prostor u obliku mjehurića. Nazivamo ga vakuumskim mjehurićem (Slika 3.38).

Radi različitosti nastanka i uklanjanje te greške je različito. Stoga moramo utvrditi, je li primijećeni mjehurić običan ili vakuumski. To utvrdimo tako, da proizvod potopimo u vodu i probušimo ga do mjehurića. Ukoliko se iz njega digne zračni balončić, nije riječ o vakuumskom mjehuriću.

Zahvati: povisimo naknadni tlak i produljimo vrijeme djelovanja naknadnog tlaka, povećamo promjer ušća i kanala u mlaznici, položaj ušća treba biti na najdebljem mjestu.

vakuumski mjehurić

Slika 3.38/63/: Vakuumski mjehurić

G.09. IZGLED OBLAKA: a) radi pregrijavanja; b) radi zraka Ta greška je gori stupanj degradacije taljevine radi pregrijavanja, koji je posljedica previsoko postavljanih temperatura u vrućim kanalima kalupa i u cilindru za plastificiranje, dugog vremena zadržavanja taljevine u cilindru i vrućim kanalima kalupa, jakog trenja pri visokoj frekvenciji vrtnje pužnog vijka te radi oštećenih dijelova pužnog vijka, gdje taljevina zagori i povremeno se uključuje u tok taljevine (Slika 3.39). To pregrijavanje obično uzrokuje jaku smeđu obojenost.

Oblake uzrokuje i zarobljeni zrak u uvlačnoj zoni, koji se jako zagrije, zagori taljevinu i tako nastaje oblik crnog oblaka. U tom slučaju moramo osigurati da taljenje granulata ne počne prerano, jer zarobljeni zrak ne može natrag u slobodan prostor. Moramo paziti i

183

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 183

22.2.2016 7:20:32

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

na omjere hoda doziranja u odnosu na promjer pužnog vijka, koji ne smije biti prevelik. Preporuka je raspon omjera od 1 do 3.

Ta se greška često pojavljuje ciklički. Što se u takvom trenutku dogodi, ne možemo utvrditi bez detaljne analize stanja svih parametara koji utječu na pregrijavanje i popisa njihovih vrijednosti u trenutku nastanka greške. Najteže je provjeriti istroSlika 3.39/64/: Izgled oblaka radi šenost pužnog vijka i njegovih sastavnih pregrijavanja taljevine dijelova. Ukoliko sumnjamo, da taljevina pri ubrizgavanju bježi natrag kroz istrošeni nepovratni ventil na glavi pužnog vijka, to je jedan od mogućih uzroka za dodatno pregrijavanje. Ometano je i plastificiranje, jer se taljevina potiskuje unatrag prema uvlačnoj zoni. Preporučljivo je da s pomoću rutinskih zahvata (snižavanje podešenih temperatura, smanjenje frekvencije vrtnje pužnog vijka, smanjenje brzine ubrizgavanja itd.) snizimo temperaturu taljevine do donje dopuštene granice i pratimo zbivanja. Ukoliko nema poboljšanja, moramo provjeriti primjerenost te ga po potrebi treba zamijeniti. Moramo provjeriti i to, je li materijal toplinski preosjetljiv.

G.10. MUTNE MRLJE Greške s izgledom mutnih mrlji najčešće su posljedica proklizavanja taljevine. Proklizavanje se javlja na karakterističnim dijelovima proizvoda iza oštrih bridova, na stijenkama u smjeru vađenja otpreska iz kalupa i oko ušća.

G.10.a. Mutne mrlje iza oštrih bridova i prijelaza između stijenki Na svim mjestima kalupne šupljine, gdje taljevina nenadano promijeni smjer tečenja ili teče kroz područja većih zadebljanja radi rebara, stvara se turbulentni tok taljevine, koji u slučaju velike brzine ubrizgavanja, uzrokuje proklizavanje već zalijepljene taljevine. Kada se nakon pomicanja odlijepljena taljevina ponovo prilijepi na stijenku kalupne šupljine, dodir rdi ohlađene kožice nije više potpun. Ostaje mutno, proklizano mjesto. Oštri bridovi na mjestima promjene smjera tečenja dodatno povećavaju mogućnost preskoka taljevine, lošeg prianjanja i proklizavanja. Prije i nakon kritičnog mjesta tok je brz i miran, kontakt sa stijenkom kalupne šupljine potpun, a izgled površine je besprijekoran (Slika 3.40). Često su na tim mjestima kombinirani utjecaji različitih čimbenika, koji uzrokuju dodatne greške, kao što su toplinska oštećenja radi zarobljenog zraka i povećanih smičnih opterećenja. Proklizavanje je naravno najveći uzročnik nastanka mutne mrlje.

184

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 184

22.2.2016 7:20:32

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Zahvati: Smanjimo brzinu punjenja. Zaokružimo i zagladimo oštre bridove.

G.10.b. Mutne mrlje radi proklizavanja pri vađenju otpreska Proklizavanje i mutne mrlje na površinama u smjeru vađenja otpreska nastaju pri kalupima s malim kutovima skošenja.

Otisci proklizavanja su izrazitiji pri tvrdim materijalima s manjim skupljanjem i pri proizvodima s erodiranom ili jetkanom površinom za vađenje otpreska. Pri strukturiranoj površini kut skošenja treba biti veći od normalno potrebnog za dodatak jednog stupnja na svakih 0,025 milimetara dubine strukture.

Na mjestima različitih debljina stijenke (Slika 3.41) skupljanje tanje stijenke je manje.

Proizvod na tom mjestu premalo odstupa od vanjske stijenke kalupne šupljine. Stoga proizvod pri vađenju prokliže po površini u smjeru vađenja i nastaje matirana mrlja.

3

proklizavanje položaj ušća

oštar brid, vrtloženje taljevine tok taljevine

zarobljeni zrak, proklizavanje

Slika 3.40/63/: Mutna mrlja iza oštrih bridova manje skupljanje

proklizano Slika 3.41/63/: Presjek stijenke za izbacivanje različitih debljina

G.11. MRLJE OKO UŠĆA G.11.a. Mrlja oko ušća radi hladnog mlaza Pojavu objašnjavamo tako, da taljevina ohlađena u mlaznici ili uljevnim kanalima teče u kalupnu šupljinu, naliježe na stijenku oko ušća, pri čemu kontakt ohlađene taljevine i stijenke kalupne šupljine nije potpun.

Tako nastaje mutna mrlja. Ta pojava je izrazitija, ukoliko ušće ima oštre bridove radi kojih se hladni mlaz rasprši oko ušća (Slika 3.42). Za prvim hladnim mlazom teče vruća, neohlađena taljevina, koja bez grešaka napuni preostali dio kalupne šupljine.

Slika 3.42/64/: Mrlja radi hladnog mlaza

185

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 185

22.2.2016 7:20:33

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Zahvati: – mlaznica ubrizgavalice i mlaznica kalupa ne smiju biti prehladne, – spriječimo odvođenje topline, – što prije odmaknimo toplu mlaznicu ubrizgavalice od hladnog kalupa, – mlaznica ubrizgavalice treba biti grijana do vrha, – mlaznica ubrizgavalice treba imati konusni otvor, da se hladni čep povuče s uljevkom van, – uljevni kanali trebaju biti primjereno dimenzionirani, – načinimo prostor za hladnu taljevinu, prije nego uđe u kalupnu šupljinu.

G.11.b. Mrlja oko ušća radi proklizavanja, različitog skupljanja i bora Te pojave su česte, pogotovo pri tunelnim ušćima. Pojavljuju se radi strukture površine stijenke kalupne šupljine, temperatura, omjera između debljine stijenke proizvoda i promjra ušća te parametara ubrizgavanja.

Malo ušće i velika brzina punjenja najčešće uzrokuju nastajanje mutne mrlje. Taljevina s velikom brzinom turbulentno teče kroz ušće. Prvi mlaz taljevine se zalijepi za stijenku kalupne šupljine i površinski očvrsne. Kroz sredinu teče nova taljevine i radi velikih smičnih naprezanja pomakne već zalijepljen površinski sloj. Proklizana površina dobiva izgled mutne mrlje (Slika 3.43).

Grešku dodatno povećavaju oštri bridovi ušća.

Slika 3.43/16/: Mrlje oko ušća

Zahvati: – smanjimo brzinu ubrizgavanja, – primijenimo program ubrizgavanja sporo-brzo-sporo, – povećamo ušće te zaoblimo i zagladimo oštre bridove.

Jednaka mutna mrlja nastaje i nasuprot ušća. Ta mjesta su najčešće na unutrašnjoj strani proizvoda i nisu problematična.

Podešavanje optimalnog programa brzine ubrizgavanja sporo-brzo-sporo je umarajuće i teško upravljivo. Tvrtka Bayer za taj

Slika 3.44/6/: Smanjenje brzine ubrizgavanja ispred ušća

186

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 186

22.2.2016 7:20:33

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

3

strukturirana površina mrlja

Slika 3.45/6/: Mrlja na strukturiranoj površini

problem ima jednostavnije rješenje. Uljevni kanal izvedu tako, da se tik pred kalupnom šupljinom glavni kanal podijeli u dva slijepa bočna kanala. Središnji tok taljevine na tom dijelu uspori, tako da mirno i s malom brzinom teče u kalupnu šupljinu (Slika 3.44). Kada se slijepi bočni kanali napune, središnji tok taljevine je ponovo brz. Tako se stupnjevani program ubrizgavanja automatski izvodi neovisno o ubrizgavalici i podešavanjima.

Mutna mrlja na suprotnoj strani ušća nastaje i bez proklizavanja. Ta pojava je posebice prisutna pri izradi proizvoda sa strukturiranom čeonom površinom uz primjenu savinutog tunelnog ušća s otvorom ispod čeone površine otrpeska (Slika 3.45).

Taljevina s visokim specifičnim tlakom popuni strukturu na suprotnoj strani i u tom stanju očvrsne bez skupljanja radi velike stlačenosti taljevine. Na mjestima, koja su udaljenija, taljevina nije tako stlačena i pri skupljanju odstupa od strukture. Ta razlika u skupljanju pokazuje se kao mutna mrlja.

Zahvati: – snižavanje specifičnog tlaka i podešavanje stupnjevitog programa ubrizgavanja, – proširivanje manjeg ušća pri savijenom tunelnom ušću u mini filmsko ušće.

Na taj način postižemo ujednačene uvjete punjenja te skupljanje taljevine i uglavnom tako sprječavamo pojavu matiranog mjesta.

Opisan primjer mutne mrlje oko ušća može biti kombiniran i s pojavom bora, kao što je prikazano na Slici 3.46. Radi velike brzine punjenja oko ušća, već zalijepljena taljevina pod utjecajem smičnih sila nabora, prokliže i ponovo se zalijepi, što se vidi kao mutna mrlja.

Pri prozirnim bezbojnim materijalima, takva naborana površina može imati dugin odsjaj.

Pri ušćima s oštrim bridovima pojava je još češća.

187

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 187

22.2.2016 7:20:33

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

očistiti kalup

Slika 3.46/63/: Mrlja radi naborane taljevine i proklizavanja

U svim slučajevima, u kojima dolazi do proklizavanja, na tom mjestu se površina kalupa onečisti. Ta mrlja se zatim preslika na proizvod. Stoga pri uklanjaju mrlje na proizvodu moramo pored korekcije parametara injekcijskog prešanja, provesti i čišćenje zamrljanog mjesta na kalupu.

Slika 3.47/16/: Slobodni mlaz (izvor: Bayer)

G.11.c. Mrlja oko ušća radi slobodnog mlaza u obliku špagete Slobodni mlaz nastaje ukoliko je taljevina ubrizgana u kalupnu šupljinu velikom brzinom i ne nailazi na nikakvu prepreku, koja bi taj mlaz zadržala i omogućila razlijevanje taljevine u širem opsegu. Taj mlaz u kalupnoj šupljini očvrsne. Nova taljevina ga zalije, no oblik mlaza u obliku špagete ostaje (Slika 3.47).

Zahvati: – smanjimo brzinu ubrizgavanja, povećamo ušće te zaoblimo i zagladimo oštre bridove, – u kalup ugradimo prepreku mlazu, – povisimo temperaturu stijenke kalupne šupljine.

G.11.d. Brazde oko uljevka pri debelim proizvodima Mlaz taljevine teče kroz ušće i u kalupnoj šupljini se u obliku diska razlije po nasuprotnoj površini. Radi prevelikog prostora taljevina ne ostvaruje dobar kontakt s površinom. U takvom stanju se na površini ubrizgane taljevine već stvori kožica. Nadolazeća taljevina ju pritisne na stijenku kalupne šupljine, iako se radi stvorene kožice ne zalijepi s njom. Radi smičnih sila se kožica nabora u koncentrične brazde (Slika 3.48).

Slika 3.48/64/: Brazde oko uljevka pri debelim proizvodima

188

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 188

22.2.2016 7:20:34

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Zahvati: Podešavanjem samih parametara se ta greška teško može ukloniti, a pomažu i sljedeće korekcije: smanjiti brzinu ubrizgavanja, povećati ušće te zaobliti i zagladiti oštre bridove.

G.11.e. Mrlje oko ušća na strani mlaznice radi plinova i pregrijavanja Te greške su opisane u poglavljima G.07b, G.07c2 i G.07d.

G.12. PJEGE U BOJI Greške, koje se pri ubrizgavanju često pojavljuju, različite su pruge radi vlažnog granulata, zarobljenog zraka, toplinski oštećene taljevine, dodanih staklenih vlakana, neprimjerenog oblika proizvoda itd. Ukoliko obojimo materijal, možemo uočiti i pjege u boji. Najčešći uzrok nastanka pjega u boji: – neodgovarajuće bojilo, – loše promiješano bojilo i osnovni materijal, – jaka orijentiranost i posljedično različita refleksija, – neujednačena temperatura stijenke kalupne šupljine (posebno oko hladnog ušća), – neprimjereni oblik proizvoda, – onečišćenje s drugim granulatom, – toplinska razgradnja pigmenta ili osnovnog materijala.

Parametri, koji najviše utječu na nastanak odnosno uklanjanje pjega u boji, su temperatura taljevine, brzina ubrizgavanja, oblik pužnog vijka, frekvencija vrtnje pužnog vijka, protutlak, vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru i oblik proizvoda.

Pjege u boji radi neodgovarajućeg bojila (Slika 3.49) Namjenska bojila su uglavnom kvalitetna i ne uzrokuju poteškoće. Ukoliko se pruge pojave, moramo s dobavljačem provjeriti jesu li bojilo i osnovni materijal kompatibilni. Važno je da je bojilo toplinski otporno, jer kao i osnovni materijal mora podnijeti sva temperaturna opterećenja prerade. S osnovnim materijalom se mora i kemijski poklapati, da ne dođe do raslojavanja i nakupljanja bojila. Važno je, da je pri bojilima u obliku granulata i noseći materijal bojila kompatibilan s osnovnim materijalom. U slučaju nekompatibilnosti, bitno se pogoršavaju i mehanička svojstva, a posebice pri polikarbonatu.

Pjege u boji radi loše pomiješanog bojila i osnovnog materijala Bojilo se pri niskoj temperaturi taljevine ne može ujednačeno razdijeliti. S pomoću poznatih zahvata, kao što su podešavanje višim temperatura cilindra te povećanje frekvencije vrtnje pužnog vijka, protutlaka i brzine ubrizgavanja, nastojimo taljevinu zagrijati i postići bolje tečenje bez toplinskih oštećenja. Bojilo se mora u potpunosti rastaliti. Bolje se tali sitniji granulat bojila.

Homogenost obojene taljevine se bitno poveća s pomoću segmenata za miješanje na glavi pužnog vijka, mlaznici ubrizgavalice te sa cilindrom i pužnim vijkom s velikim omjerom L/D. Radi bolje homogenosti možemo smanjiti udio bojila.

189

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 189

22.2.2016 7:20:34

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Pjege u boji radi različite refleksije Ta pojava nastaje radi različite orijentiranosti pigmenta. Radi različitog odbijanja svjetlosti površina dobiva pjegasti učinak.

Pjege u boji radi neujednačenih temperatura na stijenci kalupne šupljine Temperatura mlaznice kalupa često nije usklađena s temperaturom stijenke kalupne šupljine u okolini. Tu su pruge najizraženije. Na različitost temperatura su posebno osjetljivi metalni pigmenti. Stijenka kalupne šupljine mora biti ujednačeno temperirana i zagrijana na temperaturu koju preporučuje dobavljač materijala.

Pjege u boji radi neprimjernog oblika proizvoda Pjege su najizraženije iza oštrih bridova.

Bridovi trebaju biti zaokruženi.

Pjege u boji radi onečišćenja Onečišćenje stranim granulatom moguće je pri sušenju, a pri preradi je onečišćenje prisutno, kada mijenjamo materijal. To onečišćenje je povremeno i kratkotrajno.

Slika 3.49/64/: Pjege u boji radi nekompatibilnosti bojila

Pjege u boji radi toplinske degradacije Previsoka temperatura taljevine ili predugo vrijeme zadržavanja taljevine u cilindru uzrokuje toplinsku degradaciju bojila ili osnovnog materijala. Bojilo se razgradi i izluči i radi topline trenja, koja nastaje radi prevelike brzine taljevine kroz uske kanale.

G.13. PJEGE RADI STAKLENIH VLAKANA Grube i pjegaste površine su posljedica nezalivenosti staklenih vlakana na površini proizvoda. Radi srebrnog izgleda staklenih vlakana, površina dobiva pjegasti bljesak srebrne boje (Slika 3.50).

Staklena vlakna na površini nisu zalivena radi različitih pojava i smetnji pri tečenju taljevine: Niska temperatura stijenke kalupne šupljine Taljevina se na površini prebrzo ohladi i ne može obuhvatiti vlakna, koja dodiruju stijenku.

190

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 190

22.2.2016 7:20:35

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Niska temperatura taljevine Posljedica je jednaka kao pri niskoj temperaturi stijenke kalupne šupljine.

Premala brzina ubrizgavanja Taljevina se prebrzo ohladi. Nastaju izrazite pjege, posebno na mjestu dodira dva toka.

Nehomogenost taljevine Nehomogenost taljevine dodatno povećava intenzivnost greške. Nehomogenost je posljedica različite pregrijanosti taljevine uzduž aksijalne osi pužnog vijka. Poboljšamo ju povišenjem protutlaka, smanjenjem frekvencije vrtnje pužnog vijka i primjenom manjeg hoda doziranja. Ukoliko je hod doziranja prevelik, izaberemo veću jedinicu za plastificiranje.

Skupljanje Na nezalivenost staklenih vlakana utječe i skupljanje. Staklena vlakna imaju mnogo manje skupljanje od osnovnog polimera.

Stoga se staklena vlakna na mjestima veće koncentracije izdvajaju iz materijala.

Pri polipropilenu, ojačanom staklenim vlaknima, poboljšamo izgled površine tako, da dodamo malu količinu polipropilenskog masterbatcha jednake boje, koji ispliva na površinu te ju zagladi.

Slika 3.50/64/: Gruba pjegasta površina srebrne boje

G.14. ZRNATA POVRŠINA Zrnati izgled površine uzrokuje male jamice ili sitne izbočine, koje se posebno dobro vide na glatkim naparenim površinama (Slika 3.51). Nastaju radi korozije kalupa, prisutnosti vlage u granulatu u vrlo malim količinama i čestica, koje se radi elektrostatičnog naboja prilijepe na površinu otpreska ili stijenke kalupne šupljine.

izbočina

jamica

Slika 3.51/63/: Zrnata (točkasta) površina

191

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 191

22.2.2016 7:20:36

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.14.a. Zrnata površina radi korozije Neki materijali, pogotovo PVC, su vrlo agresivni. Agresivni su i ABS i PC, iako bitno manje. Ti materijali nagrizaju stijenku kalupne šupljine, tako da nastaju male jamice. Kada ih taljevina zalije, nastaju na otpresku male izbočine, slične sitnim zrncima.

G.14.b. Zrnata (točkasta) površina radi vlage Zrnati izgled daje mnoštvo malih jamica na površini proizvoda, koje uzrokuje već vrlo mala količina vlage u materijalu. Jamice nastaju na mjestima mikroskopski malih parnih mjehurića, koje taljevina radi hladne stijenke kalupne šupljine ne može istisnuti i glatko zaliti stijenku. Granulat moramo bolje osušiti. Moramo povisiti temperaturu stijenke kalupne šupljine i taljevine.

G.14.c. Zrnata površina radi čestica prašine Pri preradi krhkih materijala pri otkidanju uljevaka nastaju čestice, koje se prilijepe na proizvod. Ukoliko takav proizvod naknadno lakiramo ili naparimo, te čestice postaju još vidljivije. Moramo popraviti rezni brid ušća te ukloniti elektrostatski naboj na površini stijenke kalupne šupljine i proizvoda.

G.15 POLIRANA POVRŠINA BEZ SJAJA U sljedećim poglavljima G.15 i G.16 pišemo o nepotpunom preslikavanju stijenke kalupne šupljine na površinu otpreska. Izbor obrade stijenke kalupne šupljine je vrlo važan dio za definiranje i naručivanje kalupa, jer o načinu obrade ovisi vanjski izgled proizvoda. Obrada se određuje obzirom na namjenu proizvoda. Poliranu površinu imaju kalupi za proizvode, koji moraju imati odgovarajuća optička svojstva ili moraju biti glatki radi lakšeg čišćenja, što preporučuju sanitarni propisi za primjenu kućanskih uređaja. Površina proizvoda može imati i reljefnu strukturu, ukoliko je zahtijevan poseban izgled ili bolji dodir. Pri injekcijskom prešanju oblik strukture se zrcalno prenese na proizvod. Radi ujednačenog izgleda, otisak mora biti što potpuniji.

Slabi sjaj je neprihvatljiva pojava, ukoliko se površina mora svijetlili. Sjaj površine je prilično ovisan o samom plastomernom materijalu i njegovoj preradi. Za postizanje sjajne površine, potrebna je homogeno pripremljena taljevina. Najčešći zahvati za poboljšanje sjaja su povišenje temperature stijenke kalupne šupljine i taljevine, povećanje brzine i povišenje tlaka ubrizgavanja, poboljšanje odzračivanja, sprječavanje hladnih spojeva i odgovarajuće sušenje vlažnog granulata. Kalupi moraju biti načinjeni od specijalnih čelika s dobrim svojstvima polirljivosti.

Razlikujemo grubo, zrcalno i vrhunsko poliranje. Vrhunsko poliranje je najviši stupanj poliranja, pri kojem nema rasipavanja svjetlosti radi neželjenih odbijanja te ju primjenjuju ta najzahtjevnije optičke dijelove. Grubo poliranje se izvodi samo do takvog stupnja, da

192

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 192

22.2.2016 7:20:36

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

je moguće neometano vađenje otpreska iz kalupne šupljine i da je izgled otpreska zadovoljavajući.

Vrhunsko poliranje je često veliki trošak radi iznimne točnosti, koja je nužna za takav posao. Sredstva za poliranja su brusni papir i dijamantna pasta. Ukoliko je za neprozirni proizvod zahtijevana samo sjajna površina, dovoljno je fino poliranje s brusnim papirom zrnatosti P240 do P400 ili dijamantna pasta zrnatosti 30 μm. Ukoliko se zahtijeva vrhunski polirana površina, potrebno je nakon finog poliranja s brusnim papirom zrnatosti P500, polirati još i s finom dijamantnom pastom.

Za optičke prozirne proizvode, koji moraju imati visok sjaj i iznimnu glatkoću, izabiremo primjereni čelik, namijenjen vrhunskom poliranju. Željezara Ravne proizvodi takozvane EPŽ-čelike. Moraju imati čistu, sitnozrnatu strukturu bez sumpora ili s minimalnim sadržajem sumpora. Sumpor naime pogoršava svojstva polirljivosti, a dodaju ga radi bolje mehaničke obrade čelika. Kompromis između oba zahtjeva je čelik 1.2311, a za vrhunsko poliranje je predviđeni čelik 1.2711. Za tu namjenu su na raspolaganju i drugi čelici za cementiranje, za poboljšavanje i kaljenje te nehrđajući čelici.

G.16 STRUKTURIRANA POVRŠINA S NEUJEDNAČENIM SJAJEM Točnost otiska strukture je vrlo ovisna o svojstvima plastomernog materijala (viskoznost taljevine), obliku proizvoda (neujednačene debljine stijenke, pojedina izražena zadebljanja), konstrukciji kalupa i parametrima prerade. Razlozi za različite otiske strukture su prije svega niska i neujednačena temperatura na stijenci kalupne šupljine, preniska temperatura taljevine, premala brzina ubrizgavanja i neujednačeni tlak u kalupnoj šupljini nakon volumenskog punjenja. Obzirom na položaj i veličinu uljevnih kanala i ušća, možemo očekivati različite otiske strukture. Svjetleća mjesta (slabi otisak) nastaju radi nedostatnog tlaka i niske temperature taljevine na većoj udaljenosti od ušća. Jednak izgled uzrokuje i preveliko skupljanje i odstupanje proizvoda od stijenke kalupne šupljine. Matirana površina (dobar otisak) nastaje na području većih tlakova, dakle u blizini ušća i na područjima manjeg skupljanja otpreska. Na neujednačenost otiska utječe i krutost kalupa. Ukoliko pojedine umetke, koji su umetnuti u kalup, taljevina malo odgurne, djeluju kao opruge i tijekom hlađenja uzrokuju dodatan tlak na otpresak. Na tim mjestima se otisak donekle razlikuje od okoline i uzrokuje neujednačen izgled.

Erodirana površina Ukoliko se predviđa izrada kalupne šupljine elektroerozijom, načinjena struktura površine može biti konačna i određena s vrijednošću hrapavosti prema normi VDI 3400. Za izložene dijelove primjerena je hrapavost koja nije previše osjetljiva na ogrebotine. Tom zahtjevu odgovara razred hrapavosti 30-36 s hrapavošću Ra od 3 do 6 μm. Blago zaobljena struktura je prilično neosjetljiva na ogrebotine, pa i mutne mrlje, koje se često javljaju u okolini ušća, manje su vidljive nego li pri poliranoj ili fino strukturiranoj površini.

193

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 193

22.2.2016 7:20:36

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Fotojetkanje Takav način obrade je u alatničarstvu već dobro uvriježen. Na raspolaganju je mnogo uzoraka različite strukture i s visokim stupnjem ponovljivosti u slučaju obnove kalupa.

Postizanje točno određenog izgleda jetkane površine je uvjetovano i izborom namjenskih čelika, koji moraju imati homogenu i finu strukturu, kao što je imaju primjerice čelici iz grupe za poboljšavanje 1.2713 i 1.2311. Ukoliko su proizvodi zahtjevni, sve kalupne šupljine moraju biti načinjene od istog materijala. Moramo uzeti u obzir i jednakost smjera valjanja. To je važno stoga, da sve kalupne šupljine u kalupu imaju jednako svojstvo odbijanja svjetlosti i jednaki izgled strukturirane površine. S naknadnim pjeskarenjem jetkane površine stijenke kalupne šupljine, kuglicama različitih tvrdoća, postižemo željeni stupanj sjaja ili zamućenja. Takvim pjeskarenjem se može održavati i čistoća površine i ujednačenost izgleda nakon dugogodišnje primjene kalupa.

G.17 POVRŠINA S IZGLEDOM GRAMOFONSKE PLOČE Pojava kružnih brazdi je posljedica rastućeg otpora tečenju taljevine kroz uže dijelove kalupne šupljine. Taljevina se radi otpora zaustavlja i na unutrašnjem rubu hladi. U valovima puže naprijed bez pravog dodira s površinom stijenke kalupne šupljine i u takvom valovitom stanju očvrsne (Slika 3.52). Ta pojava je česta pri materijalima koji teško teku, kao što je primjerice PC. Valovi, odnosno brazde nastaju u poprečnom smjeru toka taljevine. Tako pri točkastom ušću imamo kružne brazde, a pri filmskom ušću paralelne brazde. Na sprječavanje greške povoljno utječe povećanje brzine ubrizgavanja te povišenje temperature kalupa i taljevine. Pomaže i povećanje ušća i uljevnih kanala.

Radi jednakih razloga kao pri izgledu gramofonske ploče, poprečno na smjer toka taljevine nastaju svijetlo-tamne pruge koje podsjećaju na drvene godove ili na pruge na tigrovoj koži. Nastaju radi povećanog otpora tečenju taljevine, premale brzine te preniskih temperatura stijenke kalupne šupljine i taljevine. Grešku uklanjamo slično kao i pri pojavi gramofonske ploče.

G.18 LJUSKASTA POVRŠINA Pri toj greški unutrašnji sloj taljevine pri dodiru s hladnom površinom kalupa trenutačno očvrsne, a nova vruća i brza taljevina taj sloj razgrađuje i cijepa. Do te greške dolazi radi vrlo niske temperature stijenke kalupne šupljine, visoke temperature taljevine i velike brzine ubrizgavanja. Ukoliko je granulat premalo suh, pojava je još očitija.

Slika 3.52/64/: Izgled gramofonske ploče

194

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 194

22.2.2016 7:20:37

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

G.19. MAŠNE IZA OŠTRIH BRIDOVA Iza oštrih bridova na stepenastim prijelazima i produbljenjima, kao što su ugravirane oznake i natpisi, često nastaju različite crtice u obliku kukica, nosića, slova U i mašni. Čelo taljevine načini preskok preko oštrog brida i ispod sebe zahvati zrak. Oblikuju se zračni mjehurići, koji se pod utjecajem tlaka i toka taljevine oblikuju u kukicu, mašnu ili slovo U (Slika 3.53). Greška se može pojaviti i pri vrlo plitkim gravurama.

Slika 3.53/63/: Mašne iza ugraviranih oznaka

položaj ušća

Poteškoću uklanjamo blagim zaokruživanjem bridova natpisa. Dubina natpisa treba biti što manja. Preporuka je, da na mjestima natpisa usporimo čelo taljevine.

Na oštrim stepenastim prijelazima (Slika 3.54) čelo taljevine se zavrne i zarobi zrak.

Zarobljeni zračni mjehurić se isto kao i u slučaju natpisa oblikuje u različito oblikovane mašne. I u tom slučaju grešku uklanjamo zaobljenjem bridova, manjom brzinom čela taljevine i visom temperaturom stijenke kalupne šupljine. U krajnjem slučaju u kalup ugradimo vakuumsku crpku za odzračivanje kalupne šupljine.

mašne

Slika 3.54/63/: Mašne iza stepenastih prijelaza

G.20. LJUŠTENJE POVRŠINE Ukoliko se dva nekompatibilna materijala međusobno pomiješaju, u rastaljenom stanju se ne spoje. Proizvod, načinjen od takve smjese, je višeslojan te se ljušti u slojevima. Ljuštenje je najizraženije pri ušću, jer su smična naprezanja pri ubrizgavanju upravo na tom mjestu najveća. Zahvat je samo jedan. Moramo spriječiti miješanje s nekompatibilnim materijalom ili bojilom.

G.21. PROMIJENJENA BOJA PROIZVODA Boja proizvoda je ujednačena, međutim tamnija, nego bi trebala biti. Greška je vidljiva pogotovo pri svjetlijim bojama, a nastaje radi neprimjerene pripreme i prerade materijala.

Krivi su predugo sušenje i previsoka temperatura sušenja. Posebno su osjetljivi poliamidi, koji radi previsoke temperature uz prisutnost kisika iz zraka oksidiraju. Granična tempe-

195

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 195

22.2.2016 7:20:37

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

ratura sušenja PA6 je 80 °C, a za ostale vrste poliamida 90 °C. Za sušenje poliamida pri višim temperaturama primjenjuju se vakuumske peći za sušenje.

Pri preradi moramo biti pažljivi radi vremena zadržavanja taljevine u ubrizgavalici i temperaturu taljevine. Taljevina se ne smije previše pregrijati. Obzirom na to, izabiremo takvu ubrizgavalicu, pri kojoj je omjer između hoda doziranja i promjera pužnog vijka od 1 do 3.

Vrijeme zadržavanja taljevine u ubrizgavalici može biti približno 5 minuta.

G.22. OTPRESAK SE LIJEPI NA KALUP Otpresak se lijepi na stijenku kalupne šupljine radi ekstremne pregrijanosti pojedinih dijelova kalupa, ili radi materijala, koji ima loša klizna svojstva. Pregrijavanje nastaje pogotovo pri dugim, tankim i loše hlađenim jezgrama. Taljevina se na kontaktu s takvim jezgrama ne ohladi dovoljno, tako da jezgra pri vađenju otpreska uvuče otvor kojeg jezgra oblikuje. Poteškoću rješavamo tako, da jezgru načinimo od materijala koji je dobar vodič topline (berilijeva bronca), ili ukoliko u jezgru ugradimo jezgru dobre toplinske provodnosti. Ukoliko se otpresak unatoč dobrom hlađenju lijepi, moramo provjeriti svojstva materijala otpreska. Neki materijali (primjerice PEC) su poznati po nepovoljnim svojstvima pri vađenju iz kalupne šupljine. Za te materijale kutovi skošenja moraju biti veći nego li pri ostalim materijalima. Možemo primijeniti i dodatke za bolje vađenje, iako ti dodatci mogu uzrokovati poteškoće pri mogućim naknadnim postupcima površinske obrade proizvoda.

G.23 STOŽASTI ULJEVAK NEMA PRAVILNU SRŽ Kada sprječavamo greške na proizvodu, ne smijemo previdjeti greške na uljevku, koje često predstavljaju uzrok lošeg proizvoda. Stoga pri uklanjanju greške moramo uvijek pogledati i pripadajući uljevak. Najčešća karakteristika neodgovarajućeg uljevka i posljedično lošeg proizvoda su srž s dugom niti na stošcu uljevka, stožac bez srži i nazubljeni odrez na točkastom ili tunelnom ušću.

Na Slici 3.55 su prikazana tri primjera izgleda stožastog uljevka.

G.23.a Stožac uljevka ima dugu nit Pri nekim materijalima nastajanje niti je veće, a pri drugima manje prisutno. Duga nit ukazuje na grešku, pogotovo pri malim otprescima i pri radu s manipulatorom.

Može čak i ući u kalupnu šupljinu i pokvariti proizvod. Na nastajanje niti veliki utjecaj ima temperatura mlaznice ubrizgavali-

a

b

c

Slika 3.55/63/: a). stožac sa srži i s niti, b). stožac bez srži, c). stožac sa srži

196

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 196

22.2.2016 7:20:37

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

ce, a grešku uklonimo tako, da snizimo temperaturu mlaznice ubrizgavalice, smanjimo protutlak, povećamo dekompresiju i podesimo zakašnjenje odmaka mlaznice ubrizgavalice. Kako bi izbjegli nit, vruće mlaznice za polipropilen imaju zaobljeni konus.

G.23.b Stožac nema srži Pri izvlačenju uljevka iz uljevne vitke (mlaznice kalupa), često se hladni stožac uljevka odvoji od vruće taljevine u mlaznici ubrizgavalice tik na dodirnoj površini obiju mlaznica. Pri tom djelomično ohlađena srž ostaje u mlaznici ubrizgavalice, a pri sljedećem ubrizgavanju djeluje kao čep, koji ometa punjenje kalupa. Čep kao hladni mlaz ulazi u kalupnu šupljinu i onečišćuje površinu proizvoda. Poteškoću možemo ukloniti tako, da povisimo temperaturu mlaznice ubrizgavalice. Pri tome možemo primijetiti, da radi više temperature ne nastaje nit, ali da taljevine ne počinje istjecati iz mlaznice ubrizgavalice (vidi grešku G.27).

b a d ø4 c

Slika 3.56/67/: Shema kalupa s djelomično vrućim uljevnim sustavom

G.23.c Stošci su različiti (pri kalupima s djelomično vrućim uljevnim sustavom) Ta pojava je vrlo česta i vrlo nepovoljna. Prisutna je pri kalupima s više kalupnih šupljina, s vrućim razdjelnikom, koji se nastavlja s hladnim kanalima i stožastim ušćima. Izvedba takvog uljevnog sustava shematski je prikazana na Slici 3.56. Važno je, da pri takvim kalupima svi stošci imaju jednaku srž, što dokazuje da su uvjeti zagrijavanja kalupa i toka taljevine u vrućim kanalima jednaki. Ukoliko su neke kalupne šupljine premalo napunjene, a neke previše, prvo moramo pogledati kakav je uljevak. Ukoliko neki stošci na vrhu imaju gladak rez (Slika 3.55-1b), a drugi uobičajenu srž, to znači da je zagrijavanje mlaznica različito i stoga su uvjeti punjenja kalupnih šupljina različiti. U slučaju na Slici 3.55-1b srž ostaje u vrućoj mlaznici i pri sljedećem ubrizgavanju ometa punjenje kalupne šupljine. Uvjete zagrijavanja moramo ujednačiti, za što trebamo točne namjenske regulatore temperatura.

G.24 STOŽASTI ULJEVAK OSTAJE U ULJEVNOJ VITKI (mlaznica kalupa) Proizvođači plastomernih materijala i ubrizgavalica prosljeđuju velik broj preporuka za sprječavanje ostajanja uljevka u uljevnoj vitki. Osnovna pravila su sljedeća:

197

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 197

22.2.2016 7:20:37

3 -

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Polumjer mlaznice kalupa mora biti za 0,5 do 1 milimetar veći od polumjera mlaznice ubrizgavalice.

Otvor na mlaznici kalupa mora biti za 0,5 milimetra veći od otvora na mlaznici ubrizgavalice.

Kut skošenja otvora je od 1 do 2 stupnja te je ovisan o plastomernom materijalu.

Otvor u mlaznici mora biti gladak i uzdužno poliran.

Brid otvora mora biti neoštećen.

Naknadni tlak i vrijeme djelovanja naknadnog tlaka ne smiju biti preveliki.

Donji dio stošca, koji ima zadatak povući uljevak iz mlaznice (zdenac), ne smije biti oslabljen ili pregrijan, da se ne otkine.

Pri djelomično vrućim uljevnim sustavima (Slika 3.56) stožasti uljevak često ostaje u mlaznici kalupa. Nakon izvlačenja uljevka, vruća taljevina iz vruće mlaznice kalupa teče u otvor hladnog uljevnog sustava kalupa i nastaje očvrsnuti dio. Pri ubrizgavanje se taj dio zabije na stijenku mlaznice i sprječava izvlačenje. Tu grešku možemo ukloniti tako, da snizimo temperaturu vrućeg razdjelnika, ili podesimo primjerenu dekompresiju, sa čime snizimo tlak

G.25 TUNELNO UŠĆE SE LOMI I ZAČEPI OTVOR UŠĆA Tunelno ušće je vrlo izloženo lomu, pogotovo ukoliko je materijal kojeg prerađujemo krhak. Tunelno ušće mora biti glatko, bez poprečnih ogrebotina, a sam otvor ušća oštar, kako bi se ušće moglo glatko otkinuti. Uljevni kanal mora sadržavati elemente za hvatanje hladnog mlaza i očvrsnulih dijelova taljevine. Ukoliko hladni mlaz taljevine dođe u ušće, na tom mjestu je ušće nehomogeno i krhko, što također doprinosi lomu ušća na tom mjestu pri izvlačenju iz uljevne šupljine. Odlomljeni dio može pri sljedećem ubrizgavanju taljevine ometati punjenje, pa dobijemo proizvod s greškom.

G.26 PROIZVOD OSTAJE U MATRICI KALUPA Proizvod bi trebao nakon otvaranja kalupa ostati na pomičnom dijelu kalupa, gdje se nalaze izbacivala. Na toj strani je uobičajeno i žig kojeg proizvod pri skupljanju obuhvati.

Taj je obuhvat obično dovoljno jak, da žig povuče proizvod iz matrice, koja je uobičajeno na nepomičnom dijelu kalupa. Ukoliko proizvod ostaje na nepomičnoj strani, koja nema izbacivala, postupamo na sljedeći način: - Potrebno je osigurati odvojene sustave temperiranja nepomične i pomične strane kalupa.

- Temperaturu žiga na pomičnoj strani postavimo dosta niže, nego je temperatura nepomične strane, kako bi proizvod mogao bolje obuhvatiti žig. Ukoliko to nije izvedivo, s plitkim zarezima pomažemo da proizvod ostane na žigu.

198

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 198

22.2.2016 7:20:37

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

G.27 TALJEVINA ISTJEČE IZ OTVORENE MLAZNICE Otvorena mlaznica je s reološkog aspekta najprimjerenija, jer nudi najmanji otpor tečenju taljevine. Nedostatak te mlaznice je, da se teško sprječava istjecanje vruće taljevine, kada je mlaznica ubrizgavalice odmaknuta od mlaznice kalupa. Za sprječavanje istjecanja taljevine, ubrizgavalica ima nekoliko programskih mogućnosti, koje moramo optimalno podesiti. One su: - Snižavanje temperature mlaznice, dok se ne pojave znakovi očvršćivanja.

- Pužni vijak unazad (dekompresija) prije doziranja. Taj program primjenjujemo pri kalupima s vrućim uljevnim sustavima s otvorenim vrućim mlaznicama. S dekompresijom smanjujemo zaostali tlak u taljevini i sprječavamo istjecanje taljevine iz mlaznica.

- Pužni vijak unazad nakon doziranja. Tu programsku mogućnost primjenjujemo pri kalupima s čvrstim (hladnim) uljevnim sustavom. Kada mlaznicu ubrizgavalice nakon doziranja odmaknemo od mlaznice kalupa, uključimo dekompresiju, kako bismo smanjili tlak taljevine u napunjenom cilindru.

- Hod pužnog vijka unazad se podesi u vrijednosti 2 do 5 mm. Ne smije biti prevelik, da ne dođe do podtlaka i mjehuravosti taljevine.

- Brzina dekompresije treba biti razmjerna radi istih razloga.

G.28 PUŽNI VIJAK SE TIJEKOM DOZIRANJA NE POMIČE UNAZAD Pri pomicanju pužnog vijka unazad tijekom doziranja u praksi nastaju različite smetnje.

Najčešća je ta, da se pužni vijak nakon nekog vremena počne sporije pomicati unazad.

Ubrzo zatim se na proizvodu pojave crni oblaci kao posljedica pregrijavanja taljevine radi duljeg vremena doziranja i čitavog ciklusa. Moramo prekinuti rad, izbrizgati pregrijanu taljevinu u slobodan prostor i nastaviti s radom.

G.29 JASTUK NIJE KONSTANTAN Uvjet za stabilan proces i pouzdanu kvalitetu proizvoda je da je jastuk uvijek jednak. S pomoću utjecajnih parametara (P.7, P.19, P.21, P.24, P.52, P.54 i neki drugi), moramo postići da je hod pužnog vijka strogo kontroliran bez pomaka unazad u trenutku preklopa na naknadni tlak.

GREŠKE G.31 do G.35 U poglavlju o grupi grešaka s rednim brojevima od G.31 do G.35 pisati ćemo o greškama na proizvodima, koje također nastaju radi smetnji u procesu prerade, no sve osim vitoperenja su nevidljive. Očituju se kao neprikladna struktura polimera, koja nastaje radi sljedećih prikrivenih pojava:

199

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 199

22.2.2016 7:20:37

3 -

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

degradacija makromolekula radi toplinske, oksidacijske, hidrolitičke i mehaničke razgradnje, cijepanje vlakana ojačala radi nepovoljnih reoloških uvjeta pri tečenju taljevine u kanalima u kalupu i ubrizgavalici, te pri regeneraciji (mljevenje i granuliranje) materijala, anizotropnost svojstava materijala (u različitim smjerovima različita svojstva) kao posljedica neželjene orijentiranosti makromolekula i vlakana ojačala, nepotpuna kristalizacija i nehomogena sferolitna struktura pri kristalastim materijalima radi neprimjerenih podesivih parametara prerade, unutrašnja naprezanja radi neujednačenog hlađenja i skupljanja proizvoda, nehomogenost materijala i niža gustoća radi nepotpune popunjenosti (mikroporozna struktura, uključine zraka, vakuumski mjehurići) te nehomogenosti taljevine (neujednačena temperatura, neujednačeni sastav dodanih tvari).

Sve te pojave uzrokuju pogoršanje mehaničkih svojstava proizvoda i odstupanja izmjera radi nepredvidivog skupljanja i vitoperenja. Ukoliko tim pojavama dodamo sve nepravilnosti, koje su bile spomenute pri greškama G.04 i G.05 (odlomljenost, napuknutost, krhkost, izgrebeni bridovi, linije spajanja) vidimo, da je broj grešaka koje utječu na mehanička svojstva i odstupanja izmjera vrlo velik. Neke od navedenih pojava (unutrašnja naprezanja) možemo ublažiti s pomoću naknadne toplinske obrade temperiranjem (relaksacijom), a neke druge (orijentiranost) s takvom obradom ne možemo ukloniti. Takvih ometajućih pojava je bitno manje, ukoliko se dosljedno pridržavamo preporuka proizvođača materijala i ubrizgavalica za pravilnu pripremu materijala, kalupa i ubrizgavalice za proizvodnju.

Osnova neometanog proizvodnog procesa je dobar proizvod, koji mora biti kao i kalup konstruiran u skladu s karakteristikama materijala i tehnološkog postupka.

U grupu grešaka od G.31 do G.35 uvrštene su sljedeće greške: - G.31 neodgovarajuća mehanička svojstva - G.32 odstupanje izmjera (veličina i vitoperenje) - G.33 neodgovarajući stupanj kristalnosti - G.34 neželjena orijentacija makromolekula - G.35 unutrašnja naprezanja.

G.31 NEODGOVARAJUĆA MEHANIČKA SVOJSTVA Neodgovarajuća mehanička svojstva posljedica su nepravilno oblikovanog proizvoda, neprimjerene konstrukcije kalupa, posebice uljevnog sustava i sustava za temperiranje, te neprimjerenih parametara procesa izrade proizvoda. Prateće pojave takvih ishodišnih utjecaja su nehomogenost strukture, orijentiranost, nepotpuna kristalizacija te unutrašnja naprezanja u proizvodu. Te pojave bitno povećavaju osjetljivost mehanički opterećenog proizvoda na lom. Stoga već pri samom injekcijskom prešanju s pomoću brzih i jednostav-

200

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 200

22.2.2016 7:20:37

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

nih načina mehaničkog opterećivanja, koji su slični opterećenjima pri uporabi proizvoda, ispitujemo njegovu primjerenost. Ukoliko proizvod ne izdrži ispitivanje, moramo potražiti uzrok loma i korigirati proces.

Pri uvriježenim procesima potrebno je manje mehaničkih ispitivanja. Pri uvođenju novog proizvoda u proizvodnju, na proizvodu se uklanjaju nedostaci i optimiraju parametri prerade. Od tog trenutka se na suvremenim ubrizgavalicama može izvoditi statistička kontrola parametara procesa, koja omogućuje održavanje kvalitete proizvoda na propisanoj razini.

Proizvode ispitujemo na lom obzirom na njihov oblik i primjenu. Spremnik za staklenke se primjerice ispituje tako, da se napunjen ispušta s određene visine - pri padu ne smije puknuti. Uskočni prsten se ispituje tako, da se u njegov unutrašnji promjer utisne umetak nešto većeg promjera. Prsten pri tom ispitivanju ne smije puknuti. Uzrok mogućeg pucanja mogu biti hladni spoj na obodu prstena, porozna struktura radi neprimjerenih uvjeta injekcijskog prešanja i drugi.

Za brzo, jednostavno i jeftino određivanje mehaničkih svojstava je test uvijanja s pomoću vijčanog prihvata. Stupanj uvijanja prije pucanja je pokazatelj žilavosti ispitnog tijela. Takva jednostavna ispitivanja imaju ograničenu primjenjivost. Za sljedeće primjere ima smisla načiniti primjereni, jednostavni ispitni alat sa zajamčenom ponovljivošću ispitivanja: -

-

Ispitivanje proizvoda od PBT, koji su krhki, ukoliko je temperatura taljevine pri preradi previsoka, a na površini proizvoda nema vidljivih oznaka neodgovarajuće prerade.

To je karakteristično za PBT, koji se na isti način ponaša i u slučaju prerade vlažnog materijala.

Ispitivanje proizvoda od PC s dodanim bojilom pri preradi. Ukoliko se bojilo ne slaže z osnovnim materijalom, proizvod je krhak, što se brzo utvrdi s pomoću ispitivanja žilavosti.

Pri uporabi mljevenih materijala potrebna je pooštrena kvaliteta sukladnosti proizvoda. Može se dogoditi, da se radi sličnosti pomiješaju dva, međusobno nekompatibilna materijala. Ispitivanje žilavosti proizvoda, načinjenog od takvog materijala, nas upozorava na veliku krhkost i mogućnost greške u pripremi materijala.

Mehanička ispitivanja se mogu provoditi odmah nakon ohlađivanja proizvoda, iako imaju samo informativni karakter. Primjerenije je, ukoliko se ispitivanje obavi 24 sata nakon izrade proizvoda.

Mehanička ispitivanja su brza, jednostavna i stoga vrlo primjerena. Upozoravaju na nepravilnosti u tehnološkom procesu, no ipak ne pokazuju što je uzrokovalo poteškoću.

Stoga je potrebno obaviti i druga ispitivanja, kao što su određivanje gustoće, orijentiranosti, kristalnosti i prisutnosti unutrašnjih naprezanja (o tome ćemo pisati u sljedećim poglavljima).

201

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 201

22.2.2016 7:20:37

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.32 ODSTUPANJA IZMJERA RADI NEPREDVIDIVOG SKUPLJANJA I VITOPERENJA Određivanje skupljanja i mogućeg vitoperenja spada među teže zadatke pri konstruiranju i izradi kalupa (vidi poglavlje 1.3.1.2 o određivanju uzdužnog i poprečnog skupljanja prema normi ISO 294). Dobivene vrijednosti se odnose na laboratorijske uvjete prerade i služe samo za usporedbu skupljanja različitih materijala pri točno određenim uvjetima prerade.

Skupljanje i vitoperenje nisu ovisno samo o vrsti materijala, već i o drugim utjecajima kao što su stvarni utjecaji prerade, geometrija proizvoda, debljina i ujednačenost stijenki, konstrukcija kalupa, sustav za temperiranje kalupa te položaj i oblik ušća, o čemu ovise smjer tečenja taljevine i orijentiranost. Ti utjecaji su odlučujući za veličinu skupljanja, kao i za pojavu vitoperenja posebice pri anizotropnim materijalima. Temelji neometanog procesa su dakle dobar proizvod i kalup, koji moraju biti konstruirani u skladu s karakteristikama pravilno izabranog materijala i tehnološkog postupka, kako bi izbjegli nepredvidiva odstupanja izmjera. Informacije o tim karakteristikama dobijemo od dobavljača materijala i ubrizgavalica. Pri tome moramo biti svjesni, da te informacije ne smijemo poopćavati, ukoliko vrijede samo za jednu vrstu materijala. Posebice moramo biti pažljivi, ukoliko želim podatke o skupljanju jednog materijala primijeniti za druge, slične materijale. Već mala razlika u količini dodanih tvari može bitno promijeniti vrijednosti skupljanja u uzdužnom i poprečnom smjeru. Stoga za skupljanje nema jedinstvenog pravila. Za neke materijale vrijedi, da se u uzdužnom smjeru skupljaju više, nego li u poprečnom, a za druge vrijedi obrnuto. To dokazuje i istraživanje opisano u članku /68/ Voraussagbares Schrumpf-und Verzugsverhalten bei verstärkten und gefülten Thermoplasten, Plastverarbeiter 1979/11 s pripadajućim Slikama 3.57 i 3.58 te Tablicom 3.2. a) Utjecaj materijala na skupljanje i vitoperenje

A

Slika 3.57 prikazuje okruglu epruvetu za mjerenje skupljanja promjera D 100 mm i debljine 1,5 mm od POM s dodanim različitim količinama staklenih vlakana. Prateća pojava pri skupljanju je i vitoperenje, pogotovo pri materijalima sa staklenim vlaknima. Stoga se istodobno mjeri i vitoperenje izraženo s omjerom A/D.

uzdužno skupljanje

ušće

poprečno skupljanje

Ø 100

1,5

D

Slika 3.57/68/: Epruveta od POM za mjerenje skupljanja i vitoperenja

202

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 202

22.2.2016 7:20:38

3

Slika 3.58 prikazuje dijagram skupljanja u oba smjera u ovisnosti o količini staklenih vlakana.

Vitoperenje pločice je najmanje pri jednakim iznosima skupljanja u uzdužnom i poprečnom smjeru. Tako je u presjecištu obiju krivulja pri 8-postotnoj količini staklenih vlakana. Skupljanje u uzdužnom smjeru je u području do 8 postotaka staklenih vlakana veće od poprečnog, a od 8 postotaka nadalje je obrnuto; skupljanje u uzdužnom smjeru je manje od poprečnog.

Slično svojstvo imaju svi kristalasti materijali. To istraživanje zorno pokazuje, kakav materijal moramo izabrati, da skupljanje u oba smjera bude jednako i na taj način vitoperenje minimalno. Pri tome ne smijemo zanemariti mehanička svojstva materijala, koja su ovisna o količini dodanih staklenih vlakana.

Tablica 3.2 prikazuje vrijednosti skupljanja u uzdužnom i poprečnom smjeru i pripadajuće omjere vitoperenja A/D.

Skupljanje [%]

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

POM poprečno skupljanje

uzdužno skupljanje

0

10

20 % GF

30

40

Slika 3.58/68/: Uzdužno i poprečno skupljanje pločice od POM u ovisnosti o količini staklenih vlakana Tablica 3.2/68/: Prikaz skupljanja i pripadajućih omjera vitoperenja pločice od POM s različitim udjelom ojačala Omjer vitoperenja pločice Φ 100 x 1,5 mm (POM) staklena uzdužno poprečno razlika omjer vitovlakna % skupljanje skupljanje skupljanja perenja % % % A/D 0 2,0 1,60 –0,40 0,075 5 1,5 1,10 –0,40 0,060 10 1,1 1,25 0,15 0,030 20 0,6 1,50 0,90 0,270 30 0,4 1,50 1,10 0,300

Orijentiranost makromolekula i ojačala bitno utječu na skupljanje i vitoperenje. Molekule se usmjeravaju u smjeru tečenja. Pri anizotropnim kristalastim neojačanim plastomerima, skupljanje u smjeru tečenja obično je veće od poprečnog skupljanja. Pri ojačanim kristalastim materijalima skupljanje je obrnuto. Skupljanje u smjeru tečenja obično je manje od poprečnog skupljanja (Slika 3.59).

poprečno skupljanje

uzdužno skupljanje Slika 3.59/7/: Skupljanje anizotropnih materijala pri ubrizgavanju sa strane poprečno skupljanje

203

uzdužno skupljanje

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 203

22.2.2016 7:20:38

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Radi tih razlika, rotacijski simetrični proizvodi s visokim zahtjevima za preciznošću izmjera izrađuju se sa središnjim ušćem i rotacijski simetričnim punjenjem, a ne bočnim ušćem, kako je prikazano Slikom 3.59.

Sljedeća dva primjera pojašnjavaju vitoperenje proizvoda radi različitih skupljanja u uzdužnom i poprečnom smjeru. Na Slici 3.60 je okrugla pločica od PE. Ušće je u sredini pločice. U prikazanom primjeru PE ima uzdužno skupljanje bitno veće od poprečnog. Obod ne prati radijalno skupljanje. Na obodu nastaje višak materijala i okrugla pločica se izvitoperi u oblik propelera.

Vitoperenje je veće pri visokoviskoznim materijalima. Ukoliko vitoperenje radi ojačanja oboda nije moguće, u proizvodu ostaju (pogotovo od visokokristalnih materijala) velika unutrašnja naprezanja, koja uzrokuju radijalno usmjerene napukline uslijed naprezanja.

Na Slici 3.61 je prikazana okrugla pločica od ojačanog amorfnog plastomera s uzdužnim skupljanjem 0,3 % i poprečnim skupljanjem

200 bar 400 bar 0,5 %

600 bar 0,3 % GF - Orijentiranost

Slika 3.61/33/: Vitoperenje radi većeg poprečnog skupljanja

60 °C

60 °C

30 °C

90 °C

rastaljena jezgra Slika 3.62/33/: Utjecaj nejednakih temperatura na vitoperenje ploče

b

Slika 3.60/21/: Vitoperenje radi manjeg poprečnog skupljanja

Slika 3.63/33/: Vitoperenje kutne stijenke

204

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 204

22.2.2016 7:20:38

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

0,5 %. Pločica se po obodu skuplja više nego li u radijalnom smjeru, tako da se izvitoperi u oblik stošca (kineskog šešira). Deformaciju dodatno povećava razlika tlakova na obodu i u sredini pločice. Radi manjeg tlaka na obodu, skupljanje oboda je još veće.

Okruglu ploču moguće je načiniti i ravnom, ukoliko je od izotropnog amorfnoga materijala, i pri velikim brzinama ubrizgavanja bez djelovanja naknadnog tlaka. b) Utjecaj konstrukcije kalupa na skupljanje i vitoperenje Pojedini sustavi kalupa, posebice sustav za temperiranje i uljevni sustav, bitno utječu na skupljanje i vitoperenje. Sustav za temperiranje mora osigurati što ujednačeniju temperaturu stijenke po čitavoj površini kalupne šupljine. Rad sustava je vrlo ovisan o pravilnoj izvedbi, rasporedu, obliku i veličini kanala za temperiranje. Ukoliko izvedba temperiranja ne osigurava ujednačene temperature, vrlo je moguće da će doći do vitoperenja proizvoda. Slika 3.62 prikazuje utjecaj različitih temperatura na vitoperenje ravne ploče.

Slika 3.64/33/: Zahvat za sprječavanje vitoperenja

Pločica je ubrizgana s pomoću filmskog ušća u smjeru strelice. Pri jednakim tem- Slika 3.65/25/: Intenzivnije hlađenje peraturama pločica ostaje ravna, a pri ra- unutrašnje stijenke (izvor: EMS-Chemie, zličitim temperaturama se jezgra taljevine 1997) pomakne prema toplijoj površini. Kako se toplija strana ohladi kasnije, skuplja se tijekom duljeg vremena. Radi ujednačenog skupljanja, pločice se savine. Opće je pravilo, da se strana koja se sporije hladi jače izvitoperi od brže hlađene strane. To vrijedi pri preradi kutijastih proizvoda, okvira, kutnika i uskočnika (Slike 63, 64, 65 i 66).

Unutrašnja strana kutova se slabo hladi. Radi vruće unutrašnje stijenke, jezgra taljevine se pomakne prema unutrašnjoj stijenki ugla. Unutrašnja stijenka se hladi sporije i skuplja dulje vremena, pa izvitoperi čitavu stijenku prema unutra u smjeru strelice (Slika 3.63).

Kako riješiti poteškoću, prikazano je na Slici 3.64. Ugao proizvoda s unutrašnje strane oslabimo za polovinu debljine stijenke. Na taj način smanjimo količinu topline dovedene

205

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 205

22.2.2016 7:20:38

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

ubrizganom taljevinom, a istodobno s većom površinom stijenke kalupne šupljine poboljšavamo prijelaz i odvođenje topline.

Rješenje poteškoće je i takvo, da kanal za temperiranje što više približimo unutrašnjoj stijenci u kutu i tako poboljšamo hlađenje kritičnog mjesta (Slika 6.35).

Pri uskočnicima postoji slična poteškoća, kao i pri kutovima. I pri njima se unutrašnji dio uskočnog jezička pregrijava, skupi se kao alfa (α) i tako uskočni jezičac ne može obavljati svoje zadatke.

Rješenje poteškoće je u tome, da se predviđeni otklon poštuje i prije izrade kalupa, a unutrašnji dio umetka se može napraviti od berilijeve bronce, čime se poboljšava hlađenje. Pri kalupu su pored temperiranja važni i uljevni sustav i položaj ušća, koji uvjetuju orijentiranost i vitoperenje, što prikazuju primjeri na Slikama 57, 58, 59, 60 i 61.

α

Slika 3.66/63/: Detalj uskočnika

Slika 3.67/69/: Sprječavanje vitoperenja s primjerenim rebrima

c) Utjecaj geometrije proizvoda na skupljanje i vitoperenje Oblik proizvoda proizlazi iz njegovih uporabnih zahtjeva, a mora biti prilagođen i specifičnim zahtjevima prerade izabranog materijala, kako ne bi došlo do vitoperenje i drugih grešaka.

Slika 3.68/69/: Sprječavanje vitoperenja s izbočenim stranicama

Vitoperenje možemo spriječiti povećanom krutošću proizvoda. Na Slici 3.67 je prikazano, kako se s pomoću primjerenih ojačanja poveća krutost i spriječi vitoperenje.

Slika 3.68 prikazuje mogućnost povećanja krutosti s izbočenim stranicama, koje također sprječavaju vitoperenje.

Vitoperenje može biti posljedica i različitih debljina stijenke. Deblje stijenke se više skupljaju od tanjih, pa se tanje stijenke izvitopere (Slika 3.69).

Slika 3.69/69/: Vitoperenje radi različitih debljina

206

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 206

22.2.2016 7:20:38

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

d) Utjecaj parametara prerade na skupljanje i vitoperenje Pored ispravno konstruiranih proizvoda i kalupa, važni su i ubrizgavalica i drugi uređaji koji moraju osigurati stabilan proizvodni proces. Prevruća ili prehladna taljevina i kalup, prenizak ili previsok tlak ubrizgavanja i naknadni tlak, premala ili prevelika brzina ubrizgavanja, prekratko vrijeme hlađenja, oscilacije vrijednosti podešenih parametara, sve to utječe na strukturu materijala, pojavu naprezanja i orijentiranost na vitoperenje i nepredvidivo skupljanje. Parametri na ubrizgavalici moraju biti podešeni tako, da su u okviru preporuka proizvođača materijala, a istodobno moraju biti usklađeni tako, da dobe optimalan proizvod i optimalne uvjete rada.

G.33 NEODGOVARAJUĆI STUPANJ KRISTALNOSTI Greške pri injekcijskom prešanju, kao što su nestabilnost izmjera, vitoperenje i loša fizikalna svojstva, povezani su i s procesom kristalizacije kristalastih plastomera, koji je njihova strukturna karakteristika.

Obzirom na oblik makromolekula i međumolekulnih sila, plastomeri tvore amorfnu ili kristalastu strukturu. Obzirom na to, razlikujemo amorfne plastomere, koji ne mogu tvoriti kristalnu strukturu i kristalaste plastomere, koji mogu tvoriti djelomično kristalnu strukturu.

Amorfni plastomeri su dobili ime prema svjoj amorfnoj (neuređenoj) strukturi. Imaju duge i jako razvijene makromolekule s vrlo nesimetričnim bočnim skupinama, koje se pri ohlađivanju taljevine međusobno isprepletu i tvore neuređeno klupko. Te isprepletene makromolekule su prilično razmaknute jedna od druge, jer im razvedenost onemogućuje približavanje i tvorbu kristalne strukture. Takvi polimeri su primjerice PMMA, PS, PC i drugi.

Pri kristalastim plastomerima, koji imaju simetričnu građu makromolekula, mogućnost uređene kristalizacije pri ohlađivanju taljevine vrlo je velika, iako nije moguća 100 postotna kristalizacija. Stoga se ti polimeri nazivaju kristalastim polimerima. Radi međusobne blizine linearnih makromolekula, sekundarne makromolekulne sile su velike, što povećava trend približavanja makromolekula i stvaranje kristalaste strukture. Pri tome se klupka makromolekula na pojedinim dijelovima paralelno udružuju i stvaraju kristalna područja. Na drugim dijelovima istih makromolekula se stvaraju neuređene amorfne strukture.

Takvi materijali su tvrdi kao kost i žilavi.

Udio kristalnog dijela pri kristalastim materijalima, kao što su PE, PA, PBT i POM, jako je ovisan o razvedenosti makromolekula te se definira kao stupanj kristalnosti, koji pri kristalastim polimerima može iznositi od 60 do 80 postotaka. Na primjeru PE možemo zorno pokazati međusobnu ovisnost razvedenosti makrolomelula, gustoće materijala te stupnja kristalnosti. Što je više linearan, što znači neraščlanjen i izotaktičan, veća je njegova mogućnost stvaranja kristalne strukture, što je vidljivo na slučajevima PE-LD i PE-HD.

207

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 207

22.2.2016 7:20:39

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

PE-LD: γ = 0,914 do 0,940 g/cm3, stupanj kristalnosti je 35 do 55%.

PE-HD: γ = 0,940 do 0,960 g/cm3, stupanj kristalnosti je 60 do 80%.

Te zakonitosti, koje vrijede za poliolefine, vrijede i za ostale kristalaste materijale.

Karakteristični stupnjevi kristalnosti nekih drugih polimera su sljedeće: Materijal: Stupanj kristalnosti /%/:

POM 70

PP 50-60

PET 30-40

PA6 10-60

Pored oblike makromolekula, pri kristalastim materijalima je važno i, kako se odvija kristalizacija pri hlađenju taljevine u kalupnoj šupljini. O tome ovisi, kakvo je skupljanje i kakva će mehanička svojstva imati proizvod. Što je veća pokretljivost molekula (radi više temperature stijenke kalupne šupljine) i što je dulje vrijeme hlađenja taljevine, postiže se viši stupanj kristalnosti. Time se postiže i veća gustoća, ali i veće primarno skupljanje. Pri optimalnom stupnju kristalizacije i uređenju molekula, djelovanje sila fizikalnih veza je optimalno. Makromolekule se pri očekivanoj temperaturi taljenja kristala prekidaju tek pri velikoj dovedenoj energiji (toplini). Povisuje se i temperatura taljenja polimera.

Pri kristalastim materijalima primjećujemo pojavu anizotropnosti, što znači, da su fizikalna svojstva različita u različitim smjerovima. To proizlazi iz morfološke (oblikovne) strukture, koja je uvijek donekle nehomogena radi stvaranja nehomogene tvorbe kristalita obzirom na broj, oblik, veličinu, razdiobu i orijentiranost. Ta nehomogenost je posljedica različitog ohlađivanja i različite temperature taljevine tijekom procesa prerade. I ostali uvjeti injekcijskog prešanja (brzina i tlak) imaju veliki utjecaj na oblikovanje strukture i svojstava polimera.

Kristalizacija: Kristalizacija kristalastih polimera započinje s nastajanjem kristalnih nukleusa pri ohlađivanju taljevine. Nukleusi prerastaju u lamele sastavljene od snopova vijugavo oblikovanih makromolekula. Lamele se međusobno povezuju s krajevima makromolekula i stvaraju kristale najčešće zvjezdastog oblika, nazvane sferolitima (Slika 3.70), koji se sastoje od kristalnog i amorfnog dijela. I kristali se međusobno čvrsto povezuju, iako su toplinski reverzibilini (rastavljivi).

sferolitna struktura

lamela

sferolit Slika 3.70/22/: Sferolitna struktura

Pri visokoj temperaturu stijenke kalupne šupljine kristalizacija je usporena. Stvaraju se debele stabilne lamele i veliki sferoliti, koji su radi sporog ohlađivanja jezgre taljevine najveći u sredini stijenke otpreska. U površinskim slojevima struktura je finija, a često na

208

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 208

22.2.2016 7:20:39

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

površini u izravnom kontaktu sa stijenkom kalupne šupljine sferolite se gotovo ne može prepoznati, jer taljevina gotovo trenutačno očvrsne pa je razvoj sferolita onemogućen.

Tako u jednom proizvodu nastaju različite nehomogene kristalne strukture, a posebice ukoliko su uvjeti hlađenja različiti. Nepotpuna kristalna struktura (pogotovo na površini) znači npr. pri POM smanjenje čvrstoće i kliznih sposobnosti.

Kristalizacija se odvija u tri faze: - stvaranje nukleusa kristala - povećanje kristala (primarna kristalizacija) - naknadna (sekundarna) kristalizacija.

Nukleus kristala se povećava toliko vremena, dok ne dođe u dodir sa susjednim sferolitima. Time je primarna kristalizacija završena. Skupljanje tijekom primarne kristalizacije radi hlađenja taljevine kompenziramo pravilnim izborom brzine punjenja kalupa pod djelovanjem naknadnog tlaka i brzine hlađenja. Ukoliko je očvrsnulo stanje takvo, da su makromolekule većinom nepovezane i neuređene, govorimo o nepotpunoj kristalizaciji.

Zatim dolazi do naknadne kristalizacije, pri kojoj amorfni (neuređeni) dio kristalita naknadno kristalizira. Posljedica novog uređenja su manji proizvod radi naknadnog skupljanja i neprihvatljivo odstupanje od prvobitnih izmjera. Može se pojaviti i izvitoperenost proizvoda. Naknadno skupljanje je to veće, što je bila niža temperatura stijenke kalupne šupljine. Želja svakog prerađivača je, da se proizvod u potpunosti skupi odmah nakon ubrizgavanja. Primjerice pri POM se to postiže s vrlo visokom temperaturom stijenke kalupne šupljine do 120 °C. Pri toj temperaturi naknadnog skupljanja praktično i nema, a imamo povećano trenutačno primarno skupljanje.

Stopanj kristalnosti određujemo s pomoću DSC analize pri konstantnoj promjeni temperature, a također i na temelju izmjerene gustoće polimera.

Važna je i brzina hlađenja. Pri velikoj brzini hlađenja, kristalizacija počinje pri nižoj temperaturi, a posljedica je tvorba velikog broja malih nukleusa i fine sferolitne strukture. Pri manjoj brzini hlađenja (viša temperatura), stvara se manje nukleusa, oko kojih nastaju veliki sferoliti. Često želimo postići finu strukturu i visoki stupanj kristalnosti, što nije uvijek moguće optimiranjem parametara, posebice ne pri materijalima, koji sporo kristaliziraju, primjerice PP. I parametri ponekad djeluju antagonistički, jer viši stupanj kristalizacije postižemo sporim hlađenjem i visokom temperaturom stijenke kalupne šupljine, što nije povoljno za razvoj fine strukture. Za ubrzanu kristalizaciju i razvoj finozrnate strukture, koja poboljšava otpornost na trošenje i stabilnost izmjera pri dugotrajnom opterećivanju, imamo na raspolaganju posebna sredstva za aktiviranje nukleacije.

Konačni stupanj kristalizacije je vrlo teško osigurati već u kalupu. Stoga se uvijek javlja i naknadna kristalizacija, koja uzrokuje naknadno skupljanje od 20 do 30 postotaka ukupnog skupljanja. Čak 90 postotaka kristalizacije se odvija u prvih 10 sati nakon vađenja iz kalupa, a ostatak tijekom starenja, koje traje različito dugo.

209

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 209

22.2.2016 7:20:39

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Naknadnu kristalizaciju i skupljanje možemo ubrzati temperiranjem (zagrijavanjem) proizvoda prema postupku, kojeg propisuje proizvođač materijala. O tome ćemo pisati pri greški G. 35 - Unutrašnja naprezanja.

Utjecaj veličine kristala na svojstva: Što je manja brzina hlađenja, kristali su veći.

Već kristali daju krhku tvorbu. Unatoč tome otpornost na trošenje je dobra.

Manji kristali daju veću čvrstoću, prozirnost, otpornost na trošenje i veću stabilnost izmjera.

Utjecaj stupnja kristalnosti na svojstva: Stupanj kristalnosti je viši pri višem naknadnom tlaku i duljem vremenu njegova djelovanja.

S povišenjem stupnja kristalnosti povećavaju se: - specifična težina, raspon taljevine, rastezna čvrstoća, E-modul, tvrdoća, toplinska otpornost, specifična toplina (pri hlađenju moramo odvesti više topline), - veća promjena volumena (potrebno dulje vrijeme djelovanja naknadnog tlaka), veće skupljanje, - otpornost na otapala, nepropusnost za plinove i pare.

Povišenjem stupnja kristalnosti smanjuje se: - otpornost na udarce, otpornost protiv tvorbe napuklina uslijed naprezanja, prozirnost.

G.34 ORIJENTIRANOST Pri injekcijskom prešanju plastomera često imamo poteškoće povezane s pucanjem plastičnih proizvoda. Pedesetih i šezdesetih godina prošlog stoljeća brojni su znanstvenici intenzivno proučavali te poteškoće i utvrdili, da je za pucanje plastičnih proizvoda, kao i za pucanje odljevaka pri lijevanju metala, uzrok postojanje unutrašnjih naprezanja, koji u proizvodu nastaju radi neprimjerenih uvjeta prerade, kao što su primjerice neujednačeno hlađenje i ograničeno skupljanje taljevine. Pri prozirnim proizvodima ta se naprezanja mogu vidjeti u obliku izokromatskih linija, ukoliko proizvod osvijetlimo polariziranim svjetlom. Slično kao pri uklanjanju naprezanja pri postupcima lijevanja metala, i pri plastičnim otprescima pokušali su nastala unutrašnja naprezanja ukloniti temperiranjem (grijanjem pri temperaturi nižoj od temperature omekšavanja taljevine). Pri toj temperaturi se unutrašnja naprezanja oslobode i nestaju, tako da nestaju i izokromatske linije. Tako se sprječava opasnost od pucanja. U mnogim slučajevima znanstvenicu su utvrdili, da su i nakon neuobičajeno dugih vremena temperiranja, izokromatske linije i dalje prisutne. S pomoću mikroskopa su proučavali strukturu materijala na površini proizvoda i uočili jaku orijentiranost makromolekula u smjeru tečenja taljevine. Zaključili su, da izokromatske linije koje se vide i nakon temperiranja, pripadaju orijentiranim makromolekulama; dio izokromatskih linija koje pripadaju unutrašnjim naprezanjima je pri temperiranju nestao.

I orijentiranost makromolekula radi prisilnog položaja makromolekula uzrokuje unutrašnja naprezanja, iako manja, no dosta utječe na anizotropnost mehaničkih svojstava proi-

210

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 210

22.2.2016 7:20:39

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

σ savojna uzdužna > σ savojna poprečna

σ savojna čvrstoća - uzdužna

σ savojna čvrstoća - poprečna

zvoda. Čvrstoća proizvoda je prilično veća u uzdužnom smjeru orijentiranosti, jer je orijentiranost svojevrsno ojačanje. U poprečnom smjeru, čvrstoća je bitno manja (Slika 3.71).

3

orijentiranost makromolekula uzdužna os poprečna os

U nekim primjerima, primjerice pri patroSlika 3.71/63/: Anizotropnost mehaničnama kemijskih olovaka, šanirima, monokih svojstava radi orijentiranosti filima, trakovima, jako orijentiranim folijama itd. dobra svojstva orijentiranih struktura vrlo se dobro iskorištavaju, bez opasnosti pojave napuklina uslijed naprezanja. Uvjet je, da u proizvodu nema nikakvog unutrašnjeg naprezanja, koje bi djelovalo poprečno na smjer orijentiranosti, jer je čvrstoća u tom smjeru prilično manja od čvrstoće u smjeru orijentiranosti. Orijentiranost je uglavnom nepoželjna, jer su u praksi uvijek prisutna unutrašnja naprezanja, posebice pri zahtjevnim konstrukcijskim proizvodima. Posebno su opasna unutrašnja rastezna naprezanja, koja djeluju u poprečnom smjeru u odnosu na orijentiranost i uzrokuju napukline uslijed naprezanja okomito na smjer djelovanja naprezanja. Nastaju prugaste napukline u smjeru orijentiranosti, tako da dolazi do otkazivanja proizvoda.

Orijentiranost staklenih vlakana pri ojačanim materijalima i anizotropnosti svojstava još su više izraženi od orijentacije makromolekula, te ih se s pomoću uobičajenih relaksacijskih postupaka ne može ukloniti. Određuju se s pomoću rentgenske metode ili mikroskopskim uočavanjem tanke ljuskice proizvoda.

Nastanak orijentiranosti U mirujućoj taljevini makromolekule su u neuređenom, isprepletenom stanju (iznimka su LC-polimeri). Kada taljevina teče u kalupnu šupljinu, molekule se u pomičnoj taljevini radi trenja između pojedinih slojeva istegnu i orijentiraju u smjeru tečenja (Slika 3.72).

Dio makromolekula u takvom stanju očvrsne, a ostali dio pod utjecajem trenutačne relaksacije, koju omogućuje visoke temperatura jezgre taljevine, izgubi orijentiranost. Orijentirani dio makromolekula, koji

v0

v1

v2

v3

v4 Xu 2689.2

(t0 < t1 < t2 < t3 < t4); t je brzina

Slika 3.72/6/: Istegnutost makromolekula u ovisnosti o brzini taljevine

211

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 211

22.2.2016 7:20:39

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

je po presjeku toka različit, ostaje očvrsnut i nakon vađenja otpreska iz kalupne šupljine.

Najveći stupanj orijentacije je u vanjskim slojevima proizvoda, koji su u neposrednoj blizini relativno hladnije stijenke kalupne šupljine, na koju se vanjski sloj prilijepi, a donji slojevi klize jedan po drugome i ostvaruju trenje. Što je veća brzina, veće su i smične sile među slojevima, pa su i makromolekule više istegnute. U unutrašnjosti, gdje je orijentiranost makromolekula najmanja, povećana orijentiranost se javlja pri preklopu na naknadni tlak, kada se u kalupnu šupljinu dovodi nova taljevina kao nadomjestak za skupljanje taljevine pri hlađenju. Jaka orijentiranost je prisutna pogotovo pri tankostjenim proizvodima i na mjestima, gdje taljevina teče kroz uske dijelove, kao što je primjerice ušće. Tu su poprečne sile najveće, pa prisiljavaju makromolekule da se istegnu u smjeru tečenja.

U literaturi se za pojavu orijentiranosti koristi i naziv zamrznuto napregnuto stanje, odnosno zamrznuta naprezanja. Energija, nakupljena u prisilnom, zamrznutom orijentiranom stanju makromolekula naziva se entropijska elastičnost, koja se može osloboditi tek pri zagrijavanju iznad temperature omekšavanja VST/B, kada se pokretljivost orijentiranih makromolekula dovoljno poveća, da mogu zauzeti neprisilan položaj, određen s molekulnim i međuatomskim silama /70/.

Pri unutrašnjim naprezanjima, koja nastaju radi neujednačenog hlađenja i ograničenog skupljanja naprezanja se, u usporedbi sa zamrznutom orijentiranošću, oslobađaju pri nižim temperaturama i to pri temperaturi nižoj od temperature omekšavanja. Postupak oslobađanja naprezanja se naziva relaksacijom, odnosno temperiranjem, a ovisan je o vremenu i temperaturi. Što je viša temperatura, potrebno je kraće vrijeme za oslobađanje unutrašnjih naprezanja. Energija, nakupljena u tim unutrašnjim naprezanjima, naziva se energijska elastičnost. Naprezanje radi orijentiranosti je bitno manje od naprezanja radi neujednačenog hlađenja. Stoga se, kao što je već napomenuto, često koriste prednosti orijentiranih struktura bez rizika od pojave napuklina uslijed naprezanja.

Određivanje orijentiranosti Orijentiranost molekula u proizvodu bitno utječe na njegova svojstva. Radi štetnih utjecaja orijentiranosti, koja uzrokuje anizotropnost mehaničkih svojstava, moramo biti svjesni, kako orijentiranost molekula nastaje, kako određujemo njenu prisutnost i kako je sprječavamo. Određivanje prisutnosti orijentiranosti jedan je od načina brzog određivanja kvalitete proizvoda.

Pored nekih zahtjevnih načina određivanja orijentiranosti, kao što su primjerice rentgenografska strukturna analiza i infracrvena spektrografska analiza, poznajemo i jednostavnije metode, primjerice mehanička ispitivanja, optička ispitivanja s polarizacijskim filtrima te mjerenje skupljanja i vitoperenja proizvoda. Za ispitivanja primjenjujemo različite epruvete, prilagođene uvjetima ispitivanja.

212

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 212

22.2.2016 7:20:39

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Određivanje orijentiranosti mehaničkim ispitivanjima Mehanička svojstva su izravno ovisna o orijentiranosti, što pojašnjava sljedeći primjer.

Slika 3.73 /71/ prikazuje šest standardnih epruveta od polistirena, prilagođenih rasteznim ispitivanjima.

60 rastezna čvrstoća

Načinjene su s različitim parametrima injekcijskog prešanja. Posljedično su u epruvetama postignuti različiti stupnjevi orijentiranosti. Epruveta broj 1 ima najveću orijentiranosti, što je očigledno iz gustih kromatskih linija, kao i najveće skupljanje nakon zagrijavanja iznad temperature omekšavanja. Epruveta broj 6 ima najmanju orijentiranost, kao i najmanje skupljanje nakon zagrijavanja iznad temperature omekšavanja. Rastezni pokus pokazuje, da epruveta broj 1 ima najveću rasteznu čvrstoću. To možemo objasniti tako, da orijentiranost makromolekula znači dodatno ojačanje proizvoda u smjeru orijentiranosti. Epruveta broj 6, s najmanjom orijentiranošću ima najmanju rasteznu čvrstoću.

N 2 mm

50

40

Izduženi oblik epruvete omogućuje samo Slika 3.73/71/: Omjer između orijentirajedan smjer opterećivanja, i to u uzduž- nosti (gore), rastezne čvrstoće (sredina) i nom smjeru epruvete, u kojem se zbiva i skupljanja (dole) pri epruvetama od PS /1/ orijentiranost, jer je položaj ušća na kraju epruvete. Uzdužno opterećenje nije problematično, jer djeluje u smjeru koji je ojačan orijentiranošću makromolekula. Čvrstoću u poprečnom smjeru možemo odrediti ispitivanjem epruvete kvadratnog oblika, koji omogućuje kompleksniju analizu utjecaja orijentiranosti, jer ju možemo opterećivati i u poprečnom smjeru. Za izraziti prikaz orijentiranosti, primjerene su tanke pločice. Savojni pokusi u oba smjera pokazuju, da je omjer između savojne čvrstoće u uzdužnom smjeru i savojne čvrstoće u poprečnom smjeru između 2 i 3/72/. Pri udarnoj žilavosti razlike su još bitno veće.

213

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 213

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Optička mjerenja orijentiranosti s polarizacijskim filtrima Pri prozirnim materijalima s pomoću polariziranog svjetla možemo promatrati izokromatske linije, koje ukazuju, koliko mogu biti različite orijentiranost i unutrašnja naprezanja. Proizvod s mnogo izokromatskih linija ima poprilično lošiju čvrstoću u poprečnom smjeru i u agresivnom mediju je bitno osjetljiviji na napukline uslijed naprezanja u poprečnom smjeru.

Prozirni proizvod se umetne između dva prekrižena polarizacijska filtra i straga osvijetli.

S pomoću dvostrukog loma svjetlosti, dobivamo sliku boji spektralnih linija, koje predstavljaju orijentiranost i unutrašnja naprezanja radi neujednačenog hlađenja i ograničenog skupljanja. Te dvije vrste kromatskih linija se prekrivaju i među njima nema uočljive razlike. Ukoliko želimo odrediti udio jedne i druge pojave, promatrani proizvod moramo temperirati pri temperaturi nižoj od temperature omekšavanja. Unutrašnja naprezanja nestaju. Ostaje još samo orijentiranost molekula. Ukoliko je orijentiranost jaka, oblik kromatskih linija se neznatno promijeni. Boje koje se prikazuju su od najnižeg do najvišeg stupnja orijentiranosti poredane u sljedećem redoslijedu: crna, siva, bijela, žuta, crvena, plava, roza, zelena.

Polarizacijski filtri se u praksi primjenjuju prije svega za određivanje orijentiranosti. Za određivanje unutrašnjih naprezanja primjenjuju se prije svega ispitivanja otpornosti na djelovanje agresivnih medija.

Određivanje orijentiranosti na temelju mjerenja skupljanja i deformacija Zagrijavanjem iznad temperature omekšavanja orijentiranost nestaje. Pri tome se proizvod izvitoperi proporcionalno veličini uklonjene orijentiranosti. Pri velikim proizvodima s orijentiranošću u različitim smjerovima, skupljanje na pojedinim mjestima se neutralizira i ne daje uvid u stvarnu veličinu orijentiranosti. U tom slučaju proizvod se razreže na manje dijelove i na njima određuju stvarni stupanj lokalne orijentiranosti. Najjača orijentiranost je tik ispod površine proizvoda, a prema sredini stijenke je slabija. U sredini i u blizini ušća nastaje drugi maksimum radi djelovanja naknadnog tlaka.

Detaljnije zaključke o razdiobi orijentiranosti dobijemo, ukoliko epruvetu ili drugo ispitno tijelo razrežem u tanje listiće, stavimo ih između dvije staklene pločice i u silikonskom ulju zagrijavamo jedan sat pri primjerenoj temperaturi, višoj od temperature omekšavanja VST/B. U smjeru orijentiranosti skupljanje je manje nego li u poprečnom smjeru. Na epruveti, koja ima oblik četvrtine okrugle pločice, može se vrlo precizno odrediti skupljanje u uzdužnom i poprečnom smjeru tečenja taljevine. Ta epruveta se primjenjuje za analizu uvjeta pri injekcijskom prešanju s točkastim ušćem sa slobodnom deformacijom oko ušća, što pri pločicama drugačijih oblika nije moguće odrediti. Ukoliko u tako orijentiranom

214

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 214

22.2.2016 7:20:40

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

stanju zagrijemo epruvetu, ili drugo ispitno tijelo iznad temperature omekšavanja VST/B, zamrznuta orijentiranost se ponaša kao termoelastično naprezanje koje deformira ispitno tijelo. Ispitivanje se odvija na dva načina: - Vrijeme zagrijavanja je konstantno. Temperatura se pri svakom ispitivanju povisuje za 5 °C i mjere se promjene izmjera.

- Pri stalnoj temperaturi, koja je za 20 °C viša od temperature omekšavanja VST/B, nakon svakog ispitivanja, produljuje se vrijeme i mjere se promjene izmjera. Vrijeme je teško odrediti i ovisno je o obliku proizvoda. Ohlađivanje treba biti sporije, da se spriječi unos dodatnih naprezanja. Nakon ispitivanja se može očekivati povećanje proizvoda u poprečnom smjeru obzirom na orijentiranost. Ukoliko su proizvodi bili načinjeni s različitim parametrima injekcijskog prešanja, i promjena izmjera se nakon ispitivanja biti različita. Obzirom na promjenu izmjera, podešavaju se primjereniji parametri injekcijskog prešanja.

Amorfni plastomeri su vrlo primjereni za takvo ispitivanje. Primjerena temperatura ispitivanja je 70 °C iznad temperature omekšavanja VST/B. Sprječavanje nastajanja orijentiranosti Zatečeno stanje orijentiranosti nije moguće smanjiti uobičajenim metodama relaksacije pri relativno visokim temperaturama. Stoga je potrebno osigurati takav tijek injekcijskog prešanja, da se spriječi nastajanje jake orijentiranosti. Orijentiranost će biti manja, ukoliko se ubrizgava u vrući kalup pri visokoj temperaturi taljevine, pri velikoj brzini ubrizgavanja, niskom naknadnom tlaku i kratkom vremenu djelovanja naknadnog tlaka. Pri takvim uvjetima injekcijskog prešanja, mogućnosti za opću relaksaciju su velike, jer tijekom injekcijskog prešanja orijentirane makromolekule u vrućoj taljevini imaju na raspolaganju dovoljno relaksacijskog vremena, da se prije zamrzavanja postave u neprisilan položaj.

Treba uzeti u obzir sljedeće: - Mali presjek ušća i veliki putovi tečenja uzrokuju jaku orijentiranost.

- Povećanjem debljine stijenke proizvoda, orijentiranost se smanjuje.

- Nastala orijentiranost je u smjeru mogućih rasteznih naprezanja.

- Uljevni sustav se izbere tako, da je smjer tečenja samo jedan. Udruživanje dva ili više orijentiranih tokova uzrokuje vitoperenje.

- Moramo uzeti u obzir, da je čvrstoća u uzdužnom smjeru orijentiranosti veća nego li u poprečnom.

- Skupljanje je u uzdužnom i poprečnom smjeru orijentiranosti različito.

215

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 215

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

G.35. UNUTRAŠNJA NAPREZANJA I NAPUKLINE USLIJED NAPREZANJA Poznavanje unutrašnjih naprezanja u otpresku je vrlo važno za razumijevanje uzroka njegovih neodgovarajućih mehaničkih svojstava. Pojam unutrašnjeg naprezanja označava različite vrste mehaničkih naprezanja, koje bez vanjskih opterećenja djeluju na otpresak.

Nastaju pri injekcijskom prešanju te ih teško izbjegavamo. Većina je uvjetovana hlađenjem u kalupu, a neke su posljedica djelovanja vanjskih opterećenja. Proces hlađenja uzrokuje čitav niz pojava, kao što su skupljanje, vitoperenje, orijentiranost i kristalizaciju pri kristalastim materijalima, a često ih prate unutrašnja naprezanja i prugaste napukline. Te pojave možemo podijeliti na sljedeći način: -

G.35.a unutrašnja naprezanja radi vanjskih opterećenja, G.35.b unutrašnja naprezanja radi orijentiranosti molekula, G.35.c unutrašnja naprezanja radi hlađenja i ograničenog skupljanja, - G.35.c.1 unutrašnja naprezanja radi hlađenja, - G.35.c.2 unutrašnja naprezanja radi prostorne ekspanzije, - G.35.c.3 unutrašnja naprezanja radi zamrzavanja rastegnutog čela taljevine, - G.35.c.4 unutrašnja naprezanja radi kristalizacije, - G.35.c.5 unutrašnja naprezanja radi primjene umetaka.

Glavni uzroci nastanka unutrašnjih naprezanja i pripadajućih napuklina, radi kojih proizvod otkazuje u funkciji su: -

nepravilna konstrukcija proizvoda (neujednačene debljine stijenki, zadebljani i oštri uglovi, zarezni učinci itd.), neujednačeno hlađenje u kalupu, neprimjeren uljevni sustav, neprimjereni podesivi parametri injekcijskog prešanja (brzo hlađenje, visok i dug naknadni tlak, koji je potreban radi debelih stijenki, itd.), neprimjerena struktura materijala radi neodgovarajućih bojila, oksidacije, hidrolize i toplinskih oštećenja materijala pri njegovoj pripremi i preradi).

G.35.a UNUTRAŠNJA NAPREZANJA RADI VANJSKIH SILA I OPĆIH UTJECAJA Između svih vrsta unutrašnjih naprezanja, naprezanja radi vanjskih opterećenja, kao što su rastezna, tlačna, savojna i druga, su najrazumljivija te zorno određuju mehaničku izdržljivost nekog proizvoda, a također i njegovu otpornost na nastajanje napuklina uslijed naprezanja. Među opće razloge za nastajanje napuklina uslijed naprezanja, u literaturi se navode sljedeći utjecaji:

216

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 216

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

- Nedovoljna krutost kalupa Pri krhkim i amorfnim materijalima, elastična deformacija kalupa ima vrlo negativne učinke. Pri ubrizgavanju taljevine u kalupnu šupljinu, kalup djeluje kao opruga. Kada se tlak punjenja povisi, kalupne ploče se pod tlakom taljevine savijaju. Kada se tlak spusti, kalup se stisne u prvobitno stanje i prignječi već ohlađenu vanjsku kožicu taljevine. Za krhke materijale, to je opterećenje preveliko, pa proizvod popuca.

- Premala sila zatvaranja kalupa U ovom slučaju kalup se otvori, jer ubrizgavalica ne izdrži tlak ubrizgavanja. Kada se tlak spusti, ubrizgavalica i kalup se ponovo stisnu. Posljedica je jednaka onoj iz prethodnog primjera.

- Vlažan granulat Prisutnost vlage se na proizvodu često ne vidi, no utječe na strukturu materijala i njegovu osjetljivost na napukline uslijed naprezanja.

U tablici su navedeni i drugi mogući uzročnici napuklina uslijed naprezanja. I nit na ušću može uzrokovati napuklinu, ukoliko uđe u kalupnu šupljinu i zalije ju taljevina. Uz nit se stvara zarezni učinak, tako da proizvod na tom mjestu može puknuti.

G.35.b UNUTRAŠNJA NAPREZANJA RADI ORIJENTIRANOSTI Orijentiranost makromolekula je posljedica ohlađivanja i zamrzavanja taljevine u prisilnom orijentiranom stanju, iako je radi svoje specifičnosti opisana kao posebna pojava.

Radi nje su svojstva proizvoda anizotropna, što je u većini slučajeva nepoželjno (greška G.34 ORIJENTIRANOST). Stupanj anizotropnosti je proporcionalan stupnju orijentiranosti. Anizotropnost vrijedi i za skupljanje, koje je u uzdužnom i poprečnom smjeru radi orijentiranosti različito. Radi različitog skupljanja nastaju unutrašnja naprezanja, koja su to veća, što je veća razlika između stezanja u uzdužnom i poprečnom smjeru toka taljevine. Staklena vlakna se pri ubrizgavanju također orijentiraju. Zamrznuto stanje njihove orijentiranosti uzrokuje anizotropno skupljanje. Radi orijentiranosti obično nastaju napukline uslijed naprezanja, koje su vrlo male (više od sto puta manje od unutrašnjih naprezanja radi hlađenja) te se pri amorfnim materijalima oslobađaju tek iznad temperatura staklastog prijelaza Tg i tik iznad točke taljenja pri kristalastim materijalima. Posljedica visokih temperatura je plastična deformacija proizvoda, koja je proporcionalna stupnju orijentiranosti. Nakon takvog zagrijavanja, proizvodi više nisu primjenjivi. Taj se postupak provodi samo zato, da se odredi veličina orijentiranosti i anizotropnosti.

G.35.c UNUTRAŠNJA NAPREZANJA RADI HLAĐENJA I OGRANIČENOG SKUPLJANJA Pri ohlađivanju otpreska u njemu nastaju velike temperaturne razlike. Tanke stijenke se radi relativno niske temperature stijenke kalupne šupljine ohlade brzo, a na zadebljanim

217

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 217

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

mjestima hlađenje je sporije. Pojedini dijelovi proizvoda radi različitih temperatura imaju različitu gustoću, pa između njih nastaju naprezanja. Pri amorfnim materijalima ta je pojava blaža, jer pri snižavanju temperature ne nastaju skokovite promjene, jer ne kristaliziraju. Na veličinu naprezanja više utječe koeficijent toplinske rastezljivosti, koji dosta mijenja s promjenom temperatura, pa se pojedini dijelovi proizvoda različito skupljaju.

Pri kristalastim materijalima, radi kristalizacije koja se zbiva pri ohlađivanju, dolazi do skokovite promjene gustoće, pa su naprezanja između pojedinih dijelova proizvoda s različitim gustoćama još veća. Naprezanja možemo ublažiti ukoliko se ubrizgavanje izvodi u vrući kalup.

Radi djelovanja unutrašnjih naprezanja proizvodi, a posebice nesimetrični, nakon vađenja iz kalupa se izvitopere. Takve proizvode se još vruće upne u šablonu, kako bi nakon hlađenja ostali ravni. Prema potrebi ih možemo i temperirati pri najvišoj mogućoj temperaturi. I ograničeno skupljanje uzrokuje naprezanja. Najčešće oblik proizvoda ograničava slobodno skupljanje. Karakterističan primjer ograničavanja slobodnog skupljanja je pri oblikovanju sastavnih dijelova.

G.35.c.1 Unutrašnja naprezanja radi neujednačenog hlađenja Naprezanja u otpresku nastaju prije svega radi nejednakog hlađenja. Vanjski slojevi proizvoda koji su u izravnom dodiru s relativno hladnijom stijenkom kalupne šupljine počinju se prvi hladiti i očvršćivati. Nastaje čvrsta tanka posuda koja se više ne skuplja. Unutrašnji slojevi se hlade sporije, a njihovo skupljanje je ograničeno radi krute vanjske ljuske, koja se više ne skuplja. Tako u ljusci nastaju tlačna naprezanja (jer ju unutrašnjost vuče prema unutra), a u jezgri radi spriječenog skupljanja nastaju rastezna naprezanja. Naprezanja radi neujednačenog hlađenja imaju parabolični tijek prema dijagramu na Slici 3.74.

d

0,21 d

Tlačno naprezanje (-) na vanjskoj površini jednako je dvostrukoj vrijednosti maksimalne rasteznog naprezanja (+) u jezgri. Sume rasteznih i tlačnih naprezanja su u ravnoteži.

-2δ δ Nulta vrijednost naprezanja je na udaljenosti 0,21d.

Ukoliko bi tijekom hlađenja i skupljanja doveli svu dodatnu taljevinu, nulto stanje naprezanja bi se uspostavilo po čitavom presjeku. U praksi se uvijek dopušta propisano skupljanje, koje proizvođači materijala preporučaju za svoje materijale. To omogućuje da proizvod može odstupiti od stijenke kalupne šupljine, tako da ga se bez poteškoća može izvaditi iz kalupa. Sa skupN. 35.c.1 ljanjem se javljaju i unutrašnja naprezanja, Slika 3.74/73/: Tijek unutrašnjih naprekoja sprječavamo ili ublažimo polaganim zanja G.35.c.1 radi neujednačenog hlađehlađenjem i visokom temperaturom stijennja u presjeku ploče

218

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 218

22.2.2016 7:20:40

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

ke kalupne šupljine. Pri tome su potrebne kompromisne odluke, jer je polagano hlađenje u suprotnosti sa željom za kratkim vremenima ciklusa.

G.35.c.2 Unutrašnja naprezanja radi volumenske ekspanzije Pri visokom tlaku u kalupu se jezgra taljevine jako stisne. Tlak u unutrašnjosti ostaje i nakon vađenja otpreska iz kalupa i nastoji rastegnuti vanjski sloj. U njoj nastaju rastezna naprezanja (+), a u jezgri tlačna naprezanja (-) iste vrijednosti. Rastezna naprezanja na površini su nepovoljna jer smanjuju otpornost na koroziju i pospješuju stvaranje napuklina uslijed naprezanja. Razdiobu naprezanja prikazuje Slika 3.74.

G.35.c.3 Unutrašnja naprezanja radi rastezanja čela taljevine Ta naprezanja su otkrivena relativno kasno i to pri proučavanju površinskih naprezanja, koja su eksperimentalno utvrđivana na epruvetama od PS, te su se u početku pripisivali naprezanjima G.35.b, G.35.c.1 i G.35.c.2. Kasnije je utvrđeno, da zbroj tih poznatih oblika naprezanja ne daje uska rastezna naprezanja u vanjskim slojevima proizvoda, koja su utvrđena pri ispitivanju.

Zaključeno je da moraju postojati i drugi, do sada neobjašnjeni učinci, koji su mjerodavni za uočenu vršnu vrijednost rasteznog naprezanja, za koju se prije svega smatralo da je posljedice orijentiranosti G.35.b.

Objašnjenje je dobiveno proučavanjem zbivanja pri tečenju taljevine, i ocijenjeno je da utjecaj orijentacije nije odlučujući.

Utvrđeno je da se ohlađena kožica na čelu taljevine pod utjecajem tlaka ubrizgavanja vrlo rastegne i zalijepi na površinu stijenke kalupne šupljine. Pri tome se makromolekule zamrznu u prisilnom položaju. Raste-

N. 35.c.2 Slika 3.75/74/: Tijek naprezanja G.35.c.2 radi prostorne ekspanzije

N. 35.c.3 Slika 3.76/74/: Naprezanja G.35.c.3 kao posljedica istegnutog čela taljevine

N. 35.c.1 + c.2 + c.3 Slika 3.77/74/: Dijagram naprezanja koji predstavlja zbroj naprezanja G.35-c1, c2 i c3

219

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 219

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

zna naprezanja, koja su posljedica takvog stanja, energijski su elastična, tako da se uklanjaju s pomoću temperiranja ispod temperature omekšavanja. Što je viši naknadni tlak, te što su niže temperature stijenke kalupne šupljine i taljevine, veća su i rastezna naprezanja te manja otpornost na koroziju. Slika 3.76 prikazuje razdiobu naprezanja kao posljedicu rastegnutog čela taljevine. Velika rastezna naprezanja (+) su u uskom površinskom sloju, a u unutrašnjosti su niska tlačna naprezanja (-).

Vršna vrijednost rasteznog naprezanja na površini proizvoda, koja je opasna za nastajanje napuklina uslijed naprezanja, stvara naprezanja c1, c2 i c3. Dijagram naprezanja na Slici 3.77 predstavlja zbroj tih naprezanja.

G.35.c.4 Unutrašnja naprezanja radi kristalizacije Pri kristalastim materijalima nastaju i drugačije vrste unutrašnjih naprezanja. Ukoliko otpresak ohladimo vrlo brzo, u vanjskom sloju je spriječena kristalizacija, a u unutrašnjosti, gdje temperatura pada polako, kristalizacija je intenzivna. Gustoća je, obzirom na različite stupnjeve kristalizacije u pojedinim dijelovima proizvoda, različita. Stoga nastaju unutrašnja naprezanja i proizvod se nakon vađenja iz kalupa izvitoperi. Radi većeg stupnja kristalizacije, unutrašnjost proizvoda se više skupi, iako je skupljanje ograničeno radi hladne vanjštine, koja se manje skuplja. Stoga u unutrašnjosti nastaju rastezna naprezanja, a na vanjskoj strani bezopasna tlačna naprezanja (jednako kao u poglavlju G.35.c.1).

Spriječena, odnosno prekinuta kristalizacija površinskog dijela proizvoda, može se nastaviti, ukoliko je proizvod naknadno pri uporabi izložen višim temperaturama. Što su bliže temperatura zagrijavanja i kristalizacije, lakše se odvija naknadna kristalizacija. Pri tome se površina zgusne i skupi. To skupljanje je ograničeno radi završene kristalizacije u unutrašnjost, koja se više ne skuplja. Stoga prema navedenoj zakonitosti na površini nastaju rastezna naprezanja, koja mogu izvitoperiti proizvod, a posebice ukoliko je nesimetričan.

Stoga se nastoji postići konačnu kristalizaciju već u kalupu (visoka temperatura stijenke kalupne šupljine), ili se proizvode prije uporabe temperira.

G.35.c.5 Unutrašnja naprezanja radi primjene umetaka Umetnuti dijelovi trajna su ograničenja skupljanju materijala. Stoga je potrebno uzeti u obzir, da granično istezanje plastičnog materijala (istezanje loma, odnosno istezanje puzanja) bude veće od skupljanja pri preradi. Ograničeno skupljanje uzrokuje velika rastezna opterećenja, radi kojih je otpornost proizvoda na koroziju s umetcima, vrlo ograničena.

Osjetljivost na pucanje dodatno povećaju hladni spojevi, koji nastaju pri tečenju taljevine oko umetka. Poželjna je primjena postupaka, koji omogućuju bolje tečenje i sprječavaju nastajanje rasteznih površinskih naprezanja (npr. variotherm postupak).

Naprezanja su manja, ukoliko je hlađenje polagano, a temperatura stijenke kalupne šupljine što bliže temperaturi omekšavanja. Primjerena je visoka temperatura primjene, pri kojoj se naprezanja radi rastezanja materijala oslobađaju. Koeficijent toplinske rastezljivosti plastičnog materijala je naime bitno veći od koeficijenta metala.

220

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 220

22.2.2016 7:20:40

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

3.2 ODREĐIVANJE UNUTRAŠNJIH NAPREZANJA I ORIJENTIRANOSTI Sva opisana unutrašnja naprezanja (osim naprezanja radi vanjskih opterećenja), povezana su s brzim hlađenjem. Što je hlađenje brže, visoki naknadni tlak i dugo vrijeme njegova djelovanja mogu biti opasni (poglavlje G.35.c.3). Tako se pored drugih izraza za naprezanje u literaturi spominje i pojam naprezanja radi visokog naknadnog tlaka. Stoga možemo zaključiti, da su unutrašnja naprezanja najčešće posljedica neprimjerenog programiranja tlaka i temperature taljevine tijekom punjenja kalupne šupljine i ohlađivanja taljevine u kalupnoj šupljini. Unatoč poznavanju štetnog utjecaja visokog naknadnog tlaka, radi lokalnih zadebljanja i usahlina, često ga ne možemo izbjeći.

Unutrašnja naprezanja mogu uzrokovati pucanje proizvoda bez unutrašnjih mehaničkih opterećenja. Tlačna unutrašnja naprezanja sprječavaju nastajanje napuklina. No opasno je rastezno naprezanje, posebice ukoliko djeluje poprečno na smjer orijentiranosti (u smjeru manje čvrstoće proizvoda). Tada u smjeru orijentiranosti nastaju napukline uslijed naprezanja. Ukoliko proizvod ima otvor, pod utjecajem agresivnih medija na području rasteznih opterećenja, on će popucati. Stoga je važno znati, postoje li u proizvodu (na površini ili u unutrašnjosti) naprezanja, te ako postoje, kako ih se može ukloniti, da se spriječi otkazivanje proizvoda tijekom primjene.

Za određivanje unutrašnjih naprezanja, razvijeni su, slično kao i za orijentiranost (poglavlje G.34 ORIJENTIRANOST), različiti postupci, među kojima prevladavaju postupci temeljeni na primjeni agresivnih tvari za poticanje nastanka napuklina uslijed naprezanja.

One su indikatori veličine unutrašnjih naprezanja. Navodimo i neke druge postupke: a) Određivanje naprezanja s pomoću polarizacijskih filtra Postupak je primjenjiv za prozirne materijale. Proizvod se promatra kroz par prekriženih polarizacijskih filtra i na temelju tonova boja se zaključuje, koliko su velika naprezanja. Pri tome se mora znati, da se istodobno vidi i orijentiranost. Stoga je to ispitivanje primjenjivo samo za proizvode, za koje se pouzdano zna da su bez orijentiranosti. A to je vrlo rijetko.

Stoga za određivanje naprezanja taj postupak ne dolazi u obzir, ali se često primjenjuje za određivanje orijentiranosti. Prije toga se s pomoću temperiranja uklanjaju unutrašnja naprezanja, tako da ostaje još samo orijentiranost. b) Određivanje naprezanja mehaničkim ispitivanjima Često se primjenjuje ispitivanje utiskivanjem kuglice u nešto manji otvor na proizvodu, pri čemu se promatra nastanak napuklina na mjestu utiskivanja. Poznajemo i još mnoge druge postupke mehaničkog ispitivanja. c) Određivanje naprezanja izrezivanjem slojeva proizvoda To ispitivanjem se temelji na činjenici, da se ravnoteža naprezanja u proizvodu narušava

221

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 221

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

uklanjanjem slojeva proizvoda. Radi narušenog stanja naprezanja, proizvod se izvitoperi.

Na temelju te deformacije, može se izračunati početno stanje naprezanja. d) Određivanje naprezanja zagrijavanjem tik ispod temperature omekšavanja Pri toj temperaturi proizvod ima relativno malu čvrstoću. Stoga se radi djelovanja unutrašnjih naprezanja deformira, tako da više nije upotrebljiv. Na temelju nastale deformacije može se zaključiti koliko su bila velika unutrašnja naprezanja, koja su najčešće posljedica prevelikog u dugotrajnog naknadnog tlaka. Pri tom ispitivanju utjecaj orijentiranosti je izuzet, jer se orijentiranost oslobađa tek iznad temperature omekšavanja, što je iznad temperature staklastog prijelaza Tg pri amorfnim i tik iznad temperature taljenja kristalita pri kristalastim materijalima, kada makromolekule postaju dovoljno pokretne.

Toplinsko ispitivanje pri temperaturi uporabe pokazuje, je li proizvod primjeren za uporabu. Kritično mjesto je obično područje oko ušća, gdje je koncentracija unutrašnjih naprezanja radi opterećenja uslijed djelovanja naknadnog tlaka najveća. Pri relaksaciji, koja se odvija pri nižim temperaturama, ne dolazi do deformacije. e) Određivanje naprezanja s pomoću agresivnih tvari Taj postupak se primjenjuje za poticanje nastanka napuklina uslijed naprezanja, na temelju kojih se ocjenjuje stupanj unutrašnjih naprezanja. Postupak određuju norme DIN 53449/3 i ISO 4599. Ispitivana epruveta bez unutrašnjih naprezanja se upne u šablonu s polumjerom od 50 do 500 mm te se optereti na savijanje. Debljina epruvete je od 0,2 do 4 mm. Obzirom na polumjer šablone i debljinu epruvete, može nastati rubno istezanje od 0,2 do 3,9 postotaka (Slika 3.78).

Ispitivanje mehaničkog opterećenja epruvete traje 24 sata, a može se i produljiti u dugotrajno ispitivanje do 1000 sati. Epruveta je tijekom ispitivanja izložena i djelovanju agresivnog medija. Obzirom na naprezanje pri određenom istezanju, trajanju ispitivanja te vrsti i temperaturi medija, nastaju napukline različitih gustoća i veličina.

čeljust za stezanje epruveta šablona Slika 3.78/75/: Stezna šablona za savijanje epruvete

222

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 222

22.2.2016 7:20:40

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Taj postupak je ishodište za određivanje otpornosti materijala na nastajanje napuklina uslijed naprezanja. Postupak može biti i obrnut. Na temelju nastalih napuklina na nekom proizvodu, moguće je odrediti kolika su u njemu unutrašnja naprezanja, ukoliko postoje usporedna ispitivanja. Pri tom obrnutom ispitivanju, proizvod je izložen djelovanju agresivnih tvari u neopterećenom stanju. Proizvod može u mediju biti potopljen, može biti izložen njegovim parama, ili samo navlažen medijem. Na temelju tih mogućnosti, nastala su različita »kućna« ispitivanja.

Uvriježila su se dva načina određivanja naprezanja na osnovi napuklina uslijed naprezanja: a) Proizvod se opterećuje različitim opterećenjima i potapa u agresivnu tvar. Za svako opterećenje mjeri se vrijeme, do nastanka prve napukline. Tako dobivamo dijagram naprezanja i vremena do nastanka prve napukline.

U obrnutom smjeru postupak se odvija tako, da se proizvod s neznatnim naprezanjima potopi u medij i mjeri vrijeme do nastanka prve napukline. Iz dijagrama se očitava, koliko veliko naprezanje je uzrokovalo nastalu napuklinu. b) Dva sastojka agresivne mješavine pomiješaju se u određenom omjeru. Proizvod se optereti s određenim opterećenjem, te ga se potopi u pripremljenu smjesu. Izabire se vrijeme potapanja. U jednakim vremenskim intervalima mijenja se opterećenje.

Najmanje opterećenje, pri kojem se pojavljuje napuklina, referentno je naprezanje s zadanim sastavom mješavine. Zatim se mijenja sastav mješavine i za svaki sastav se traži referentno naprezanje. Tako se dobije dijagram naprezanja za pojedine sastave mješavine, pri kojima se pojavljuje napuklina.

Primjer: Za polikarbonat se primjenjuje mješavina toluena i n-propanola. Vrijeme djelovanja je 3 minute. Pri omjeru 1:10 nastaju prve napukline pri naprezanju 20 MPa ili više, a pri omjeru 1:3 već pri naprezanju 10 MPa ili više.

3.2.1 PREPORUKE ZA IZBOR AGRESIVNIH TVARI ZA ODREĐIVANJE NAPREZANJA Proizvođači materijala preporučuju odgovarajuće agresivne tvari, koje smanjuju čvrstoću polimernog materijala i potiču nastajanje napuklina uslijed naprezanja, ali ne degradiraju polimerni materijal. Pojedini materijali su različito osjetljivi na agresivne tvari. Stoga su uvjeti ispitivanja prilagođeni svakoj grupi materijala. U nastavku navodimo podatke o vrstama medija te temperaturama i vremenima djelovanja, pri kojima nastaju napukline, koje ukazuju na naprezanja višeg stupnja, radi kojih se proizvodi moraju temperirati. Neki postupci se vode tako, da nakon završetka ispitivanja nema napuklina. To znači da u proizvodu nema naprezanja, ili su zanemarivo mala.

PE 5 postotna otopina tenzida: 4 sata/80 °C PP

223

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 223

22.2.2016 7:20:40

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

kromova kiselina: 60 min/50 °C PS n-heptan: 60 min PVC Metilalkohol ABS 80 postotna ocetna kiselina: 20 min ili toluen + n-propanol (1:5): 60 min ASA maslinovo ulje + uljna kiselina (1:1): 60 min ili izopropanol: 60 min SAN n-heptan ili toluen + n-propanol (1:5): 15 min ili trikloretilen SB n-heptan: 60 min ili maslinovo ulje + uljna kiselina (1:1) ili petrolej + benzin ASA maslinovo ulje + uljna kiselina (1:1): 60 min - zašto se ASA ponavlja ili to nije ASA???

PMMA toluen + n-heptan (2:3): 15 min ili: proizvod se potopi na 3 minute u izopropanol, zatim se 15 minut suši na zraku; ne smije dobiti napukline ili: proizvod se potopi na 15 minuta u 90 postotni alkohol, zatim se ispere s vodom i počeka 30 minuta; ne smije dobiti napukline POM od 40 do 50 postotna sumporna kiselina: 20 min ili: 75 postotna fosforna kiselina: 3 min/50 °C PC toluen + n-propanol (1:3) :3 min PA 6 35 postotna otopina za lemljenje (ZnCl2): 20 min PA 66 50 postotna otopina za lemljenje (ZnCl2): 20 min PA 6-3-T aceton ili čisti metanol: 1 min PBT 50 postotna otopina za lemljenje (ZnCl2) PES toluen, ili izopropanol: 60 min

224

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 224

22.2.2016 7:20:41

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

PPS + PS tri-n-butilfosfat: od 8 do 15 sek/od 23 do 40 °C PEK aceton: 60 min PEI propilenkarbonat: 60 min

3.2.2 SPRJEČAVANJE UNUTRAŠNJIH NAPREZANJA Za smanjivanje odnosno sprječavanje unutrašnjih naprezanja vrijede slične preporuke kao za sprječavanje orijentiranosti (poglavlje G.34 ORIJENTIRANOST). Naprezanja su manja ukoliko se ubrizgava u vrući kalup, s velikom brzinom ubrizgavanja (stupnjevani profil), s niskim naknadnim tlakom i kratkim vremenom njegova djelovanja.

Za sprječavanje nastanka naprezanja preuzeti su sljedeći zaključci istraživača: - Naprezanja nastaju radi visokog i dugotrajnog naknadnog tlaka, koji ometa proces relaksacije tijekom ubrizgavanja.

- Temperatura kalupa treba biti što viša, da se smanji razlika između temperatura taljevine i stijenke kalupne šupljine. Stoga se preporuča primjena prevučene površine kalupne šupljine, da se smanji brzina hlađenja vanjske površine proizvoda.

- Orijentiranost uzrokuje anizotropnost strukture plastomernog materijala. Unutrašnja naprezanja su veća, što je veća razlika tijekom skupljanja u smjeru orijentiranosti i u njenom poprečnom smjeru.

- Pri amorfnim materijalima, koji se relativno malo skupljaju, i pri velikoj anizotropnosti strukture učinak relaksacije je jači od učinka anizotropnog skupljanja.

- Pri nekim kristalastim materijalima, učinak anizotropnog skupljanja je bitno jači od učinka relaksacije, stoga se pri temperiranju unutrašnja naprezanja čak povećaju.

- Ušće se postavlja na najdebljem dijelu, gdje je radi velikog skupljanja potrebno dovoditi najviše taljevine. Ukoliko radi zamrzavanja nema dovoljnog dovođenja taljevine, struktura je radi velikog skupljanja puhla, a proizvod ne postiže zahtijevane izmjere.

- Veličina unutrašnjih naprezanja i orijentiranosti se ograničava preciznom regulacijom brzine ubrizgavanja, tlaka i temperature taljevine, da se smanji različitost skupljanja na pojedinim mjestima ušća radi različitih uvjeta ohlađivanja (u blizini ušća, na udaljenim mjestima).

- Provodi se kontrola mase proizvoda kao funkcija naknadnog tlaka i vremena njegova djelovanja.

- Proizvod mora biti načinjen u skladu s preporukama pravilnog konstruiranja.

225

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 225

22.2.2016 7:20:41

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3.2.3 UKLANJANJE UNUTRAŠNJIH NAPREZANJA (relaksacija odnosno temperiranje) Ukoliko oblik proizvoda, izbor materijala i prerada u cijelosti ne odgovaraju preporukama, te se ne može spriječiti nastajanje unutrašnjih naprezanja, možemo ih ukloniti temperiranjem (relaksacijom). To je postupak oslobađanja naprezanja zagrijavanjem proizvoda u peći pri relativno visokoj temperaturi ispod točke omekšavanja, pri kojoj se proizvod još ne uništi. Vrijeme postupka je nekoliko sati te uključuje sporo početno zagrijavanje i polagano ohlađivanje na okolišnu temperaturu. Vrijeme i temperatura su ovisni o vrsti plastomernog materijala i veličini unutrašnjih naprezanja. Temperiranje se može odvijati i pri temperaturi okoline, no za to je potrebno dulje vrijeme.

Temperiranje se izvodi radi dva razloga: a) S temperiranjem se želi ukloniti unutrašnja naprezanja, kako bi se spriječio nastanak napuklina uslijed naprezanja tijekom kasnije primjene, a posebice ukoliko se proizvod lakira ili lijepi s agresivnim tvarima. Postupak se primjenjuje za amorfne i kristalaste materijale. b) Pri kristalastim materijalima se temperiranjem želi potaknuti zaostalu nedovršenu kristalizaciju, čime se postiže konačno dimenzijsko stanje proizvoda. Nepotpuna kristalizacija i radi nje nehomogena struktura nastaju radi brzog hlađenja proizvoda. Naknadna kristalizacija se može provoditi i automatski kroz dulje razdoblje i tijekom primjene.

Nastaje homogenija struktura, a neželjene posljedice su naknadno skupljanje i promjene izmjera. S pomoću kontroliranog temperiranja pri višim temperaturama, taj proces se može ubrzati tako, da se konačno dimenzijsko stanje postiže prije uporabe proizvoda.

S pomoću temperiranja se ne mogu ukloniti naprezanja, već se radi neželjenih utjecaja naknadne kristalizacije i s njom povezanog skupljanja mogu čak povećati. Stoga se mora dosljedno poštivati preporuke proizvođača materijala.

Za temperiranje proizvoda od pojedinih polimernih materijala vrijede sljedeće preporuke: PS: 30 min/60 °C ABS: 30 min/60 °C SB: 30 min/60 °C PMMA: 60 min/od 60 do 90 °C POM: od 6 do 30 min/od 100 do 160 °C PA 6: 60 min/od 120 do 140 °C PA 66: 30 min/120 do 150 °C PC: 30 min/od 110 do 135 °C PSU: 300 min/od 160 do 170 °C PEK: 240 min/200 °C LCP: od 200 do 250 min/od 230 do 250 °C

226

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 226

22.2.2016 7:20:41

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

3.2.4 KONDICIONIRANJE Temperiranje i kondicioniranje su naknadna obrada proizvoda od plastomernih materijala za dobivanje konačnih uporabnih svojstava. Kondicioniranje je postupak ubrzanog zasićenja proizvoda s vodom, koja u makromolekulnoj strukturi djeluje kao elastomerna komponenta. Materijali, koji su nakon ubrizgavanja čvrsti i krhki, nakon kondicioniranja postaju elastični i žilavi. Takvi proizvodi su sposobni podnijeti operacije montaže i kasnija opterećenja tijekom uporabe. Najčešće se kondicioniraju poliamidi, posebice PA 6 i PA 66, a rjeđe poliimidi, polieterimidi i polietersulfoni. Druge materijale se ne kondicionira, jer ne upijaju vodu. Ukoliko je upijaju, voda ne djeluje kao pri poliamidima.

Poliamidi upijaju vlagu iz okolišnog zraka prirodnim putem, iako je taj način za praksu radi dugotrajnosti neupotrebljiv. Češće je u praksi ubrzano kondicioniranje. U Tablici 3.3 navedeno je nekoliko načina. Vremena i temperature se određuju s pomoću pokusa. Često je dovoljna već minimalna zasićenost površine proizvoda, da podnese opterećenja montaže bez loma.

Tablica 3.3: Načini kondicioniranja poliamida Kondicioniranje – (PA 6; debljina 2 mm) Sobna temperatura

Tropska klima

Voda

PE vrećica s 5 % vode

6 tjedana

40 °C/90 % r. vl.

60 °C

20–40 °C

20 °C

45 °C

7–22 dana

2–4 h

6–20 h

6–7 dana

24 h

Količina vlage, koju upije poliamid, ovisna je o relativnoj vlažnosti okolišnog zraka. Utvrđeno je, da pri 50-postotnoj relativnoj vlažnosti, PA 6 i PA 66 upiju približno 3 postotka vlage. Ukoliko su ojačani s 30 postotaka staklenih vlakana, upiju približno pola manje vlage. Pri kondicioniranju se izmjere proizvoda promjene obzirom na količinu upijene vlage.

Pri tri postotka upijene vlage, stranica proizvoda od PA 6 i PA 66 se produlji približno za 0,3 postotka. Pri proizvođaču materijala se o tome mogu dobiti precizni podaci. Pri uporabi u slobodnom prostoru, relativna vlažnost se stalni mijenja. Izmjere proizvoda od poliamida ne prate tako brzo te promjene. Stoga nema većih poteškoća radi primjerna izmjera.

Ponekad se dogodi, da se mjera proizvoda nakon kondicioniranja čak i smanji. To se pripisuje zakašnjeloj sekundarnoj kristalizaciji, koju pokrene kondicioniranje u vrućoj vodi.

3.3 OBRAZAC GREŠKE U PROIZVODNOM PROCESU Otkrivanje nepravilnosti, grešaka i smetnji u procesu je često vrlo teško i zahtijeva produbljenu analizu djelovanja čitavog proizvodnog procesa. Obrazac, koji je priložen u nastavku, i u kojeg upisujemo greške i prijedloge za poboljšanje, vrlo je univerzalan i primjeren ne samo za postupke injekcijskog prešanja plastomera, već i za bilo koji tehnološki proces (preoblikovanje limova, površinska obrada itd.), jer svugdje nastupaju jednaki elementi procesa. U obrascu označavamo one elemente procesa, kojima možemo upravljati.

227

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 227

22.2.2016 7:20:41

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

Tvrtka:

GREŠKE U PROIZVODNOM PROCESU

QA

Materijal–Kalup–Ubrizgavalica–Proizvod–Uređaj–Energetskisustavi–Tehnol.postupak Br.:

☐

☐

☐

☐

☐

☐

☐

NAZIV

Strana: 1 / KOD

Č. Proizvod Dio A. Materijal

B. Kalup C. Ubrizgavalica D. Uređaj E. Energetski sustav F. Tehnološki post.

Br. kalup. šupljina

Oznaka varijante:

Skica

Poz.

Kod

Vrsta greške na proizvodu

Uzrok i uklanjanje grešaka pri elementima procesa

Načinio:

Dopunio:

Odobrio:

Broj:

Datum:

Datum:

Datum:

Promjene:

228

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 228

22.2.2016 7:20:41

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

3

Greške u proizvodnom procesu, strana: 2 / Poz.

Kod

Vrsta greške na proizvodu

Uzrok i uklanjanje grešaka pri elementima procesa

229

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 229

22.2.2016 7:20:41

3

~ GR E ŠKE PR I IN JE K CI J SKOM PR E Š A N JU ~

LITERATURA /1/ /2/ /3/ /4/ /5/ /6/ /7/ /8/ /9/ /10/ /11/ /12/ /13/ /14/ /15/ /16/ /17/ /18/ /19/ /20/ /21/ /22/ /23/ /24/ /25/ /26/ /27/ /29/ /30/ /31/ /33/ /35/ /42/ /45/ /50/ /51/

Diakon Spritzgiessverarbeitung – Technisches Merkblatt, DN 20 – b – 1983 Degalan – Formmassen für Spritzguss und Extrusion Lergangsunterlagen – Mannesman Demag KT – 1989 Spritzen – Kurz und bündig – Mannesman Demag KT – 1985 Plexiglas – Formmasse, Röhm Kunststoffe Verarbeitungsdaten für den Spritzgiesser, Bayer Thermoplaste Hinweise für den erfolgreiche Spritzgiessverarbeitung – G.E.P. – Thermoplaste Resarit – Acryl Formmassen, Verarbeitungsrichtlinien Precizno brizganje Delrin acetalnih granula – DuPont Spritzgiessen, Bayer Thermoplaste Kistler, Betriebs - und Serviceanleitung Betriebsanleitung für Mannesmann Demag – Spritzgiessmaschinen Ankerwerk : Spritzgiessen – Sonderdruck – 1976 Krauss Maffei BASF Bayer – Praksis Information PI 047 – 1991 Bayer – Makrolon – KL 41311 – 1973 Bayer – Verarbeitungsdaten für den Spritzgiesser – KU 40260 – 1997 Bayer – Anwendungstechnische Information ATI 765 – 1992 Martin Bichler – Demag KT – Kunststoffteile fehlerfrei Spritzgiessen - 1999 Hoechst ETH Zürich, IMEST-ST Heute, Ankerwerk Nürnberg, 1969 G.E.P.: Hinweise für den erfolgreiche Spritzgießverarbeitung EMS-Chemie, 1997 Rhone-Paulenc: Technyl, Techster-Gestaltung von Formteilen R. Sontag: Leistungsbestimmung von Spritzgiessmaschinen; »Kunststoff und gummi« 1965/3-Sonderdruck:Ankerwerk Nurnberg M. Horndasch: Kalkulation von Spritzgussteilen; »Plastverarbeiter 1968/11 Sonderdruck: Ankerwerk Nurnberg Demag KT: Spritzgiessen-Kurz un bundig, 1996 Demag KT - Ankerwerk: Spritzgiessen - Sonderdruck, 1976 D. Schauf, Bayer: Zusammenhange zwischen Schwindung, Orientierung, Toleranzen und Verzug bei der Herstellung von Formteilen (KU 47.327), 1986 vir neznan Heinz-Dieter Stank: Anforderungen an der Anguss, seine Aufgaben, Anforderungen an Spritzgussteil, 1975 Weka Fachverlag für technische Führungskräfte GmbH: Gestalltung von Spritzgießteilen, Oktober 2000 Gottfried W. Ehrenstein: Mit Kunststoffen konstruieren Peter Jung, Herbert Patzschke: Spritzgießen von Thermoplasten, Leibzig 1988.

230

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 230

22.2.2016 7:20:41

/52/ /60/ /61/

Saechtling: Kunststoff Taschenbuch, 27. Ausgabe, Hanser, Wien 1998 A. Leveque: Amorphe und kristaline /olimere im Vergleich, Plastverarbeiter 1992/9 Rudi H. Keuerleber, Peter J. Cloud, Mark A. Wolverton - L.N.P.-Corporation, Malvern, PA/USA:Voraussagbares Schrumpf-und Verzugsverhalten bei verstärkten und gefülten Thermoplasten; Plastverarbeiter 1979/11. /62/ D. B. Schulz: Untersuchungen zum Präzisionsspritzgießen mit Acetal-Copolimerisat auf einer prozeßgesteuerten Spritzgießmaschine.; Plastverarbeiter 1979/1 /63/ Saturnus AO, Ljubljana /64/ K.I.M.W GmbH, Kunstoff Institut Lüdenscheid /65/ LIV Postojna /66/ Lanxess GmbH-de /67/ Arno Hörburger,Hoechst: Heißkanalsysteme für technische Thermoplaste, Plastverarbeiter 1959/11 /68/ Voraussagbares Schrumpf-und Verzugsverhalten bei verstärkten und gefülten Thermoplasten, Plastverarbeiter 1979/11 /69/ Weka Fachverlag, Gestalltung von Spritzgießteilen, 10.2000.) /70/ Von Prof. Dr.-Ing. H. Wiegand und Dipl. -Ing . H. Wetter: Molekulare Orientierung in Spritzgußteilen als Folge der Verarbeitung, Kunststoffe 1966/11 /71/ Von Dr. W. Knappe: Die Festigkeit thermoplastischer Kunststoffe in Abhängigkeit von den Verarbeitungsbedingungen, Kunstsoffe 1961/9 /72/ Von Dr. J. Dasch: Einfluß der Gestalt des Prüfkörpers auf die Festigkeit von Thermoplasten, Kunststoffe 1968/11 /73/ Von Prof. Dr.-Ing. S. Wintergerst: Orientierungen und Spannungen in Spritzgußteilen; Kunststoffe 1973/10 /74/ Dr.-Ing. G. Wübken: Eigenspannungen in Spritzgußteil; Plastverarbeiter 1975/1 /75/ G. Hartman, G.-W. Ehrenstein: Spannungsrißbildung bei Thermoplastischen Kunststoffen, Plastverarbeiter 1990/12 /76/ Dieter Bürkle, Lyon-Balan: Messen von Eigenspannungen in Kunstoff-Spritzgußteilen, Kunststoffe 1975/1 /77/ Methoden zur Ermittlung der Spannungsverteilung in belasteten Formteilen, Plastverarbeiter 1979/6 /130/ DuPont: Crastin, Verarbeitungshandbuch, 1993

231

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 231

22.2.2016 7:20:41

232

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 232

22.2.2016 7:20:41

Ovlašteni zastupnik KMS, d.o.o.

T +386 4 251 61 50 Info@kms.si www.kms.si

KMS zastupa i sljedeće marke

Ekskluzivni zastupnik njemačke tvrtke za Sloveniju, Hrvatsku i BiH U jednom programu sve tri tehnologije: INJEKCIJSKO PREŠANJE, EKSTRUDIRANJE I REAKCIJSKA TEHNIKA Našim kupcina nudimo i:

- ubrizgavalice za injekcijsko prešanje gume LWB - opremu za automatizaciju kao što su dozatori, miješalice, uređaji za sušenje i transport Colortronic

- temperirala Single - uređaji za industrijsko hlađenje, iskorištavanje topline, klimatizaciju i ventilaciju te čiste sobe ONI

- visokoprecizne ubrizgavalice za injekcijsko prešanje plastike Netstal

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 233

22.2.2016 7:20:41

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 234

22.2.2016 7:20:42

UmjeTnosT ProiZvodne UčinkoviTosTi

Proizvodna učinkovitost i umjetnost imaju puno toga zajedničkog: da bi se stvorila izvrsnost, treba savladati svaki detalj. To dokazujemo svakodnevno. Bilo da se radi o tehnici dizajniranoj po mjeri, sveobuhvatnom savjetovanju ili prvoklasnoj usluzi.

Zamislite sami svoje perspektive za budućnost!

www.arburg.com

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 235

22.2.2016 7:20:42

Mi smo tvrtka s 20 godina iskustva na području prodaje tehničkih plastomera i opreme za preradu plastike. Naša prednost su fleksibilnost te educiran i stručno osposobljen kadar. Sa stalnim stjecanjem novih znanja zaposlenika, prilagođavamo se zahtjevima i uvjetima na tržištu te pratimo novosti. Zadovoljstvo kupca postižemo s kvalitetnim uslugama, očekivanim rokovima isporuke i konkurentskim cijenama. Sa svojim radom smo stvorili ugled i na svom području zauzimamo jedno od vodećih mjesta u Sloveniji. Do sada nam je povjerenje ukazalo već preko 500 zadovoljnih kupaca u Sloveniji i inozemstvu. Zajedno s partnerima trajno razvijamo nove materijale po želji kupaca, koje prodajemo pod vlastitom robnom markom. Radi zahtjeva tržišta sve smo prisutniji i na području vlastitog bojanja i to s vlastitom proizvodnjom tekućih bojila, odnosno u suradnji s vodećim proizvođačima masterbatcheva.

vlastita robna marka

(masteri)

TEHNIČKI PLASTOMERI - GRANULATI

MASTERBATCHEVI I DODACI

VLASTITA PROIZVODNJA TEKUĆIH BOJILA REGENERACIJA I MLJEVENJE PLASTIKE LIJEVCI ZA MIJEŠANJE SREDSTVA ZA ČIŠĆENJE SAVJETOVANJE I EDUKACIJA PERIFERNA OPREMA

Elastoplastomeri:

Regenerat:

sušare magnetski separatori usisno-dozirni uređaji silosi miješalice dozatori boje i drugih aditiva temperirala rashladni sustavi za tehnološku vodu sustav hlađenja tehološke vode sa zrakom rashladni sustav po mjeri i željama kupca mlinovi za mljevenje plastike transportne vrpce i jedinice za sortiranje

SERVIS I ODRŽAVANJE

NEAKREDITIRANI LABORATORIJ ZA ANALIZU KEMIJSKIH, MEHANIČKIH, TOPLINSKIH, ELEKTRIČNIH I SAMOGASIVIH SVOJSTAVA PLASTIČNIH MATERIJALA

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 236

22.2.2016 7:20:43

na ra i nost učno njem o se timo o s vima ojim učju a u zalo eniji i ajno aca, nom smo to s ojila, čima

Jedna tvrtka za sva rješenja. www.wittmann-group.com

CI

A

KE

JE

JE

A

A

JE

ROBOS d.o.o.

Brnčičeva 31, 1231 Ljubljana – Črnuče, Slovenija Tel: +386 1 7888 535 | Fax: +386 1 7888 531 Mobi: +386 41 779 019 www.robos.si | info@robos.si

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 237

world of innovation 22.2.2016 7:20:44

ISPLATI SE BITI

PRETPLATNIK a z i t s o n d o g Po pretplatnike èasopisa

W d

h p p

Za samo 156 kn (20 €) dobijete:

e p

• cjelogodišnju pretplatu na èasopis IRT3000  4 broja • struène sadržaje svaka 3 mjeseca na više od 120 stranica • svakih 14 dana IRT3000 E-novosti na vaš e-mail • moguænost povoljnije nabave struène literature

Svaki naruèitelj dobija majicu i vezicu

s p

Pretplatite se! +385 (0)98 409 690 info@irt3000.com www.irt3000.com

Od 2013. godine, èasopis IRT3000 vam je još bliži. Možete ga èitati na razlièitim mobilnim ureðajima, primjerice na pametnim mobitelima i tabletima. Pored donošenja izabranih novosti, nudimo vam moguænost kupnje pojedinaènih brojeva èasopisa ili èitavih godišta, brzo i jednostavno preko vašeg digitalnog prijemnika.

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 238

22.2.2016 7:20:45

Anze

We are your qualified development partner!

high perFormance polymers

engineering polymers

standard polymers

Flexible polymers

Biesterfeld Interowa GmbH & Co KG · Bräuhausgasse 3-5 · 1050 Vienna Contact CRO: goran.barbarosa@interowa.com Tel: +385 1 30 79 360 Contact SRB: predrag.milovanovic@interowa.com Tel: +381 11 25 44 391 Contact BiH: semir.husamovic@interowa.com Tel: +387 35 715 159 Visit our home page: www.interowa.com · www.biesterfeld-plastic.com

Anzeige_Slowenien 2016_160x230.indd 1 Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 239 PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik

22.12.15 14:17 22.2.2016 7:20:45

Kontakt | O stranici | Statistika | Registracija | Partneri | Pomoć

Naslovnica

Novosti

Forum

Mali oglasi

Događanja Burza kadrova

Albumi

Baza znanja

Poveznice

Oglašavanje

Tematika portala STROJNISTVO.com je specijalizirana za područje strojarstva.

Posjetitelji portala na jednom mjestu prate aktualna i stručna događanja na području strojarstva.

Praćenje općih događanja u Sloveniji i inozemstvu, upoznavanje sa stanjem tehnike i prosljeđivanje aktualnih trendova preko novosti, popisa događaja i baze znanja, nudi posjetiteljima opću preglednost. A razdjeljivanjem foruma u tematske blokove, na usko specijaliziranim područjima osvježavamo stručno znanje. Pojedine tematske blokove po potrebi dopunjujemo. Posjetitelji mogu u tematskim blokovima postavljati pitanja, na njih odgovarati ili ih komentirati i tako sa svojim doprinosom sudjelovati pri oblikovanju stranica. Jedino mjerilo je stručnost.

Portal STROJNISTVO.com nije statična stranica s nekoliko osnovnih informacija, već je stranica koja se neprekidno širi i razvija svoj potencijal, te je zato svaki trenutak zanimljiv za sve strojare.

Stranica nudi brojne informacije s područja strojarstva:

Najzanimljiviji dio portala je forum, koji je podijeljen u sljedeće tematske blokove:

• aktualne novosti (događaji u svijetu i kod nas, novi proizvodi i tehnologije, predstavljanja tvrtki)

• Konstruiranje i mehanika

• forum za stručnu i opću strojarsku debatu • mali oglasi • burza kadrova (ponuda i traženje zapošljavanja, stipendiranje) • stručne poveznice • stručne objave i korisna pomagala

• Energetsko i procesno strojarstvo • Proizvodno strojarstvo

• SolidWorks • AutoCad & Mechanical Desktop • Ostali programski paketi

• Mjerenje i senzorska tehnika

• Modelarstvo

• Kvaliteta

• Učenici

• Alatničarstvo

• Studenti

• ProEngineer

• Ostalo

• Sam svoj majstor

Telefon: +386 41 402 755 • www.strojnistvo.com • info@strojnistvo.com Bašelj 52a, SI-4205 Preddvor, Slovenija

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 240

22.2.2016 7:20:47

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 241

22.2.2016 7:20:51

SNIZITE TROŠKOVE PROIZVODNJE I SMANJITE RIZIKE PRI RAZVOJU PROIZVODA

Uklanjanje deformacija injekcijski prešanog dijela (Moldflow) Mjerenja uzoraka iz proizvodnje (GOM ATOS)

Simulacije injekcijskog prešanja plastike MKE-proračuni čvrstoće 3D-skeniranje, mjerenje i unatražno inženjerstvo Analiza vibracija kućišta perilice (Abaqus MKE)

Razvoj proizvoda ključ u ruke | Napredni MKE-proračuni čvrstoće | Optimiranje proizvodnih procesa 3D-skeniranje i mjerenje | Injekcijsko prešanje prototipova i malih serija | Stručno osposobljavanje | Istraživanje i razvoj

TECOS - POUZDANI PARTNER PRI RAZVOJU PROIZVODA, ALATA I TEHNOLOGIJA! www.tecos.si | cae@tecos.si | +386 3 426 46 00 PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 242

22.2.2016 7:20:52

RAZMIŠLJAJTE EKOLOŠKI, DJELUJTE MUDRO/MODRO

TOP TEH, d.o.o., Cesta Toneta Kralja 26, 1290 Grosuplje, Slovenija Tel.: +386 1 787 16 61 | Faks: +386 1 787 16 62 | Prodaja: +386 41 322 355 | Servis: +386 51 398 065 | info@topteh.si | www.topteh.si 00 PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 243

22.2.2016 7:20:52

bucH inserat „kunst in der spritzgießerei“

Daljnja obraDa bez Deformacija

najviša kvaliteta i pouzDanost

sprache: Hr

format: 160x230+5mm

najbolji servis

thema: image

stalna raspoloživost

as: 25.11.2015

najkrači rokovi isporuke

Meusburger Georg GmbH & Co KG | Kesselstr. 42 | 6960 Wolfurt | Austria T 00 43 (0) 55 74 / 67 06-0 | F -11 | sales@meusburger.com | www.meusburger.com

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 244

22.2.2016 7:20:54

15

Najveći svjetski proizvođač ubrizgavalica za injekcijsko prešanje plastike.

Najprodavanija serija ubrizgavalica na svijetu.

Značajna ušteda energije primjenom patentirane tehnologije servo pogona - 'Mars tehnologija', u standardnoj isporuci.

Ubrizgavalice sa dvije kalupne ploče, sa silom zatvaranja od 4.500-66.000kN. 'Mars tehnologija' za uštedu energije u standardnoj isporuci.

Serija potpuno električnih ubrizgavalica vrhunskih performansi, dinamična i precizna uz širok spektar primjena.

Serija hibridnih ubrizgavalicaprednosti električnih i hidrauličkih pogona integriranih u kompaktnu cjelinu, po pristupačnoj cijeni.

oruke

Ovlašteni Haitian zastupnik za Hrvatsku, Srbiju, Makedoniju i BiH: Plastma mašine za preradu plastike d.o.o.

Kralja Petra I 67, Bačka Palanka, Srbija Tel. +381 21 6043821, +381 21 6040449 www.plastma.net, office@plastma.net

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 245

22.2.2016 7:20:55

INDUSTRIJSKI

FORUMIRT NAJVEĆI STRUČNI DOGAĐAJ INDUSTRIJE ZA INDUSTRIJU

• Predstavljanje stručnih članaka • Stručna izložba • Aktualni okrugli stol • Podjela priznanja TARAS

Forum znanja i iskustava

Priznanje

Događaj je namijenjen predstavljanju postignuća i novosti iz industrije, inovacija i inovativnih rješenja iz industrije za industriju, primjera prijenosa znanja i iskustava iz industrije u industriju, primjene novih ideja, konstrukcija, metoda tehnologija i alata u industrijskom okruženju, stvarnog stanja u industriji te njenih zahtjeva i potreba, uspješnih aplikativnih projekata istraživačkih organizacija, instituta i sveučilišta, izvedenih u industrijskom okruženju, te primjera prijenosa primjenjivog znanja iz znanstveno-istraživačkog okruženja u industriju.

TARAS

Priznanje za najuspješniju suradnju znanstvenoistraživačkog okruženja i gospodarstva na području inoviranja, razvoja i tehnologija.

• polimeri i njihova prerada • organizacija i vođenje proizvodnje • menadžment kvalitete • automatizacija • robotizacija • informatizacija • mehatronika

• proizvodna logistika • informacijske tehnologije • napredne tehnologije • ponuda znanja • zavarivanje i rezanje • održavanje i tehnička dijagnostika

www.forum-irt.si

Dodatne informacije: Industrijski forum IRT, Motnica 7 A, 1236 Trzin, Slovenija | tel.: +386 1 5800 884 | faks: +386 1 5800 803 e-pošta: info@forum-irt.si | www.forum-irt.si | Organizator događaja: PROFIDTP, d. o. o., Gradišče VI 4, 1291 Škofjica, Slovenija Partner događaja: TECOS, Celje | Organizacijski voditelj događaja: Darko Švetak, darko.svetak@forum-irt.si

w w w.forum-ir t.si PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 246

•

•

Svake godine u prvom tjednu lipnja industrijski

• • • •

Središnje teme IFIRT • inoviranje • razvoj • izradbene tehnologije • alatničarstvo i strojogradnja • mjeriteljstvo i kvaliteta • toplinska obrada i povezivanje • napredni materijali

• •V •V d •V • t

• • •

22.2.2016 7:20:56

ž

v

o

c k

b

i

ALATI • Dugi vijek eksploatacije • Veliki kapacitet proizvodnje • Visoka kvaliteta svih ugrađenih dijelova • Visoka točnost izrade • Primijenjena sva dostignuća tehnike

ROBOTI • Fleksibilni za IML tehnologiju • Prilagođeni proizvodima koje želite proizvoditi • Pouzdani u radu • Sastavljeni od komponenata vodećih svjetskih proizvođača • S konkurentnim cijenama u odnosu na ostale proizvođače

IML - SUSTAVI • Usklađeni kapacitetom kako bi cijena finalnog proizvoda bila konkurentna na tržištu • Pouzdani u radu • Brz odziv INMOLD servisa za bilo koji problem • Obuka i praćenje tijekom i izvan razdoblja garancije PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 247

22.2.2016 7:20:56

POKROVITELJI

KMS d.o.o.

Poslovna cona A 34, 4208 Šenčur Slovenija

Nomis d.o.o.

Havidićeva 27 10020 Zagreb HR

ARBURG GmbH+Co KG Postfach 1109 D-72286 Lossburg Nemčija

TERA d.o.o.

Volče 138a 5220 Tolmin Slovenija

ROBOS d.o.o.

Brnčičeva 31 1231 Ljubljana – Črnuče Slovenija

PROFIDTP d.o.o.

Gradišče VI 4 1291 Škofljica Slovenija

Biesterfeld Interowa GmbH & Co KG Bräuhausgasse 3 1050 Wien, Avstrija

Strojništvo.com Bašelj 52a SI-4205 Preddvor Slovenija

Neofyton Danila Kisa 7a 21000 Novi Sad Serbia

TECOS Kidričeva ulica 25 3000 Celje Slovenija

TOP TEH d.o.o.

Cesta Toneta Kralja 26 1290 Grosuplje Slovenija

Meusburger Georg GmbH & CO KG Kesselstr. 42 6960 Wolfurt, Austrija

industrijski www.forum-irt.si

PLASTMA d.o.o.

Kralja Petra I 67 21400 Bačka Palanka Srbija

PROFIDTP d.o.o.

Gradišče VI 4 1291 Škofljica Slovenija

PROFI DTP - UMETNOST BRIZGANJA Henrik Privsek 160x230mm 2015 CRO.indd 248

INMOLD PLAST d.o.o.

Vojvode Mišića 5 31210 Požega Serbia

22.2.2016 7:20:56

ISBN 978-953-58730-0-6

HENRIK PRIVŠEK • MATJAŽ ROT AUTOR

UREDNIK

UMJETNOST INJEKCIJSKOG PREŠANJA Knjiga Umjetnost injekcijskog prešanja obrađuje područje plastomera i njihovog praoblikovanja. Nastala je sa ciljem popunjavanja praznina u literaturi na području prerade plastomera i to injekcijskim prešanjem. Dok je na stranim jezicima na raspolaganju mnoštvo literature na temu praoblikovanja polimera u industriji, u Hrvatskoj je upravo suprotno – vlada velika praznina.

Knjiga Umjetnost injekcijskog prešanja je stoga prvi korak u nadogradnji znanja s područja prerade plastomera. U njoj će čitatelj naći i više od samih osnova injekcijskog prešanja, jer je napisana sa ciljem da se primjenjuje kao priručnik tipa sve-u-jednom.