Page 1

Nr 1/2018 (43) rok IX cena 18,00 zł (w tym 8% VAT)

i s s n 2082-6877 dwumiesięcznik

T

w o r z y w a

p o l i m e r o w e

w

n a u c e

i

p r a k t y c e

Przemysł tworzyw sztucznych w Polsce i w Europie Systemy GK i regulatory temperatury – przegląd rozwiązań firm Technologie radiacyjne w przetwórstwie tworzyw sztucznych

Foto: www.freepik.com

Tworzywa sztuczne w przemyśle – biomateriały

www.freepik.com


SPIS TREŚCI STYCZEŃ/LUTY 2018 r.

PODSUMOWANIE ROKU 2017 I PLANY NA ROK 2018

4 8 10 12

GUS podał dane o produkcji przemysłowej i sprzedaży detalicznej To był wyjątkowy rok Uniwersalny system monitorowania naprężeń kolumn wtryskarek Przemysł tworzyw sztucznych w Polsce i w Europie

REGULATORY TEMPERATURY W PRZEMYŚLE

13

Producent automatyki przemysłowej

SYSTEMY GK I REGULATORY TEMPERATURY

14 16 19 20 22

Systemy GK i regulatory temperatury – przegląd rozwiązań firm Gammaflux® lider regulatorów gorących kanałów Granulat Asaclean® – sposób na czyszczenie systemów gorącokanałowych Profesjonalny dostawca systemów gorącokanałowych Poradnik użytkownika systemów GK

TWORZYWA POLIMEROWE

24 33

Wpływ warunków przetwórstwa na jakość rur z tworzyw polimerowych Tworzywa sztuczne w przemyśle opakowań

MASZYNY, URZĄDZENIA I NARZĘDZIA

30 33 53

Najważniejsza jest powierzchnia Aspirator pyłu Bezobsługowe chwytaki w technologii 3D usprawniają pracę maszyn pakujących

TECHNOLOGIE

34 37

Technologie radiacyjne w przetwórstwie tworzyw sztucznych KONKURS PZPTS

TARGI I KONFERENCJE

38 40 41 44

Sympozjum Techniczne Plastech Targi K 2019 czekają już na wystawców Rozwój technologii tworzyw polimerowych wyzwaniem dla nauki i przemysłu PLASTPOL 2018 – najważniejsze w Polsce, cenione za granicą

NORMY

45

Zestawienie nowych Polskich Norm – tworzywa sztuczne, materiały polimerowe

www.tworzywasztuczne.biz Redaktor naczelna Ewa Majewska ewa.majewska@tworzywasztuczne.biz tel. kom. 797 125 418 Dyrektor marketingu i reklamy Katarzyna Kajstura katarzyna.kajstura@tworzywasztuczne.biz tel. kom. 797 125 417 Manager ds. klientów zagranicznych Paweł Majewski redakcja@tworzywasztuczne.biz tel. kom. 514 602 067 Dział prenumeraty prenumerata@tworzywasztuczne.biz Redaktor techniczny: Lucyna Franczyk Korekta: Barbara Sput Wydawca Media Tech s.c. mediatech@tworzywasztuczne.biz Adres redakcji ul. Żorska 1/45 47-400 Racibórz redakcja@tworzywasztuczne.biz tel./faks 32 733 18 01 www.tworzywasztuczne.biz Rada Programowa dr inż. Wojciech Głuszewski dr hab. inż. Adam Gnatowski prof. PCz dr inż. Jacek Iwko dr inż. Tomasz Jaruga prof. dr hab. inż. Jacek W. Kaczmar dr inż. Jacek Nabiałek dr inż. Paweł Palutkiewicz dr inż. Marta Piątek-Hnat prof. nadzw. dr hab. inż. Andrzej Pusz prof. dr hab. inż. Janusz Sikora dr inż. Łukasz Wierzbicki dr inż. Piotr Żach Każdy z członków Rady Programowej dwumiesięcznika „Tworzywa Sztuczne w Przemyśle”, który podczas dwóch kolejnych lat nie opublikuje żadnego artykułu, potraktowany zostanie jako rezygnujący z członkostwa.

Druk: Mdruk, Dąbrowa Górnicza

RECYKLING I TECHNIKI ODZYSKU

48

Metody odzysku poliolefinowych odpadów opakowaniowych

BIOMATERIAŁY

54 56

Tworzywa sztuczne w przemyśle–biomateriały Wytwarzanie polimerowych substytutów kości

Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń oraz artykułów sponsorowanych. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adiustacji tekstów. Przedruk i rozpowszechnianie artykułów i reklam opracowanych przez redakcję są zabronione bez zgody wydawcy.


Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

INFORMACJA

P R A S O WA

GUS podał dane o produkcji przemysłowej i sprzedaży detalicznej Główny Urząd Statystyczny podał ważne dane dotyczące polskiej gospodarki. Jak podał produkcja przemysłowa w październiku rdr wzrosła o 12,3 proc. vs konsensus wzrostu o 10,1 proc. i vs wzrost o 4,3 proc. we wrześniu. Z kolei sprzedaż detaliczna w ubiegłym miesiącu rdr wzrosła o 8,0 proc. vs konsensus wzrostu o 8,1 proc. i po wzroście o 8,6 proc. we wrześniu. Ceny produkcji przemysłowej w październiku wzrosły rdr o 3,0 proc. vs konsensus wzrostu o 2,9 proc. i vs wzrost o 3,2 proc. we wrześniu po korekcie.

PRODUKCJA PRZEMYSŁOWA W PAŹDZIERNIKU 2017 ROSŁA W 32 DZIAŁACH NA 34 Wzrost produkcji sprzedanej odnotowano m.in. w produkcji maszyn i urządzeń – o 23,8%, wyrobów tekstylnych – o 21,9%, metali – o 21,7%, wyrobów z metali – o 19,3%, w poligrafii i reprodukcji zapisanych nośników informacji – o 16,7%, w produkcji wyrobów z gumy i tworzyw sztucznych – o 16,6%, papieru i wyrobów z papieru – o 15,2%, wyrobów farmaceutycznych oraz wyrobów z pozostałych mineralnych surowców niemetalicznych – po 14,9%, urządzeń elektrycznych – o 14,8%, koksu i produktów rafinacji ropy naftowej – o 14,3%. Spadek produkcji sprzedanej przemysłu, w porównaniu z październikiem 2016 roku, wystąpił w 2 działach, w tym w wydobywaniu węgla kamiennego i brunatnego – o 13,2%. W przypadku produkcji budowlano-montażowej w stosunku do października 2016 roku wzrost produkcji odnotowano we wszystkich działach budownictwa, przy czym w przedsiębiorstwach specjalizujących się w budowie obiektów inżynierii lądowej i wodnej – o 24,6%, w wykonujących głównie roboty budowlane specjalistyczne – o 18,0%, a w jednostkach, których podstawowym rodzajem działalności jest wznoszenie budynków – o 16,1%. W PUBLIKACJI DANYCH GUS O PRODUKCJI PRZEMYSŁOWEJ, SPRZEDAŻY DETALICZNEJ I CENACH PRODUKCJI W PAŹDZIERNIKU 2017 R. KRAJOWA WALUTA LEKKO UMACNIA SIĘ. NA RYNKU DŁUGU BEZ ZMIAN Na rynku długu rentowności polskich papierów pozostają bez większych zmian. Dochodowość dziesięcioletnich DS0727 wynosi 3,41 proc., pięcioletnich WS0922 2,61 proc., a dwuletnich PS0719 1,58 proc. Jak wynika z konsensusu opracowanego przez PAP Biznes, ekonomiści szacowali, że produkcja przemysłowa w październiku wzrosła o 10,1% rdr wobec wzrostu o 4,3% rdr we wrześniu. Z kolei, w ich ocenie, sprzedaż detaliczna w ubiegłym miesiącu wzrosła o 8,1% rdr wobec wzrostu o 8,6% rdr we wrześniu. W przypadku cen PPI eksperci spodziewali się, że w październiku dynamika wskaźnika wyniosła 2,9% rdr wobec wzrostu o 3,1% we wrześniu. Główny ekonomista banku Societe Generale Jarosław Janecki spodziewał się bardzo dobrych danych dotyczących produkcji. 4

Wyjaśnia, że dzięki dobrej sytuacji gospodarczej i obserwowanemu wzrostowi zamówień, wskaźnik mógł wynieść ponad 10 procent, licząc rok do roku. Jarosław Janecki uważa, że informacje o sprzedaży detalicznej w październiku będą zbliżone do danych za wrzesień. Wówczas sprzedaż liczona w cenach stałych wzrosła o 7,5% rok do roku. Ekonomista podkreśla, że w ostatnich tygodniach szczególnie dobrą sytuację obserwowaliśmy na rynku motoryzacyjnym. – Przy tak wysokich odczytach utrzymywać się będzie ryzyko dalszego zaostrzenia retoryki przez przedstawicieli RPP, którzy coraz częściej wspominają o możliwych podwyżkach stóp procentowych w 2018 r. Na razie wyraźnie rynek pozostaje pod

www.freepik.com

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


INFORMACJA

Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

P R A S O WA

Produkcja stara się nadążyć za popytem Po niewielkim wrześniowym spowolnieniu, październik przyniósł zdecydowany powrót ożywienia w przemyśle i budownictwie. Wciąż utrzymuje się bardzo wysoka dynamika sprzedaży detalicznej, potwierdzająca siłę konsumpcji, prawdopodobnie daleką jeszcze od wyczerpania potencjału. Sięgający 12,3% wzrost produkcji przemysłowej okazał się silniejszy niż się spodziewano i był najwyższy od lipca 2010 r. Nieco niższą od oczekiwanej dynamikę zanotowano w przypadku produkcji budowlano-montażowej, która poszła w górę o 20,3%, potwierdzając jednak tezę o przyspieszeniu w inwestycjach. Wzrost produkcji przemysłowej wpisuje się w trwającą od ponad roku tendencję wyraźnej poprawy kondycji polskiego przemysłu i pozwala oczekiwać jej kontynuacji oraz dalszego niewielkiego wzrostu dynamiki. Trzeba jednak zauważyć, że październikowy skok to w dużej mierze efekt niskiej bazy porównawczej z ubiegłego roku, gdy w październiku produkcja spadła o 1,3% oraz większej liczby dni roboczych. Do optymizmu skłania wysoki popyt na wyroby przemysłowe zarówno w kraju, jak i za granicą, co sygnalizują zgodnie wskazania PMI oraz utrzymujące się od prawie dwóch lat na wysokim poziomie zamówienia. W poprzednich okresach boomu gospodarczego z lat 2006-2008 i 2010-2011 dynamika wzrostu produkcji przemysłowej przez wiele miesięcy przekraczała 10%. W obecnym cyklu z taką sytuacją mieliśmy do czynienia jedynie w marcu. Warto jednak pamiętać, że hamująco na tę tendencję mogą zacząć wpływać sygnalizowane już od dłuższego czasu ograniczenia związane z sytuacją na rynku pracy oraz wysoki stopień wykorzystania mocy produkcyjnych, powodujące już teraz wzrost zaległości w realizacji zamówień, spadek poziomu zapasów oraz wydłużanie się czasu dostaw. Podobnie jest w budownictwie, gdzie dynamika produkcji zbliżyła się już do poziomów z poprzednich okresów szczytu koniunktury, a problemy z brakiem pracowników i zdolności produkcyjnych oraz rosnącymi cenami materiałów są coraz mocniej odczuwalne. To może prowadzić do spadku rentowności firm oraz opóźnień realizacji projektów. Utrzymujący się od prawie pięciu lat wzrost konsumpcji, jedna z najbardziej trwałych tendencji w naszej gospodarce, nie zawiódł także w październiku. Sięgający 8% wzrost sprzedaży detalicznej okazał się minimalnie niższy niż się spodziewano i słabszy niż miesiąc wcześniej, ale nadal wpisuje się w pozytywną tendencję, panującą już od dłuższego czasu. Konsumpcji sprzyja sytuacja na rynku pracy, a w szczególności wysoka dynamika wzrostu wynagrodzeń, która w październiku sięgnęła 7,4%, a więc poziomu najwyższego od prawie sześciu lat. Nic nie wskazuje na to, by ta tendencja miała się w przyszłości w odczuwalny sposób zmienić, jednak czynnikiem mogącym wpłynąć nieco hamująco na konsumpcję jest narastająca presja inflacyjna, która powoduje, że realne płace nie rosną w tak szybkim tempie, jak nominalne. Pod tym względem lepsze z punktu widzenia konsumentów były lata 2014-2016, gdy mieliśmy do czynienia z deflacją, która rekompensowała niezbyt wielką dynamikę wynagrodzeń nominalnych. Roman Przasnyski

Główny Analityk GERDA BROKER

Tabela 1. Wyniki produkcji przemysłowej we wrześniu i październiku październik

październik

wrzesień

wrzesień

rdr

mdm

rdr

mdm

12,3

5,1

4,3

6,0

górnictwo i wydobywanie

-1,5

13,0

-22,1

-1,3

przetwórstwo przemysłowe

14,0

4,2

5,8

7,7

PRODUKCJA PRZEMYSŁOWA

wytwarzanie i zaopatrywanie w energię elektryczną, gaz i wodę

2,0

15,8

2,5

-11,2

dostawa wody; gospodarowanie ściekami i odpadami, rekultywacja

5,0

0,7

2,8

1,6

PRODUKCJA BUDOWLANA

20,3

2,6

15,5

11,0

październik

październik

wrzesień

wrzesień

rdr

mdm

rdr

mdm

ogółem

8,0

3,3

8,6

-0,3

pojazdy mechaniczne

6,5

4,5

2,9

8,3

paliwa

9,8

3,2

8,4

-1,9

żywność, napoje, wyroby tytoniowe

6,3

2,8

7,9

-1,9

pozostała sprzedaż w niewyspecjalizowanych sklepach

4,2

7,2

6,4

-2,8

leki, kosmetyki

11,9

7,9

11,1

0,3

odzież, obuwie

9,1

6,7

26,6

10,8

meble, AGD, RTV

9,6

-0,6

12,2

0,2

prasa, książki

6,8

-0,7

7,4

-4,1

pozostałe

10,7

-2,1

4,6

-2,9

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

t

Tabela 2. Dynamika sprzedaży detalicznej we wrześniu i październiku

5


Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018 wpływem zapewnień NBP, że stopy procentowe pozostaną bez zmian w perspektywie najbliższego roku, a dodatkowo na rynku obligacji skarbowych na krótkim końcu krzywej pod wpływem małej podaży. Niemniej to się może szybko skończyć – uważają ekonomiści PKO BP. Zdaniem ekspertów z Banku Pekao do wyraźnego wzrostu dynamiki produkcji może przyczynić się pozytywny wpływ różnicy w liczbie dni roboczych (jeden dzień więcej wobec ubiegłego roku) oraz mniejsza skala spadku produkcji górniczej w ujęciu rocznym. Z kolei, ich zdaniem, spadek dynamiki sprzedaży związany jest częściowo z wyraźnym obniżeniem dynamiki sprzedaży odzieży (przesunięcie we wzorcu sezonowym), zaś wyhamowanie tempa wzrostu cen producentów może być związane z niższą presją na wzrost cen surowców na rynkach światowych i silniejszym niż we wrześniu umocnieniem PLN do USD w ujęciu rocznym. Produkcja przemysłowa w październiku 2017 r. wzrosła o 12,3% rdr, a w porównaniu z poprzednim miesiącem wzrosła o 5,1% – poinformował Główny Urząd Statystyczny. Analitycy ankietowani przez PAP spodziewali się wzrostu produkcji w październiku rdr o 10,1%, zaś mdm o 3,2%. Produkcja przemysłowa wyrównana sezonowo wzrosła rdr o 9,7%, a mdm wzrosła o 1,7%. W tabeli 1 przedstawiono wyniki produkcji przemysłowej we wrześniu i październiku 2017 r. Sprzedaż detaliczna w październiku wzrosła o 8,0% w ujęciu rocznym, a w ujęciu miesięcznym wzrosła o 3,3% – podał GUS. Konsensus przygotowany przez PAP wskazywał na wzrost rdr o 8,1% i wzrost o 3,4% mdm. Sprzedaż detaliczna realnie wzrosła o 7,1% rdr. W tabeli 2 przedstawiono dane o dynamice sprzedaży detalicznej we wrześniu i październiku 2017 r. Ceny produkcji przemysłowej w październiku wzrosły rdr o 3,0%, a w ujęciu miesięcznym ceny wzrosły o 0,3% – podał Główny Urząd Statystyczny.

INFORMACJA

P R A S O WA

Ekonomiści w przeprowadzonej przez PAP ankiecie prognozowali, że ceny producentów w ujęciu rocznym wzrosły o 2,9%, a w ujęciu miesięcznym wzrosły o 0,2%. Według wstępnych danych, ceny produkcji sprzedanej przemysłu w październiku 2017 r. były o 0,3% wyższe niż w poprzednim miesiącu. Najbardziej wzrosły ceny w górnictwie i wydobywaniu – o 4,9%, w tym w wydobywaniu węgla kamiennego i węgla brunatnego (lignitu) – o 7,4% oraz w górnictwie rud metali – o 4,1%. Wzrost cen zanotowano również w przetwórstwie przemysłowym o 0,2%, w tym największy w produkcji koksu i produktów rafinacji ropy naftowej (o 2,3%). Wyższe niż przed miesiącem były również ceny w produkcji metali (o 1,3%), wyrobów z gumy i z tworzyw sztucznych (o 0,7%), papieru i wyrobów z papieru (o 0,5%), chemikaliów i wyrobów chemicznych (o 0,4%), wyrobów z drewna, korka, słomy i wikliny, wyrobów farmaceutycznych, wyrobów tekstylnych (po 0,3%), wyrobów tytoniowych, skór i wyrobów skórzanych (po 0,2%), mebli, pozostałego sprzętu transportowego oraz odzieży (po 0,1%). Ceny produkcji urządzeń elektrycznych oraz poligrafii i reprodukcji zapisanych nośników informacji ukształtowały się na poziomie zbliżonym do zanotowanego we wrześniu br. Spadły natomiast ceny m.in. w produkcji pojazdów samochodowych, przyczep i naczep, wyrobów z metali (po 0,1%), maszyn i urządzeń (o 0,2%), artykułów spożywczych, wyrobów z pozostałych mineralnych surowców niemetalicznych (po 0,3%), napojów (o 0,4%), komputerów, wyrobów elektronicznych i optycznych (o 0,5%). W sekcji dostawa wody; gospodarowanie ściekami i odpadami; rekultywacja ceny podniesiono o 0,1%. Obniżono natomiast ceny w sekcji wytwarzanie i zaopatrywanie w energię elektryczną, gaz, parę wodną i gorącą wodę o 0,7%. Poniżej tabela ze szczegółami: październik

październik

wrzesień

wrzesień

rdr

mdm

rdr

mdm

PRODUKCJA PRZEMYSŁOWA

3,0

0,3

3,2*

0,5*

górnictwo i wydobywanie

23,8

4,9

19,4*

-0,7*

przetwórstwo przemysłowe

2,4

0,2

2,7*

0,6*

wytwarzanie i zaopatrywanie w energię elektryczną, gaz i wodę

-0,2

-0,7

0,5

-0,2

dostawa wody; gospodarowanie ściekami i odpadami, rekultywacja

2,7

0,1

2,8*

0,2

PRODUKCJA BUDOWLANA

1,0

0,3

0,7*

0,3*

* - dane skorygowane

Źródło: PAP REKLAMA

6

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


INFORMACJA

P R A S O WA

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

7


Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

To był wyjątkowy rok

R

ok 2017 dla firmy ELBI Wrocław był pod wieloma względami wyjątkowy. Dzięki konsekwentnie realizowanej polityce z radością możemy stwierdzić, że udało się zrealizować wszystkie uprzednio przyjęte cele. Zeszły rok był dla naszej firmy okresem intensywnego rozwoju. Systematycznie rozrastający się zespół pozwolił na realizację jeszcze większej liczby projektów. Po raz kolejny udało się wdrożyć nowe technologie i innowacyjne rozwiązania. Kontynuujemy prace nad rodziną zaawansowanych dozowników grawimetrycznych z opatentowanym systemem redukcji drgań.

termostatów

l

młynów i regranulatorów

l

silosów mieszających i magazynujących

l

taśmociągów i separatorów

l

Zeszły rok oznaczał dla ELBI Wrocław również kontynuację współpracy z wiodącymi dostawcami: l podajników, dozowników i suszarek To Państwo, jako nasi klienci, mobilizujecie nas do stałego rozwoju, za co serdecznie dziękujemy i zapraszamy do dalszej współpracy! ElBi - Wrocław Sp. z o.o. ul. Muchoborska 4A, 54-424 Wrocław tel. 71 333 00 33, fax 71 333 00 34 8

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

9


Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

Uniwersalny system monitorowania naprężeń kolumn wtryskarek Ileż to razy zdarzało się, że na skutek uszkodzenia (zerwania) kolumny we wtryskarce dalsza praca była niemożliwa przez długi okres. Zdarzenia te były tym bardziej uciążliwe, że niespodziewane. Przestój maszyny w oczekiwaniu na nową kolumnę, koszt zakupu nowej kolumny – same straty dla przetwórcy… Teraz koniec z tym! Produkowany przez firmę SCORPIO z Warszawy System Monitorowania Naprężeń Kolumn pozwoli skutecznie uniknąć takich kosztownych niespodzianek w przyszłości!

Z

amek kolanowy wtryskarek (dla którego głównie urządzenie jest przeznaczone) to klasyczny dźwigniowy układ mechaniczny. W stanie otwartym naprężenie na każdej z kolumn spinających układ jest zerowe. Przy zamykaniu jednak naprężenie to narasta stopniowo w miarę zmiany położenia elementów dźwigni kolana, aż do osiągnięcia pełnej zadanej siły zamykającej formę. W prawidłowo wyregulowanym układzie siła ta rozkłada się proporcjonalnie równo na każdą z czterech kolumn. W przypadku nieprawidłowym naprężenie na każdej z kolumn będzie inne – w skrajnych przypadkach prowadzi to do uszkodzenia/zerwania kolumny. Zadaniem oferowanego urządzenia jest wychwycenie wszelkich nieprawidłowości mechanicznego układu zamykania i zapobieżenie jego uszkodzeniu. Urządzenie składa się z jednostki głównej oraz czterech jednostek pomiarowych. Jednostka główna to centralny system procesorowy wyposażony w ekran LCD służący do sterowania pracą urządzenia oraz wizualizacji wyników jego pracy, układy pamięci, pozwalające na długoterminowe składowanie wielu wyników pomiarów, oraz układy komunikacji z każdą z jednostek pomiarowych. Jednostka pomiarowa składa się z tensometru trwale zamontowanego na kolumnie maszyny (element pomiarowy), układu elektronicznego dokonującego pomiarów naprężeń zgodnie z komendami z jednostki głównej, procesora przetwarzania danych pomiarowych oraz układu komunikacji z jednostką główną. Koncepcja urządzenia zakłada, że założone raz na daną maszynę, pracuje ono cały czas, nieustannie analizując naprężenia, a co za tym idzie zagrożenia dla kolumn. Urządzenie samoczynnie synchronizuje się z maszyną podczas jej pracy w cyklu automatycznym lub półautomatycznym i w sposób cykliczny rejestruje żądane parametry. W przypadku stwierdzenia nierównomierności obciążenia kolumn przekraczającego zadany przez użytkownika zakres, urządzenie niezwłocznie informuje wizualnie użytkownika o zaistniałej sytuacji: pojawienie się koloru czerwonego na wyświetlaczu oznacza krytyczne przeciążenie przynajmniej jednej z kolumn. Pojawienie się koloru żółtego jest ostrzeżeniem o zbliżaniu się do przeciążeń krytycznych. Dzięki takiemu rozwiązaniu można diagnozować system z daleka: nie są istotne szczegóły informacji, a pojawiający się kolor! Funkcje urządzenia: 1. Nieustanne monitorowanie równomierności obciążenia kolumn. 10

2. Pomiar siły zamykającej formę wraz z jej rozkładem na każdą z kolumn. 3. Analiza przebiegu narastania naprężeń kolumn (wykres graficzny XY: polowy oraz liniowy). 4. Analiza wpływu procesu wtrysku na naprężenia kolumn układu zamykania. 5. Możliwość regulacji mechanicznej układu zamykania w celu uzyskania równego rozłożenia obciążeń kolumn (naprężeń). 6. Możliwość identyfikacji nieprawidłowej mechanicznie formy (nierównoległej).

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


ARTYKUŁ

Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

S P O N S O R O WA N Y

każda z jednostek pomiarowych ma funkcję autozerowania, dzięki czemu urządzenie może pracować bez konieczności okresowych interwencji technicznych producenta lub serwisu; l pomiar pracy/obciążenia kolumn jest ciągły (obejmuje min. 500 próbek pomiarowych na cykl), co pozwala na dynamiczną analizę poprawności pracy układu; l elementy pomiarowe (tensometry) zamontowane są w sposób trwały, co uniemożliwia jakiekolwiek ich przesunięcie i utratę precyzji pomiaru. l

Dzięki takim funkcjom urządzenie praktycznie wyklucza jakąkolwiek możliwość zerwania kolumny we wtryskarce. Ciągły monitoring oraz długoterminowe składowanie wyników pomiarów umożliwiają wychwycenie początków pojawienia się jakichkolwiek nieprawidłowości w pracy układu zamykania. Bardzo łatwe jest również dokonywanie przez użytkownika samodzielnej regulacji mechanicznej układu zamykania. Ponadto, dzięki możliwości wizualizacji wpływu procesu wtrysku na naprężenia kolumn układu zamykania, możliwe jest uniknięcie uszkodzenia kolumn na skutek nieprawidłowego termicznego zbalansowania przepływu wtryskiwanego surowca podczas jego wtrysku do formy. Zjawisko to bywa niezmiernie trudne do zaobserwowania, a jest wyjątkowo niebezpieczne dla układu zamykania. Nieczęstym, choć zdarzającym się przypadkiem, jest zainstalowanie formy o utraconej równoległości płyt. O ile forma taka (teoretycznie i w pewnych granicach) mogłaby produkować wypraski, o tyle stanowi ona kolosalne zagrożenie dla układu zamykania maszyny: z definicji obciąża kolumny nierównomiernie i to w znacznym stopniu (powyżej progu bezpieczeństwa). Nasze urządzenie pozwala na wyregulowanie geometrii układu zamykania tak, by można było bezpiecznie produkować na takiej formie! Cechy czyniące to urządzenie wyjątkowym: l pełna samodzielność działań – nie wymaga jakiejkolwiek współpracy z układem sterowania diagnozowanej maszyny (brak ingerencji w układ sterowania) – instalacja monitora nie narusza ograniczeń gwarancyjnych; l pełna uniwersalność – urządzenie może być zainstalowane na każdej wtryskarce z kolanowym układem zamykania, niezależnie od jej producenta bądź od siły maksymalnej zamykania (wielkości maszyny); l przetwarzanie danych pomiarowych w bezpośredniej bliskości samego układu pomiarowego (tensometru), co pozwala uniknąć wpływu jakichkolwiek zakłóceń na wyniki pomiaru. Dopiero gotowe dane w postaci cyfrowej transmitowane są do jednostki głównej;

DLACZEGO MONITOR, A NIE INNE ROZWIĄZANIA? Na rynku pojawiają się urządzenia o podobnej (choć mocno ograniczonej) filozofii działania. Ich sprzedawcy szczycą się uniwersalnością osiągniętą dzięki nietrwałej instalacji elementu pomiarowego (głównie ekstensometrów) do kolumny maszyny (najczęściej jest to chwyt magnetyczny). Niestety wprowadzają odbiorców w błąd: żaden z nich nie wspomina o błędach pomiaru, jakie taki sposób instalacji powoduje. W rzeczywistości działanie takiego układu już na wstępie obarczone jest błędem pomiaru rzędu 10%-20%. Dlaczego? Bo dokładność pomiaru oparta jest o założenie (!!!), że uchwyt magnetyczny traktowany jest jako punktowy i że pod magnesem kolumna nie wydłuża się. Jest to założenie z gruntu fałszywe, tak naprawdę nie wiemy, na jakiej długości kolumny mierzymy jej wydłużenie, a ten właśnie pomiar jest kluczowy! Wspomniana niedokładność dotyczy kolejnych pomiarów oraz różnic pomiarów pomiędzy kolumnami. Stosowanie 24-bitowego przetwornika w układzie pomiarowym świadczy o nieświadomości problemu lub o „mydleniu” oczu potencjalnemu użytkownikowi. Nie można też zapominać, że w ten sposób zamontowane urządzenie nie nadaje się do ciągłej pracy. Jedynym rzetelnym i skutecznym rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie tensometrów trwale i bezpośrednio powiązanych z podłożem, którym są badane kolumny. Oczywiście taki układ pomiarowy musi być odpowiednio chroniony mechanicznie, żeby wykluczyć przypadkowe jego uszkodzenie podczas codziennego użytkowania maszyny (zmiany form itd.). Warto też pamiętać, że dopiero ciągłe monitorowanie układu kolumn daje nam pewność ich bezpieczeństwa. Dla zainteresowanych przygotowaliśmy niezwykle korzystne oferty, zapraszamy do kontaktu! Nasze urządzenie chronione jest prawnie przez Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej.

Producentem i dystrybutorem monitora naprężeń jest firma Tomasz Ciesielski ul. Bohaterów 12/6,03-026 Warszawa Biuro: ul. Marywilska 36, 03-228 Warszawa www.scorpio.net.pl, scorpio@scorpio.net.pl Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

11


Podsumowanie roku 2017 i plany na rok 2018

IMFORMACJA

P R A S O WA

Przemysł tworzyw sztucznych w Polsce i w Europie Zapotrzebowanie na tworzywa rośnie, lecz czy trend ten zostanie utrzymany w przyszłości?

P

lasticsEurope opublikowało najnowszy raport „Tworzywa sztuczne – Fakty 2017”, zawierający dane dotyczące produkcji, zużycia oraz zagospodarowania odpadów tworzyw sztucznych w Europie. Światowa produkcja tworzyw wzrosła o 4% w stosunku do roku poprzedniego i w 2016 r. wyniosła 335 mln ton. Europa, z udziałem 19%, pozostaje drugim regionem pod względem co do wielkości produkcji tworzyw sztucznych regionem, ustępując jedynie Chinom, których udział wynosi 29%. Zapotrzebowanie na tworzywa w Europie w 2016 r. wyniosło 49,9 mln ton (wzrost o 0,9 mln ton w stosunku do roku poprzedniego). Sektor opakowaniowy pozostaje największym odbiorcą tworzyw (39,9%). Zapotrzebowanie na tworzywa w krajach UE utrzymuje się na podobnym poziomie – liderem są Niemcy (24,6%), Polska od wielu lat zajmuje szóste miejsce (6,3%). Dane za rok 2016 dotyczące zagospodarowania odpadów tworzyw sztucznych w Europie wskazują, że po raz pierwszy recykling przewyższył składowanie. W 2016 r. zebrano 27 mln ton odpadów tworzyw, z czego 41,6% poddano odzyskowi energii, 31,1% zostało odzyskane w procesach recyklingu, a 27,3% odpadów trafiło na składowiska. W ostatnim dziesięcioleciu recykling odpadów tworzyw w UE28 (plus Norwegia i Szwajcaria) wzrósł o niemal 80%, zaś ilość odpadów składowanych zmniejszyła się o 43%. Jednocześnie poziomy recyklingu i składowania odpadów tworzyw

bardzo różnią się w zależności od kraju. Podczas gdy w 10 państwach poziom odzysku przewyższa 90%, w wielu innych jest poniżej 30%. Oznacza to, że wciąż ponad 9 mln ton odpadów tworzyw jest składowane w Europie. Prognozy do roku 2021 wskazują, że wzrost utrzyma się na podobnym poziomie, przy czym dla tworzyw standardowych będzie on niższy niż dla tworzyw konstrukcyjnych (3,7% versus 4,6%). Kazimierz Borkowski podkreśla, że: – Polski i europejski przemysł tworzyw sztucznych stoi przed dodatkowymi wyzwaniami mogącymi wpłynąć na konkurencyjność branży tworzyw sztucznych, a związanymi z wdrażaniem europejskiego projektu legislacyjnego, Gospodarki o Obiegu Zamkniętym (GOZ). W ramach pakietu GOZ trwa obecnie dyskusja nad rolą tworzyw sztucznych w zrównoważonym rozwoju, wkładem tworzyw do oszczędności zasobów z jednej strony, ale również nad tym, jak efektywnie zatrzymać zanieczyszczanie środowiska, w tym środowiska morskiego, porzucanymi odpadami tworzyw sztucznych – i dodaje: – Eksperci przemysłu tworzyw sztucznych uczestniczą od lat w działalności informacyjno-edukacyjnej, mającej na celu promowanie sprawdzonych rozwiązań w zagospodarowaniu odpadów tworzyw sztucznych. Ważnym zadaniem przemysłu jest również promowanie właściwych zachowań konsumenckich (np. nieśmiecenia), uwzględniających zrozumienie wartości przedmiotów i wyrobów użytkowanych przez konsumentów.

Źródło: www.plasticseurope.pl 12

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

systemy GK temperatury i regulatory temperatury regulatory w przemyśle

Producent automatyki przemysłowej APAR jest firmą o charakterze produkcyjno-handlowym, działającą od 1985 roku na rynku automatyki, elektroniki i pomiarów w Polsce. Oferta naszej firmy skupiona jest w dwóch podstawowych działach: przyrządów automatyki przemysłowej oraz obudów i złączy.

W

ramach działu automatyki przemysłowej specjalizujemy się w produkcji czujników, przetworników, mierników, regulatorów oraz rejestratorów stanowiących elementy systemów pomiaru i kontroli temperatury, przepływ wilgotności oraz ciśnienia. Rozwiązania te obejmują również urządzenia do bezprzewodowego pomiaru i rejestracji wymienionych wielkości. Nasze projekty wyróżniają się nowoczesnymi rozwiązaniami technicznymi, dużą dokładnością, odpornością na zakłócenia EMC oraz dobrymi własnościami użytkowymi, zachowując umiarkowany poziom cen. Własna produkcja daje firmie wiele korzyści po stronie handlowej, przede wszystkim zapewnia niezbędną wiedzę i kompetencje techniczne, w wielu obszarach dogłębne i połączone z długoletnim doświadczeniem wysoko wykwalifikowanej kadry inżynierskiej. Nie sprzedajemy wszystkiego jak leci – każdy produkt jest dla nas unikalną pozycją asortymentową, a dzięki stosunkowo wąskiej, jak na obecne realia rynkowe specjalizacji, wiemy o nim wszystko. Przywiązujemy też dużą wagę do jakości, bo jako producent komponentów automatyki dla przemysłu musimy ją zapewnić na każdym etapie naszej pracy. Nasze urządzenia objęte są 2-letnim okresem gwarancji, zapewniamy też naprawę pogwarancyjną nawet wysłużonych egzemplarzy; przeważnie w bardzo krótkim terminie. Naszym klientom oferujemy fachowe doradztwo, analizę możliwych wariantów projektu, terminowość wykonania oraz szkolenia. DYSTRYBUCJA Firma APAR posiada rozbudowaną sieć dystrybutorów, która z powodzeniem pokrywa terytorium całego kraju. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Wśród dystrybutorów są firmy o zasięgu europejskim, lokalni instalatorzy oraz duże sieciowe hurtownie. Współpracujemy z włoskimi producentami PIXSYS, ARTHERMO, ESSECI, którzy posiadają bogate doświadczenia w przemyśle tworzyw sztucznych. SKLEP INTERNETOWY Specjalistyczne produkty z oferty APAR-u dostępne są w sklepie internetowym, co pozwala na kupowanie dowolnego asortymentu i ilości przez małe i średnie firmy produkcyjne, działy utrzymania ruchu, serwisy i do celów projektowych. Sklep wyróżnia się dobrą czytelnością prezentowanych informacji, szczegółowymi opisami (karty katalogowe w plikach PDF). Dla każdej pozycji podawane są ceny i czas dostawy, co pozwala na ocenę możliwości zaopatrzeniowych. Ponieważ w zakresie złączy i obudów lista produktów jest obszerna, istnieje możliwość filtrowania prezentowanych danych za pomocą wielu kryteriów, co przyspiesza pracę. Ceny produktów kształtowane są w zależności od wielkości zamówienia, co powoduje, że sklep jest efektywną platformą sprzedaży zarówno dla klientów małych, jak i dużych producentów kupujących hurtowe ilości. Zdecydowaną większość produktów dostępnych w sklepie jesteśmy w stanie wysłać do odbiorcy w czasie ok. 24h. APAR – Biuro Handlowe ul. Gałczyńskiego 6, 05-090 Raszyn tel. 22 101 27 31, 22 853 48 56 obudowy-zlacza@apar.pl, automatyka@apar.pl www.apar.pl l automatyka przemysłowa 13


Systemy GK i regulatory temperatury – przegląd rozwiązań firm

systemy GK i regulatory temperatury

ElBi - Wrocław Sp. z o.o. ul. Muchoborska 4A 54-424 Wrocław tel. 71 333 00 33 fax 71 333 00 34

Firma ElBi-Wrocław Sp. z o.o., jest wyłącznym przedstawicielem na Polskę producentów: l KOCH TECHNIK – podajniki, dozowniki, mieszalniki oraz suszarki do tworzyw sztucznych; l WANNER TECHNIK – młyny oraz linie do regranulacji; l HB-THERM – urządzenia termostatujące; l ZEPPELIN – silosy magazynujące i instalacje przesyłowe; l MB Conveyors – transportery taśmowe i separatory. ELBi Wrocław jest również producentem zaawansowanych dozowników grawimetrycznych z opatentowaną technologią wieloosiowej redukcji drgań, dzięki której możliwa jest wysoka dokładność dozowania, nawet gdy dozownik zamontowany jest bezpośrednio na wtryskarce. Dozowniki gwarantują maksymalną łatwość obsługi dzięki intuicyjnemu graficznemu menu oraz demontowalnym i indywidualnie zamykanym lejom zasypowym.

ZT Elwik ul. Jakobinów 35 02-240 Warszawa tel. 22 846 31 87-89 fax 22 846 35 70 elwik@elwik.com www.elwik.com

Producent kompletnych systemów GK: l Doradztwo techniczne na każdym etapie wdrożenia l Indywidualne podejście do każdego klienta l Pełny serwis gwarancyjny i pogwarancyjny l Atrakcyjne ceny i dogodne warunki współpracy. Dysze: l Możliwość wtrysku każdego tworzywa l Duża różnorodność końcówek wykonanych z najlepszych materiałów l Pełna zamienność technologiczna elementów dyszy l Szeroka paleta dysz dolotowych w różnych konfiguracjach w zakresie od 36 do 266 mm. Rozdzielacze: l Grzałki rozdzielacza zaprasowane miedzią (bardzo długa żywotność) l Pełne zbalansowanie mechaniczne l Brak zalegania tworzywa w kanałach. Regulatory temperatury: l Funkcja miękkiego startu l Sygnalizacja stanów awaryjnych l Możliwość sterowania mocą l Moc wyjściowa 230V/2500 VA.

KONEK PSN Spółka Jawna ul. Plac Poznański 3 85-129 Bydgoszcz tel. 52 379 26 53 tel. 52 340 94 53 info@konek.com.pl

EWIKON jest wiodącym, światowym dostawcą gorących kanałów oraz ich komponentów. Oferuje kompleksowe rozwiązania gorącokanałowe dla wszystkich zastosowań i wielkości wtrysku. Jesteśmy sprawdzonym partnerem we wszystkich gałęziach przemysłu, od przemysłu medycznego i opakowań, aż po branżę motoryzacyjną. Proponujemy: l szeroki zakres dysz o różnorodnych końcówkach; l najwyższej klasy zbalansowane rozdzielacze z wkładkami o łagodnych łukach; l bogatą ofertę systemów zamykanych z napędem hydraulicznym, pneumatycznym lub elektrycznym; l dysze do wtrysku bocznego, dysze wielokrotne, systemy gorącokanałowe do przetwórstwa wielokomponentowego; l pełen zakres precyzyjnych sterowników temperatury; l wszystkie systemy są dostępne jako gotowe, okablowane „gorące połówki”.

Labotek Polska ul. Poznańska 1 63-005 Kleszczewo tel. 61 67 08 867 fax 61 64 17 667 biuro@labotek.pl www.labotek.pl 14

Labotek Polska jako wyłączny przedstawiciel na rynku polskim francuskiej firmy S.I.S.E może zaoferować szeroką gamę regulatorów do systemów GK. Gama składa się z 1-strefowego regulatora z serii 1ZX, z serii 8, która pozwala na prostą rozbudowę o kolejne strefy, a już po zakupie urządzenia pozwalająca na kontrolę od 2 do 24 stref oraz najnowszej serii MV2, która może w zależności od modelu kontrolować od 8 do 128 stref. Seria MV2 oprócz funkcji standardowych, między innymi takich jak miękki start, autoadaptacja, weryfikacja błędnego podłączenia lub uszkodzenia termopary, może posiadać również bardziej zaawansowane funkcje pozwalające na pamięć ustawień dla wcześniej zapisanych form wtryskowych, kontrolę mocy i oporności każdej z grzałek zainstalowanych w formie, autodiagnostykę formy czy alarm w przypadku wycieku tworzywa i możliwość współpracy z PC.

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


systemy GK i regulatory temperatury

Firma VELOX Poland Sp. z o.o. z siedzibą w Poznaniu jest dystrybutorem: tworzyw termoplastycznych – tworzyw technicznych PA6 z dodatkami, TPU, PET-G, kompoundów PP, PC/ABS, POM, LCP, TPE i inne; l tworzyw do zastosowań medycznych – PP, ABS, PE, EVA, mieszanki PC,GPPS; l dodatków do tworzyw sztucznych – wypełniaczy mineralnych, uniepalniaczy, kulek szklanych, antyutleniaczy, kompatybilizatorów i innych; l regranulatów i mieszanek recyklowanych – PC, ABS, PMMA, PC/ABS; l kompozytów – żywic, żelkotów, klei, mat i innych; l środków czyszczących Asaclean i Clean+ w granulacie do wtryskarek i wytłaczarek. W swojej ofercie posiadamy 15 typów Asacleanu do czyszczenia układów plastyfikujących i form gorącokanałowych przy przetwarzaniu poliolefin, tworzyw wysokotemperaturowych, z włóknem szklanym, technicznych, tworzyw transparentnych etc. l

VELOX Poland Sp. z o.o. ul. Trójpole 7 64-320 Poznań tel. (61) 661 04 35 info.pl@velox.com

VGT Polska Sp. z o.o. os. Bohaterów Września 80 31-621 Kraków tel. 12 281 34 87 fax 12 281 34 89 info@vgt.com.pl

GAMMAFLUX® LIDER REGULATORÓW GORĄCYCH KANAŁÓW Regulatory gorących kanałów Gammaflux® LEC, G24 wykorzystują najnowsze zaawansowane techniki regulacji PIDD. Zalety techniki regulacji Gammaflux®: l Regulacja 20 razy/s; o l Korekta temperatury już przy odchyleniu od temperatury nastawionej o 0,05 C; ® l Gammaflux dostarcza płynną i dokładną moc każdemu elementowi grzewczemu, zapewniając doskonałość regulacji temperatury; ® l Gammaflux stokrotnie wydłuża żywotność elementów grzejnych. W przypadku uszkodzenia czujnika temperatury, można produkować dalej w trybie nastawczym: ® l Mold Doctor – oprogramowanie do badania formy; l Zabezpieczenie przed zalaniem formy; l 5 lat gwarancji.

WADIM PLAST ul. Graniczna 10 05-816 Reguły tel. 22 723 38 12 fax 22 723 52 01 info@wadim.com.pl www.wadim.com.pl

Jesteśmy liderem w produkcji systemów gorącokanałowych w Polsce. Nasze dysze spełniają takie kryteria jak: równomierny rozkład temperatury na długości dyszy, dobre warunki termiczne w obszarze przewężki, krótki czas zmiany koloru (dysze uszczelniane w obszarze końcówki), ograniczenie smug powstających w wyniku wypływania tworzywa z otworów końcówki dyszy, wysoka trwałość i łatwa wymienność poszczególnych elementów dyszy, kompaktowość zabudowy, no i oczywiście atrakcyjna cena. Naszym atutem jest pełna analiza wypraski za pomocą programu CADMOULD, ścisła współpraca z narzędziowniami przy zabudowie systemu GK oraz z wtryskowniami przy rozruchu formy. Naszą ofertę uzupełniają regulatory temperatury od 6 do 128 stref regulacji temperatury, pozwalających na stabilną pracę systemów GK.

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

15

Systemy GK i regulatory temperatury – przegląd rozwiązań firm

InAutom Poland Sp. z o.o. Gogolinek 8 86-011 Wtelno tel. 52 506 56 65 biuro@InAutom.pl www.inautom.pl

MAMY WSZYSTKO DO WYPOSAŻENIA WTRYSKOWNI Korzystając z 30-letniego doświadczenia, firma InAutom Poland oferuje kompleksowe rozwiązania dla przemysłu tworzyw sztucznych. Proponowane przez nas rozwiązania cechują się wysoką jakością, potwierdzaną podczas intensywnej pracy u naszych klientów. Z szerokiej palety oferowanych przez nas produktów i usług można wyróżnić: l Wtryskarki hydrauliczne (60-7000 ton) i elektryczne (40-460 ton) firm Tederic i LienYu; l Układy gorącokanałowe, regulatory oraz sterowniki sekwencji marki SINO; l Peryferia do wtryskarek (m.in. suszarki, podgrzewacze, roboty, dozowniki); l Oprogramowanie CAD/CAM/PLM Catia; l Budowę form wtryskowych bez ograniczeń gabarytów i wagi; l Usługi wtrysku (posiadamy 11 wtryskarek o sile zwarcia 80-450 ton).


systemy GK i regulatory temperatury

lider regulatorów gorących kanałów Regulatory gorących kanałów Gammaflux® wykorzystują najnowsze zaawansowane techniki regulacji Triangulated Control Technology®.

POWER PRIORITY® Skrajnie małe („lekkie”) dysze gorących kanałów są wyjątkowo trudne do regulacji. Aby uzyskać gładki rozkład mocy, a zatem przebieg topienia, firma Gammaflux® stworzyła Power Priority®. Power Priority® wygładza doprowadzanie mocy do poszczególnych stref. Użytkownik może ręcznie zastosować ustawienie poboru mocy Power Priority® od 1 (małe) do 4 (duże), uzyskując niezrównaną precyzję regulacji tam, gdzie jest ona najbardziej potrzebna. OCHRONA Pętla ochrony przed przepaleniem mokrej grzałki – moduł Gammaflux® sprawdza 120 razy na sekundę (przy 60 Hz), czy w grzałce nie ma zwarcia. Jeżeli w grzałce jest zwarcie, pobór mocy zostaje doregulowany w ciągu 8,3 milisekund, aby chronić grzałkę, kable i regulator.

16

Zestaw regulatorów Gammaflux® LEC – 24 strefy

MOŻLIWOŚCI OPROGRAMOWANIA GAMMAFLUX®: 1. Wczesne wykrywanie nieszczelności. Jeśli wskutek nieszczelności w obszar gorącego kanału przedostanie się tworzywo sztuczne, spowoduje to obniżenie temperatury. W trybie automatycznym regulator zwiększy wydajność w celu skompensowania utraty ciepła. Alarm wydajności/nieszczelności Gammaflux® informuje użytkownika przy pierwszym pojawieniu się nieszczelności. Wahania wydajności w normalnym trybie wynoszą ok. 10%. Monitorując je, można zapobiec fatalnym uszkodzeniom narzędzi. 2. Funkcja Mold Doctor®: Mold Doctor® to sprawdzony program pracujący w trybie offline do usuwania błędów w formie. Do wyboru są 4 diagnozy: analiza okablowania, analiza błędów, analiza termodynamiczna i historia wydajności narzędzia. a. Analiza okablowania – sprawdza okablowanie formy. Oprogramowanie rozpoznaje błędy okablowania, wskazuje problematyczną(e) strefę(y) użytkownikowi i w przejrzysty sposób zaleca odpowiednie środki korygujące. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

t

NIEZAWODNOŚĆ Produkty Gammaflux® przodują na rynku pod względem niezawodności. Przewidywana żywotność wynosi 10–15 lat na podstawie napraw elementów grzejnych. Wiele regulatorów Gammaflux® znajduje się w ciągłej eksploatacji przez ponad 25 lat. Zalety techniki regulacji Gammaflux® (PIDD): l Na każdą strefę regulacyjną jeden procesor; l Wyregulowanie 20 razy na sekundę; ® l Opatentowany algorytm regulacji Gammaflux dokona korekty, jeżeli rzeczywista temperatura odchyli się od nastawionej wartości o 0,05oC; ® l Gammaflux monitoruje rzeczywistą prędkość zmiany temperatury, reguluje jeszcze przed osiągnięciem nastawionej wartości, dzięki czemu eliminuje przekroczenie lub obniżenie temperatury poniżej limitu; ® l Gammaflux dostarcza płynnie moc każdemu elementowi grzewczemu, w ten sposób osiągana jest doskonałość regulacji temperatury; ® l Gammaflux stokrotnie wydłuża żywotność elementów grzejnych; l W przypadku uszkodzenia czujnika temperatury, można produkować dalej w trybie nastawczym; ® l Gwarancja na przyrządy regulujące Gammaflux wynosi 5 lat; • Możliwość diagnostyki form przy użyciu oprogramowania Mold Doctor®; • Gammaflux® informuje (alarm) w przypadku niebezpieczeństwa zalewania gorących kanałów.


systemy GK i regulatory temperatury

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

17


systemy GK i regulatory temperatury

Przykładowa analiza termodynamiczna Mold Doctor® wykonana regulatorem Gammaflux® LEC

b. Analiza błędów – służy do szybkiego rozpoznawania podstawowych błędów, począwszy od przerwania nieprawidłowej biegunowości lub uszkodzenia termoelementów przez usterki bezpieczników, a skończywszy na przerwaniu, zawilgoceniu lub zwarciu elementów grzejnych i przypadkowemu upływowi prądu do ziemi. c. Analiza termodynamiczna – pozwala na pełną diagnostykę elementów formy, dzięki której można określić, w jakim stanie są elementy grzejne i układ chłodzenia formy. Można łatwo porównywać ze sobą kluczowe dane (oporność, pobór mocy, czas podgrzewania i schładzania) stref. Analizowane dane pozwalają określić, czy występują jakieś problemy z grzałką, grzanym kanałem, kanałem chłodzącym oraz konkretnie wskazać przyczyny i miejsce problemu w celu jego szybkiego usunięcia. Wskazania w formie tabelarycznej można wprowadzić do pamięci komputera i przy kolejnej analizie wywołać do porównania. d. Historia wydajności formy – umożliwia łatwe porównywanie istniejących już „dobrych” wzorcowych danych termodynamicznych z potencjalnie problematycznymi danymi aktualnej analizy termodynamicznej. W ten sposób formę można „intuicyjnie” przetestować pod kątem błędów na podstawie konkretnych danych. NAJNOWSZA TECHNIKA W REGULACJI TEMPERATURY FORM E.Braun jest producentem termostatów gwarantujących najnowsze rozwiązania techniczne w regulacji temperatury form. Elementy konstrukcyjne ze stali nierdzewnej zapewniają trwałość i bezawaryjność urządzeń. Firma oferuje standardowe regulatory/termostaty temperatury, ale również specjalnie dopasowane termoregulatory impulsowe i przemienne oraz systemy sprawdzające. Na życzenie wykonania specjalne (bezsilikonowe, z dopuszczeniem do kontaktu z żywnością, dla kosmetyki). Opcjonalnie możliwe są różnorodne formy podłączenia urządzeń zewnętrznych kontrolnych, Urządzenia wodne: o l Systemy otwarte do 90 C; o l Urządzenia wodne ciśnieniowe do 180 C; l Moc grzewcza od 1 kW do 200 kW; l Chłodzenie bezpośrednie i pośrednie. Urządzenia olejowe: o l Systemy otwarte do 150 C; 18

Otwarte systemy z ciśnieniem statycznym zimnego oleju do 250oC; o l Systemy pod ciśnieniem do 350 C; l Moc grzewcza od 1 kW do 76 kW. l

URZĄDZENIA VARIOTHERM Variotherm to dynamiczny termoregulator posiadający dwa obiegi cieplne: l obieg gorącej wody; l obieg zimnej wody. Dzięki zastosowaniu kompaktowego zespołu zaworów i 2-kanałowego sterowania PID urządzenie pozwala na szybką zmianę temperatury formy, w pierwszej fazie wysoką, by następnie szybko ją obniżyć. To zmiennocieplne termostatowanie pozwala na uzyskanie doskonałych efektów końcowych przy produkcji bardzo zaawansowanych wyrobów. Możliwe jest osiągnięcie określonych efektów części form: l wyjątkowo gładkie powierzchnie (np. nośniki danych); l elementy z połyskiem (wyposażenie deski rozdzielczej samochodu); l powierzchnie przeciwodblaskowe (ekrany monitorów); l właściwości antybakteryjne – powierzchnie samoczyszczące (technika medyczna). Możliwe jest osiągnięcie określonych mechanicznych właściwości i zapobiegania niekorzystnym zjawiskom: l redukcja śladów łączenia; l poprawienie właściwości przepływowych; l redukcja śladów płynięcia włókna szklanego; l produkcja części o wyjątkowo cienkich ściankach; l redukcja srebrzenia przy wtrysku z gazem. Możliwe jest osiągnięcie określonych optymalizacji produkcyjno-technicznych. l krótsze czasy cykli; l mniejsze siły zwarcia – wielkości maszyn; l redukcja czasów nagrzewania. Więcej informacji u wyłącznego autoryzowanego przedstawiciela. VGT Polska Sp. z o.o. ul. Powstańców 66, 31-670 Kraków tel. 12 281 34 87, fax 12 281 34 89 info@vgt.com.pl Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

systemy GK i regulatory temperatury

Granulat Asaclean ® – sposób na czyszczenie systemów gorącokanałowych Krzysztof Jurga

Problemy w procesie produkcyjnym wynikające z przypaleń, czarnych spieków na detalach, dużej ilości odpadów, długiego i uciążliwego przechodzenia z jednego granulatu na kolejny, przedłużającej się zmiany koloru podczas procesu wtrysku wynikają w wielu przypadkach z niedostatecznego wyczyszczenia systemów gorącokanałowych. Mając to na uwadze, firma VELOX Poland Sp. z o.o. oferuje przetwórcom granulaty czyszczące Asaclean® zarówno do układu plastyfikującego, jak i systemów gorącokanałowych.

A

saclean® jest granulatem czyszczącym o znakomitej efektywności przy niskim dozowaniu, służy do skutecznego czyszczenia cylindrów i ślimaków w wtryskarkach i wytłaczarkach. Środkiem Asaclean® można czyścić systemy gorącokanałowe oraz stosować przy weekendowym lub świątecznym przestoju zakładu. Ma zastosowanie przy przetwórstwie właściwie wszystkich tworzyw termoplastycznych, poczynając od poliolefin i polipropylenów, poprzez tworzywa techniczne PC/ABS, PA6 z dodatkami lub bez, POM, ABS, kończąc na tworzywach wysokotemperaturowych – PPS, PEI, PEEK, LCP, PSU. JAK OSIĄGNĄĆ OPTYMALNY EFEKT CZYSZCZENIA SYSTEMÓW GORĄCOKANAŁOWYCH ASACLEANEM® ® l ASACLEAN może być używany w tych samych formach, w których przerabiane są tworzywa (za wyjątkiem ASACLEAN® NewEx, PX2, CG, ponieważ te rodzaje Asacleanu® zawierają włókno szklane, nie jest więc zalecany do czyszczenia kanałów gorących). l Temperatura w kanale gorącym musi mieścić się w przedziale temperatur aktywności danego typu ASACLEAN® . l Przy zewnętrznie ogrzewanych formach, podwyższenie temperatury kanałów gorących o ca. 20oC, podniesie efektywność czyszczenia. ® l ASACLEAN czyści kanały gorące, między innymi, poprzez turbulencje przepływu masy. ASACLEAN® wiąże się z zanieczyszczeniami w maszynie i skutecznie je usuwa. l Generalnie, można dokonać czyszczenia przy otwartej formie. Podczas czyszczenia przy formie zamkniętej, poprzez uzyskanie wyższego ciśnienia, efektywność czyszczenia może być lepsza. Należy jednak uwzględnić kompleksowość konstrukcji formy, jak również uwagi na odwrocie. Przy zbyt skomplikowanej konstrukcji formy, zalecane jest czyszczenie przy formie otwartej. l W przypadku, kiedy średnica kanałów gorących, bądź dyszy, jest mniejsza od 1 mm, proszę zastosować typ ASACLEAN® o wyższym MFI. CZYSZCZENIE PRZY FORMIE OTWARTEJ 1. Po czyszczeniu cylindra i ślimaka, można podjąć czyszczenie kanałów gorących. 2. Proszę otworzyć formę i podjechać ustnikiem do formy. 3. Należy zadbać o bezpieczne zebranie masy i zastosować ewentualnie materiał antyadhezyjny do form. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

4. Zadozować ASACLEAN® przy normalnym ciśnieniu i maksymalnie dopuszczalnych obrotach do momentu, kiedy cylinder będzie do połowy napełniony. 5. Przetryskiwać ASACLEAN® przez kanały gorące w krótkich odstępach czasu. Powtarzać ten proces do momentu, kiedy przetryskiwany ASACLEAN® nie będzie zawierał pozostałości pigmentu bądź przypaleń. Proszę unikać przy tym postojów ASACLEAN® w kanałach gorących. 6. Produkcja kolejnego polimeru lub barwy może być podjęta. CZYSZCZENIE PRZY FORMIE ZAMKNIĘTEJ 1. Po czyszczeniu cylindra i ślimaka, można podjąć czyszczenie kanałów gorących. Proszę podjechać ustnikiem do formy. 2. Zadozować ASACLEAN® do momentu, kiedy cylinder będzie do połowy napełniony. 3. Proszę zredukować masę wtrysku o 30–50%. Przetrysnąć ASACLEAN® przez kanały gorące, zatrzymując ASACLEAN® w skróconym cyklu w formie. Należy skrócić czas chłodzenia. Detale muszą opuścić formę przed całkowitym schłodzeniem (koniecznie uwzględnić!). 4. Powtórzyć czyszczenie, w przypadku kiedy wypraski z ASACLEAN® nie osiągną optymalnego efektu optycznego, aż nie będą zawierały pozostałości pigmentu lub przypaleń. 5. Produkcja kolejnego polimeru lub barwy może być podjęta.

VELOX Poland Sp. z o.o. ul. Trójpole 7, 61-693 Poznań jurga@velox.com www.velox.com 19


systemy GK i regulatory temperatury

ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

Profesjonalny dostawca systemów gorącokanałowych Nic tak nie cieszy handlowca, jak możliwość sprzedaży własnego produktu. Dlatego nas cieszą systemy gorącokanałowe Wadim Plast. Dzięki nim możemy nazywać się profesjonalnymi dostawcami systemów gorącokanałowych. Dlaczego tak sądzimy? Z wielu powodów. Przede wszystkim tworzenie daje nam wszystkim osobistą satysfakcję, poza tym umożliwia dokładne poznanie produktu i kreowanie jego procesu twórczego w kierunku uzyskania jak najlepszych wyników.

O

pracowując nową linię systemów gorącokanałowych, specjaliści działu rozwoju Wadim Plast działali dwutorowo. Pierwszym zadaniem było udoskonalenie naszego podstawowego produktu dysz uszczelnianych na obudowie WP-22, WP-26, WP-40, drugim opracowanie zupełnie nowej rodziny dysz uszczelnianych w obszarze końcówki WP-16, WP-20, WP-29. Nad opracowaniem konstrukcji dysz pracował zespół, w skład którego weszli analitycy, konstruktorzy, narzędziowcy, a także serwisanci i handlowcy. Wypracowane zostały kryteria, które dysze muszą spełniać, aby stać się dobrym, wartym polecenia produktem, a zatem: równomierny rozkład temperatury na długości dyszy, dobre warunki termiczne w obszarze przewężki, relatywnie krótki czas zmiany koloru (dysze uszczelniane w obszarze końcówki), ograniczenie smug powstających w wyniku wypływania tworzywa z otworów końcówki dyszy, wysoka trwałość i łatwa wymienność poszczególnych elementów dyszy, kompaktowość zabudowy, no i oczywiście atrakcyjna cena.

Rozpoczynając proces twórczy od nakreślenia wymagań stawianych produktowi, przeszliśmy do etapu analiz mechanicznych oraz termicznych dysz, wyłaniając spośród początkowych koncepcji te najbardziej obiecujące. Po wykonaniu prototypów prowadzone były długotrwałe próby w narzędziach testowych. Dzięki nim opracowane zostały ostateczne rozwiązania dysz Wadim Plast, spełniające założone na początku kryteria. Nabyte doświadczenia pozwoliły nam również na doskonałe poznanie swego produktu, co owocuje fachowym i poprawnym doborem dysz dla potrzeb klientów. Oczywiście na tym nie poprzestaliśmy i cały czas pracujemy nad rozwojem nowych rozwiązań. Z początkiem 2018 wprowadziliśmy nowe typy końcówek dysz uszczelnianych w obszarze końcówki. Są to końcówki z wykonaną w nich przewężką – otwartą przelotową i z przewężką pierścieniową, obie również w wykonaniu wydłużonym. Aktualną ofertę systemów gorącokanałowych, dysz i rozdzielaczy możecie Państwo znaleźć w najnowszej edycji Katalogu, która została poszerzona o Poradnik użytkownika. Zachęcamy do odwiedzenia naszej strony www.wadim.com.pl, gdzie można pobrać: l Katalog systemów gorącokanałowych; l Modele 3D dysz oraz dysz centralnych; l Poradnik użytkownika. Już od ponad 20 lat specjaliści Wadim Plast są do Państwa dyspozycji w celu doboru systemów gorącokanałowych oraz fachowego wsparcia przed i posprzedażowego.

www.wadim.pl 20

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


systemy GK i regulatory temperatury

REKLAMA

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

21


systemy GK i regulatory temperatury

Poradnik użytkownika systemów GK System gorącokanałowy ma za zadanie przekazać uplastycznione tworzywo z agregatu wtryskarki do gniazda formującego formy w niezmienionym stanie.

S

ystemy GK stosuje się w formach wielogniazdowych, przeznaczonych do produkcji wielkoseryjnej. Bardzo często w formach jednogniazdowych stosuje się pojedyncze dysze centralne GK. Każda z dysz GK produkowanych przez ZT ELWIK po zamontowaniu nakładki NDC może pracować jako pojedyncza dysza centralna. Pomimo większych kosztów, formy z GK umożliwiają szybką amortyzację w krótkim czasie. Wtrysk niektórych wyrobów byłby utrudniony lub wręcz niemożliwy bez techniki GK, a już na pewno nieopłacalny, jak na przykład w przypadku nakrętek czy innych tanich wyrobów jednorazowego użytku. Podstawowe korzyści wynikające ze stosowania systemów GK w formach wtryskowych to: l Uproszczenie konstrukcji formy; l Skrócenie czasu cyklu; l Zmniejszenie ilości surowca (brak zimnych kanałów dolotowych); l Automatyzacja procesu; l Dłuższe drogi płynięcia (dla dysz zamykanych igłowo przy technice wtrysku sekwencyjnego); l Zmniejszenie nakładów na recykling; l Poprawa jakości wyprasek; l Zmniejszenie ciśnienia wtrysku. Warunkiem koniecznym do uzyskania w/w korzyści ze stosowania techniki GK jest wybór właściwego systemu i rodzaju dysz GK wchodzących do tego systemu. Tworzywa termoplastyczne charakteryzują się różną budową oraz zróżnicowanymi własnościami reologicznymi i termicznymi, dlatego też nie istnieje jeden taki system, który byłby idealny do wszystkich tworzyw. Istnieją pewne ograniczenia dla tworzyw wrażliwych na ścinanie, czułych termicznie, z dodatkami zmniejszającymi palność czy wypełniaczami. System GK dobieramy indywidualnie dla każdego konkretnego przypadku: l Wypraski; l Tworzywa; l Warunków produkcji. Wynika z tego, że określony system GK właściwy dla danego tworzywa lub grupy tworzyw, pracuje gorzej lub wcale w przypadku innej grupy tworzyw. Przy doborze systemu GK należy zwrócić szczególną uwagę na: l Gramaturę wtrysku; l Rodzaj tworzywa – amorficzne czy częściowo krystaliczne, czy jest wypełniacz, dodatki uniepalniające, oraz rodzaj barwnika; l Wypraska – grubość ścianek, wymiary, droga płynięcia i inne wymagania; 22

Ślad po punkcie wtrysku – kosmetyczny lub inny; Ilość punktów wtrysku; l Zmiana koloru – jak często; l Rodzaj wypełniacza; l Sposób chłodzenia i termostatowania formy. Prawidłowo zaprojektowany system gorącokanałowy powinien zapewnić: l Równomierny rozkład temperatur na całej drodze płynięcia; l W miarę możliwości małe spadki ciśnienia i prędkości płynięcia tworzywa w kanałach rozdzielacza; l Doprowadzenie tworzywa do wszystkich punktów wtrysku w tym samym czasie – poprawny balans systemu; l Brak martwych stref, w których mogłoby zalegać tworzywo. Martwe strefy mogą być przyczyną degradacji tworzywa, wydłużyć czas potrzebny na zmianę koloru lub powodować przebarwienia koloru wtryskiwanego tworzywa; l Szczelność układu; l Długą żywotność poszczególnych elementów systemu; l Łatwość zabudowy w formie. Systemy GK zaprojektowane i wykonane w ZT ELWIK spełniają wszystkie powyższe warunki. W skład systemu gorącokanałowego wchodzą: l Dysze GK; l Rozdzielacz kpl. z zaprasowanymi grzałkami, przewodami, podkładkami, czujnikami temperatury; l Tuleja wlewowa kpl. z pierścieniem izolującym, grzałką opaskową. l l

Elwik ul. Jakobinów 35, 02-240 Warszawa tel. 22 846 31 87, 22 846 31 89 fax 22 846 35 70 elwik@elwik.com, www.elwik.com Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


systemy GK i regulatory temperatury

REKLAMA

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

23


tworzywa polimerowe

Wpływ warunków przetwórstwa na jakość rur z tworzyw polimerowych Adam Gnatowski, Włodzimierz Baranowski, Mateusz Chyra W artykule przedstawiono wpływ wybranych warunków procesu wytłaczania na jakość wytworzonych rur. Zanalizowano dominujące wady powstałe podczas procesu wytłaczania. W celu określenia przyczyn występowania wad rur sporządzono diagramy Ishikawy. Opisano pięć najczęściej występujących wad oraz podjęto próbę opisania możliwości ich eliminacji.

R

ury polietylenowe posiadają wiele zalet w porównaniu z rurami wytwarzanymi z takich materiałów jak np. żeliwo czy kamionka. Do zalet tych należą m.in.: niewielka masa, elastyczność oraz gładkość powierzchni, która w znacznym stopniu zmniejsza ryzyko przywierania do ścianek rury zanieczyszczeń płynących wraz z medium. To z kolei przyczynia się do zmniejszenia częstotliwości napraw rurociągów oraz przestojów w dostarczaniu mediów [1, 2]. Jakość gotowych wyrobów zależy od wielu różnych czynników, do których zaliczyć można m.in.: charakterystykę surowca, jakość linii wytłaczarskiej oraz stan obsługi technicznej [3, 4]. W skład linii wytłaczarskiej do produkcji rur oprócz samej wytłaczarki wchodzą również: kalibrator, wanna chłodząca, urządzenie odbierające oraz urządzenie do cięcia. Podstawowymi parametrami opisującymi proces wytłaczania są temperatura materiału polimerowego oraz prędkość wytłaczania [4–7]. Jednakże duży wpływ na jakość wyrobu mają również kształt głowicy i kalibratora oraz prędkość odciągu, która musi być zsynchronizowana z prędkością wytłaczania [4, 5, 7]. Oceniając efektywność procesu wytłaczania należy wziąć pod uwagę kryteria ilościowe, eksploatacyjne oraz jakościowe, do których zalicza się m.in. jakość wytłoczyny [4, 8, 9]. Istotną kwestią jest również zminimalizowanie ryzyka powstawania pęknięć na powierzchni rury. Pęknięcia takie mogą być wynikiem nieprawidłowości w procesie wytłaczania, niewłaściwego transportu i składowania oraz w znacznym stopniu instalacji metodami bezwykopowymi. Wszelkiego rodzaju nieciągłości w strukturze, podczas eksploatacji przy ciśnieniu roboczym mogą powodować propagację pęknięć i w konsekwencji doprowadzić do awarii rurociągu [10, 11]. MATERIAŁY I METODYKA BADAŃ Analizę jakości rur polimerowych wytworzonych technologią wytłaczania przeprowadzono na rurach o średnicy 63 mm i SDR 11, wyprodukowanych z tworzywa PDPE 3802 YCF. Proces wytłaczania przebiegał zgodnie z parametrami przetwórczymi zalecanymi przez producenta tworzywa. Ustalono przyczyny oraz intensywność występowania wad. Przeprowadzono badania 80 sztuk rur ciętych na długość 2 metrów, z partii jednego zlecenia wytwórczego, wykonanego w ciągu jednego dnia roboczego na pierwszej i drugiej zmianie bez przezbrajania linii wytłaczarskiej. Zbadano wpływ wybranych warunków procesu na jakość wytłoczyn. Odnotowano 10 wad powstałych w skutek nieprawidłowości

24

podczas procesu wytłaczania. Następnie przy użyciu diagramu Ishikawy określono przyczyny powstawania zauważonych wad. Diagram Ishikawy służy do przedstawienia w sposób graficzny czynników, które mają wpływ na określony efekt. Uwzględnia on wpływ na końcowy wynik kilka różnych aspektów takich jak np.: aspekt ludzki, materiał czy metoda [12, 13, 14]. WYNIKI BADAŃ I ICH OMÓWIENIE Na podstawie analizy wytłoczonych rur określono 10 wad wyrobów. Następnie zdefiniowano przyczyny występowania defektów oraz czynniki, które wpływają na ich powstawanie. Powyższe dane przedstawiono w tabeli 1. Analizując uzyskane dane, wywnioskowano, iż 5 wad, czyli: rowki, chropowatość powierzchni, zagłębienia powierzchni, sfałdowania powierzchni oraz jamy w rdzeniu wytłoczyny stanowi większość wszystkich zdefiniowanych niedoskonałości wytłoczyn. Eliminując wyżej wymienione wady, eliminuje się znacząco ilość powstałych wad. Z tego względu sporządzono diagramy Ishikawy dla 5 dominujących niedoskonałości, w których określono, jakie czynniki mają wpływ na ich powstawanie. Największy wpływ na powstawanie omawianych wad mają błędy operatora wynikające np. z braku doświadczenia. Ważnym aspektem może być tutaj również wytłaczarka. Przykładowo nieprawidłowo działające czujniki temperatury mogą powodować przegrzanie tworzywa. Nie bez znaczenia jest również jakość przetwarzanego tworzywa oraz czynniki środowiskowe związane np. z twardością wody, która może powodować osady na eleŚRODOWISKO

TECHNOLOGIA

Zbyt duża grubość ścianki

OPERATOR

Niewłaściwa siła docisku rury do ścianek kalibratora

Zdegradowane tworzywo w głowicy

Niewłaściwa ilość wody w komorze kalibratora

Zbyt duża grubość ścianki

ROWKI Niewłaściwa siła docisku rury do ścianek kalibratora

Zdegradowane tworzywo w głowicy

Zbyt duża grubość ścianki

TWORZYWO

MASZYNA

Rys. 1. Diagram Ishikawy przedstawiający przyczyny powstawania rowków Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


tworzywa polimerowe Tabela 1. Wady technologiczne wyrobów wytłaczanych, przyczyny i czynniki wpływające na ich powstawanie

1

2

3

4

5

6

Nazwa wady

Rowki

Chropowatość powierzchni

Zagłębienia powierzchni

Sfałdowana powierzchnia

Jamy w rdzeniu wytłoczyny

Pęknięcia

Określenie wady

Wgłębienia znajdujące się wzdłuż wyrobu

Zbyt duża chropowatość ścianek wytłoczyny

Nieregularne otwory, często przechodzące na wskroś przez wyrób

Regularnie powtarzające się nierówności na powierzchni wytłoczyny

Pęcherze powietrza występujące wewnątrz wytwarzanej rury

Nieregularne szczeliny powstałe na powierzchni wytłoczyny

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Przyczyny powstawania wady

Czynniki powodujące powstawanie wady

Zdegradowane tworzywo w głowicy

Nieodpowiednio nastawione wartości temperatury, awaria czujnika, błędny odczyt przez pracownika

Zbyt duża grubość ścianki

Za niska prędkość odciągu, twarda woda, niewłaściwy dopływ wody chłodzącej do kalibratora

Niewłaściwa ilość wody w komorze kalibratora

Nieodpowiednia praca pompy wodnej, brak nadzoru

Niewłaściwa siła docisku rury do ścianek kalibratora

Nieodpowiednie ciśnienie kalibrujące, spowodowane: złymi nastawami, awarią czujnika, błędnym odczytem przez operatora (manometr i wakometr)

Niewłaściwa ilość wody w komorze kalibratora

Nieodpowiednia praca pompy wodnej, brak nadzoru

Za niska wartość temperatury głowicy

Błędnie nastawiona wartość temperatury na głowicy

Nieodpowiednie tworzywo

Złe przygotowanie tworzywa, zanieczyszczenia w kalibratorze, zła praca separatora

Kamień w kalibratorze

Nadmierna eksploatacja kalibratora, twarda woda, nadmierna ilość wody chłodzącej kalibrator, brak nadzoru

Niewłaściwa temperatura przetwórstwa

Błędny odczyt przez operatora, awaria czujnika, błędnie nastawiona wartość temperatury, brak nadzoru

Ciało obce

Brak nadzoru dostaw, dodatek zanieczyszczonego tworzywa z recyklingu

Zbyt duża wilgotność tworzywa

Nieodpowiednie składowanie tworzywa, brak wentylacji, wpływ warunków atmosferycznych

Przegrzane tworzywo

Błędnie nastawiona wartość temperatury, awaria czujnika, błędny odczyt przez operatora

Domieszka innego tworzywa

Brak nadzoru dostaw, błędne zmieszanie tworzywa przez operatora

Ciało obce

Brak nadzoru dostaw, dodatek zanieczyszczonego tworzywa z recyklingu

Przegrzane tworzywo

Błędnie nastawiona wartość temperatury, awaria czujnika, błędny odczyt przez operatora

Uszkodzenie ślimaka

Nadmierna eksploatacja ślimaka, brak kontroli operatora

Nierównomierna praca odciągu

Zużycie elementów odciągu, błędnie regulacja układu sterowania, brak nadzoru

Niewłaściwa ilość wody w komorze kalibratora

Nieodpowiednia praca pompy wodnej, brak nadzoru

Zbyt duża wilgotność tworzywa

Nieodpowiednie składowanie tworzywa, brak wentylacji, wpływ warunków atmosferycznych

Nieodpowiedni skład tworzywa

Dodatek nieodpowiedniego tworzywa dokonany przez operatora, dodatki przeciwdziałające paleniu, brak nadzoru nad dostawami

Domieszka innego tworzywa

Brak nadzoru dostaw, błędne zmieszanie tworzywa przez operatora

Przegrzane tworzywo

Błędnie nastawiona wartość temperatury, awaria czujnika, błędny odczyt przez operatora

Niewłaściwa temperatura przetwórstwa

Błędny odczyt przez operatora, awaria czujnika, błędnie nastawiona wartość temperatury, brak nadzoru

t

L.p.

25


tworzywa polimerowe L.p.

7

Nazwa wady

Określenie wady

Przypalenia

Brunatne smugi na powierzchni wytłoczyny, powstałe na skutek degradacji termicznej tworzywa

Widoczne na powierzchni wytłoczyny oraz w jej rdzeniu nieuplastycznione granulki tworzywa

Nieuplastycznione tworzywo

8

Uszkodzenia powierzchni wyrobu w postaci rys i zadrapań

Zarysowana powierzchnia

9

10

Ślady pulsacji

ŚRODOWISKO

Okresowo pojawiające się na powierzchni rur zgrubienia, w postaci nierówności pierścieniowych na ściankach wyrobu

TECHNOLOGIA Kamień w kalibratorze

Czynniki powodujące powstawanie wady

Niesprawny układ grzania

Awaria układu grzania

Niewłaściwa temperatura przetwórstwa

Błędny odczyt przez operatora, awaria czujnika, błędnie nastawiona wartość temperatury, brak nadzoru

Brak homogenizacji tworzywa

Brak nadzoru, błędnie nastawiona wartość temperatury, błędny odczyt przez operatora, awaria czujnika

Domieszka innego tworzywa

Brak nadzoru dostaw, błędne zmieszanie tworzywa przez operatora

Niewłaściwa temperatura przetwórstwa

Błędny odczyt przez operatora, awaria czujnika, błędnie nastawiona wartość temperatury, brak nadzoru

Zanieczyszczenia w kalibratorze

Brak kontroli kalibratora przez operatora, zanieczyszczone tworzywo

Niewłaściwe składowanie - magazynowanie

Nieodpowiednie nawijanie rur, składowanie niewychłodzonych rur jedna na drugiej

Przegrzana strefa uplastycznienia

Awaria czujnika, błędny odczyt przez operatora, brak nadzoru

Nierównomierna praca odciągu

Zużycie elementów odciągu, błędna regulacja układu sterowania, brak nadzoru

Przegrzane tworzywo

Błędnie nastawiona wartość temperatury, awaria czujnika, błędny odczyt przez operatora

Uszkodzenie ślimaka

Nadmierna eksploatacja ślimaka

OPERATOR

ŚRODOWISKO

Niewłaściwa temperatura przetwórstwa

Kamień w kalibratorze

CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI Nieodpowiednie tworzywo

Niewłaściwa temperatura przetwórstwa

Kamień w kalibratorze Nieodpowiednie tworzywo

TWORZYWO

Zbyt duża wilgotność tworzywa

OPERATOR

Domieszka innego tworzywa

ŚRODOWISKO

Uszkodzenie ślimaka

SFAŁDOWANA POWIERZCHNIA Nierównomierna praca odciągu

ZAGŁĘBIENIA POWIERZCHNI Ciało obce

Przegrzane tworzywo

Uszkodzenie ślimaka

MASZYNA

Rys. 3. Diagram Ishikawy przedstawiający przyczyny powstawania zgłębień powierzchni

Nierównomierna praca odciągu

Przegrzane tworzywo

Zbyt duża wilgotność tworzywa

Ciało obce

TWORZYWO

Niewłaściwa ilość wody w komorze kalibratora

Domieszka innego tworzywa

Przegrzane tworzywo

MASZYNA

TECHNOLOGIA

OPERATOR

Zbyt duża wilgotność tworzywa

Za niska wartość temperatury głowicy

Rys. 2. Diagram Ishikawy przedstawiający przyczyny powstawania chropowatości powierzchni

ŚRODOWISKO

TECHNOLOGIA

Niewłaściwa ilość wody w komorze kalibratora

Nieodpowiednie tworzywo

Ciało obce

Przyczyny powstawania wady

TECHNOLOGIA

OPERATOR Zbyt duża wilgotność tworzywa

Domieszka innego tworzywa

Zbyt duża wilgotność tworzywa

JAMY W RDZENIU WYTŁOCZYNY Zbyt duża wilgotność tworzywa

Domieszka innego tworzywa

Domieszka innego tworzywa

Przegrzane tworzywo

MASZYNA

Rys. 4. Diagram Ishikawy przedstawiający przyczyny powstawania sfałdowania powierzchni 26

TWORZYWO

MASZYNA

Rys. 5. Diagram Ishikawy przedstawiający przyczyny powstawania jam w rdzeniu wytłoczymy Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

t

TWORZYWO


tworzywa polimerowe

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

27


tworzywa polimerowe mentach linii wytłaczarskiej, co przyczynia się do powstawania śladów na powierzchni wytłaczanej rury. WNIOSKI KOŃCOWE Jakość rur wytłaczanych z tworzyw polimerowych jest zależna od wielu czynników, mogących powodować powstawanie różnorodnych wad wytłoczyn. W pracy dokonano analizy wad wytłoczyn i wskazano na 5 najistotniejszych wad. Z przedstawionych diagramów Ishikawy wywnioskowano, iż na wszystkie wymienione defekty duży wpływ ma operator linii wytłaczarskiej. Istotnym aspektem jest, aby proces wytłaczania kontrolowany był przez osoby wykwalifikowane, posiadające odpowiednie doświadczenie. Duże znaczenie ma też jakość urządzeń wchodzących w skład linii wytłaczarskiej oraz środowisko pracy i jakość przetwarzanego tworzywa. Niezbędne jest przeprowadzanie kontrolnych przeglądów technicznych maszyn i urządzeń (kontrola czujników temperatury, wymiarów i kształtu głowicy wytłaczarskiej oraz kalibratora itp.), jak również niezbędne są badania laboratoryjne tworzyw, z których wytłacza się rury. LITERATURA [1] E. Piekarska: Rury z polietylenu – niezawodność funkcjonowania w wodociągach, sieciach paliw gazowych i kanalizacji, Przetwórstwo Tworzyw 2008, 2, s. 39-44. [2] I. Małecka, J. Wira, Z.J., Małecki: Podatność wybranych rur polimerowych sieci i instalacji wodociągowych na obrosty mikrobiologiczne cz. I, Zeszyty Naukowe – inżynieria lądowa i wodna w kształtowaniu środowiska 2015, nr 8-9, s. 56. [3] R. Sikora, T. Garbacz: Ocena jakości wytworów otrzymywanych metodą wytłaczania z rozdmuchiwaniem, Polimery 2001, nr. 7-8, s. 540-545. [4] J. Stasiek: Wytłaczanie tworzyw polimerowych – zagadnienia wybrane, Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2007.

[5] B. Broel-Plater, J.W. Sikora: Proces wytłaczania jako obiekt sterowania automatycznego, Polimery 2004, nr 2, s. 114-122. [6] R. Sikora: Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych. Wydawnictwo Edukacyjne Zofii Dobkowskiej, Warszawa 1993. [7] K. Wilczyński: Przetwórstwo tworzyw sztucznych, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000. [8] G. Jasica, M. Heinrich: Kształtowanie jakości wyrobu w procesie produkcyjnym, Problemy Eksploatacji 2012, nr. 2, s. 79-91. [9] A. Tor-Świątek: Evaluation of the effectiveness of the microcellular extrusion process of low density polyethylene, Eksploatacja i Niezawodność 2013, nr. 3, s. 225-229. [10] W. Baranowski, K. Werner: Analiza rozwoju pęknięć i lokalnego odkształcenia rur z polietylenu, Polimery 2013, nr 1, s. 51-57. [11] A. Pusz, K. Michalik: Ocena stopnia krystaliczności na podstawie pomiarów pełzania, Polimery i kompozyty konstrukcyjne. Praca zbiorowa pod red. Gabriela Wróbla, Cieszyn, 2010,s. 300-309. [12] A. Hamrol: Zarządzanie jakością z przykładami. Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2005. [13] P. Lenik: Monitorowanie jakości we współczesnych firmach produkcyjnych, Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego – Finanse, Rynki Finansowe, Ubezpieczenia 2011, nr. 47, s. 97-105. [14] W. Łybacki, K. Zawadzka: Wspomaganie diagnostyki wad odlewów narzędziami zarządzania jakością, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 2008, nr. 1, s. 89-101. dr hab. inż. Adam Gnatowski, prof. nadzw. mgr inż. Mateusz Chyra dr inż. Włodzimierz Baranowski Instytut Technologii Mechanicznych Politechnika Częstochowska al. Armii Krajowej 21 42-200 Częstochowa

REKLAMA

28

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


maszyny, urządzenia i narzędzia

WITTMANN DRYMAX

Suszarki z obrotowym sitem

energooszczędne | dokładne | niezawodne

WITTMANN BATTENFELD POLSKA Sp. z o.o.

29 . Nr 1/2018 w Przemyśle 05-825Tworzywa Grodzisk Sztuczne Mazowiecki | Adamowizna | ul. Radziejowicka 108 | Tel.: +48 22 724 38 07 | info@wittmann-group.pl | www.wittmann-group.pl


maszyny, urządzenia i narzędzia

ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

Najważniejsza jest powierzchnia TAMS™ – nowy, innowacyjny system pomiarowy do określenia jakości wizualnej powierzchni funkcjonalnych i dekoracyjnych. Metody pomiarowe wykorzystywane do tej pory do określenia jakości wizualnej były bardzo złożone i zrozumiałe jedynie dla specjalistów. Po kilku latach współpracy, której celem było opracowanie szybkiej i łatwej technologii oceny jakości wizualnej powierzchni, specjaliści firm Volkswagen AG, Audi AG oraz angielskiej firmy Rhopoint Instruments Ltd. opracowali innowacyjne urządzenie pomiarowe symulujące percepcję jakości wyglądu powierzchni przez ludzkie oko – TAMS™ (Total Appearance Measurement System).

W

ygląd malowanej powierzchni ma kluczowe znaczenie dla wszystkich wiodących firm wykonujących powłoki malarskie, a szczególnie dla firm z branży samochodowej, ponieważ wygląd powierzchni produktu postrzegany przez klienta może mieć duży wpływ na decyzję o zakupie. Z tego względu powierzchnie malowane powinny być dla klienta wizualnie atrakcyjne, na co wpływ ma kolor, a szczególnie struktura powierzchni. Konwencjonalne urządzenia pomiarowe bazują na interpretacji wysoce złożonych wartości mierzonych przez kilka urządzeń pomiarowych przez użytkowników, którzy na ich podstawie określają wygląd powierzchni. Może to prowadzić do niejednoznacznych informacji dotyczących parametrów powierzchni przekazywanych np. pomiędzy producentem a dostawcami części dodatkowych. Trudności w powiązaniu zmierzonych wartości z wyglądem powierzchni mogą skutkować jakością powierzchni niespełniającą oczekiwań producenta pomimo zachowania wszystkich wymaganych parametrów mierzonych technikami konwencjonalnymi. W celu optymalizacji procesu malowania, kilka lat temu firma Volkswagen AG rozpoczęła realizację kompleksowego, innowacyjnego projektu, którego celem były ocena i doskonalenie procedur pomiaru między innymi jakości wykończenia powierzchni w przemyśle samochodowym. W wyniku tego projektu brytyjska firma Rhopoint Instruments Ltd., specjalizująca się w ocenie percepcji wyglądu, opracowała całkowicie nową technologię. Istotnym elementem projektu była dogłębna ocena ludzkiej percepcji, przeprowadzona przez firmę AUDI AG. Wspólne opracowanie definicji i modeli obliczeniowych było niezbędne dla kompleksowego opisu percepcji wizualnej przez obserwatora. W oględzinach powierzchni, oko człowieka stosuje dwa rodzaje ostrości: ostrość ustawioną na obszarze w niewielkiej odległości w celu oceny struktury powierzchni i wad oraz ostrość ustawioną na odbiciach światła i konturach powierzchni na tak zwanej odległości wystawowej, tzn. odległości ok. 1,5 m, z której obserwator najczęściej prowadzi ocenę wzrokową.

W tym czasie mózg obserwatora dokonuje różnych ocen, a podstawą jego reakcji są odpowiedzi na następujące pytania: „Czy produkt wygląda dobrze?” oraz „Czy sąsiednie części pasują do siebie wizualnie i wyglądają jednolicie?”. Decyzja o zakupie podejmowana jest zależnie od wyników tej oceny. System TAMS™ symuluje ten proces poprzez imitację funkcji ludzkiego oka oraz mechanizmów odwzorowania występujących w mózgu, z wykorzystaniem technologii obrazu o podwójnej ostrości oraz zaawansowanych technicznie systemów obrazowania i obliczeniowych. System TAMS™ rejestruje obrazy o różnych poziomach ostrości i wykonuje obliczenia parametrów przy pomocy algorytmów percepcji. Dzięki temu możliwy jest specjalny zapis postrzeganego wyglądu. System wykorzystuje łatwe do zrozumienia mierzone zmienne, które umożliwiają jednoznaczną komunikację pomiędzy wszystkimi odpowiedzialnymi wewnętrznymi i zewnętrznymi ogniwami w łańcuchu dostaw pojazdów. System TAMS™ wykorzystuje cztery parametry do przygotowania kompleksowego opisu wrażenia wizualnego: kontrast, ostrość obrazu, falistość oraz dominującą wielkość struktury (wymiar). Kontrast jest związany z kolorem powierzchni. Powierzchnie białe i metaliczne odznaczają się niskim kontrastem, natomiast głęboka czerń daje wartość 100%. Odbicie na powierzchni białej C = 40%

Odbicie na powierzchni czarnej C = 100 %

30

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

Ostrość jest parametrem mierzącym dokładność obrazów odbitych na powierzchni. Wartość 100% oznacza odbicie idealne. Widok nieostry

maszyny, urządzenia i narzędzia Powierzchnia z dominującą strukturą małą

Powierzchnia z dominującą strukturą dużą

Widok ostry

Falistość to parametr związany z percepcją ludzkiego oka, który określa widoczny wpływ falistości powierzchni na obserwatora z odległości wystawowej (1,5 m). Obserwatorzy zazwyczaj preferują powierzchnie o niskiej falistości. Powierzchnia gładka

Powierzchnia falista

Wymiar z kolei określa rozmiar dominującego obiektu, oglądanego z odległości wystawowej. Rozmiar dominującego obiektu jest istotny dla określenia harmonii pomiędzy sąsiadującymi panelami/częściami. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Choć do oceny można użyć każdego z tych parametrów osobno, istotną zaletą systemu TAMS™ jest możliwość łączenia ich i tworzenia nowych wartości: współczynnika jakości i współczynnika harmonii. Współczynnik jakości (Q) to pojedyncza wartość oceniająca całkowitą jakość wyglądu powierzchni. 100% oznacza gładkie wykończenie i perfekcyjne wrażenie wizualne. Współczynnik harmonii (H) został opracowany w celu oceny akceptowalności wyglądu sąsiadujących części auta. Wartość >1,0 oznacza, że sąsiadujące części nie są do siebie podobne i powodują pogorszenie ogólnej jakości wizualnej. Te dwie wartości są kluczowymi kryteriami stosowanymi w końcowej ocenie jakości na linii produkcyjnej oraz określającymi granice interwencji. System TAMS™, opracowany zgodnie z zasadami metrologii optycznej, oznacza duży postęp w pomiarach powłok samochodowych oraz powłok premium o wysokim połysku, ponieważ pozwala on na kwantyfikację percepcji wizualnej i ułatwia interpretację i przekazywanie wyników. Technologia systemu TAMS™ firmy Rhopoint umożliwia kompleksową ocenę różnorodnych powierzchni, od powierzchni stali jako materiału bazowego, poprzez różne warstwy pośrednie, takie jak powłoki kataforetyczne i wypełniacze, aż do powłok powierzchniowych. Dlatego też system TAMS™ ułatwia optymalizację wykończenia powierzchni i zapewnia nowe kryteria jakościowe niezależne od czynników subiektywnych wpływających na ocenę wzrokową. Uniwersalna technologia systemu TAMS™ umożliwi w przyszłości wprowadzanie innych metod oceny opracowanych na potrzeby konkretnych klientów, przy czym ważną rolę odgrywa tu Przemysł 4.0. Jako długoletni dystrybutor firmy Rhopoint Instruments, Konica Minolta Sensing zajmuje się marketingiem i dystrybucją systemu TAMS™ w swojej globalnej sieci dystrybucji. Nowe urządzenie doskonale uzupełnia kompleksową gamę rozwiązań firmy Konica Minolta służących do pomiaru barw i światła przeznaczonych dla przemysłu samochodowego i jego dostawców. Jeżeli chcielibyście Państwo dowiedzieć się więcej, proszę skontaktować się z naszym biurem regionalnym we Wrocławiu lub wysłać do nas e-mail. Chętnie odpowiemy na wszystkie pytania. Konica Minolta Sensing Europe B.V. Sp. z o.o. Oddział w Polsce ul. Skarbowców 23a, 53-025 Wrocław tel. +48 71 734 52 11, fax +48 71 734 52 10 info.poland@seu.konicaminolta.eu, www.konicaminolta.pl 31


maszyny, urządzenia i narzędzia

32

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


ARTYKUŁ

maszyny, urządzenia i narzędzia

S P O N S O R O WA N Y

Aspirator pyłu Firma Kongskilde jest czołowym producentem urządzeń do pneumatycznego odpylania lekkich zanieczyszczeń.

Z

arówno granulaty, jak i przemiały powstałe w procesach technologicznych mają mniej lub więcej zawartości pyłu tego samego materiału w całkowitej ich masie. Odbiorcy końcowi oczekują materiału najwyższej jakości zarówno ze względu na aspekt ekonomiczny, jak również wymagania parku maszynowego oraz efekt końcowy – opakowanie, które nie może uwidaczniać żadnych defektów w swojej strukturze. Firma Kongskilde idąc naprzeciw wysoko postawionym wymogom, oferuje urządzenie AIRWASH, które poprzez kilkustopniowy proces aspiracji daje bardzo dobry efekt końcowy. Jest to jedyne urządzenie, które jednocześnie transportuje i czyści podany materiał. Urządzenie AIRWASH zasysa materiał z dowolnego punktu jednocześnie w ruchu ciągłym, oczyszczając dwustopniowo. Pierwszy stopień aspiracji to odebranie np. piasku i cięższych pyłów. Po przejściu pierwszego stopnia materiał właściwy opada grawitacyjnie i przechodzi przez zawór rotacyjny, a następnie ruchem zygzakowym przechodzi przez drugi stopień, gdzie odsysany jest najlżejszy pył. Oczyszczony materiał opada do wylotu, gdzie może być rozładowany lub transportowany dalej. Niektóre z zastosowań urządzeń firmy Kongskilde AIRWASH to aspiracja tzw. angel hair z granulatów, urządzenie jest również doskonałe przy separacji włókien z przemiału opon oraz różnego rodzaju włókien materiałów tekstylnych z przemiałów z segregowania odpadów komunalnych. Dodatkową nieocenioną zaletą urządzenia AIRWASH firmy Kongskilde jest możliwość zasysania i załadunku materiału

INFORMACJA

z dużych odległości bez pomocy dodatkowych urządzeń. W przypadku braku konieczności oczyszczania materiału można wykorzystać urządzenie jako transporter.

Kongskilde Polska Sp. z o.o. tel. 024 389 80 10 kpl@kongskilde-industries.com www.kongskilde-industries.com

P R A S O WA

Tworzywa sztuczne w przemyśle opakowań Polska zajmuje 6 miejsce w Europie pod względem zapotrzebowania na tworzywa sztuczne (ok. 3,5 mln ton wobec ok. 50 mln ton w Europie). Ok.7% za Niemcami, Włochami, Francją, Hiszpanią i Anglią.

W

Polsce ok. 33% krajowego zapotrzebowania na tzw. Sztuczne kierowane jest do przemysłu opakowań. W Europie ok. 40%. Ponieważ dążymy do modelu europejskiego należy przewidywać, że zapotrzebowanie krajowego przemysłu opakowań na tworzywa sztuczne wzrośnie do 2020 roku do 36%. Udział opakowań z tworzyw sztucznych w rynku opakowań wynosi ok. 37,5% (2016 r.). Wg prognoz PIO, w 2020 r. wyniesie 38,2%, z przewagą dynamiki w segmencie opakowań z tworzyw giętkich (miękkich). Przewidujemy zatem „umiarkowany” wzrost udziału opakowań z tworzyw sztucznych, choć w liczbach bezwzględnych wartość rynku opakowań z tworzyw sztucznych nie będzie maleć. W roku 2013 wartość rynku opakowań z tworzyw sztucznych (37,3% rynku) wynosiła 2,83 mld euro. Zaś w 2020 r. (38,2% rynku) – 4,43 mld euro. A więc prawie 80 proc. przyrost. Bowiem Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

co innego malejący udział procentowy w strukturze rynku, a co innego odniesienie do wartości rynku w liczbach bezwzględnych w danym roku. Trzeba także uwzględnić fakt, iż systematycznie rosnąć będzie udział tworzyw sztucznych pochodzenia naturalnego. Choć w bliskiej przyszłości (2020 r.) nie odnotujemy znaczącego wzrostu udziału tych tworzyw do produkcji opakowań. Przewiduje się, że w roku 2020 udział tworzyw sztucznych (polimerów) pochodzenia naturalnego (biotworzywa) wyniesie nie więcej niż 3-5% w zastosowaniach do opakowań.

Źródło: Polska Izba Opakowań 33


technologie

Technologie radiacyjne w przetwórstwie tworzyw sztucznych Andrzej Nowicki, Grażyna Przybytniak

O

d prawie 60 lat w przetwórstwie tworzyw sztucznych wykorzystywane są z powodzeniem technologie radiacyjne. Najbardziej intensywny rozwój zastosowań źródeł promieniowania jonizującego, przede wszystkim akceleratorów elektronów i źródeł gamma, nastąpił w latach 70. i 80. w oparciu o osiągnięcia chemii radiacyjnej polimerów, dziedziny niezwykle interesującej poznawczo, a zarazem mającej duże znaczenie aplikacyjne. Technologia radiacyjna stwarza możliwość sieciowania polimerów bez konieczności ich ogrzewania czy dodawania chemicznych środków sieciujących. Dzisiaj coraz powszechniej promieniowanie jonizujące wykorzystywane jest w celu poprawy jakości wyrobów wykonanych z tworzyw sztucznych. W artykule przedstawiono przykłady produktów, przy wytwarzaniu których najczęściej stosuje się techniki radiacyjne. KABLE I PRZEWODY ELEKTRYCZNE Stosowany na powłoki i izolacje kabli niskich i średnich napięć polichlorek winylu (PVC plastyfikowany, polwinit) stopniowo zastępowany jest przez polietylen (PE) i jego kopolimery. W porównaniu z PVC, polietylen wykazuje 10-krotnie mniejszą przepuszczalność wody oraz lepsze własności fizyczne: większą twardość, wytrzymałość mechaniczną, odporność na UV, doskonałe właściwości dielektryczne oraz mniejszy ciężar właściwy. Do wad polietylenu należy zaliczyć jego łatwopalność, rozprzestrzenianie płomienia, jak również zbyt małą odporność termiczną eliminującą polimer z niektórych zastosowań. Jednym ze sposobów usunięcia tych wad jest jego usieciowanie polegające na wytworzeniu poprzecznych wiązań między łańcuchami polimeru metodą chemiczną albo fizyczną (radiacyjną) [1, 2]. Sieciowany PE charakteryzuje się korzystnymi własnościami elektrycznymi, a jednocześnie zyskuje odporność termiczną, wyższą odporność na działanie tlenu, ozonu, promieniowania UV oraz czynników chemicznych, takich jak kwasy, zasady i rozpuszczalniki organiczne, w tym smary i oleje. Wyroby te wykazują mniejszą tendencję do pękania pod wpływem naprężeń i wilgoci, a także naprężeń zmęczeniowych. Sieciowanie chemiczne polega na dodaniu do polimeru nadtlenków organicznych, które w wysokich temperaturach generują rodniki inicjujące sieciowanie, jednak pozostałości nadtlenków zanieczyszczają polimer i mogą pogarszać jego właściwości dielektryczne. Sieciowanie radiacyjne, w przeciwieństwie do sieciowania chemicznego, nie pozostawia w tworzywie żadnych niepożądanych dodatków. Proces polega na przewijaniu gotowego przewodu w izolacji wykonanej z PE lub jego kopolimerów pod oknem akceleratora emitującego wiązkę elektronów o energii mieszczącej się

34

w zakresie 1,0–10 MeV. Urządzenie transportujące zapewnia równomierne napromieniowanie izolacji kabla oraz zaabsorbowanie przez tworzywo dawki promieniowania niezbędnej do uzyskania wymaganego stopnia usieciowania. Zwykle przewód elektryczny przewijany jest wielokrotnie w konfiguracji „∞”, a wielkość dawki pochłoniętej kontrolowana jest za pomocą pomiarów dozymetrycznych. Zastosowanie technologii radiacyjnej na szeroką skalę umożliwi zastąpienie izolacji z polichlorku winylu izolacją wykonaną z polietylenu albo jego kopolimerów, o znacznie korzystniejszych parametrach eksploatacyjnych. Instalacja pilotowa do radiacyjnego sieciowania izolacji kabli i przewodów elektrycznych została zbudowana i przetestowana w IChTJ. Proces sieciowania radiacyjnego jest szybszy niż sieciowania chemicznego, zużywa mniej energii, jest łatwiejszy do kontroli i daje produkt lepszej jakości, a wytworzone tą metodą produkty znajdują zastosowanie w tych gałęziach gospodarki, w których wymagane są podwyższone standardy bezpieczeństwa systemów elektrycznych, np. w lotnictwie, motoryzacji czy kolejnictwie. WYROBY TERMOKURCZLIWE Jedną z najpopularniejszych grup produktów wytwarzanych z zastosowaniem technologii radiacyjnych są wyroby termokurczliwe (rurki, taśmy, końcówki, nakładki itp.), co wynika z ich użyteczności w wielu dziedzinach, niskiej ceny i dostępności. Właściwości termokurczliwe wynikają z efektu „pamięci kształtu”, który wykazują usieciowane termoplastyczne tworzywa sztuczne, przede wszystkim poliolefiny (polietylen). Ogrzane powyżej temperatury plastyczności, poddane odkształceniu mechanicznemu i schłodzone poniżej tej temperatury, pozostają w postaci odkształconej. Ponowne ogrzanie powoduje relaksację naprężeń i powrót do pierwotnego kształtu i rozmiaru. Występowanie podczas ogrzewania znaczących sił skurczu umożliwia uzyskanie trwałych, szczelnych połączeń. W Polsce badania nad technologią wytwarzania wyrobów termokurczliwych zapoczątkował w latach 80. ówczesny Instytut Badań Jądrowych, obecnie IChTJ. Opracowana technologia została wdrożona w Zakładzie RADPOL w Człuchowie, które są obecnie największym producentem wyrobów termokurczliwych w kraju. Do najpopularniejszych wyrobów termokurczliwych należą rurki szeroko stosowane, zwłaszcza w przemyśle elektrycznym, a w dalszej kolejności mufy wykorzystywane do izolacji preizolowanych rur w ciepłownictwie, termokurczliwe zaślepki i rozgałęźniki, taśmy i wiele innych. Wśród najważniejszych etapów produkcji wyrobów termokurczliwych należy wymienić wytwarzanie prefabrykatu z termoplastycznego tworzywa sztucznego, sieciowanie (radiacyjne), Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


Rys. 1. Rurki termokurczliwe wyprodukowane w IChTJ z wykorzystaniem technologii radiacyjnej

formowanie plastyczne w podwyższonej temperaturze, zamrożenie odkształcenia oraz konfekcjonowanie gotowych wyrobów [3, 4]. Często stosowanym rozwiązaniem jest pokrywanie wyrobów termokurczliwych klejem termotopliwym, który w prowadzonym w podwyższonej temperaturze procesie obkurczania topi się, trwale uszczelniając łączone obiekty. Do wytwarzania wyrobów termokurczliwych stosowany jest głównie polietylen małej gęstości i jego kopolimery, lecz do specjalnych zastosowań używane są również poliuretany, polimery chlorowane, sulfonowane i modyfikowane chemicznie czy poli(tetrafluoroetylen) (PTFE). FOLIE Sieciowanie radiacyjne znajduje również zastosowanie w procesie wytwarzania folii produkowanych z tworzyw sztucznych [5]. Końcowy efekt ekspozycji na promieniowanie jonizujące zależy od struktury chemicznej i morfologii polimeru. Polietylen jest powszechnie uważany za materiał łatwo ulegający sieciowaniu radiacyjnemu. Jednak zawsze procesowi temu towarzyszy niepożądana degradacja, głównie wynikająca z degradacji oksydacyjnej (utlenianie tworzywa). Szczegółowe badania wskazują, że procesy inicjowane radiacyjnie zależą w dużej mierze od rodzaju polietylenu, w tym jego ciężaru cząsteczkowego, od gęstości będącej między innymi funkcją ilości i długości łańcuchów bocznych determinujących również masowy wskaźnik płynięcia polimeru. Zaburzenia regularnej struktury łańcuchów prowadzą do zmniejszenia gęstości, co ma związek ze zmniejszeniem stopnia krystaliczności materiału. Powyższe właściwości wpływają na proces produkcji folii [6]. Zwykle w foliach wielowarstwowych polietylen małej i dużej gęstości oraz polipropylen pełnią funkcję tworzyw nośnych, polietylen bardzo małej gęstości oraz kopolimer etylenu i octanu winylu są stosowane z uwagi na dobre właściwości zgrzewalne, poliamidy i ich kopolimery oraz poli(alkohol winylowy) i poli(chlorek winylidenu) tworzą warstwy barierowe, natomiast polietyleny liniowe i dużej gęstości oraz kopolimer etylenu i octanu winylu stanowią warstwy wiążące. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Folie składające się z kilku, a niekiedy kilkunastu warstw, wytłaczane są współosiowo w formie rękawa. Dzięki wtłaczanemu pod ciśnieniem gorącemu powietrzu rękaw ulega rozdmuchowi. W następstwie kilkukrotnego zwiększenia średnicy tworzy się balon, który pomimo niewielkiej grubości ścianek, zwykle 20–100 µm, musi zachować równowagę i stabilność wymiarową. Proces rozdmuchu jest funkcją lepkości, która zależy od obecności długich łańcuchów bocznych polimeru i usieciowania łańcuchów głównych [7, 8]. Powodują one wzrost energii aktywacji płynięcia, wytrzymałości w stanie stopionym oraz naprężenia przy krzepnięciu, zapewniając dobrą stabilność balonu w procesie rozdmuchu. Osiągnięcie takiego stanu możliwe jest dzięki obróbce radiacyjnej. Zakres parametrów procesowych, przy których rozdmuchiwany rękaw osiąga stabilność przy minimalnej grubości, zależy w dużym stopniu od usieciowania. Ponadto usieciowane produkty wykazują szereg korzystnych właściwości: wzrost odporności na wysokie temperatury, wytrzymałości na rozerwanie i udarność oraz poprawę wytrzymałości cieplnej zgrzewu. Technologia radiacyjna sieciowania termokurczliwych folii spożywczych została wdrożona w Cryovac Sealed Air Corporation, USA. Na dużą skalę akceleratory elektronów do sieciowania folii stosował również koncern Raychem (obecnie Tyco Electronics). Folie termokurczliwe, w tym do celów spożywczych, są zwykle produkowane z wykorzystaniem akceleratorów o niskiej energii, np. 300 keV w postaci taśmy, rzadziej rękawa. Po wytłoczeniu i napromieniowaniu taśma ulega orientacji w urządzeniu do rozciągania. Z uwagi na małe energie wiązki elektronów w tego typu liniach technologicznych stosowane są akceleratory osłonięte panelami, nie zaś betonowymi bunkrami. Jeżeli nie jest wymagany wysoki stopień skurczu folii (np. do ok. 30%), lecz jedynie zwiększenie wytrzymałości na rozrywanie i przebicie, to etap napromieniania jest wykonywany po procesie orientowania folii. Natomiast, jeżeli konieczny jest duży stopień skurczu (>50 %), to proces napromieniania folii odbywa się przed jej orientacją. PIANKI Materiały komórkowe zwane piankami są poszukiwanym produktem znajdującym zastosowanie w wielu gałęziach gospodarki. Najbardziej rozpowszechnione pianki poliuretanowe są wykorzystywane przede wszystkim w przemyśle meblarskim i motoryzacyjnym. Rynkiem zbytu dla znacznie tańszych pianek poliolefinowych jest budownictwo, przemysł opakowaniowy czy elementy wyrobów sportowych i rehabilitacyjnych. Poza niską ceną i niewielką gęstością, pianki poliolefinowe charakteryzują się dobrymi właściwościami izolacyjnymi, wysoką dźwiękochłonnością, odpornością na czynniki chemiczne i wilgoć oraz stosunkowo dużą wytrzymałością mechaniczną. Pianki polietylenowe dużej gęstości znajdują zastosowanie jako materiały izolacyjne i osłonne w przewodach i kablach elektrycznych [9], natomiast małej gęstości w systemach izolacji termicznej i pochłaniania energii mechanicznej. W procesie wytwarzania pianek z użyciem poroforów można wyróżnić kilka etapów 1. mieszanie polimeru w stanie stopionym z czynnikiem spieniającym i innymi dodatkami; 2. nukleację zarodków fazy gazowej następującej wskutek termicznego rozkładu poroforu 3. wzrost porów, których ilość i wielkość zależy od zawartości środka spieniającego, parametrów procesu i właściwości tworzywa; 4. utrwalenie struktury w wyniku chłodzenia do temperatury niższej niż temperatura zeszklenia lub krystalizacji polimeru [10]. Nukleacja jest procesem wpływającym na ekspansję komórek i gęstość pianki. Rozkładające się porofory wydzielają gaz, powodując rozciąganie polimeru, a w konsekwencji zmniejszenie grubości ścianek ekspandowanych komórek. Właściwości lepkosprężyste polimeru w stanie 35

t

technologie


technologie stopionym zapobiegają pękaniu ścianek i koalescencji. Sieciowanie polimerów powoduje wzrost ich lepkości w stanie stopionym, a w konsekwencji ułatwia kontrolowanie procesu tworzenia komórek [3, 4]. Proces sieciowania można przeprowadzić stosując czynniki chemiczne, takie jak nadtlenki, wielofunkcyjne azydki lub organiczne silany. W przypadku pianek poliolefinowych rekomendowanym sposobem uzyskania wiązań między łańcuchami polimeru jest metoda fizyczna, czyli sieciowanie za pomocą promieniowania jonizującego [11]. Wraz ze wzrostem dawki pochłoniętej zwiększa się lepkość w stanie stopionym i poprawiają właściwości wiskoelastyczne. Dzięki temu w usieciowanym polimerze ścianki komórek nie pękają w czasie wzrostu objętości porów, a w wyniku procesu spieniania można uzyskać pianki zamkniętokomórkowe. Zaabsorbowana energia promieniowania jonizującego z jednej strony powinna poprawiać wytrzymałość polimeru na naprężenia w trakcie ekspandowania komórek, z drugiej zaś nie może hamować przemiany topienia, która jest podstawowym zjawiskiem wykorzystywanym przy produkcji pianek. Dlatego zakres dawek pochłoniętych zwykle nie przekracza 40 kGy. Sieciowanie sprawia, że zakres temperatur, w których lepkość przyjmuje wartości optymalne dla prowadzenia procesu spieniania poszerza się, ułatwiając tym samym sterowanie przebiegiem wzrostu komórek, rys. 2. W praktyce przemysłowej technologia wytwarzania pianek oparta jest na różnych rozwiązaniach [3, 12]. W procesie Sekisui po sieciowaniu radiacyjnym następuje proces spieniania w piecu ogrzewanym gorącym powietrzem przepływającym w przeciwprądzie do przewijanego wertykalnie materiału. Natomiast nukleacja i spienianie w technologii Toraya odbywa się w pozycji poziomej w czasie transportu usieciowanej taśmy polimerowej po powierzchni stopionych soli nieorganicznych. Inne rozwiązanie stosuje firma BASF, w którym polietylen wymieszany z butanem poddawany jest granulacji, a następnie napromieniowaniu, ogrzewaniu i spienianiu w sposób ciągły. Proces otrzymywania pianek wspomagany technologią radiacyjną daje produkt wysokiej jakości, charakteryzujący się gładką, estetyczną powierzchnią, na której można wykonywać nadruki [3]. Obecnie szacuje się, że ok. 7% wszystkich akceleratorów elektronów pracujących na potrzeby przemysłu zainstalowanych jest w przedsiębiorstwach produkujących materiały komórkowe. Rynek pianek poliolefinowych ma tendencję rozwojową, gdyż produkty są konkurencyjne cenowo oraz wykazują właściwości spełniające oczekiwania odbiorców dzięki korzystnym właściwościom użytkowym. RURY W INSTALACJACH WODNYCH I GAZOWYCH W instalacjach ciepłej i zimnej wody od ponad 40 lat rury wykonane z miedzi i stali są zastępowane rurami z tworzyw sztucznych.

Rys. 2. Wpływ sieciowania na parametry procesowe spieniania 36

Atrakcyjnym ekonomicznie polimerem o satysfakcjonujących parametrach fizykochemicznych, stosowanym do wytwarzania tego typu produktów jest polietylen, który po usieciowaniu wykazuje zwiększoną odporność na temperaturę, nawet do 95oC, i na wysokie ciśnienie robocze. Instalacje centralnego ogrzewania wymagają dodatkowo barier antydyfuzyjnych, które zwykle tworzy warstwa poli(alkoholu winylowego) EVOH lub jego kopolimerów, ograniczających przenikanie tlenu do wnętrza rury. Natomiast do ogrzewania podłogowego często wykorzystywane są rury trójwarstwowe, o zmniejszonej rozszerzalności termicznej, które zbudowane są z warstwy aluminiowej pokrytej po stronie wewnętrznej i zewnętrznej polietylenem. Warstwy polimeru sieciowane metodą nadtlenkową, silanową lub za pomocą promieniowania jonizującego oznaczane są odpowiednio PE-Xa, PE-Xb i PE-Xc [13]. W zależności od zastosowanej metody minimalny stopień usieciowania, który zwykle wyraża się wielkością frakcji żelowej, powinien wynosić dla PE-Xa – 75%, dla PE-Xb – 65% i dla PE-Xc – 60% [3]. Udział rur sieciowanych radiacyjnie w rynku światowym szacuje się na 15%, natomiast na rynku europejskim na 25%. Charakteryzują się one dużą stabilnością w długiej perspektywie czasowej, ponadto są bezwonne, w przeciwieństwie do rur sieciowanych chemicznie, w których utrzymuje się zapach produktów rozkładu nadtlenków użytych do zainicjowania reakcji rodnikowych. Odcinki rur mają długość nawet do 12 m. Dlatego pod oknem akceleratora instalowane są specjalne urządzenia transportujące zapewniające jednorodność depozycji dawki promieniowania [14, 15] w produkcie. Zwykle stosuje się napromieniowanie dwustronne albo osiową rotację rur pod oknem akceleratora. Ruch translacyjny i rotacyjny rury, gdy wiązka elektronów przemiatana jest wzdłuż jej osi, zapewnia dostateczną homogeniczność usieciowania. Szybkość transportu w kierunku poziomym wpływa na wielkość dawki, a szybkość obrotowa determinuje równomierność jej rozkładu w przekroju poprzecznym. Takie rozwiązania stosują duże ośrodki specjalizujące się w napromieniowaniu różnego typu asortymentów, np. E-beam Sevice, USA czy Beta-Gamma-Service, Niemcy. OBRÓBKA POWIERZCHNIOWA Promieniowanie jonizujące znajduje również zastosowanie przy modyfikacji powierzchni tworzyw sztucznych. Jej celem jest podwyższenie funkcjonalności wierzchniej warstwy tworzywa sztucznego w taki sposób, aby właściwości takie jak zwilżalność, twardość, odporność termiczna, możliwość łączenia z innymi materiałami dostosować do wymogów związanych przewidywanym zastosowaniem [3, 4]. Użycie promieniowania jonizującego w tej dziedzinie jest najprostszą metodą osiągnięcia pożądanego rezultatu, zwłaszcza w przypadku folii. Radiacyjna modyfikacja powierzchni umożliwia: l wykonywanie nadruku na foliach o charakterze hydrofobowym; l utwardzanie bezrozpuszczalnikowych farb drukarskich, ozdobnych oraz lakierniczych pokryć ochronnych; l otrzymywanie papierów laminowanych, w tym metalizowanych, oraz innych szlachetnych wyrobów papierniczych. Powyższy proces związany jest ze zmianami, jakie zachodzą na powierzchni polimerów pod wpływem promieniowania jonizującego w obecności powietrza. Powstające na powierzchni polimeru rodniki ulegając utlenieniu, tworzą cały szereg polarnych grup funkcyjnych, takich jak wodoronadtlenkowe, hydroksylowe, karbonylowe, epoksydowe lub karboksylowe. W przeciwieństwie do poliolefin mają one charakter hydrofilowy, dlatego powierzchnia tworzywa staje się łatwo zwilżalna, a zatem może być pokrywana farbami, lakierami lub klejami, tworząc trwale związane powłoki. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


technologie W procesach tego typu modyfikowana jest tylko zewnętrzna warstwa tworzywa, dlatego stosowane akceleratory charakteryzują niskie energie elektronów w wiązce, rzędu kilkuset keV. Z tego względu są tańsze, a ich konstrukcja oraz zabezpieczenia przed promieniowaniem jonizującym – znacznie prostsze. Modyfikacja powierzchni i utwardzanie nakładanych powłok promieniowaniem jonizującym są procesami szybkimi, zachodzącymi w temperaturze otoczenia. W przeciwieństwie do stosowania promieniowania UV, technologia jest niewrażliwa na brak przezroczystości lub pigmentację utwardzanej powłoki, umożliwia otrzymywanie wyrobów o lepszych parametrach użytkowych, wpływa na ochronę środowiska poprzez wyeliminowanie procesu emisji rozpuszczalników organicznych oraz pozwala zwiększyć efektywność produkcji. POZOSTAŁE ZASTOSOWANIA TECHNOLOGII RADIACYJNYCH Poza wymienionymi powyżej przypadkami wykorzystywania promieniowania jonizującego w praktyce przemysłowej, technologie radiacyjne wspomagają procesy wytwarzania kompozytów i nanokompozytów konstrukcyjnych, opon radialnych, niektórych wyrobów medycznych i akcesoriów elektroinstalacyjnych. Obecnie akceleratory i źródła gamma znajdują zastosowanie przy wytwarzaniu innych wysoko przetworzonych produktów. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się szczepienie inicjowane radiacyjnie, które pozwala na dostosowanie powierzchni wyrobów wykonanych z polimerów do wybranych zastosowań. Dzięki temu zyskują one funkcjonalność: wyroby medyczne stają się biokompatybilne, absorbery selektywnie reagują z substancjami toksycznymi, membrany baterii i ogniw paliwowych pracują dłużej i wydajniej przewodzą ładunki elektryczne, filtry zyskują właściwości biobójcze itp. W tych przypadkach metoda radiacyjna jest atrakcyjną alternatywą dla rozwiązań konwencjonalnych. LITERATURA [1] T. Sasaki, F. Hosoi, M Hagiwara, K. Araki: (1979). Development of radiation crosslinking process for high voltage power cable. Radiat. Phys. Chem., 14, 821-830. [2] I.B. Peshkov, G.I. Meshchanov, E.E. Finkel, D.N. Dikerman: (1983). Results and prospects of using radiation processing in electroinsulating and cable engineering. Radiat. Phys. Chem., 22, 379-385. [3] K. Makuuchi, S. Cheng: (2012). Application of radiation processing. In: Radiation processing of polymer materials and its industrial applications. New Jersey: Wiley. INFORMACJA

[4] J.G. Drobny: (2010) Radiation technology for polymers. Boca Raton, London, New York: CRC Press Taylor and Francis Group. [5] G. Przybytniak: (2017) Crosslinking of polymers in radiation processing. Ed. Y. Sun, A.G. Chmielewski, A. Application of ionisinig radiation in materials processing. Warszawa, Institute of Nuclear Chemistry and Technology. [6] N. Chen: (2012). The effects of crosslinking on foaming of EVA. Rozprawa doktorska, University of Toronto, Canada. [7] B.J. Scheve, J.W. Mayfield A.J. DeNicola: (1990). High melt strength, propylene polymer, process for making it, and use thereof. US Patent No. 4,916,198. [8] S.J. Kurtz, J.E. Potts: (1985). Low level irradiated linear low density ethylene/ alpha-olefin copolymers and film extruded therefrom. US Patent No. 4,525,257. [9] R. Sikora (1996). Wybrane właściwości wytłaczanego polietylenu porowatego. Polimery 41, 580-586. [10] D.A. Trageser: (1977). Crosslinked polyethylene foam processes. Radiat. Phys. Chem. 9, 261-270. [11] R. Szulc, S. Kudła, W. Lipiński, B. Kiedrowska, I. Rafalska: (2010). Otrzymywanie radiacyjnie sieciowanych pianek z polietylenu małej gęstości. Przemysł Chemiczny 89, 1278-1282. [12] L.J. Gibson, M.F. Ashby: (1989) Cellular Solids: Structure and Properties. Oxford: Pergamon Press. [13] A. Stasiek, D. Łubkowski, A. Szach,: (2009) Metody sieciowania rur z warstw PE-Xb. Przetwórstwo Tworzyw 5, 204-208. [14] A. Zyball: ( 2003) Radiation processing of polymers. In: Emerging applications of radiation processing. IAEA-TECDOC-1386. [15] A. Zuball: (2000) Production and crosslinking of multi-layer tubes (PE&metal) by E-beam. Radiat. Phys. Chem. 57, 543–547.

Projekt współfinansowany ze środków Ministerstwa Energii w ramach wdrażania energetyki jądrowej w Polsce. Wszelkie uwagi, sugestie i propozycje co do dalszych zadań w zakresie przygotowania polskiego przemysłu do kooperacji z energetyką jądrową prosimy przesyłać na adres pocztowy: Ministerstwo Energii, ul. Krucza 36/Wspólna 6, 00-522 Warszawa lub na adres e-mail: przemysl.jadrowy@me.gov.pl

dr inż. Andrzej Nowicki prof. dr hab. inż. Grażyna Przybytniak Instytut Chemii i Techniki Jądrowej ul. Dorodna 16, 03-195 Warszawa

P R A S O WA

KONKURS PZPTS 12 grudnia ub.r. odbył się w Bydgoszczy finał drugiej edycji konkursu Polskiego Związku Przetwórców Tworzyw Sztucznych (PZPTS) na najlepszą pracę dyplomową z zakresu tworzyw polimerowych. Celem konkursu jest promowanie nowatorskich technologii i organizacji procesu przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz upowszechnienie wiedzy na ich temat. Zwyciężczynią została mgr inż. Anna Szatan z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej, która przedstawiła pracę „Badania nad wytwarzaniem wielowarstwowych kompozytów polimerowych”. Laureatka otrzymała nagrodę pieniężną w wysokości 5000 zł. Rada przyznała w trybie nadzwyczajnym drugą nagrodę (2000 zł) mgr inż. Michalinie Graczyk oraz mgr inż. Marcie Kijance za pracę „Wielowarstwowe kompozyty jednopolimerowe wzmacniane włóknami naturalnymi”. Wyróżniono również inż. Damiana Małkowskiego za „Projekt i realizację modułowej formy wtryskowej do wytwarzania wyprasek o zmiennych ceTworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

chach geometrycznych”. W ubiegłym roku do konkursu zgłoszono 15 prac. W skład Rady Konkursowej weszli: dr Maria Obłój-Muzaj – pracownik Instytutu Chemii Przemysłowej; dr inż. Krzysztof Bajer – pracownik Instytutu Materiałów Polimerowych i Barwników, dyrektor Oddziału Przetwórstwa Materiałów Polimerowych w Toruniu; dr Aneta Raszkowska-Kaczor – adiunkt w Oddziale Przetwórstwa Materiałów Polimerowych w Toruniu, Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników; dr Krzysztof Garman – doktor chemii, R&D menadżer w firmie Ergis SA; Krzysztof Pieńkowski – wieloletni członek Zarządu PZPTS, emerytowany pracownik Grupy Azoty, były prezes ATT Polymers, spółki zależnej Grupy Azoty w Guben w Niemczech; dr inż. Tadeusz Nowicki – prezes PZPTS, a także prezes Grupy Ergis. Kolejna edycja konkursu na najlepszą pracę dyplomową z dziedziny tworzyw sztucznych odbędzie się w tym roku, a na najlepszą pracę doktorską w roku 2019. 37


targi i konferencje

Sympozjum Techniczne Plastech

Już po raz dwudziesty czwarty w swojej historii, w dn. 12–13.IV.2018 r., odbędzie się kolejna edycja Sympozjum Technicznego PLASTECH. Tegoroczna edycja tego wydarzenia, po kilku latach obecności w Mszczonowie, będzie gościć w Centrum Konferencyjnym FOLWARK Łochów (woj. mazowieckie).

W

opinii organizatorów tegoroczna edycja będzie nie tylko doskonałą okazją do wysłuchania wystąpień i prezentacji wpisujących się w nurt przewodni Sympozjum („Od pomysłu do przemysłu – projektowanie i rozwój konstrukcji wyrobów z tworzyw sztucznych” – przyp. red.) ale także doskonałą okazją do merytorycznej dyskusji z renomowanym gronem przedstawicieli czołowych firm z branży przetwórstwa tworzyw sztucznych w Polsce. Wydarzeniu partnerować będą: WADIM Plast (Mecenas Sympozjum), Grupa AZOTY (Partner Strategiczny) oraz jako Partnerzy Sympozjum (potwierdzeni na chwilę obecną): CAMdivision, POLIMARKY, SIEROSŁAWSKI Group, STAUBLI, WITTMANN BATTENFELD Polska i platforma zintegrowanych e-usług dla branży tworzyw sztucznych WWW.GENPLAST.PL). – Chcemy, by kolejne spotkanie swoim charakterem i formułą nieco różniło się od dotychczasowych – mówi Jacek Szczerba, współwłaściciel Serwisu WWW.TWORZYWA.PL, będącego organizatorem wydarzenia. Ma być ono nie tylko jednym z najistotniejszych spotkań branży przetwórców i kadry inżynierskiej oraz platformą do wspólnej dyskusji nad rozwojem techniki i poziomem oferowanych rozwiązań, ale także posiadać szereg nowych i specjalnie przygotowanych na tę okazję propozycji dla naszych gości związanych z programem Sympozjum i jego przebiegiem. Dodatkowo omawiane przez nich zagadnienia będą oparte na wieloletnich doświadczeniach i funkcjonowaniu w branży, co stanowi bezcenny zbiór praktycznej wiedzy, własnych uwag i obserwacji. To jeden z pomysłów na rozwijanie formuły naszych spotkań służących jednocześnie budowaniu coraz szerszej platformy do wspólnej wymiany doświadczeń zawodowych. Więcej informacji na www.plastech.tworzywa.pl.

www.plastech.tworzywa.pl 38

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


targi i konferencje

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

39


targi i konferencje

Targi K 2019 czekają już na wystawców XXI Międzynarodowe Targi Tworzyw Sztucznych i Kauczuku.

J

uż teraz wystawcy z całego świata mogą zgłaszać się na Targi K 2019, najważniejszą imprezę wystawienniczą dla branży przetwórstwa tworzyw sztucznych. Wszystkie niezbędne do rejestracji dokumenty są dostępne na stronie internetowej. Drukowane zaproszenia zostały wysłane do wszystkich uczestników targów K 2016 oraz innych zainteresowanych. Formularze rejestracyjne znajdują się na stronie www.k-online. com. Firmy, które chcą wziąć udział w K 2019 powinny pamiętać, że termin rejestracji upływa 31 maja 2018 roku. Organizator imprezy, Messe Düsseldorf spodziewa się po raz kolejny bardzo dużej liczby zgłoszeń. – W trakcie targów zaprezentujemy całe spektrum produktów i usług, od najnowszych osiągnięć techniki po przełomowe innowacje i wizjonerskie rozwiązania. Na K 2019 wystawcy ponownie pokażą imponujący wybór najnowszych innowacji i rozwiązań, które przynoszą użytkownikom ogromne korzyści w codziennej działalności – powiedział Werner Matthias Dornscheidt, prezes zarządu Messe Düsseldorf. Targi K stały się w istocie najważniejszą platformą biznesową dla projektantów, deweloperów i inżynierów produkcji z najbardziej zróżnicowanych branż. Wiele przydatnych funkcji internetowych ułatwi firmom rejestrację na K 2019. Firmy, które wystawiały się już podczas poprzedniej edycji targów K w roku 2016, mogą zalogować się poprzez istniejące dane dostępowe. Wystarczy jedynie zaktualizować formularz rejestracyjny, jeśli jakiekolwiek dane uległy zmianie. Po raz pierwszy wystawcy, krok po kroku, przejdą przez proces rejestracji, wybierając rodzaj i wielkość stoiska targowego oraz określając, według kategorii produktowych, co będą chcieli zaprezentować. Targi K 2016 charakteryzowały się wyjątkowo dobrym klimatem biznesowym dla branży tworzyw sztucznych oraz korzystnymi perspektywami na przyszłość. W ciągu ośmiu targowych dni Düsseldorf odwiedziło 232 000 gości z 161 krajów. Zainteresowanie prezentowanymi innowacjami oraz gotowość do inwestowania stworzyły znakomity nastrój wśród ponad 3 200 wystawców. Według informacji docierających z firm, w wielu przypadkach

Widok zewnętrzny Hali nr 1, Copyright: Messe Düsseldorf, Neue Messe Süd © sop architekten, wizualizacja: CADMAN

dochodziło do zawierania transakcji biznesowych bezpośrednio na targach. Targi K 2019 odbędą się w dniach 16–23 października 2019 r. w centrum wystawienniczym w Düsseldorfie. Prezentacje wystawców uzupełnia obszerny program okołotargowy. Na szczególną uwagę zasługuje specjalna wystawa zatytułowana „Tworzywa sztuczne kształtują przyszłość” oraz Kampus Naukowy jako forum wymiany wiedzy i badań. MESSE DÜSSELDORF 2030: STRATEGIA PRZYSZŁOŚCI Kontynuowane są prace nad jednym z najbardziej ambitnych projektów budowlanych w historii Messe Düsseldorf. Do lata 2019 r. organizator targów zakończy budowę nowej wielofunkcyjnej hali z salami konferencyjnymi, nowym wejściem południowym oraz podziemnym parkingiem. – Ten projekt budowlany traktujemy jako ważny krok w kierunku całkowitej modernizacji i odnowy naszego obiektu. Pozwala nam to dostosować go do wymagań klientów, a dodatkowo jeszcze bardziej podnieść współczynnik obsługi – mówi Werner Dornscheidt. Oprócz technologii związanych z budownictwem energooszczędnym, do najważniejszych wymagań stawianych nowoczesnym obiektom targowym należą elastyczne możliwości ich wykorzystania. Organizator targów w ramach strategii Messe Düsseldorf 2030, koncentrującej się na rozszerzeniu globalnego portfolio i wzmocnieniu międzynarodowej sprzedaży, opracował również plan generalny modernizacji terenu targowego. Jego realizacja rozpoczęła się w 2000 r., a do jesieni 2016 zbudowano bądź odnowiono 11 z 19 istniejących hal targowych. Koncepcja Messe Düsseldorf 2030 obejmuje w równym stopniu rozwój obiektów wystawowych, jak i portfolio usług oferowanych przez organizatora targów.

Jacek Leszczyński www.plastech.pl 40

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


targi i konferencje

Rozwój technologii tworzyw polimerowych wyzwaniem dla nauki i przemysłu Anna Pająk

Nowoczesne technologie przetwórstwa tworzyw polimerowych były przedmiotem 12. Międzynarodowej Konferencji Advances in Plastics Technology – APT’17, która odbyła się na terenie Centrum Wystawienniczego Expo Silesia w Sosnowcu w dniach 14–16 listopada 2017 r. Organizatorem konferencji był gliwicki Oddział Farb i Tworzyw Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników z siedzibą w Toruniu. Konferencje te organizowane są w cyklu dwuletnim od roku 1996 i są ważnym wydarzeniem w Europie Środkowowschodniej, które na stałe weszło do kalendarza spotkań naukowo-technicznych, poświęconych najnowszym zagadnieniom i osiągnięciom w dziedzinie tworzyw polimerowych.

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

oraz organiczne polarne, właściwości mechaniczne, począwszy od materiałów miękkich do sztywnych, wytrzymałość, twardość, wysoka czystość, bardzo niski poziom ekstrakcji oraz mieszalności ze składnikami pochodzenia biologicznego, są możliwe do zastosowania w wielu gałęziach przemysłu, a w szczególności w medycynie i diagnostyce. Dr Kees Joziasse z firmy Total Corbion PLA z Holandii omówił nowe technologie dla odpornych na wysoką temperaturę związków poli(kwasu mlekowego) – PLA/ PDLA. Są one stosowane do produkcji odpornych na temperaturę kubków na kawę sprzedawaną w maszynach, kapsułek na kawę do jednorazowego zużycia, trwałych myszek do komputera oraz systemów rur do odprowadzania deszczu. Dr Stanisław Kudła z Instytutu Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia” omówił zagadnienie termo-mechanicznej modyfikacji kopolimerów etylenowych stosowanych do produkcji wyrobów cienkościennych jak folie i pianki. Celem pracy było zaprezentowanie ostatnich osiągnięć w dziedzinie modyfikacji polietylenu o niskiej gęstości – LLDPE śledzonej metodami reometrycznymi, będącymi głównym narzędziem analitycznym. W sesji poświęconej tematyce pigmentów, dr Detlef Barion z firmy Heubach (Niemcy) omówił zastosowanie pigmentów nieorganicznych do tworzyw polimerowych. Chociaż pigmenty te są 41

t

G

łównym celem konferencji było przedstawienie nowych technologii przetwórstwa tworzyw, jak również stworzenie płaszczyzny współpracy w tej dziedzinie między Europą Wschodnią, Środkową i Zachodnią oraz pomiędzy nauką i przemysłem. Konferencję prowadzono w języku angielskim i polskim z symultanicznym tłumaczeniem całego jej przebiegu. Wzięło w niej udział ok. 100 specjalistów branży przetwórstwa tworzyw oraz przedstawicieli świata nauki z 10 krajów (Austrii, Belgii, Cypru, Francji, Holandii, Niemiec, Polski, Słowacji, Szwajcarii i Ukrainy), reprezentujących 60 instytucji; 45% delegatów przybyło z zagranicy. 64% instytucji reprezentowanych na konferencji stanowiły jednostki przemysłowe branży tworzyw, a 29% – instytuty naukowo-badawcze i wyższe uczelnie. Program konferencji był realizowany w X sesjach tematycznych (47 referatów i 14 plakatów). Zdecydowana większość referatów (35) pochodziła od przedstawicieli wiodących w dziedzinie tworzyw sztucznych zagranicznych ośrodków przemysłowych oraz naukowo-badawczych. Tematyka konferencji obejmowała następujące zagadnienia: nowości w zakresie bazy surowcowej dla tworzyw: materiały polimerowe (w tym biopolimery, polimery techniczne, kompozyty polimerowe), pigmenty i napełniacze oraz nowej generacji środki pomocnicze i modyfikatory; osiągnięcia w zakresie przetwórstwa tworzyw i ich stosowania z uwzględnieniem aspektów ekologicznych; nowoczesne rozwiązania dotyczące maszyn i urządzeń do przetwórstwa tworzyw; zagadnienia badawczo-rozwojowe oraz kontrolno-pomiarowe. Referat otwierający poświęcony nowym bioaktywnym oligomerom pochodzącym z naturalnych alifatycznych kopoliestrów (PHA) i ich syntetycznych analogów wygłosił prof. dr hab. inż. Marek Kowalczuk z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk w Zabrzu oraz University of Wolverhampton z Wielkiej Brytanii. Michael Grimm z Firmy Topas Advanced Polymers (Niemcy) zaprezentował innowacyjny, przezroczysty materiał polimerowy oparty na cyklicznym kopolimerze olefinowym (COC). Materiały te dzięki unikalnej kombinacji właściwości jak przezroczystość, niska lepkość, doskonałe właściwości barierowe dla wilgoci, dobra odporność na media wodne


targi i konferencje

Ryszard Grzybek - dyrektor Departamentu Centrum Innowacji, Grupa Azoty Zakłady Azotowe Kędzierzyn S.A.

od wielu lat stosowane w przemyśle tworzyw, referent przedstawił aktualne doświadczenia oraz wyjaśnił powody kontynuacji ich stosowania w przemyśle mieszanek barwiących. W kolejnym wystąpieniu Wolfgang Leberzipf z firmy Shepherd Color International Austria zaprezentował nowoczesne pigmenty nieorganiczne odbijające promieniowanie IR o doskonałych parametrach eksploatacyjnych. Zastosowanie tego rodzaju pigmentów umożliwia produkcję ciemnych artykułów, które dużo mniej nagrzewają się pod wpływem działania słońca. Pigmenty te absorbują promieniowanie w obszarze światła widzialnego dla ciemnych kolorów, ale następnie zaczynają odbijać porcję promieniowania w bliskiej podczerwieni, w wyniku czego całkowita energia słoneczna zostaje obniżona i produkt pozostaje chłodniejszy. Zaawansowana technologia i fabryka pod klucz o minimalnej zdolności produkcyjnej 5000 ton w skali rocznej, przy użyciu taniego surowca TiO2 w celu produkcji ulepszonego gatunku ditlenku tytanu o doskonałej dyspergowalności i parametrach przetwórstwa, wysokiej sile krycia i odporności na uszkodzenia w zastosowaniach do tworzyw polimerowych była przedmiotem wystąpienia Andriya Gonchara – dyrektora ds. badań i rozwoju w firmie RD Titan Group. TOV na Ukrainie. W sesji dotyczącej napełniaczy i nanokompozytów Veronika Mayer z firmy Kärntner Montanindustrie z Austrii omówiła za-

dr Mirosława Prochoń z Politechniki Łódzkiej podczas dyskusji po jednym z referatów 42

gadnienie poprawy parametrów eksploatacyjnych tworzyw polimerowych w obszarze zwiększonej odporności na zarysowania, obniżenia zwichrowań oraz ich wzmocnienia przy zastosowaniu mineralnych wypełniaczy funkcjonalnych. Bimodalny charakter niekonwencjonalnych napełniaczy elastomerów był przedmiotem referatu dr Mirosławy Prochoń z Politechniki Łódzkiej. W tematyce środków pomocniczych i modyfikatorów, trzy pierwsze referaty były poświęcone środkom uniepalniającym do tworzyw. Dr Daniel De Schryver z Albemarle Europe (Belgia) omówił uniepalniacze dla szerokiej gamy tworzyw termoplastycznych i termoutwardzalnych, Bernd Nass z Clariant Plastics & Coating (Deutschland) zaprezentował środki uniepalniające dla poliamidów i poliestrów o wyższej klasie palności niż V-0, a dr Corina Neumeister (Nabaltec AG, Niemcy) omówiła innowacyjne i zrównoważone rozwiązania w zastosowaniu mineralnych uniepalniaczy do kabli i elastomerów. Następnie Ryszard Grzybek – dyrektor ds. rozwoju z Grupy Azoty Zakłady Azotowe Kędzierzyn zaprezentował nowe rodzaje plastyfikatorów poliestrowych na bazie kwasu bursztynowego pochodzenia odnawialnego. Wykonane zostały syntezy poliestrów oparte na kwasie biobursztyno-

dr Przemysław Olszyński z firmy Dow Europe, Szwajcaria

wym oraz mieszaninach różnych glikoli oraz wstępne badania plastyfikacji polichlorku winylu. Uzyskane wyniki potwierdziły bardzo dobre właściwości plastyfikujące opracowanych plastyfikatorów. Charakteryzują się one wyjątkowo niską migracją. Innowacyjne materiały antybakteryjne przeznaczone dla przemysłu tworzyw sztucznych były przedmiotem wystąpienia Krzysztofa Uziałło z firmy Nexeo Solutions Poland. Przedstawione materiały polimerowe zawierają jony aktywnego cynku, które umożliwiają produkcję tworzyw o 99% skuteczności przeciwko rozwojowi mikroorganizmów. Opracowane masterbacze antybakteryjne mogą być stosowane do tworzyw technicznych oraz do kontaktu z żywnością. Tematyka surowców stosowanych w przemyśle tworzyw została zakończona referatem Samanthy Carella z firmy UL Prospector (Francja), w którym referentka przedstawiła identyfikację i specyfikację surowców dla przemysłu tworzyw polimerowych na światowych rynkach. W grupie tematycznej dotyczącej technologii przetwórstwa tworzyw oraz maszyn i urządzeń stosowanych do ich wytwarzania, dr Adrian Lewandowski z Politechniki Warszawskiej omówił modelowanie MES uplastyczniania tworzyw polimerowych. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


targi i konferencje Właściwości oraz optymalizacja procesu przetwórstwa innowacyjnych materiałów konstrukcyjnych opartych na włóknach celulozowych wzmocnionych biopoliamidami były przedmiotem wystąpienia dra Markusa Brunkau z firmy Zeppelin Systems z Niemiec. Następnie dr Christoph Burgstaller – dyrektor Transfercenter for Plastics z Austrii omówił wpływ składu kompozycji na właściwości mieszanek poliolefinowych. Kolejne trzy referaty dotyczyły technologii formowania wtryskowego. Ulrich Stieler z firmy Stieler Kunststoff Service z Niemiec zreferował korzyści stosowania formowania wtryskowego przy użyciu płynów, natomiast Christoph Doerffel z Chemnitz University of Technology (Niemcy) zaprezentował elektrycznie dynamicznie hartowane mikroformy do wtrysku. Rozważania dotyczące projektowania lekkich konstrukcji do formowania wtryskowego przedstawił Dominik Küpper z firmy Trexel (Niemcy). Tematyka kolejnych referatów dotyczyła wydajnych i zaawansowanych technologii do wytłaczania profili (Christian Nistelberger z Greiner Extrusion Group, Austria), nowych sposobów przetwórstwa i stosowania tłoczyw fenolowych (Daniel Methe z Chemnitz University of Technology), monitorowania procesu wytwarzania kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknem (prof. Ralf Schledjewski z Montanuniversität Leoben z Austrii), wdrożenia do produkcji innowacyjnych paneli podłogowych LVT (Pierre Latourre i Marek Adamik z firmy Terkett z Francji i Polski) oraz kompandowania Edelweiss, będącego efektywnym podejściem do produkcji wysokiej jakości mieszanek z odpadów tworzyw polimerowych (Carl Philip Pöpel z firmy KraussMaffei Berstorff, Niemcy). W grupie tematycznej dotyczącej stosowania tworzyw, Uwe Kolshorn z firmy Trexel z Niemiec omówił wpływ zanurzenia w oleju na mikrokomórkowe pianki PA 6 i PA 6.6 z włóknem szklanym, a dr Tomasz Krystofiak z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu zreferował wpływ promieniowania IR na odporność na czynniki mechaniczne tworzyw drzewnych oklejonych foliami i laminatami. Zastosowania oraz nowe kierunki rozwojowe elastomerów termoplastycznych były przedmiotem wystąpienia Marcela Birkichta z firmy Allod Werkstoff z Niemiec. Kolejne cztery referaty poświęcone zagadnieniom spawania tworzyw polimerowych zostały wygłoszone przez młodych naukowców: Mirko Albrecht, Ronald Dietz, André Hüllmann i Dario Heidrich z Chemnitz University of Technology. Następnie Ina Liebl z firmy Evonik Resource Efficiency z Niemiec zaprezentowała pianki o wysokich parametrach eksploatacyjnych, stosowane do lekkich konstrukcji, a dr Iwona Karbownik z Politechniki Łódzkiej nanokompozyty

dr Krzysztof Bortel - Dyrektor Oddziału Farb i Tworzyw Instytutu IMPiB zamyka konferencję Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Ronald Dietz z Chemnitz University of Technology, Niemcy

włókniste otrzymane na drodze domieszkowania objętościowego in situ włókien poliakrylonitrylowych (PAN) przy zastosowaniu nanocząstek. Wykonane badania wykazały, że nanocząstki równomiernie rozłożone we włóknie, zwiększają ich wytrzymałość termiczną i mechaniczną. Aspekty ekologiczne stosowania tworzyw zostały zaprezentowane w referacie na temat badań właściwości mechanicznych oraz odporności na warunki atmosferyczne produktów recyklingu opartych na biopolimerach (Venkateshwaran Venkatachalam z University of Applied Sciences and Arts, Institute for Bioplastics and Biocomposites z Niemiec) oraz w wystąpieniu Przemysława Olszyńskiego z firmy Dow Europe (Szwajcaria) dotyczącym innowacji w branży opakowań dla ochrony żywności i stabilności ładunku w transporcie. Referaty poświęcone problematyce badawczo-pomiarowej były wygłoszone przez przedstawicieli wyższych uczelni i jednostek badawczo-rozwojowych oraz przedstawicieli przemysłu z Niemiec (Sikora AG, ROC Rapid Optical Control, Chemnitz University of Technology), Ukrainy (Politechnika Lwowska) i Polski (Synthos SA, Ronox Technology, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Uniwersytet Śląski). Podczas konferencji zostało zaprezentowanych 14 plakatów przez przedstawicieli wyższych uczelni i instytutów badawczych z Polski (Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego; Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Oddział Farb i Tworzyw; Politechnika Poznańska; Uniwersytet Śląski; Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN) i Słowacji (Research Institute for Man-Made Fibres). Uczestnicy konferencji pozytywnie ocenili bogaty program, jak również uczestnictwo w konferencji przedstawicieli wielu instytucji przodujących w dziedzinie przetwórstwa tworzyw. Na uwagę zasługiwało duże zaangażowanie uczestników konferencji w jej przebieg merytoryczny, co przejawiało się dyskusjami po większości referatów. Optymistycznym akcentem konferencji był także młody wiek wielu uczestników konferencji, w tym także osób wygłaszających referaty.

mgr inż. Anna Pająk Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników Oddział Farb i Tworzyw, Gliwice 43


targi i konferencje

PLASTPOL 2018 – najważniejsze w Polsce, cenione za granicą Międzynarodowe Targi Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych PLASTPOL w Targach Kielce to ekspozycja ponad 800 firm z 36 krajów świata. W jednym miejscu można zobaczyć najnowsze maszyny, roboty, linie produkcyjne, komponenty, metody recyklingu tworzyw sztucznych. Co roku wydarzenie odnotowuje nie tylko wzrost liczby wystawców, ale także zwiedzających – blisko 19 tys. w roku 2017. Od 22 do 25 maja 2018 oczy polskiej i międzynarodowej branży skupione będą na 22. edycji PLASTPOLU.

F

akty mówią same za siebie: to dziś najważniejsze i największe dla branży przetwórstwa tworzyw sztucznych targi w Polsce, wydarzenie niezwykle cenione w Europie. Ponad 50 procent wystawców to firmy zagraniczne. W wystawie udział biorą reprezentanci, między innymi z: Niemiec, Austrii, Włoch, Francji, Holandii, Belgii, Czech, Danii, Grecji, Hiszpanii, Irlandii, Wielkiej Brytanii, Litwy, Izraela, Portugalii, Szwecji, Turcji, Rosji, USA, Słowacji, Węgier i wielu innych państw świata, nawet tak odległych jak Japonia, Chiny, Malezja. Najliczniej zapowiadają się firmy z Niemiec i Włoch. Dzięki takiemu przekrojowi firm zagranicznych, PLASTPOL zyskał miano najbardziej międzynarodowych targów spośród wszystkich wystaw branżowych odbywających się w Polsce. Wszechobecna automatyzacja i cyfryzacja produkcji przemysłowej od komponentu po gotowy produkt to trend, jaki dominuje na targach PLASTPOL od lat. To w Kielcach właśnie wiele firm decyduje się prezentować nowości z tego zakresu. Cztery targowe dni stanowią również pakiet wiedzy o branży, między innymi o kierunkach jej rozwoju w kontekście pojawiających się nowych technologii i gospodarki o obiegu zamkniętym. Podczas targów PLASTPOL bieżące dane branży przetwórstwa tworzyw sztucznych w Polsce i w Europie tradycyjnie przedstawia Fundacja PlasticsEurope Polska. W programie targowym pojawia się wiele propozycji o charakterze naukowych i technicznym np. seminarium techniczne Plastech Info oraz konkurs wiedzy

o rynku tworzyw sztucznych – Omniplast. Najlepsze produkty targów od lat nagradzane są Medalami Targów Kielce podczas gali Platinum Plast. Zapraszamy 22–25 maja na targi PLASTPOL 2018 w Targach Kielce! Targi Kielce Fot: Archiwum PLASTPOL 2017 44

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


normy

Zestawienie nowych Polskich Norm – tworzywa sztuczne, materiały polimerowe Tomasz Jaruga

PKN-C-2:2017-10 – wersja polska. Przewodnik po barwach rur z tworzyw termoplastycznych w sieciach podziemnych. Data publikacji: 17-10-2017. PN-EN 124-5:2015-07/Ap1:2017-08 – Zwieńczenia wpustów i studzienek włazowych do nawierzchni dla ruchu pieszego i kołowego -- Część 5: Zwieńczenia wpustów i studzienek włazowych wykonane z materiałów kompozytowych. Data publikacji: 31-082017. PN-EN 1453-1:2017-02/AC:2017-08 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych o ściankach strukturalnych do odprowadzania nieczystości i ścieków (o niskiej i wysokiej temperaturze) wewnątrz budynków -- Nieplastyfikowany poli(chlorek winylu) (PVC-U) -- Część 1: Wymagania dotyczące rur i systemu. Data publikacji: 10-08-2017. PN-EN 13100-1:2017-07 – Badania nieniszczące połączeń spawanych i zgrzewanych w półproduktach z tworzyw termoplastycznych -- Część 1: Ocena wizualna. Data publikacji: 14-07-2017. PN-EN 13329+A1:2017-12 – Laminowane pokrycia podłogowe -- Elementy z warstwą użytkową na bazie aminoplastycznych termoutwardzalnych żywic -- Specyfikacje, wymagania i metody badania. Data publikacji: 01-12-2017. PN-EN 13598-2:2016-09/Ap1:2017-08 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do podziemnej bezciśnieniowej kanalizacji deszczowej i sanitarnej -- Nieplastyfikowany poli(chlorek winylu) (PVC-U), polipropylen (PP) i polietylen (PE) -- Część 2: Specyfikacje studzienek włazowych i niewłazowych. Data publikacji: 30-08-2017. PN-EN 15534-1+A1:2017-12 – Kompozyty wytworzone z materiałów na bazie celulozy i tworzyw termoplastycznych (powszechnie zwane kompozytami polimerowo-drzewnymi (WPC) lub kompozytami z włóknem naturalnym (NFC)) -- Część 1: Metody badań przeznaczone do charakteryzowania mieszanin i wyrobów. Data publikacji: 01-12-2017. PN-EN 15534-6+A1:2017-11 – Kompozyty wytworzone z materiałów na bazie celulozy i tworzyw termoplastycznych (powszechnie zwane kompozytami polimerowo-drzewnymi (WPC) lub kompozytami z włóknem naturalnym (NFC)) -- Część 6: Specyfikacje profili i elementów ogrodzeniowych. Data publikacji: 15-11-2017. PN-EN 16820:2017-08 – Węże i przewody z gumy i tworzyw sztucznych do stosowania w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologicznym -- Węże z gumy z wkładką łączącą lub bez. Data publikacji: 29-08-2017. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

PN-EN 16821:2017-08 – Węże i przewody z gumy i tworzyw sztucznych do stosowania w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologicznym -- Węże silikonowe. Data publikacji: 29-082017. PN-EN 62321-4:2014-08/A1:2017-12 – Oznaczanie wybranych substancji w wyrobach elektrotechnicznych -- Część 4: Oznaczanie rtęci w tworzywach sztucznych, metalach i urządzeniach elektronicznych metodami: CV-AAS, CV-AFS, ICP-OES oraz ICP-MS. Data publikacji: 21-12-2017. PN-EN 62321-7-2:2017-07 – Oznaczanie wybranych substancji w wyrobach elektrotechnicznych -- Część 7-2: Chrom sześciowartościowy -- Określanie metodą kolorymetryczną zawartości sześciowartościowego chromu (Cr(VI)) w tworzywach sztucznych i urządzeniach elektronicznych. Data publikacji: 18-07-2017. PN-EN 62321-8:2017-07 – Oznaczanie wybranych substancji w wyrobach elektrotechnicznych -- Część 8: Oznaczanie ftalanów w tworzywach sztucznych metodą chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS) oraz metodą pirolizy lub desorpcji termicznej z chromatografią gazową ze spektrometrią mas (Py/ TD-GC-MS). Data publikacji: 14-07-2017. PN-EN ISO 294-1:2017-07 – Tworzywa sztuczne -- Wtryskiwanie kształtek do badań z tworzyw termoplastycznych -- Część 1: Zasady ogólne, formowanie uniwersalnych kształtek do badań i kształtek w postaci beleczek. Data publikacji: 03-07-2017. PN-EN ISO 899-1:2017-12 – Tworzywa sztuczne -- Oznaczanie charakterystyki pełzania -- Część 1: Pełzanie przy rozciąganiu. Data publikacji: 12-12-2017. PN-EN ISO 2411:2017-11 – Płaskie wyroby tekstylne powleczone gumą lub tworzywami sztucznymi -- Wyznaczanie przyczepności powleczenia. Data publikacji: 23-11-2017. PN-EN ISO 2507-1:2017-11 – Rury i kształtki z tworzyw termoplastycznych -- Temperatura mięknienia według Vicata -- Część 1: Wymagania ogólne dla metody badania. Data publikacji: 2411-2017. PN-EN ISO 2507-2:2017-12 – Rury i kształtki z tworzyw termoplastycznych -- Temperatura mięknienia według Vicata -- Część 2: Warunki badania dla rur i kształtek z nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu) (PVC-U) lub chlorowanego poli(chlorku winylu) (PVC-C) i rur z poli(chlorku winylu) o wysokiej udarności (PVC-HI). Data publikacji: 05-12-2017. PN-EN ISO 2507-3:2017-12 – Rury i kształtki z tworzyw termoplastycznych -- Temperatura mięknienia według Vicata -- Część 3: Warunki badania dla rur i kształtek z kopolimeru akrylonitryl/ 45

t

Zestawienie Polskich Norm dotyczących tworzyw sztucznych, które ukazały się w okresie: lipiec–grudzień 2017 roku.


normy butadien/styren (ABS) i kopolimeru akrylonitryl/styren/akrylan (ASA). Data publikacji: 12-12-2017. PN-EN ISO 3127:2017-12 – Rury z tworzyw termoplastycznych -- Badanie odporności na uderzenia zewnętrzne – Metoda spadającego ciężarka. Data publikacji: 05-12-2017. PN-EN ISO 5659-2:2017-08 – Tworzywa sztuczne -- Wytwarzanie dymu -- Część 2: Oznaczanie gęstości optycznej dymu metodą testu jednokomorowego. Data publikacji: 30-08-2017. PN-EN ISO 6179:2017-10 – Guma lub kauczuk termoplastyczny -- Arkusze kauczukowe i płaskie wyroby tekstylne powleczone kauczukiem -- Wyznaczanie prędkości przenikania cieczy lotnych (metoda grawimetryczna). Data publikacji: 26-10-2017. PN-EN ISO 6806:2017-08 – Węże i przewody z gumy stosowane w palnikach olejowych -- Wymagania. Data publikacji: 2908-2-17. PN-ISO 7270-1:2015-12/A1:2017-12 – Kauczuki -- Analiza metodami pirolitycznej chromatografii gazowej -- Część 1: Identyfikacja polimerów (polimerów pojedynczych i mieszanek). Data publikacji: 15-12-2017. PN-EN ISO 10350-1:2017-12 – Tworzywa sztuczne -- Zbieranie i przedstawianie porównywalnych danych jednopunktowych -- Część 1: Tworzywa do formowania. Data publikacji: 21-122017. PN-EN ISO 11173:2017-12 – Systemy przewodowe z tworzyw sztucznych -- Rury z tworzyw termoplastycznych -- Oznaczanie odporności na uderzenia zewnętrzne metodą schodkową. Data publikacji: 12-12-2017. PN-EN ISO 13254:2017-11 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do zastosowań bezciśnieniowych -- Metoda badania wodoszczelności. Data publikacji: 24-112017. PN-EN ISO 13255:2017-12 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do odprowadzania nieczystości i ścieków wewnątrz budynków -- Metoda badania szczelności połączeń powietrzem. Data publikacji: 12-12-2017. PN-EN ISO 13257:2017-11 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do zastosowań bezciśnieniowych -- Metoda badania odporności na cykliczne działanie podwyższonej temperatury. Data publikacji: 28-11-2017. PN-EN ISO 13260:2012/A1:2017-11 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do podziemnej bezciśnieniowej kanalizacji deszczowej i sanitarnej -- Metoda badania odporności na równoczesne działanie cyklicznych zmian temperatury i zewnętrznego obciążenia, Data publikacji: 09-11-2017. PN-EN ISO 13262:2017-11 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do bezciśnieniowej podziemnej kanalizacji deszczowej i sanitarnej -- Rury z tworzyw termoplastycznych o ściankach strukturalnych ukształtowanych spiralnie -- Oznaczanie wytrzymałości spoiny na rozciąganie. Data publikacji: 24-11-2017. PN-EN ISO 13263:2017-12 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do bezciśnieniowej podziemnej kanalizacji deszczowej i sanitarnej -- Kształtki z tworzyw termoplastycznych -- Metoda badania wytrzymałości na uderzenie. Data publikacji: 12-12-2017. PN-EN ISO 13264:2017-12 – Systemy przewodów rurowych z tworzyw termoplastycznych do bezciśnieniowej podziemnej kanalizacji deszczowej i sanitarnej -- Kształtki z tworzyw termoplastycznych -- Metoda badania wytrzymałości mechanicznej lub elastyczności kształtek fabrykowanych. Data publikacji: 15-122017. 46

PN-EN ISO 14692-1:2017-10 – Przemysł naftowy i gazowniczy -- Rurociągi z tworzyw sztucznych wzmocnione włóknem szklanym (GRP) -- Część 1: Słownictwo, symbole, zastosowanie i materiały. Data publikacji: 30-10-2017. PN-EN ISO 14692-2:2017-11 – Przemysł naftowy i gazowniczy -- Rurociągi z tworzyw sztucznych wzmocnione włóknem szklanym (GRP) -- Część 2: Kwalifikacja i wytwarzanie. Data publikacji: 06-11-2017. PN-EN ISO 14692-3:2017-11 – Przemysł naftowy i gazowniczy -- Rurociągi z tworzyw sztucznych wzmocnione włóknem szklanym (GRP) -- Część 3: Projektowanie systemu. Data publikacji: 09-11-2017. PN-EN ISO 14692-4:2017-11 – Przemysł naftowy i gazowniczy -- Rurociągi z tworzyw sztucznych wzmocnione włóknem szklanym (GRP) -- Część 4: Wytwarzanie, instalowanie i eksploatacja. Data publikacji: 09-11-2017. PN-EN ISO 18797-1:2017-11 – Przemysł naftowy, petrochemiczny i gazowniczy -- Ochrona przed korozją zewnętrzną rur odwiertów za pomocą powłok i okładzin -- Część 1: Systemy powłok elastomerowych – polichloropren lub EPDM. Data publikacji: 1511-2017. PN-EN ISO 20568-1:2017-07 – Tworzywa sztuczne -- Dyspersje fluoropolimerowe i materiały do różnych technik formowania -- Część 1: System oznaczenia i podstawa specyfikacji. Data publikacji: 14-07-2017. PN-EN ISO 20568-2:2017-07 – Tworzywa sztuczne -- Dyspersje fluoropolimerowe i materiały do różnych technik formowania -- Część 2: Przygotowanie kształtek do badań i oznaczanie właściwości. Data publikacji: 05-07-2017. PN-EN ISO 22007-4:2017-09 – Tworzywa sztuczne -- Oznaczanie przewodności cieplnej i dyfuzyjności cieplnej -- Część 4: Metoda laserowa. Data publikacji: 05-09-2017. PN-EN ISO 24817:2017-10 – Przemysł naftowy, petrochemiczny i gazowniczy -- Kompozytowe środki do naprawy rur -- Kwalifikacja oraz projektowanie, instalowanie, badanie i kontrola. Data publikacji: 26-10-2017. dr inż. Tomasz Jaruga Zakład Przetwórstwa Polimerów Politechnika Częstochowska Źródło opracowania: www.pkn.pl Data sporządzenia zestawienia: 19.01.2018 Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


normy

REKLAMA

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

47


recykling i techniki odzysku

Metody odzysku poliolefinowych odpadów opakowaniowych Irena Wojnowska-Baryła, Katarzyna Bernat, Dorota Kulikowska, Magdalena Zielińska, Agnieszka Cydzik-Kwiatkowska, Patrycja Sokołowska

W artykule przedstawiono charakterystykę tworzyw sztucznych ze szczególnym uwzględnieniem składników, które nadają im określone właściwości. Zaprezentowano metody postępowania stosowane w odzysku tworzyw sztucznych. Ze względu na specyfikę technologii, wyróżnia się trzy podstawowe metody: recykling surowcowy, recykling mechaniczny (materiałowy) oraz odzysk energii. Analizowano problemy recyklingu materiałowego odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych oraz oddziaływanie tworzyw sztucznych na środowisko. Scharakteryzowano gospodarkę odpadami z tworzyw sztucznych w Polsce oraz możliwości ograniczenia ich ilości.

CHARAKTERYSTYKA TWORZYW SZTUCZNYCH Głównym składnikiem tworzywa polimerowego, determinującym właściwości, strukturę i klasyfikującym do określonej grupy materiałów, jest polimer. Udział polimeru w tworzywie polimerowym może być mniejszy niż 50%, pozostałe składniki nadają tworzywom charakterystyczne właściwości [11]. Właściwości polietylenu optymalizuje się w zależności od zastosowania, wprowadzając domieszki, np. włókna szklane w celu zwiększenia sztywności, antyutleniacze i stabilizatory przeciw promieniowaniu UV (przy zastosowaniach zewnętrznych), dodatki elastomerów fluorowych w celu poprawienia płynności i wytrzymałości mechanicznej stopów, porofory, środki spieniające, trwałe elektrostatyki, sadze i inne dodatki zwiększające przewodnictwo elektryczne, środki przeciw zbrylaniu się oraz różnego rodzaju barwniki i pigmenty [10]. Środki antyadhezyjne, antyblokingowe, tj. mydła metaliczne, woski Montana i parafinowe, estry lub amidy kwasów tłuszczowych oraz silikony zmniejszają lepkość tworzyw (wewnętrzne środki antyadhezyjne) i działają jak smary między stopem polimeru a metalową ścianą formy. Podobne środki zapobiegają sklejaniu się (blokingowi) folii. Środki antyblokingowe są to substancje antyadhezyjne, mające zdolność migracji do powierzchni kształtki, są nimi np. kreda i talk. Stabilizatory spełniają różnorodne funkcje. Przykładowo, hydrochinon zapobiega niepożądanej lub przedwczesnej polimeryzacji reaktywnych monomerów, inne stosuje się do przeciwdziałania termicznej degradacji polimeru w czasie jego przetwarzania lub do zapobiegania utlenianiu lub degradacji spowodowanej działaniem światła i promieniowania UV. Sadza jest jednym z najbardziej uniwersalnych stabilizatorów przeciwdziałających tym procesom. Kolejną klasę stabilizatorów stanowią aminy z zasadami przestrzennymi współdziałające z innymi składnikami [10]. Antyelektrostatyki są to związki chemiczne, które powodują rozładowanie się ładunku elektrostatycznego nagromadzonego na powierzchni tworzywa. Polimery i otrzymane z nich tworzywa sztuczne są przeważnie stałymi dielektrykami, charakteryzującymi się bardzo małą przewodnością elektryczną oraz dużą opor48

nością powierzchniową. Z tego powodu bardzo łatwo gromadzą na swojej powierzchni ładunki elektrostatyczne obu znaków. Jest to zjawisko niekorzystne, ponieważ naelektryzowane powierzchnie powodują iskrzenie, przyciągają cząstki kurzu oraz ulegają zabrudzeniu. Do najliczniejszej grupy substancji antystatycznych należą związki zawierające azot. Najefektywniejsze i najważniejsze pod względem zastosowań są czwartorzędowe sole aminowe, pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowe aminy alifatyczne średnio- i długopierścieniowe, estry kwasów tłuszczowych, nitryle, wodorosiarczany alkilowe, chlorki glinu, żelaza, glikole polietylenowe [8]. Antypireny są stosowane w celu zmniejszenia zapalności i palności wyrobów z tworzyw sztucznych. Mogą oddziaływać zarówno fizycznie przez chłodzenie, tworzenie warstw ochronnych lub rozcieńczanie powstających gazów, jak też chemicznie przez reakcje w fazie gazowej (usuwanie podtrzymujących palenie wysokoenergetycznych rodników) lub w fazie stałej (wytwarzanie ochronnej warstwy węgla lub popiołu) [10]. Efekt samogaśnięcia uzyskuje się po wprowadzeniu do tworzywa związków zawierających atomy chloru, bromu, azotu, fosforu, boru, antymonu, molibdenu [8]. Środki barwiące to odpowiednio spreparowane nierozpuszczalne pigmenty nieorganiczne i organiczne oraz barwniki rozpuszczalne w tworzywach sztucznych. Pigmenty nieorganiczne spełniają w szerokim zakresie wymagania co do odporności cieplnej i trwałości barwy w czasie użytkowania wyrobu, natomiast pigmenty organiczne spełniają przede wszystkim wymagania kolorystyczne. Do popularnych pigmentów zalicza się: szkarłat litolowy, bordo naftyloaminowe, oranż perynonowy, indantron, ftalocyjanina miedzi. Najczęściej stosowaną grupą barwników są barwniki azotowe, tj. oranż, żółcień, czerwień, bordo. Modyfikatory udarności (plastyfikatory) dodaje się do kruchych tworzyw sztucznych lub wbudowuje chemicznie jako ko-monomery w procesie wytwarzania polimerów. Są to ciekłe lub stałe związki organiczne, obojętne, o małej prężności pary, które po dodaniu do polimeru powodują zmniejszenie gęstości sił międzycząsteczkowych wzdłuż łańcucha polimeru. Następuje obniżenie temperatury kruchości polimeru, temperatury mięknienia, twardości i wyTworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


recykling i techniki odzysku

METODY ODZYSKU ODPADÓW TWORZYW SZTUCZNYCH Ze względu na specyfikę technologii, wyróżnia się trzy podstawowe metody postępowania z odpadami tworzyw sztucznych: recykling surowcowy (chemiczny), dzięki któremu możliwe jest odzyskanie pierwotnych surowców; recykling mechaniczny, gdzie następuje odzysk materiałów ze zużytych produktów i wykorzystanie ich do produkcji nowych wyrobów; oraz produkcja paliw alternatywnych. Schemat realizacji procesów odzysku tworzyw sztucznych wraz z produktami i sposobami wykorzystania przedstawia rysunek 1. Recykling surowcowy obejmuje procesy, w wyniku których następuje rozpad materiału polimerowego na drodze reakcji chemicznej z wodą lub innymi związkami chemicznymi. Powstałe związki małocząsteczkowe służą do ponownego otrzymania czystych polimerów. Podstawową zaletą recyklingu chemicznego jest otrzymywanie produktów wysokiej jakości oraz możliwość przeróbki tworzyw mieszanych z pominięciem etapu kosztownej segregacji. Konieczność stosowania skomplikowanych instalacji, wysokiej temperatury, ciśnienia, katalizatorów oraz ścisłej kontroli parametrów istotnie ogranicza wykorzystanie recyklingu surowcowego [22]. Recykling surowcowy wymaga zastosowania hydrolizy, uwodornienia i pirolizy. Hydroliza polega na rozkładzie polimerów polikondensacyjnych pod wpływem pary wodnej w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem. Metodę stosuje się do Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

Rys. 1. Technologie odzysku tworzyw sztucznych

rozpadu poliestrów, poliamidów i poliwęglanów na surowce, które są ponownie wykorzystywane przy ich produkcji. Kolejną z form odzysku surowcowego z tworzyw sztucznych jest uwodornienie. W początkowej fazie procesu jest prowadzona depolimeryzacja (w niej zaś odzysk chloru w postaci uwodnionego kwasu solnego), a następnie proces uwodornienia, w którym pod ciśnieniem 150– 400 barów i w temperaturze 380–500oC syntetyzowane są gazy, tj. metan, etan i propan, oraz oleje ciężkie i odzyskiwane jest aluminium [6]. Oleje po obróbce można rozdzielić na benzyny i olej opałowy, natomiast gaz wykorzystywany jest do celów opałowych. Piroliza polega na rozkładzie termicznym tworzyw w wyniku długotrwałego działania wysokiej temperatury, bez kontaktu z tlenem i innymi czynnikami utleniającymi. Piroliza jest jednym z etapów procesu zgazowania i jest metodą odzysku rozdrobnionych, niejednorodnych tworzyw sztucznych. Rozróżnia się pirolizę niskotemperaturową (450–700oC) oraz wysokotemperaturową (900–1100oC) [5]. Jako proces wysokotemperaturowy zachodzi w piecach, których sprawność termiczna sięga 85%. Pod wpływem temperatury w cząsteczce polimeru następuje termiczne rozerwanie wiązań chemicznych z wytworzeniem rodników. W wyniku wzajemnej rekombinacji powstają produkty w postaci gazu (44%), oleju (26%) i odpadów stałych (30%). Około 40% otrzymanego gazu zużywa się do ogrzewania reaktora, a pozostała część może być stosowana jako gaz opałowy o wartości opałowej wyższej od gazu ziemnego. Olej otrzymywany w wyniku pirolizy zawiera ok. 95% związków aromatycznych, które są wykorzystywane do wytwarzania polimerów. Zaletami procesu są: małe zużycie energii, możliwość przerabiania mieszanych materiałów. Substancje zanieczyszczające środowisko zostają skoncentrowane w koksie. Proces pirolizy materiałów polimerowych jest utrudniony ze względu na stosowane do produkcji dodatki i modyfikatory. Problemem są wysokie koszty aparatury, która musi spełniać wiele warunków, powinna między innymi być odporna na korozję, posiadać bezpieczne układy oczyszczania i odbioru produktów lotnych, być hermetyczna z uwagi na toksyczność niektórych substancji (siarkowodór, chlorowodór, tlenek węgla) [7]. Odpady tworzyw, po wielokrotnym odzysku, tracą właściwości użytkowe i dalsze przetwarzanie przestaje być opłacalne. Niewykorzystywane do ponownej przeróbki pozostałości z recyklingu mechanicznego i surowcowego oraz tworzywa sztuczne, niepoddawane segregacji materiałowej, mogą być użytecznym nośnikiem energii. Wykorzystywanie odpadów polimerowych do celów energetycznych jest korzystne ze względu na ich wysoką wartość kaloryczną, wyższą od węgla kamiennego, wynoszącą średnio 35 MJ/kg. Odpady poliolefinowe mogą być paliwem i źródłem energii w spalarniach odpadów komunalnych wyposażonych w zaawansowane technicznie instalacje oczyszczania spalin wytwarzające ciepło 49

t

trzymałości na rozciąganie przy równoczesnym zwiększeniu jego odkształcalności i sprężystości. Największą i najpowszechniej stosowaną grupą plastyfikatorów są estry, a wśród nich fosforany i ftalany [8]. Promotory adhezji tworzą mostki cząsteczkowe na powierzchniach granicznych między dodatkami nieorganicznymi a organiczną matrycą polimerową. Używa się ich do poprawy przyczepności tworzyw sztucznych do podłoży metalowych i innych, a także przy wytwarzaniu folii kompozytowych, których elementy składowe nie wykazują w stosunku do siebie wystarczająco dobrej przyczepności. Stosuje się kopolimery chlorku winylu, nienasycone poliestry, żywice fenolowe lub akrylowe, pochodne kauczuków [10]. Poliolefiny to polimery zawierające w cząsteczce tylko atomy węgla i wodoru. Do grupy poliolefin, obok polietylenu i polipropylenu, zalicza się poliizobutylen, wyższe polio(α)-olefiny oraz polimery cykloolefinowe. Poliolefiny posiadają bardzo dobre cechy użytkowe, monomery do ich produkcji pozyskuje się bezpośrednio z ropy naftowej, a polimeryzacja ich nie stanowi większego problemu technicznego. Poliolefiny stanowią bardzo ważną przemysłowo grupę polimerów, a produkcja polietylenu i polipropylenu stanowi ok. 80% masy wszystkich produkowanych polimerów syntetycznych. Tworzywa z polipropylenu i polietylenu wykorzystywane są powszechnie w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym (przewody do wody i cieczy agresywnych, zbiorniki, wykładziny, naczynia, opakowania leków) oraz włókienniczym (cewki, skrętaki). Przemysł elektrotechniczny i elektroniczny wykorzystuje je do produkcji obudów, różnych części, izolacji i przewodów, a spożywczy do produkcji różnego rodzaju opakowań i folii [15]. Zużyte opakowania, w postaci butelek, pojemników, skrzynek i folii (PE, PP, PS, PET) przetwarzane są na surowiec wtórny, do produkcji artykułów technicznych: kanistrów, folii, wiader, doniczek itp. Powszechność poliolefin w odpadach opakowaniowych powoduje, że dominują w odpadach z tworzyw sztucznych. Najprostszą metodą ich unieszkodliwiania jest składowanie, coraz częściej stosuje się recykling lub odzysk termiczny. Takie rozwiązania narzucają nie tylko uwarunkowania ekonomiczne, ekologiczne, ale i obowiązujące przepisy prawne [1].


recykling i techniki odzysku lub energię. Metoda jest wykorzystywana do utylizacji odpadów zmieszanych i trudnych do identyfikacji [4]. Termiczna utylizacja odpadów jest realizowana poprzez bezpośrednie spalanie w spalarni odpadów lub po wysortowaniu frakcji odpadów. Spalanie tworzyw polimerowych następuje w piecach o różnej konstrukcji, np. trzonowych, rotacyjnych, z dyszami ciśnieniowymi, obrotowych czy w złożu fluidalnym. Możliwe jest również spalanie odpadów z tworzyw sztucznych, po ich uprzednim rozdrobnieniu, w złożu pyłowym. Spalanie to złożony proces fizykochemiczny obejmujący reakcje degradacji polimerów w fazie stałej, reakcje chemiczne degradacji i utleniania produktów gazowych, procesy wymiany ciepła i masy. Spalanie polimeru zaczyna się od pochłaniania energii cieplnej zawartej w zewnętrznym strumieniu energii, w wyniku czego następuje degradacja polimeru i powstają produkty gazowe, ciekłe oraz stała pozostałość (koks). Energia cieplna, powstająca w wyniku tych reakcji, pozwala na nagrzanie polimeru i przyśpiesza degradację. Następnie ma miejsce egzotermiczny etap spalania wydzielających się produktów gazowych i ciekłych. Wyróżnia się cztery etapy procesu spalania tworzyw sztucznych: nagrzewanie polimeru, degradacja, zapalenie się i spalanie właściwe. Proces spalania odpadów z tworzyw polimerowych jest trudny technologicznie, ponieważ w czasie spalania wydzielają się związki toksyczne oraz gazy powodujące korozję urządzeń (tlenki siarki, chlorowodór, związki cyjankowe itp.), a nowoczesne technologie są drogie, głównie ze względu na konieczność spełnienia wymagań ochrony środowiska. Szansę rozwojową stwarza wykorzystanie odpadów tworzyw w już istniejących i eksploatowanych instalacjach i agregatach przemysłowych, takich jak: baterie koksownicze, piece hutnicze, kotły energetyczne oraz piece cementowe [12]. Do zalet spalania zalicza się możliwość utylizacji wszystkich rodzajów tworzyw sztucznych, niezależnie od rodzaju polimeru oraz zastosowanych składników dodatkowych, jak również brak konieczności segregacji, mycia odpadów, usuwania wszelkich naklejek oraz pozostałości zawartości. Wartość opałowa tworzyw sztucznych jest porównywalna z tradycyjnymi nośnikami ciepła (tabela 1), a otrzymany w wyniku spalania popiół można wykorzystać, np. przy produkcji materiałów budowlanych. Inną metodą termicznej utylizacji, dopuszczoną nie tylko w spalarniach, ale i w instalacjach przemysłowych, jest wykorzystanie odpadów jako paliwa. Aby paliwo alternatywne, wytworzone z odpadów, mogło zastąpić paliwa naturalne, tj. węgiel, olej czy gaz ziemny, musi mieć jednorodny skład i stabilne właściwości fizykochemiczne [15]. Podstawowym rodzajem tworzyw sztucznych, wykorzystywanych do produkcji paliwa, są tworzywa plastyczne z grupy tworzyw poliolefinowych, czyli polietyleny i polipropyleny. Ich dostępność na rynku jest niemal nieograniczona, jako że tworzywa są najczęściej wykorzystywane do wytwarzania szerokiej gamy produktów typu folie opakowaniowe, butelki do chemii gospodarczej, torebki, części samochodowe, meble, zabawki itp. [21]. Poniżej przedstawiono charakterystykę procesu przetwarzania tworzyw sztucznych na półprodukty ropy naftowej w przemysłowej Tabela 1. Wartość opałowa wybranych tworzyw sztucznych i niektórych paliw [20] Tworzywo sztuczne

Ciepło spalania [kJ/kg]

Paliwo

Ciepło spalania [kJ/kg]

Polietylen

46 500

Gaz

50 100

Polipropylen

46 500

Ropa naftowa

39 300

Polistyren

41 300

Węgiel

26 400

Polichlorek winylu

18 300

Biomasa

15 100

50

instalacji uruchomionej w 1997 r. w niemieckim zakładzie WEBAU k. Lipska. Zakład przetwarzał odpady o składzie poliolefin. Dostarczane do utylizacji odpady to mieszanina tworzyw polietylenowych o tzw. wysokiej i niskiej gęstości. Utylizowano także odpady takie jak pojemniki, kanistry, palety transportowe, a nawet odpady geomembran HDPE (polietylen wysokiej gęstości), stosowanych jako hydroizolacyjne wykładziny chemoodporne w budownictwie ziemnym. Wydajność instalacji wynosiła 20 000 t odpadów/rok, przetwarzanych na parafiny, wosk i oleje. Metoda PARAK, stosowana w zakładzie, to kombinacja procesów przetwarzania termicznego (roztapiania), destylacji i frakcjonowania w procesie krakowania. Przed rozpoczęciem procesu termicznego usuwano z odpadów typu PE/PP zanieczyszczenia mechaniczne, takie jak metale i szkło, a następnie odpady suszono i rozdrabniano, granulowano, i tak przygotowany wsad roztapiano w dwóch piecach. Aglomerat poliolefin ładowano porcjowo do pieców od góry przez szczelnie otwierane śluzy załadowcze. W fazie zasypywania rozdrobnionych poliolefin do pieców, temperatura powinna wynosić 350–390oC. Dopiero w takiej temperaturze rozpoczyna się proces krakowania roztopionych poliolefin pod bardzo małym podciśnieniem w próżni, utrzymywanej w podstawowych urządzeniach instalacji. Powstające w procesie roztapiania poliolefin substancje lotne usuwano w sposób ciągły z instalacji. Zanieczyszczenia z odpadów typu PVC są niszczone kwasem solnym razem z koksującymi pozostałościami poprocesowymi. W procesie PARAK następuje stopniowane krakowanie destylacyjne określane długością łańcuchów węglowodorów. W reaktorach kolumnowych następuje rozszczepianie łańcuchów węglowodorów w fazie destylacji w temperaturze od 420oC do 430oC, przy ciśnieniu rzędu 40 mbar. W tej fazie procesu powstają podstawowe parafiny, które są destylowane razem z innymi ubocznymi produktami płynnymi. W procesie PARAK destylatory termicznego krakowania rozdzielane są na dwie podstawowe frakcje płynnej parafiny, które są substytutami zwykłego gaczu ropy naftowej. Parafiny pompowane są do urządzeń selektywnego odolejania. Wytwarzane w fazie frakcjonowania destylatów węglowodorowe gazy wykorzystywano energetycznie na potrzeby zakładu. Czasowo powstające nadmierne ilości gazu bezpiecznie spalano w pochodni. Wrzące węglowodory kondensowano i po wydzieleniu gazów zlewano do pojemników. Natomiast tworzący się w trakcie termicznego krakingu koks poprocesowy, zmieszany z nieorganiczną pozostałością, usuwano z pieców w sposób ciągły zgarniakami do kontenera odpadów. Urządzenia zgarniakowe koksu nie zakłócają ciągłości procesu krakowania. Oznacza to, że nie wymagano okresowego zatrzymywania procesu produkcyjnego w instalacjach. Umożliwiało to utrzymywanie stałej wydajności przerobu poliolefin na półprodukty ropy naftowej [24]. W Polsce instalacje produkcji paliwa z tworzyw sztucznych działają m.in. w Niewiadowie koło Łodzi oraz Ołdrzychowicach Kłodzkich. Instalacja w Niewiadowie była projektowana do przetwarzania około 360 ton odpadowych tworzyw na miesiąc, z czego uzyskuje się w 220 ton kondensatu. Prototypowa instalacja w Ołdrzychowicach Kłodzkich, o mocy przerobowej 200 kg/h, produkuje 194 kg gotowego surowca. Odbiorcami paliwa są rafinerie w Jedliczach i Jaśle [21]. Paliwa otrzymywane z odpadów palnych, kwalifikowane wg katalogu odpadów jako paliwa alternatywne o kodzie 19 12 10, wciąż pozostają odpadami, a więc ich spalanie wymaga zachowania warunków jak przy spalaniu odpadów. Otrzymywanie z odpadów paliw spełniających wymagania norm umożliwia ich dalsze wykorzystanie z zastosowaniem przepisów obowiązujących przy stosowaniu paliw klasycznych, bez większości ograniczeń dotyczących odpadów. W praktyce jednak może Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


okazać się to trudne do realizacji, dlatego należy przyjąć, że ze względów formalnych łatwiejsze będzie spalanie zużytych opakowań jako odpadów [17]. Instalacje do odzysku energetycznego oraz produkcji paliw alternatywnych wymagają wysokich nakładów inwestycyjnych. Restrykcyjne są również przepisy dopuszczające do eksploatacji instalacje, nie tylko w zakresie ochrony środowiska, ale też przepisów budowlanych i BHP. Budowa małych instalacji nie jest racjonalna ze względu na wysokie koszty jednostkowe, a duże zakłady muszą mieć zapewnione dostawy odpowiedniej ilości surowca [16]. Bezpośrednie spalenie jest metodą w zasadzie najprostszą, ale problematyczną z tego względu, iż praktycznie nie ma możliwości udokumentowania ilości spalonych odpadów opakowaniowych. To z kolei jest niekorzystne z punktu widzenia obowiązku realizacji odzysku. Inną wadą odzysku energetycznego jest konieczność oczyszczania emisji gazowej powstającej podczas spalania tworzyw sztucznych, odprowadzanie dużych ilości ciepła, wysoka korozyjność urządzeń technologicznych, a tym samym wysokie koszty części zamiennych i remontów pieców [20]. U podstaw stosowania paliwa innego typu niż podstawowe paliwa kopalne, np. w cementowniach, leży dążenie do ograniczenia kosztów procesu, a nawet zastąpienia i wyeliminowania paliw, za które trzeba płacić, na rzecz bezpłatnie pozyskiwanych odpadów [18]. Wykorzystanie tego paliwa alternatywnego w cementowniach uwarunkowane jest parametrami jakościowymi takimi jak: minimalna wartość opałowa 11,5 MJ/kg, zawartość siarki do 3%, chloru do 5%, ołowiu do 2500 ppm, chromu do 1500 ppm oraz baru do 5000 ppm. Ponadto, oprócz tych parametrów paliwo alternatywne z odpadów posortowniczych musi spełniać dodatkowe wymogi, takie jak: temperatura zapłonu, zawartość wilgoci, zawartość popiołu, skład granulometryczny itp. Wykorzystywanie paliw alternatywnych z odpadów nie może wpływać negatywnie na pracę pieca ani na jakość produkowanego klinkieru, ani powodować zwiększenia zanieczyszczenia składu gazów emitowanych do atmosfery [14]. Standardy emisyjne dla instalacji i urządzeń spalania odpadów, dla instalacji i urządzeń współspalania odpadów określone są w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z 4 listopada 2014 r. [9] w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów. Proces energetycznego wykorzystania odpadów powinien być prowadzony z zachowaniem wymagań formalno-prawnych minimalizujących negatywny wpływ tych działań na środowisko naturalne i zdrowie człowieka. Doświadczenia krajów zachodnich pokazują, że pozyskiwanie energii z odpadów może być bardzo dobrym uzupełnieniem dla procesu ich recyklingu [19]. Z uwagi na ekonomikę i dostępność metody, najprostszym sposobem zagospodarowania odpadów polietylenowych wydaje się być mechaniczny odzysk surowców, polegający na ponownym przetwarzaniu odpadów w produkt o wartości użytkowej. Jest to najbardziej powszechny i racjonalny sposób utylizacji odpadów polimerowych, ponieważ odzysk materiałów umożliwia ograniczenie produkcji polimerów. Dzięki temu można zmniejszyć wielkość emisji do środowiska szkodliwych związków oraz zużycie energii niezbędnej do wytworzenia nowych polimerów [13]. Podstawowe metody odzysku surowców z poużytkowych odpadów tworzyw sztucznych to: metoda granulacyjna, metoda regranulacyjna i metoda kombinowana. Aglomeracja polega na zagęszczeniu rozdrobnionych płatków foliowych w temperaturze mięknienia, poniżej temperatury topnienia, w wyniku tarcia. W metodzie tej, dzięki intensywniejszemu mieszaniu, osiąga się najwyższy stopień homogenizacji. W metoTworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

dzie regranulacyjnej i kombinowanej uzyskuje się wyższą jakość surowca i wyrobów, ale wymaga to większej liczby maszyn i wyższych nakładów inwestycyjnych. Ponadto wzrasta zużycie energii i podnosi się koszt przetwarzania. Odzyskiwany surowiec wtórny jest częściowo zdegradowany fotoutlenianiem i degradacją termomechaniczną oraz zanieczyszczony i dlatego przeważnie przerabia się go z surowcem pierwotnym (najczęściej w stosunku 30:70). Ponadto w metodzie regranulacyjnej następuje nieco wyższa termomechaniczna degradacja tworzywa ze względu na stosowaną wyższą temperaturę przetwarzania, większe ciśnienie oraz intensywniejsze ścinanie występujące w procesie [25]. Dobór metody powinien być poprzedzony szczegółową analizą związaną z przeznaczeniem wyrobu, skalą produkcji, stopniem wykorzystania maszyn itp. Linia technologiczna przetwarzania odpadów tworzyw sztucznych metodą aglomeracyjną obejmuje przede wszystkim procesy: rozdrabniania tworzyw, mycia i zagęszczania [25]. W skład linii do granulacji tworzyw wchodzą: młyn tnący (rotor z nożami systemu nożycowego), wentylator przesyłowy, silnik, lej zasypowy z zespołem podawania pneumatycznego, podajnik z ślimakiem regulowanym falownikiem, zespół dwóch tarcz (jedna ruchoma) kompaktowych np. typ CPV 35, młynek końcowy z silnikiem. Tworzywa aglomerowane charakteryzują się wysokim ciężarem zasypowym, co umożliwia ich bezpośrednie zastosowanie w dalszym procesie produkcyjnym (wtrysk, rozdmuch) [23]. Linie technologiczne w metodzie kombinowanej wykorzystują częściowo urządzenia wchodzące w skład ciągu aglomeracyjnego i regranulacyjnego. Regranulacja odpadowych tworzyw sztucznych jest skuteczną metodą recyklingu mechanicznego, w której wykorzystuje się wszystkie tworzywa sztuczne termoplastyczne (PE, PP, PVC, PET i PS). Odpad danego polimeru jest topiony, filtrowany i formuje się z niego jednorodne granulki, tzw. regranulat. Jakość regranulatu jest tym lepsza, im czystszy i bardziej jednorodny odpad posłużył do jego wytworzenia. Idealnym materiałem jest strumień jednorodnego odpadu danego tworzywa sztucznego, powstający przy określonej działalności gospodarczej w danym zakładzie przemysłowym. Powstały regranulat osiąga wtedy parametry zbliżone często do pierwotnego surowca i nadaje się do wykorzystania jako całkowity substytut lub jako znacząca domieszka świeżego granulatu tworzywa. Ze względu na obróbkę termiczną ulegają pewnej zmianie parametry fizykochemiczne, np. wskaźnik płynięcia, zachodzi częściowa degradacja chemiczna cząsteczek polimeru i może nastąpić ulatnianie się lub rozkład dodatków obecnych w surowcu. Jednocześnie podczas tego procesu występuje także mieszanie i uśrednianie własności polimeru dostarczanego w praktyce z różnych miejsc i mogącego różnić się w pewnym zakresie właściwościami. Osobnym aspektem jest barwa. Odpady z tworzywa danego typu, kierowane do regranulacji, wymagają segregacji w taki sposób, aby powstający materiał miał niezmieniony kolor. Jest to kłopotliwa operacja i często, aby jej uniknąć, rezygnuje się z odwzorowania w regranulatach różnorodności barw obecnych w surowcu odpadowym. Przetwarza się go na bezbarwny produkt z większościowej frakcji bezbarwnej oraz na barwiony, często na czarno, materiał z mieszaniny pozostałych barwnych składników surowca [2]. Typowym sposobem zastosowania regranulatów jest dodawanie ich w ilości 10–20% do polimeru pierwotnego. Umożliwia to obniżenie kosztów, ale niesie ryzyko pogorszenia jakości materiału. Zależy to od wrażliwości poszczególnych polimerów na wielokrotne przetwarzanie [3]. Dawkę regranulatu dobiera się indywidualnie, aby nie przekroczyć dopuszczalnego poziomu właściwości wypadkowej mieszanki zarówno na etapie procesów jej przetwarzania, jak i ze względu na cechy wytwarzanych z niej wyrobów. 51

t

recykling i techniki odzysku


recykling i techniki odzysku Linia do regranulacji odpadowych tworzyw sztucznych obejmuje procesy: sortowania, rozdrabniania, mycia, suszenia, topienia, filtrowania i granulowania. Bogata w doświadczenie firma Erema Engineering oferuje system regeneracji odpadów tworzyw w trzech odmianach i pięciu wielkościach (razem 15 wariantów), co umożliwia właściwy dobór instalacji do konkretnych tworzyw i wytwarzanych wyrobów. W linii regeneracyjnej Erema przewidziano m.in.: młyn nożowy, wentylator odsysający, przesiewacz, granulator, aglomerator lub zagęszczacz, urządzenie filtrujące, wytłaczarkę jednosilnikową. W przypadku przeznaczenia odpadowego tworzywa do produkcji szlachetniejszych wyrobów firma Erema w swoich urządzeniach stosuje filtrowanie przez wymienne filtry, o zróżnicowanych bardzo drobnych oczkach od 20 do 200 mikronów. Linia Erema RGA 80 pracuje bez odgazowania z odcinaniem na gorąco, natomiast Erema RGA 80E – z podwójnym odgazowaniem i odcinaniem na zimno. W stosunku do polietylenu i polipropylenu korzystniejsza jest granulacja na gorąco [25]. Pierwszy etap systemu technologicznego to sortowanie surowca. Odbywa się jeszcze zanim znajdzie się w zakładzie przetwórczym poprzez: gromadzenie odpadów z tworzyw sztucznych bezpośrednio u producenta wyrobów – odpady takie cechuje wysoka czystość surowca oraz wysoki stopień przesortowania, gromadzenie odpadów bezpośrednio z przemysłu, rzemiosła, handlu i rolnictwa – wymagają czyszczenia i segregacji, zbieranie odpadów z gospodarstw domowych, selektywna zbiórka do oznakowanych pojemników na surowce wtórne, odzyskiwanie surowców wtórnych ze strumienia odpadów komunalnych. Sortowanie polega na oddzieleniu różnych rodzajów tworzyw sztucznych. Najkorzystniejsze jest, gdy sortowanie odbywa się na etapie selektywnej zbiórki odpadów, odpady takie są mniej zanieczyszczone i bardziej przydatne do obróbki. Przesortowane odpady zazwyczaj nie przydają się do bezpośredniego przetwarzania, należy je wcześniej rozdrobnić na mniejsze części, rzędu kilku centymetrów. Proces rozdrabniania zachodzi w młynie nożowym wyposażonym w noże tnące. Rozdrobnione odpady są łatwiejsze do transportu, mycia i dalszego przetwarzania. Odpady poprodukcyjne są mało zanieczyszczone i nie wymagają mycia, natomiast odpady pokonsumpcyjne przed dalszym przetwarzaniem powinny być całkowicie pozbawione zanieczyszczeń. Proces mycia następuje w wannach wyposażonych w mieszadła łopatkowe. Umyte płatki foliowe transportowane są podajnikiem do wirówek grawitacyjnych, gdzie zachodzi proces suszenia. Czyste i wysuszone płatki podawane są podajnikiem taśmowym do zagęszczarki. Dalsze przetwarzanie odpadów, które zostały w zagęszczaczu rozdrobnione, podgrzane do temp. ok. 200oC i przy tym ewentualnie wysuszone, zagęszczone termicznie i mechanicznie, odbywa się w połączonej z nim wytłaczarce ślimakowej. Pozwala to na wykorzystanie w procesie tłoczenia znacznej części energii zużytej na wstępne zagęszczanie i ułatwienie pracy wytłaczarki. Do wytłaczarki musi być doprowadzona energia potrzebna do osiągnięcia temperatury topnienia. Urządzenia bez odgazowywania cylindra mogą być krótsze od konwencjonalnych wytłaczarek z zasilaniem na zimno. Oznacza to istotną oszczędność energii i miejsca. W wytłaczarkach przy większych długościach odgazowanie cylindra jest podwójne, dzięki czemu możliwe jest rozwiązanie problemu odgazowywania w najtrudniejszych przypadkach [25]. Tworzywo w stanie płynnym, wychodzące z wytłaczarki systemu Erema, poddane jest procesowi filtracji, przez co nie zawiera zanieczyszczeń obcych, takich jak cząstki piasku, papieru, szkła czy metali. Zależnie od potrzeb stosuje się wymienne filtry o wielkości oczek od 20 do 200 mikronów. Jeśli tworzywo jest przeznaczone do powtórnej produkcji, niezbędne jest stosowanie do tego celu filtrów najdrobniejszych. Regranulacja w wytłaczarce 52

umożliwia dodatkowo homogenizację tworzywa i stwarza okazję do wprowadzenia do niego barwników, dodatków uszlachetniających lub wypełniaczy [2]. Stopione tworzywo z wytłaczarki podawane jest do dwu kanałów, rozdzielających je do dwu tłoków, z których każdy ma dwie komory sitowe. Przefiltrowane tworzywo opuszcza tłoki i jest podawane do wspólnego kanału, prowadzącego do dyszy formującej granulat [25]. Regranulat wytworzony w procesie recyklingu mechanicznego znajduje szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, głównie do produkcji artykułów technicznych. Przykładowe zastosowania to produkcja folii, kanistrów, pojemników, wiader, pojemników magazynowych, doniczek i skrzynek balkonowych, części samochodowych, rur osłonowych do kabli i rur kanalizacyjnych. Właściwości mechaniczne wtórnego polietylenu niskiej gęstości LDPE są zbliżone do właściwości polimeru pierwotnego, lecz nie wykorzystuje się go do produkcji opakowań mających styczność z żywnością. LITERATURA [1] Dyrektywa Rady i Parlamentu Europejskiego 94/62/EC z 15 grudnia 1994 r. w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych. [2] P. Grzybowski: 2008. Regranulacja i regranulaty. Recykling, 10(94): 12–13. [3] M. Kozłowski: 2006. Problemy jakości w recyklingu materiałów opakowaniowych. II Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowa: Odpady Opakowaniowe – teoria i praktyka realizacji ustawowych obowiązków. Wrocław, 2–3 marca 2006, 25–31. [4] S. Kuciel, A. Liber-Kneć: 2005. Recykling materiałów polimerowych w Polsce. Rynek Tworzyw, 12: 7–8. [5] J. Nadziakiewicz, K. Wacławiak, S. Stelmach: 2007. Procesy termiczne utylizacji odpadów. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice. [6] M. Niestępska: 2005. Problemy odzysku tworzyw sztucznych. Recykling, 12(60): 20–21. [7] J. Osiński, P. Żach: 2009. Wybrane zagadnienia recyklingu samochodów. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa. [8] J. Pielichowski, A. Puszyński: 2003. Technologia tworzyw sztucznych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa. [9] Rozporządzeniu Ministra Środowiska z 4 listopada 20014 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów, Dz. U. z 2014 r. poz. 1546. [10] H. Saechtling: 2000. Tworzywa sztuczne. Poradnik. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa. [11] R. Sikora: (praca zbiorowa) 2006. Przetwórstwo tworzyw polimerowych. Podstawy logiczne, formalne i terminologiczne. Wydawnictwo Politechniki Lublin. [12] A. Sobolewski, R. Wasilewski: 2006. Zagospodarowanie odpadowych tworzyw sztucznych w procesie wielkopiecowym. Chemik-Nauka, Technika, Rynek, 4: 221–225. [13] A. Sobolewski, R. Wasilewski: 2009. Krajowe instalacje odzysku odpadów tworzyw sztucznych. Recykling, 5(101): 22–24. [14] B. Tora, R. Wasilewski: 2008. Bariery stosowania paliw alternatywnych w energetyce, Polityka Energetyczna, t. 11, z. 2. Wyd. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków. [15] M. Ulewicz, J. Siwka: 2010. Procesy odzysku i recyklingu wybranych materiałów. Politechnika Częstochowska. Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Częstochowa. [16] W. Urbaniak: 2004. Problem recyklingu opakowań z tworzyw sztucznych. Recykling, 9(45): 38. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


recykling i techniki odzysku [17] W. Urbaniak: 2005. Nowe uwarunkowania odzysku i recyklingu odpadów opakowaniowych. Recykling, 11(59): 20–21. [18] J. Wandrasz, A. Wandrasz: 2006. Paliwa formowalne biopaliwa i paliwa z odpadów w procesach termicznych. Wydawnictwo „Seidel-Przywecki” Sp.z o.o., Warszawa. [19] R. Wasilewski, S. Stelmach: 2009. Przetwarzanie odpadów innych niż niebezpieczne w celu odzysku energii w województwie śląskim. Problemy Ekologii, 4(14): 189–190. [20] Z. Zinowicz, J. Gołębiewski, A. Świć: 2003. Technologiczne problemy zagospodarowania odpadów tworzyw polimerowych. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej. [21] http://www.gartija.pl/art,paliwo-z-odpadow,126 – online: dostęp marzec 2014. [22] http://www.komunalny.pl/index.php?name=archive&op=show&id=5316 – online: dostęp marzec 2014. [23] http://www.marketeo.pl/Oferta/Aglomerator-liniowy-tzw-ucierak-489249.html – online: dostęp marzec 2014. INFORMACJA

[24] http://odpady.org.pl/plugins/content/content.php?content.527 – online: dostęp marzec 2014. [25] http://odpady.org.pl/plugins/content/content.php?content.192– online: dostęp marzec 2014. Artykuł był publikowany w czasopiśmie „Gaz, Woda i Technika Sanitarna”, 2014, tom nr 2, s. 70–74. Przedruk za zgodą czasopisma „Gaz, Woda i Technika Sanitarna”.

prof. dr hab. inż. Irena Wojnowska-Baryła dr hab. inż. Katarzyna Bernat dr hab. inż. Dorota Kulikowska dr hab. inż. Magdalena Zielińska dr hab. inż. Agnieszka Cydzik-Kwiatkowska Patrycja Sokołowska Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska ul. Słoneczna 45 G, 10-709 Olsztyn tel. 089 523 41 30, fax 089 523 41 31

P R A S O WA

Bezobsługowe chwytaki w technologii 3D usprawniają pracę maszyn pakujących Chwytaki z tworzyw sztucznych wykonane w technologii druku 3D pozwalają zaoszczędzić producentom nawet do 85% kosztów oraz do 70% czasu przezbrojenia.

S

tosowane zazwyczaj chwytaki metalowe, wykorzystywane, np. do umieszczenia pokrywek na słoikach, są zazwyczaj ograniczone jednym formatem. W konsekwencji, zmiana produktu oraz dopasowanie odpowiedniego chwytaka zabiera nawet kilka tygodni. Istnieje rozwiązanie alternatywne – zastosowanie trwałych oraz lekkich chwytaków z tworzywa sztucznego, wykonanych za pomocą technologii druku 3D z trybofilamentów od igus. Od 2015 roku w swojej ofercie firma igus oferuje trybologicznie zoptymalizowane filamenty do drukowania w technologii 3D. Mając do dyspozycji dane CAD części, z łatwością można je wyprodukować w procesie produkcji przyrostowej – a nawet wykonać z samosmarownych tworzyw sztucznych iglidur, które zostały ulepszone pod kątem zużycia i tarcia. Trybofilamenty od firmy igus stosowane są już przez wiele firm. Jedną z nich jest Carecos Kosmetik GmbH, która borykała się z następującym problemem: każda zmiana produktu wymagała zmiany chwytaków stosowanych w maszynach pakujących, których zadaniem było uchwycenie pokrywek, a następnie nakręcenie ich na pojemniki. W tym przypadku klient wcześniej wybierał skomplikowaną obróbkę chwytaka wykonanego z aluminium. Taki wybór oznaczał nie tylko koszty w wysokości 10 000 euro za część, całość prac zajmowała aż sześć tygodni. To zbyt długi czas oczekiwania dla sektora przemysłowego, gdzie na początku ery przemysłowej 4.0 coraz ważniejsza staje się możliwość produkcji nawet małych partii produktu. Rozwiązanie: trybologicznie zoptymalizowany filament z materiału iglidur I150 okazał się dla tego klienta produktem idealnym, wyjątkowo stabilnym i jednocześnie odpornym na uderzenia, z którego pomocą wydrukowanie chwytaka w technologii 3D zajmowało 10–12 godzin. 50 RAZY BARDZIEJ ODPORNY NA ZUŻYCIE, NIŻ MATERIAŁY STANDARDOWE: FILAMENTY DO DRUKU OD FIRMY IGUS Chcąc obniżyć koszty oraz czas oczekiwania związany z produkcją chwytaków metalowych, firma początkowo podjęła próby Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

wydrukowania chwytaków w technologii 3D ze standardowych tworzyw sztucznych takich jak ABS oraz PLA. Uzyskane jednak efekty nie były zadowalające. Z tego powodu firma Carecos Kosmetik GmbH zwróciła się do igus, a dzięki materiałowi iglidur I150, dysponuje teraz samosmarownym i bezobsługowym trybofilamentem odpowiednio zoptymalizowanym pod względem tarcia i zużycia. Jako, że prawie każdy element chwytaka jest ruchomy, a poszczególne jego części ślizgają po sobie, czy też są łożyskowane za pomocą odpowiednich pinów lub sworzni, to są one narażone na ciągłe zużycie. Części metalowe często muszą być wyposażone w oddzielne łożyska, zaś sworznie muszą być z reguły smarowane. Zastosowanie materiału iglidur I150 w druku 3D pozwoliło firmie zaoszczędzić nawet do 85 procent kosztów oraz 70 procent czasu potrzebnego na przezbrojenie w porównaniu do wcześniej wybranej technologii chwytaków aluminiowych. Ale to nie wszystko. Chwytaki wykonane z tworzyw sztucznych są siedem razy lżejsze, niż chwytaki metalowe. Firma igus oferuje także pięć innych filamentów do drukowania elementów odpornych na ścieranie, które można zastosować w najróżniejszych aplikacjach. W porównaniu do materiałów standardowych, takich jak polilaktyd (PLA), wysokowydajne materiały od igus są do 50 razy bardziej odporne na ścieranie i mogą być przetwarzane na wszystkich standardowych drukarkach 3D. Źródło: igus GmbH 53


biomateriały

Tworzywa sztuczne w przemyśle-biomateriały Renata Wawrzaszek, Urszula Wawrzaszek

Postęp w medycynie, zwiększenie długości i jakości życia zawdzięczamy m.in. materiałom polimerowym, wielkocząsteczkowym związkom bez których w dzisiejszych czasach medycyna nie jest w stanie się obejść.

T

worzywa sztuczne wykorzystuje się w wielu gałęziach medycyny np. okulistyce (np. implanty rogówki, soczewki), kardiochirurgii (elementy zastawek serca, elementy sztucznego serca), stomatologii, ortopedii (cementy kostne, materiały do uzupełnienia ubytków kości, implanty stomatologiczne, kleje tkankowe), są materiałami dla inżynierii tkankowej czy medycyny regeneracyjnej. W Europie rynek tworzyw sztucznych w medycynie rośnie w tempie ok. 4,4% rocznie. W USA tempo wzrostu wykorzystania tworzyw w medycynie wynosi ok. 5,7% rocznie, w 2008 roku implanty ortopedyczne stanowiły największy segment rynku, który był wart 9,8 miliarda USD. Analiza rynku przeprowadzona przez Frost & Sullivan w Europie Zachodniej wykazała, że w 2011 roku przychody w tej branży wyniosły 602 mln euro, a do 2018 roku według prognoz mogą sięgnąć nawet 1075,4 mln euro. Z danych statystycznych wynika, że co roku na całym świecie wszczepia się pacjentom ok. 100 000 sztucznych zastawek serca, ilość rozruszników serca wynosi ok. 200 000. W Niemczech, do produkcji urządzeń medycznych wykorzystano ok. 12 tysięcy ton tworzyw sztucznych, globalnie było to już ok. 1,8 mln ton [1–4]. Polimery w medycynie dzielą się na syntetyczne, biostabilne (np. polimery akrylowe, poliwęglany, poliuretany, poliamidy, polipropylen, polisulfon, polietylen), syntetyczne biodegradowalne (np. polikaprolakton, polilakyd, poliglikolid), polimery naturalne, proteiny (fibrynogen, kolagen) i polimery naturalne, polisacharydy (np. celuloza, kwas alginiowy, chityna, chitozan, kwas hialuronowy). Do korzystnych cech tworzyw sztucznych w medycynie możemy zaliczyć poręczność chirurgiczną, parametry fizyczne zbliżone do tkanek, duże możliwości w zakresie modyfikacji powierzchni. Tworzywa sztuczne posiadają także wady, do których należą niskie parametry mechaniczne, zużycie cierne, toksyczne produkty degradacji, są nieodporne na działanie temperatur i trudne do sterylizacji. Czynniki wpływające na degradację polime-

rów to głównie miejsce implantacji, proces sterylizacji, właściwości hydrofilowe czy hydrofobowe polimeru, masa cząsteczkowa i jej rozkład, krystaliczność. Możliwe są reakcje organizmu na tworzywo sztuczne w postaci zmian tkankowych w okolicy długotrwałego oddziaływania wszczepionego polimeru, zmiany toksyczne w narządach i tkankach, występowanie objawów alergii, możliwość rozwoju nowotworu, działania drażniącego. Właściwości, którymi muszą charakteryzować tworzywa sztuczne przeznaczone dla medycyny to przede wszystkim właściwości biologiczne, biozgodność i biotolerancja, technologiczne (kształtowanie powierzchni, obrabialność, mechaniczne – wytrzymałość, sprężystość odporność zmęczeniowa). Biozgodność materiału implantacyjnego zależy od właściwości materiału, składu i budowy, rodzaju produktów degradacji czy miejsca implantacji [5–7]. Tworzywa sztuczne mogą stykać się przez krótki czas np. w trakcie rehabilitacji czy diagnozowania: mocujące elektrody, strzykawki, łopatki, wzierniki, opatrunki (poliamidy, chitozan, poliakrylan, polisacharydy, hydrożele, poliuretanowe), cewniki urologiczne (lateks, silikon), zewnętrzne części organizmu mogą również mieć kontakt z materiałem polimerowym przez dłuższy czas np. soczewki kontaktowe (silikonowo–hydrożelowy polimer), protezy części twarzy (np. polieteroeteroketonu, czyli rodzaj półkrystalicznego, termoplastycznego tworzywa), protezy kończyn (silikon, włókna węglowe), sztuczne uszy (poliakrylany, polietylen, silikon), serce (polichlorek winylu, poliestry, silikony), tchawica (poliakrylany, silikon, nylon), kości (polietylen, nylon, poliuretany), piersi (silikony). Do budowy narzędzi, urządzeń części aparatury wykorzystywany jest np. poliwęglan (aparatura medyczna, separatory, osłony dializatorów, pompy), polichlorek winylu (rurki do transportu płynów, kroplówki, maski tlenowe, rękawiczki sprzęt rehabilitacyjny), poliestry (narzędzia stomatologiczne oraz chirurgiczne, kaniule), polistyren (instrumenty diagnostyczne i laboratoryjne, kolby). Tworzywa sztuczne to również

Rys. 1. Protezy naczyń krwionośnych (np. poliestry, poli(tereftalan etylenu), poliuretan)

54

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


biomateriały

Rys. 2. Nici chirurgiczne są klasyfikowane jako wchłanialne lub niewchłanialne, jednowłóknowe lub wielowłóknowe oraz naturalne (jedwab) lub syntetyczne (tworzywa użyte przy produkcji materiałów szewnych np. poliglikolid, polidioksan, nylon, polipropylen, poliester), zastosowanie obejmuje min: chirurgię ogólną, chirurgię plastyczną, ginekologię i okulistykę

Rys. 3. Środki do miejscowej hemostazy (np. wchłaniane włókna kolagenowe), w przypadku krwawień, podczas wykonywanych zespoleń przylegają do krwawiących powierzchni, są bardzo łatwe w aplikacji. Efekt hemostatyczny uzyskiwany w wyniku szybkiego przylegania płytek krwi do powierzchni gąbczastej

Rys. 4. Syntetyczne kleje tkankowe w medycynie (np. cyjanoakrylan 2-oktylu, cyjanoakrylan 2-butylu), przyszłość klejów tkankowych wydaje się nieograniczona, budzą wielkie nadzieje i wzrastające zainteresowanie. Są kluczem do rozwiązania wielu problemów w medycynie. Kleje tkankowe stosowane w medycynie uważane są za najbardziej przyszłościową metodę spajania tkanek [10–12]

części wszczepiane na stałe: protezy naczyń krwionośnych czy kleje do klejenia tkanek. Polimery znalazły zastosowanie także jako środki farmakologiczne i środki krwiozastępcze do organizmu. Nowe możliwości w medycynie otwiera druk 3D stosując m.in. odpowiednie tworzywa, można wytworzyć protezy oka, implanty kostne, części twarzy, protezy, stawy kolanowe, aparaty słuchowe, czy nawet całe organy [8–9]. W szerokim zakresie prowadzone są badania naukowe, wdrożeniowe nad opracowaniem nowych polimerów, co znacznie usprawni procesy leczenia i poprawi komfort wielu pacjentów. Na wdrożenie nowej technologii do zastosowania medycznego potrzeba ok. dziesięciu lat intensywnych prac badawczych. To ogromne wyzwanie dla naukowców, ponieważ nauka o biomateriałach to dziedzina interdyscyplinarna angażująca chemików, inżynierów, mechaników i lekarzy. LITERATURA [1] https://termoplastik.pl/tworzywa-sztuczne-stosowane-w-medycynie/ [dostęp 2017.12.02]. [2] http://www.konstrukcjeinzynierskie.pl/2011/60-fragmenty/ fsierpien2011/532-nowoczesne-zastosowania-termoplastow-wmedycynie [dostęp 2017.12.02]. [3] http://tworzywa.com.pl/Wiadomosci/Wykorzystanie-tworzyw-w-medycynie-24054.html [dostęp 2017.12.02]. [4] Y. Ikada: Challenges in tissue engineering. Journal of the Royal Society 3,589-601, 2006. [5] J. Marciniak: Biomateriały, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

[6] R. Wawrzaszek, M. Szymonowicz, Z. Rybak, M. Batycka, B. Kmiecik: Polimery w chirurgii Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 68-77, 2013. [7] B. Kmiecik, R. Wawrzaszek: Opatrunki biologiczne - wykorzystanie komórek macierzystych Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 42-51, 2013. [8] Y. Tabata: Biomaterial technology for tissue engineering applications. Journal of the Royal Society, 6, 311-S324, 2009. [9] K.C. Rustad, M. Sorkin, B. Levi, M.T. Longaker, G.C. Gurtner: Strategies for organ level tissue engineering. Organogenesis, 6,151-157, 2010. [10] R. Wawrzaszek, Z. Rybak: Kleje tkankowe. Dermatologia praktyczna 5, 24-29, 2012. [11] R. Wawrzaszek: Mechanizmy utwardzania klejów tkankowych. Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Transplantologia wspólne marzenia i sukces” Wrocław, Materiały konferencyjne. [12] R. Wawrzaszek: Syntetyczne i naturalne kleje tkankowe. VIII Międzynarodowa Interdyscyplinarna Konferencja Naukowo-Szkoleniowa „Majówka Młodej Fizjoterapii” Wrocław, Materiały konferencyjne. dr inż. Renata Wawrzaszek Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu mgr inż. Urszula Wawrzaszek Wydział Nauk o Bezpieczeństwie Akademia Wojsk Lądowych im. generała Tadeusza Kościuszki we Wrocławiu 55


biomateriały

Wytwarzanie polimerowych substytutów kości Monika Budnicka, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski

Krytyczne defekty kostne nie leczą się samoistnie. Standardowym leczeniem jest wykonanie przeszczepu autogenicznego w celu zapoczątkowania regeneracji uszkodzonej tkanki kostnej [1]. Wspomniane leczenie pomimo powszechnej praktyki, niesie ze sobą ryzyko zakażenia miejsca przeszczepu, krwotoku lub uszkodzenia nerwów. Nowoczesnym rozwiązaniem jest zastosowanie substytutów kości, których implantacja będzie promowała ich regenerację. W regeneracji kości stosowano takie materiały jak metale, ceramika i polimery. Wśród nich ważną pozycję, ze względu na swoje właściwości, w tym elastyczność, biozgodność i mały ciężar implantu zajmują poliestry biodegradowalne [2]. Polimery te zastosowano z pozytywnym rezultatem w badaniach klinicznych na ludziach [3].

WYMAGANIA STAWIANE SUBSTYTUTOM KOŚCI Podczas projektowania polimerowego rusztowania do regeneracji tkanki kostnej należy wziąć pod uwagę szereg wymagań. Każdy materiał stosowany w medycynie musi spełniać minimalne wymagania takie jak: nietoksyczność, efektywność (funkcjonalność, wydajność, trwałość w warunkach użytkowania), możliwość poddania sterylizacji [4]. W inżynierii tkankowej niezbędna jest biozgodność. Oznacza to zdolność do podtrzymywania aktywności komórkowej bez wywoływania lokalnej lub systemowej reakcji immunologicznej organizmu [5]. Substytut kości powinien być osteokondukcyjny (umożliwiać adhezję, namnażanie oraz formowanie macierzy zewnątrzkomórkowej na powierzchni oraz wewnątrz rusztowania). Jego zadaniem jest indukowanie wzrostu nowej kości, co określa się mianem osteoindukcyjności. W idealnym wypadku implant umożliwia przerastanie przez jego strukturę wewnętrzną sieci naczyń krwionośnych. Umożliwia to efektywny transport składników odżywczych, tlenu i metabolitów. Pożądaną cechą w kontrolowanym procesie regeneracji kości jest biodegradowalność implantu. Materiał powinien rozkładać się do nietoksycznych produktów, wydalanych z organizmu. Istotna jest możliwość kontroli szybkości degradacji materiału, w celu odpowiedniego dopasowania czasu rozkładu rusztowania do czasu regeneracji tkanki. Czas degradacji skafoldu zależy od jego zastosowania oraz indywidualnych cech pacjenta. Jednym z kryteriów jest wiek pacjenta. Degradacja implantu u dziecka powinna trwać około 3 miesięcy, natomiast u osoby starszej już blisko 9 miesięcy. Istotne jest również miejsce przeszczepu. U dorosłego człowieka czas degradacji substytutu w regeneracji kości kręgosłupa powinien wynosić 9 miesięcy, a regeneracji kości twarzoczaszki 3–6 miesięcy [6]. Implant kostny musi posiadać odpowiednią odporność mechaniczną, zapewniającą prawidłową strukturę tkanki. Właściwości mechaniczne kości różnią się w przypadku kości gąbczastej i zbitej. Moduł Younga kości zbitej jest w zakresie 15–20 GPa, natomiast kości gąbczastej 0,1–2 GPa. Odporność na ściskanie wynosi 100–200 MPa (kość zbita) oraz 2–20 MPa (kość gąbczasta). Różnice we właściwościach mechanicznych oraz geometrii kości (płaskie, długie) powodują trudności w zaprojektowaniu uniwersalnego substytutu kości [6]. 56

Substytuty kostne powinna charakteryzować duża porowatość otwarta, umożliwiająca migrację składników odżywczych do wnętrza rusztowania oraz metabolitów komórek na zewnątrz. Rozmiar porów powinien być nie mniejszy niż 100 µm. Uważa się jednak, że zakres wielkości porów powinien leżeć w obszarze 200–350 µm, co umożliwia optymalną regenerację tkanki kostnej [7]. Zauważono pozytywny wpływ makro- oraz mikroporowatości. Niestety duża porowatość osłabia właściwości mechaniczne rusztowania. Odporność mechaniczna porowatych implantów ceramicznych odpowiada kości zbitej, polimerowych natomiast kości gąbczastej. Kompozyty polimerowo-ceramiczne są jednak zwykle słabsze od kości zbitej. Porowate skafoldy metaliczne spełniają warunek wytrzymałości mechanicznej, ale problem stanowi tu brak integracji z resztą tkanki oraz wymywanie jonów metalu. METODY WYTWARZANIA POROWATYCH RUSZTOWAŃ KOSTNYCH Istnieje wiele metod wytwarzania porowatych polimerowych struktur 3D. Istnieją tradycyjne techniki takie jak spienianie gazem, inwersja faz, czy ługowanie solą oraz nowoczesne techniki szybkiego prototypowania wspomagane komputerowym projektowaniem modelowym (CAD). W pracy przedstawiono metody najczęściej stosowane do wytwarzania polimerowych rusztowań kostnych. TRADYCYJNE TECHNIKI WYTWARZANIA POROWATYCH RUSZTOWAŃ KOSTNYCH Inwersja faz Rozdzielenie (inwersja) faz to proces, w którym homogeniczny roztwór polimeru (lub polimerów) przechodzi w żel, tworząc polimerową sieć makrocząsteczek z rozproszoną fazą ciekłą [8–10]. Wyróżniamy metody rozdzielania faz: metoda sucha, metoda mokra, termicznie indukowana inwersja oraz metoda freeze extraction. Do wytwarzania trójwymiarowych rusztowań kostnych często stosuje się dwa ostatnie warianty. Często łączy poszczególne warianty inwersji faz w jedną metodę wytwarzania. Termicznie indukowana inwersja faz Początkowo wariant ten stosowano do wytwarzania rusztowań płaskich. Obecnie często wykorzystuje się ją do otrzymywania Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


biomateriały

Rys. 1. Wytwarzanie rusztowania polimerowego za pomocą termicznej inwersji faz. Wodę zastosowano jako nierozpuszczalnik polimeru

Rys. 2. Obrazy SEM skafoldów z poli-D,L-laktydu otrzymanych metodą termicznej inwersji faz w: ciekłym azocie (a,d), -40˚C (b,e), –15oC (c, f). Zastosowano 10% (w/v) roztwór polimeru w dioksanie. Stosunek objętościowy dioksan/woda (rozpuszczalnik/nierozpuszczalnik) wynosił: 87:13 (a,b,c), 90:10 (d,e,f) [12]

rusztowań 3D. W tym wariancie polimer rozpuszcza się w rozpuszczalniku w podwyższonej temperaturze (rys. 1). Opcjonalny jest dodatek nierozpuszczalnika polimeru. Rozdział faz jest zapoczątkowany obniżeniem temperatury. Po wytrąceniu polimeru rozpuszczalnik usuwa się za pomocą liofilizacji lub kąpieli żelującej [8, 11]. Morfologia polimeru zależy tu od rodzaju zastosowanego polimeru, jego stężenia w rozpuszczalniku i temperatury wylewanego roztworu. Istotne znaczenie ma gradient uzyskanych temperatur, dzięki czemu można uzyskać różną wielkość porów i ich zróżnicowaną wielkość. Metoda ta generuje pory zwykle w granicach 10–100 µm, co nie jest korzystne do wzrostu komórek kości. Dużą zaletą metody jest możliwość sterowania morfologią porów w zależności od warunków procesu (rys. 2).

Możliwe jest uzyskanie porów o wielkości 50–500 µm. Otrzymuje się substytuty o wysokiej porowatości (80–90%) i stosunkowo dobrych właściwościach mechanicznych [12]. Metoda jest ograniczona do polimerów niewrażliwych na podwyższone temperatury, ale można ją z powodzeniem zastosować do takich polimerów jak: polilaktyd, kolagen, chitozan, poli(glikol etylenowy), poli(kwas glikolowy). Freeze extraction Polimer rozpuszcza się w odpowiednim rozpuszczalniku z dodatkiem substancji porotwórczej [13]. Poroforem mogą być tu inne polimery, węglowodany, parafina. Roztwór wylewa się do formy i zamraża. Następnie, rozpuszczalnik wymywa się w stanie zamrożenia, stosując nierozpuszczalnik polimeru (kąpiel żelująca) (rys. 3). Tą metodą można otrzymywać zarówno rusztowania płaskie jak i trójwymiarowe [14]. Na wielkość otrzymywanych porów wpływa: stosunek porofor/polimer, ciężar cząsteczkowy polimeru, stężenie polimeru w rozpuszczalniku organicznym oraz objętość i skład kąpieli żelującej. Zaletą metody jest możliwość otrzymania mikro- i makroporowatej struktury porów. Uzyskuje się otwarte, połączone ze sobą pory o rozmiarach mieszczących się w granicach 40–80 µm oraz 200–400 µm. Substytuty wykazują dużą porowatość (ok. 86%). Ługowanie solą Metodę stosuje się najczęściej w połączeniu z innymi technikami, takimi jak inwersja faz. Do roztworu polimeru w rozpuszczalniku dodaje się substancję porotwórczą, którą są kryształy soli (np. chlorek sodu, cytrynian sodu). Roztwór polimeru wraz z poroforem przeprowadza się w postać żelu. Rozpuszczalnik usuwa się przez odparowanie, wymycie w kąpieli lub liofilizację. Uformowane rusztowanie płucze się wodą w celu usunięcia kryształów soli z jego struktury (rys. 4). W tej technice porowatość oraz rozmiar porów mogą być łatwo sterowane przez zmianę ilości i wielkości kryształów soli (rys. 5) [15].

Rys. 3. Metoda inwersji faz z wariantem freeze extraction

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

t

Rys. 4. Otrzymywanie polimerowych rusztowań metodą ługowania solą. Rozpuszczalnik usunięto przez odparowanie 57


biomateriały

Rys. 5. Substytut z poli-L-laktydu otrzymany metodą ługowania solą [16]

Rys. 7. Skafold z chitozanu otrzymany metodą emulsyjną z liofilizacją [19]

Rys. 6. Otrzymywanie porowatego rusztowania poprzez liofilizację

Niestety pomimo dodatkowego etapu – płukania wodą istnieje problem z całkowitym usunięciem porofora, szczególnie z wnętrza rusztowania. Metoda ogranicza się do rusztowań o grubości 0,5–2 mm [17]. Pozostałości porofora mogą być szkodliwe i/lub nie pozwolą uzyskać porowatej struktury. Często otrzymuje się zamkniętą strukturę porów. Uzyskuje się również gorsze właściwości mechaniczne (kruchość) w porównaniu do np. termicznej inwersji faz lub freeze extraction. Metoda emulsyjna z liofilizacją Do roztworu polimeru w rozpuszczalniku dodaje się substancję porotwórczą, którą jest woda. Zamrożoną wodę sublimuje się bezpośrednio do fazy gazowej, co prowadzi do formowania się porów (rys. 6). Porowatość i wielkości porów wytworzonych rusztowań zależy od stosunku ilości wody do roztworu polimeru oraz temperatury zamarzania. Zaletą tej techniki jest eliminacja etapów płukania, które są wymagane przy ługowaniu solą. Rozproszoną wodę oraz rozpuszczalniki organiczne bezpośrednio usuwa się, dzięki czemu nie ma ryzyka wystąpienia ich pozostałości w strukturze rusztowania [18]. Uzyskane rusztowania mają dużą porowatość (>90%), rozmiar porów 20–200 µm. Niestety rusztowania te charakteryzują się zamkniętą strukturą porów (rys. 7). Spienianie gazem Metoda polega na nasyceniu polimeru obojętnym gazem (np. ditlenkiem węgla, azotem) pod wysokim ciśnieniem. Gwałtowne obniżenie ciśnienia w układzie do atmosferycznego powoduje nukleację i wzrost pęcherzyków gazu w polimerze oraz formowanie porów (rys. 8). Proces prowadzi się w niskich temperaturach, dlatego nie ma ryzyka degradacji polimeru podczas formowania rusztowania. Metoda nie wymaga użycia rozpuszczalników organicznych. Za pomocą tej techniki otrzymuje się rusztowania o porowatości do 93%. Wadą metody jest uzyskiwanie nieporowatej powierzchni, zamkniętej struktury porów (tylko 10–30% połączonych porów). Osiągana wielkość porów to najwyżej 100 μm [20]. Wysokie ciśnienie gazu w procesie (14 MPa) może spowodować znisz58

czenie struktury porów (rys. 9). Ograniczone jest również wytwarzanie kompozytów polimerowych z dodatkami zwiększającymi twardość (np. hydroksyapatyt powyżej 5% wag). Elektroprzędzenie Stopiony polimer lub jego roztwór umieszcza się w strzykawce zakończonej dyszą. Do dyszy przykłada się napięcie w celu wytworzenia różnicy potencjału. Przekroczenie krytycznego napięcia elektrycznego i nierównomierny rozkład ładunków pokonują napięcie powierzchniowe roztworu, co wywołuje przesuwanie się powstającego włókna polimeru między dyszą, a uziemionym kolektorem. Osadzające się na kolektorze włókna polimerowe oddają ładunek elektryczny. W międzyczasie przesuwania się włókien następuje odparowanie rozpuszczalnika lub zestalanie stopionego polimeru. W konsekwencji formuje się struktura włóknista, tworząca rusztowanie (rys. 10) [22, 23]. Średnica powstających włókien może być kontrolowana przez zmianę stężenia polimeru, szybkości przepływu roztworu

Rys. 8. Aparatura do spieniania gazem: 1) butla z CO2, 2) wskaźnik ciśnienia, 3) pompa wysokociśnieniowa, 4) reaktor Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


biomateriały a)

b)

Rys. 9. Skafoldy z poli-D,L-laktydu z dodatkiem hydroksyapatytu otrzymane metodą spieniania gazem pod ciśnieniem a) 10 MPa, b) 14 MPa [21]

Rys. 10. Schematyczne przedstawienie procesu elektrospiningu

i zmiany odległości między dyszą, a kolektorem. Rusztowania wytworzone tą metodą charakteryzują się dużą porowatością, a tym samym dużą powierzchnią właściwą. Możliwe jest stosunkowo łatwe powiększenie skali procesu. Należy zauważyć, że w rusztowaniu nie powstają pory, a przestrzenie między włóknami o wymiarach od kilku do kilkunastu mikrometrów, co nie jest korzystne w regeneracji kości (rys. 11). W elektroprzędzeniu istnieje trudność w otrzymaniu trójwymiarowych rusztowań, co ogranicza zastosowanie tej metody w implantologii kostnej. TECHNIKI SZYBKIEGO PROTOTYPOWANIA DO WYTWARZANIA POROWATYCH RUSZTOWAŃ KOSTNYCH Techniki szybkiego prototypowania (drukowania 3D) polegają na tworzeniu skomplikowanych struktur na bazie danych opracowanych w komputerowych programach 3D-CAD, bez użycia form odlewniczych (rys. 12). a)

Rys. 11. Włókna z polikaprolaktonu [23]

Do druku 3D wykorzystuje się specjalne drukarki, wspomagane komputerowym oprogramowaniem 3D-CAD. Program umożliwia tworzenie skomplikowanych kształtów 3D, o wysokiej rozdzielczości i kontrolowanych strukturach wewnętrznych. W ogólnym przypadku metody te polegają na drukowaniu kolejnych warstw materiału, prowadząc do tworzenia modeli 3D. W tradycyjnym druku 3D implantu polimerowego, zgodnie z plikiem CAD, z głowicy drukarki nastrzykiwane są krople rozpuszczalnika na sproszkowany polimer. Głowica porusza się w kierunkach osi X-Y. Gdy rozpuszczalnik odparuje i warstwa polimeru zestali się, nanoszona jest następna warstwa proszku i rozpuszczalnika, aż do utworzenia całego implantu (rys. 13). Istnieją liczne technologie drukowania 3D jak stereolitografia (SLA), selektywne spiekanie laserowe (SLS), osadzanie topionego materiału (FDM) [26]. W stereolitografii stosuje się wiązkę lasera ultrafioletowego do zapoczątkowania fotopolimeryzacji cieb)

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

t

Rys. 12. a) komputerowy model implantu, b) wydrukowany implant z poli(kwasu glikolowego) [24] 59


biomateriały

Rys. 13. Schematyczne przedstawienie druku 3D [25]

kłego monomeru, co umożliwia utwardzanie kolejnych warstw. SLS wykorzystuje światło laserowe z zakresu podczerwieni do zestalania warstw proszku. W technice FDM głowica drukarki tłoczy półstały polimer w celu uzyskania zadanej architektury implantu. Teoretycznie druk 3D umożliwia dobrą kontrolę rozmiaru, morfologii porów i porowatości matrycy. W rzeczywistości istnieje problem z rozdzielczością i odwzorowaniem modelu z programu CAD. Często wielkość porów i struktura istotnie różnią się od modelu. Otrzymuje się małą porowatość kształtek. Dlatego w przypadku implantów polimerowych, drukarki 3D wymagają badań i pracy nad ich konstrukcją. Dobre odwzorowanie modelu komputerowego zapewnia technika FDM [27]. Jednakże jest ona ograniczona do polimerów odpornych termicznie. Otrzymuje się również sztywną strukturę wielowarstwowej siatki, niemającej zastosowania do kości gąbczastej. Możliwe jest użycie tej metody w regeneracji kości zbitej, jednakże po zastosowaniu materiału o odpowiednich właściwościach mechanicznych. Ogólnie podwyższona temperatura w technikach druku 3D niesie ryzyko zmiany właściwości polimeru. PODSUMOWANIE Inżynieria tkankowa daje możliwość poprawy leczenia defektów kostnych. Dzieje się to za sprawą zastosowania odpowiednich rusztowań, na których zaszczepia się komórki odpowiedzialne za regenerację tkanki. W badaniach klinicznych testowano już implanty metaliczne, ceramiczne i polimerowe. Wśród nich materiały resorbowalne są korzystne, ze względu na brak ponownej operacji. Dzięki takim cechom jak elastyczność, biozgodność, dużą uwagę przykuwają polimery resorbowalne. Istnieje wiele technik wytwarzania polimerowych rusztowań do regeneracji kości. Ze względu na wymagania, jak duża porowatość, odpowiedni rozmiar porów, struktura połączonych porów, określone właściwości mechaniczne, wybór ogranicza się do zastosowania metod inwersji faz. Wśród nich na uwagę zasługują termiczna inwersja faz oraz inwersja faz z wariantem freeze extraction. Pomimo atrakcyjności metod drukowania 3D, ich zastosowanie do wytwarzania polimerowych substytutów kości jest ograniczone. Należy wziąć pod uwagę zmianę właściwości polimeru podczas długotrwałego ogrzewania i problem z odwzorowaniem modelu komputerowego. 60

LITERATURA [1] W.Y. Ip, S. Gogolewski: Clinical Application of Resorbable Polymers in Guided Bone Regeneration, Macromolecular Symposia., 253 (2007), s. 139-146. [2] S. Slomkowski: Biodegradable Polyesters for Tissue Engineering, Macromolecular Symposia., 253 (2007), s. 47–58. [3] K. Ficek, J. Filipek, P. Wojciechowski, K. Kopec, E. Stodolak-Zych, Blazewicz S. A bioresorbable polylactide implant used in bone cyst filling, Journal of Material Sciences: Materials in Medicine., 27 (2016), s.33. [4] Y. Ikada, H. Tsuji: Biodegradable polyesters for medical and ecological applications, Macromolecules. Rapid Communication., 21 (2000), s. 117-132. [5] D.F. Williams: On the mechanisms of biocompatibility, Biomaterials., 29 (2008), s. 2941-2953. [6] M.J. Olszta, X. Cheng, S.S. Jee, R. Kumar, Y.Y Kim, M.J. Kaufman, E.P. Douglas, L.B. Gouer: Bone structure and formation: A new perspective, Materials Science and Engineering. R: Reports., 58 (2007), s. 77-116. [7] Q.L. Loh, B. Eng, C. Choong: Three-Dimensional Scaffolds for Tissue Engineering Applications: Role of Porosity and Pore Size, Tissue Engineering Part B., 19 (2013), s. 485-502. [8] A. Chwojnowski: Półprzepuszczalne membrany polisulfonowe, Sposoby otrzymywania i modyfikacje, Instytut Biocybernetyki i inżynierii biomedycznej im. Macieja Nałęcza Polskiej Akademii Nauk., Warszawa, 2011. [9] A. Kruk, A. Gadomska-Gajadhur, P. Ruśkowski, A. Chwojnowski, J. Dulnik, L. Synoradzki: Preparation of biodegradable semi-permeable membranes as 3D scaffolds for cell cultures, Desalination and Water Treatment., 64 (2017), s. 317-323. [10] A. Kruk, A. Gadomska-Gajadhur, P. Ruśkowski, I. Malinowska, A. Chwojnowski, L. Synoradzki: The influence of the molecular weight of polymer on the morphology of polylactide-based membranes for tissue engineering, monogrphy, Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute., 2016, s. 60-71. [11] A. Buzarovska, C. Gualandi, A. Parrilli, M. Scandola: Effect of TiO2 nanoparticle loading on Poly(L-lactic acid) porous scaffolds fabricated by TIPS, Composites Part B., 81 (2015), s. 189-195. [12] Y.S. Nam, T.G. Park: Porous biodegradable polymeric scaffolds prepared by thermally induced phase separation, Journal of Biomedical Material Research., 47 (1999), s. 8-17. [13] L. Budyanto, Y.Q. Goh, C.P. Ooi: Fabrication of porous poly(L-lactide) (PLLA) scaffolds for tissue engineering using liquid–liquid phase separation and freeze extraction, Journal of Material Sciences: Materials in Medicine., 20 (2009), s. 105-111. [14] A. Kruk, A. Gadomska-Gajadhur, P. Ruśkowski, A. Chwojnowski, L. Synoradzki: Otrzymywanie polilaktydowych rusztowań komórkowych o strukturze gąbczastej – badania wstępne i optymalizacja, Polimery., 62 (2017), s. 118-126. [15] S.B. Lee, Y.H. Kim, M.S. Chong, H.S. Hong, Y.M. Lee: Study of gelatin-containing artificial skin V: fabrication of gelatin scaffolds using a salt-leaching method, Biomaterials., 26 (2005), s. 1961-1968. [16] S. Gogolewski, A.J. Pennings: Resorbable materials of poly(L-lactide), Colloid & Polymer Science., 261 (1983), s. 477-484. [17] X. Liu, P.X. Ma: Polymeric Scaffolds for Bone Tissue Engineering, Annals of Biomedical Engineering., 32 (2004), s. 477-486. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018


biomateriały [18] L. Kong, Y. Gao, W. Cao, Y. Gong, N. Zhao, X. Zhang: Preparation and characterization of nano-hydroxyapatite/chitosan composite scaffolds, Journal of Biomedical Materials Research., 75A (2005), s. 275–282. [19] S.L. Levengood, M. Zhang: Chitosan-based scaffolds for bone tissue engineering, Journal of Material Chemistry B., 2 (2014), s. 3161-3184. [20] M.O. Montjovent, L. Mathieu, B. Hinz, L.L. Applegate, P.E. Bourban, P.Y. Zambelli, J.A. Manson, D.P. Pioletti:Biocompatibility of Bioresorbable Poly(L-lactic acid) Composite Scaffolds Obtained by Supercritical Gas Foaming with Human Fetal Bone Cells, Tissue Engineering., 11 (2006), 1640-1649. [21] X. Teng, J. Ren, S. Gu: Preparation and Characterization of Porous PDLLA/HA Composite Foams by Supercritical Carbon Dioxide Technology, Journal of Biomedical Material Research Part B: Applied Biomaterials., 81B (2007), s. 185-193. [22] D. Kołbuk: Wpływ warunków elektroprzędzenia na strukturę i właściwości jedno- i dwuskładnikowych nanowłókien polimerowych stosowanych w inżynierii tkankowej, Rozprawa doktorska, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk., Warszawa, 2012. [23] J.H. Jang, O. Castano, H.W. Kim: Electrospun materials as potential platforms for bone tissue engenieering, Advanced Drug Delivery Reviews., 61 (2009), s. 1065-1083.

[24] M. Lee, J. Dunn, B. Wu: Scaffolds fabrication by indirect three-dimensional printing, Biomaterials., 26 (2005), s. 42814289. [25] S. Bose, M. Roy, A. Bandyopadhyay: Recent advances in bone tissue engineering scaffolds, Trends in Biotechnology., 30 (2012), s. 546-554. [26] V. Liu, S.N. Bhatia: Three-dimensional tissue fabrication. Advanced Drug Delivery Reviews., 56 (2004), s. 1635-1646. [27] I. Zein, D.W. Hutmacherb, K.C. Tanc, S.H. Teoha: Fused deposition modeling of novel scaold architectures for tissue engineering applications, Biomaterials., 23 (2002), s. 11691185. Praca została sfinansowana przez Politechnikę Warszawską w ramach działalności statutowej Laboratorium Procesów Technologicznych Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej.

Artykuł był publikowany w czasopiśmie „Wyroby Medyczne” nr 4/2017.

mgr inż. Monika Budnicka dr inż. Agnieszka Gadomska-Gajadhur dr inż. Paweł Ruśkowski Laboratorium Procesów Technologicznych Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej

REKLAMA

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2018

61


aktualności

62

Tworzywa Sztuczne w Przemyśle . Nr 1/2017


dodatek nr 5

styczeń/luty

SUROWCE, GOTOWE WYROBY, TECHNOLOGIE, MASZYNY

Polecamy firmy z branży Analiza w budowie form wtryskowych Formy wtryskowe jako samodzielny środek trwały Znaczenie termostatowania form wtryskowych Bydgoszcz – tutaj spotyka się branża


Spis treści Polecamy firmy z branży

str. IV

Szybkozłącza – mały, ale jakże ważny szczegół w procesie podłączania formy

str. VIII

Analizy w budowie form wtryskowych

str. X

Formy wtryskowe jako samodzielny środek trwały

str. XVI

Znaczenie termostatowania form wtryskowych

str. XVIII

Wpływ korozji na drożność kanałów chłodzących w formie

str. XX

Formy wtryskowe i ich praktyczne zastosowanie

str. XXI

Na czym polega polerowanie form wtryskowych?

str. XXII

Jak znaleźć odpowiednie formy do tworzyw sztucznych?

str. XXII

Współpraca dyszy z tuleją wtryskową

str. XXIV

Szybkie prototypowanie formy wtryskowej

str. XXVI

Od czego zależy wycena form wtryskowych?

str. XXVI

BYDGOSZCZ – tutaj spotyka się branża

str. XXVII

Dodatek specjalny nr 5 dwumiesięcznika „Tworzywa Sztuczne w Przemyśle”

Redaktor wydania: Katarzyna Kajstura tel./fax 32 733 18 01 e-mail: katarzyna.kajstura@tworzywasztuczne.biz

Skład i layout: Lucyna Franczyk Korekta: Barbara Sput

Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń i nie zwraca materiałów niezamówionych. Zastrzegamy sobie prawo skracania i adiustacji tekstów. Przedrukowywanie materiałów lub ich części tylko za zgodą pisemną redakcji.

www.tworzywasztuczne.biz

Informujemy, że artykuł pt. „Nowoczesne systemy wspomagające pracę inżyniera” autorstwa Wojciecha Żyłki i Marty Żyłki zamieszczony został w dodatku „Automatyka i Oprogramowania” do dwumiesięcznika „Tworzywa Sztuczne w Przemyśle” nr 6/2017 jako przedruk z kwartalnika naukowego „Edukacja Technika-Informatyka” Nr 4(14)2015, Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego. Informacja ta omyłkowo nie została zamieszczona pod artykułem. Przepraszamy za zaistniałą sytuację.

W następnym numerze:

W każdym wydaniu dwumiesięcznika dodatek tematyczny!

ZAPRASZAMY


Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

III


POLECAMY FIRMY Z BRANŻY

ALKAZ Plastics ul. Żelazna 8 10-419 Olsztyn tel. 89 533 32 32 tel. 0048 791 844 622 tel. 0048 601 895 095 ewa.wolodkowicz@alkaz.pl www.plastics.akaz.pl

Gwarantujemy dobór najbardziej optymalnych rozwiązań dla produkcji krótkich partii i produkcji seryjnej. Realizujemy zarówno projekty wdrożenia nowych produktów będących jeszcze w fazie pomysłu, jak i każdą produkcję seryjną już istniejących wyrobów. Zapewniamy kompleksową obsługę obejmującą: l konstrukcję detali; l produkcję form wtryskowych; l wtrysk ciśnieniowy, obtrysk elementów metalowych oraz elementów z tworzywa; l montaż w zespoły lub podzespoły; l montaż i konfekcjonowanie detali. Dysponujemy nowoczesnym parkiem maszynowym, co gwarantuje Państwu najwyższą jakość i powtarzalność produkowanych wyrobów.

W ofercie WITTMANN Group są wtryskarki, roboty i urządzenia peryferyjne. Kompleksowość oferty pozwala na tworzenie rozwiązań nie oferowanych przez innych dostawców. Już dziś oferujemy rozwiązania pozwalające na uczynienie z wtryskarki centrum zarządzania pracą urządzeń peryferyjnych i stworzenie pełnych komórek produkcyjnych, w których każde z urządzeń jest centralnie nadzorowane i kontrolowane. Wtryskarki Wittmann Battenfeld oraz Wittmann Battenfeld roboty i peryferia Wittmann są synonimem innowacyjnoPolska Sp. z o.o. 05-825 Grodzisk Mazowiecki ści i nowoczesnych rozwiązań. Termostaty Wittmann Tempro charakteryzują się Adamowizna dużą niezawodnością i długą żywotnością. Oferujemy ul. Radziejowicka 108 urządzenia o różnej konstrukcji i różnych parametrach tel. 22 724 38 07 pracy. Szeroka oferta pozwala na optymalny dobór urząinfo@wittmann-group.pl dzenia termostatującego do wymagań procesu. www.wittmann-group.pl

BIBUS MENOS Sp. z o.o. ul. Spadochroniarzy 18 80-298 Gdańsk tel. 58 660 95 70 info@bibusmenos.pl www.drukarki3d.pl www.bibusmenos.pl

CAMdivision Sp. z o.o. Park Przemysłowy ul. Sosnowa 10 55-330 Źródła-Błonie k/Wrocławia tel. 71 780 30 20 info@camdivision.pl www.camdivision.pl IV

BIBUS MENOS Sp. z o.o. jest polsko-szwajcarską firmą specjalizującą się w dostarczaniu rozwiązań dla przemysłu. Jedną z gałęzi naszej działalności są drukarki 3D. W tej branży działamy już od 2006 roku. W naszym portfolio znajdą Państwo największe światowe marki: EOS, Rapid Shape, VSHAPER, Lithoz, 3D MicroPrint. Nasze profesjonalne systemy przyrostowe gwarantują wydajność, powtarzalność produkcyjną, dokładność i stabilność wymiarową oraz jakość wykonywanych produktów. Oprócz systemów oferujemy także usługi 3D (FDM z tworzyw termoplastycznych, PolyJet z ciekłego fotopolimeru utwardzanego światłem UV, SLS z materiałów bazujących na poliamidach, DMLS/SLM z proszków metali) oraz usługi szkoleniowe i konsultacyjne w zakresie doboru technologii oraz urządzenia do laboratoriów i narzędziowni.

CAMdivision Sp. z o.o. zajmuje się wdrożeniami oprogramowania CAx/PLM w oparciu o pakiety NX, Solid Edge, Tecnomatix i Temacenter. Specjalizuje się w zaawansowanych rozwiązaniach CAx, m.in. do wspomagania konstrukcji części, form wtryskowych i tłoczników oraz programowania obrabiarek CNC. NX posiada specjalistyczne pakiety do modelowania elementów z tworzyw sztucznych oraz wspomagania projektowania form wtryskowych i elektrod - NX Mold Wizard, umożliwiające: l przeprowadzenie analizy technologiczności wypraski; l tworzenie parametrycznego modelu 3D formy; l symulację kinematyczną pracy formy; l przygotowanie dokumentacji 2D; l generowanie elektrod. Program zachowuje pełną asocjatywność na każdym etapie projektowania narzędzia. Zmiany wprowadzone na modelu 3D wypraski odwzorowywane są na powierzchniach formujących wszystkich elementów gniazda formującego formy (łącznie z mechanizmami uwalniania wypraski) i w dokumentacji wykonawczej. Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


Oerlikon Balzers Coating Poland Sp. z o.o. ul. Fabryczna 4 59-101 Polkowice tel. 76 746 48 00 fax 76 746 48 01 info.balzers.pl@oerlikon.com

Stäubli Łódź Sp. z o.o. ul. Okólna 80/82 Łagiewniki Nowe 95-002 Smardzew tel. 42 636 85 04 fax 42 637 13 91 staubli.pl@staubli.com www.staubli.pl

POLECAMY FIRMY Z BRANŻY

Master Colors Sp. z o.o. ul. Wędkarzy 5 51-050 Wrocław tel. 71 350 05 25 tel. 71 350 05 26 biuro@mastercolors.com.pl

Prowadzimy sprzedaż, serwis gwarancyjny i pogwarancyjny. Proponujemy wyłącznie sprawdzony sprzęt renomowanych producentów z Niemiec, Holandii i Włoch – jesteśmy ich oficjalnym przedstawicielem. Obecna oferta na termostaty skupia się na: l SINGLE Temperiertechnik GmbH – termostaty wodne i olejowe, agregaty chłodzące, technologia Variotherm (termostatowanie dynamiczne) i technologia Eco-Temp. Termoregulator wody Jako wieloletni dystrybutor specjalistycznych urządzeń peryferyjnych, w ręce naszych klientów przekazujemy wykonane z najlepszych materiałów termoregulatory wody, stosowane podczas wtryskiwania tworzyw sztucznych. W przygotowanej przez nas ofercie znajdziecie różne rodzaje termostatów: kompaktowe do 90 stopni Celsjusza oraz wysokotemperaturowe do 160, 180 i 200 stopni Celsjusza.

OFERUJEMY NOWE STANDARDY W PROCESACH WTRYSKU I WYTŁACZANIA Powlekane narzędzia formujące zapewniają doskonałą ochronę przed korozją, zmniejszają tarcie i zużycie. Powierzchnia narzędzia formującego odgrywa kluczową rolę w procesach wtrysku i wytłaczania: im wyższa jej jakość, tym lepsza produktywność i efektywność procesu. Cel ten można skutecznie osiągnąć korzystając z innowacyjnych rozwiązań przeciwzużyciowych BALINIT® i BALITHERM® dostarczanych przez Oerlikon Balzers – globalnego lidera technologii twardych powłok. Powlekane narzędzia formujące zapewniają szereg zalet w przetwórstwie tworzyw sztucznych l Poprawa rozformowania; l Poprawa efektywności i niezawodności produkcji; l Ochrona przed zarysowaniami i zużyciem gniazd polerowanych na wysoki połysk; l Poprawa ochrony przed korozją; l Zapobieganie adhezji.

Stäubli od ponad 60 lat jest producentem szybkozłączy najwyższej jakości dla wszystkich sektorów przemysłowych. Firma oferuje elementy złączne dla wszystkich rodzajów energii oraz opracowuje specjalne rozwiązania dedykowane dla przemysłu tworzyw sztucznych. Nasze szybkozłącza kierowane są między innymi dla następujących aplikacji: l termoregulacja form l wysokotemperaturowa termoregulacja form l hydrauliczne obiegi sterowania rdzeniami l obiegi pneumatyczne l systemy automatyki i pomiarowe l obiegi gazów i cieczy. W swojej ofercie posiadamy również wyspecjalizowane systemy mocowania form wtryskowych. Podzielone one są na trzy kategorie: l systemy mechaniczne; l systemy hydrauliczne; l systemy magnetyczne. Jesteśmy również producentem wysoko wydajnych robotów przemysłowych, zarówno 6-osiowych jak i 4-osiowych, o zróżnicowanym udźwigu, przeznaczonych do wielu typów aplikacji. W celu zapoznania się z naszą ofertą polecamy naszą stronę internetową lub kontakt bezpośredni z biurem.

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

t

KOM-ODLEW Komputerowe Systemy Inżynierskie Sp. z o.o. ul. Bluszczowa 25F 30-439 Kraków tel./fax 12 262 30 14 12 262 30 15 12 654 00 60 office@kom-odlew.pl www.kom-odlew.pl

Firma KOM-ODLEW oferuje rozwiązania CAD/CAM/CAE/symulacyjne oraz profesjonalne usługi inżynierskie: l NX – zintegrowany system CAD/CAM/CAE zawierający dedykowany do kompleksowego tworzenia form wtryskowych moduł NX Mold Wizard; l Solid Edge – program do komputerowo wspomaganego projektowania CAD zawierający moduł Mold Tooling, który automatyzuje proces projektowania form wtryskowych; l NX CAM i CAM Express – programowanie obróbki mechanicznej na maszynach CNC; l VERICUT – symulacja obróbki NC, weryfikacja i optymalizacja ścieżki narzędzi; l Usługi inżynierskie – wdrożenia, szkolenia, symulacje, projektowanie, opracowanie postprocesorów, wirtualnych obrabiarek i technologii obróbki.

V


POLECAMY FIRMY Z BRANŻY

SUMARIS Sp. z o.o. Spółka Komandytowa Złotniki, ul. Graniczna 22 62-002 Suchy Las tel. 61 840 74 92 biuro@sumaris.pl www.sumaris.pl

Transcorn Sp. z o.o. Wilimowo 2 11-041 Olsztyn tel. 89 527 43 63 transcorn@transcorn.pl www.transcorn.pl

Wadim Plast ul. Graniczna 10 05-816 Reguły tel. 22 723-38-12 fax 22 723-52-01 info@wadim.com.pl www.wadim.com.pl

Firma Sumaris oferuje szeroki pakiet usług związanych z wykończeniem, naprawą i/lub modyfikacją powierzchni formujących form i innych narzędzi: (grawerowanie laserowe, spawanie laserowe, fakturowanie oraz miejscowe naprawy grainingu, wyrównywanie poziomu połysku). Dla form powyżej 1 tony oferujemy mobilny serwis do zakładu klienta. Oddziały firmy Sumaris: Bydgoszcz, Warszawa, Przyszowice k/Gliwic i Złotniki k/Poznania. Firma prowadzi również specjalistyczne szkolenia z zakresu polerowania i spawania naprawczego form. W bogatym programie sprzedaży firmy Sumaris m.in.: urządzenia polerskie, szlifierki, spawarki w tym laserowe, elektrowrzeciona, narzędzia i materiały do polerowania (osełki szlif., pasty diamentowe, filce, pilniki itd.) oraz środki do konserwacji i czyszczenia form.

W poszukiwaniu artykułów chemicznych warto jest skorzystać z proponowanych przez nas produktów marki Buchem. Umożliwiają skuteczne czyszczenie form wtryskowych oraz zabezpieczanie elementów mechaniki i elektroniki. Proponujemy również produkty, które zapewnią skuteczne odkamienianie form wtryskowych, w szczególności układów chłodzenia, niezbędnych do ich prawidłowego funkcjonowania. Produkty firmy Buchem to niezawodne środki: l antyadhezyjne l czyszczące i konserwujące l smarujące. Gwarantują szybką, niezwykle prostą aplikację oraz wysoką, niezmienną od wielu lat jakość. Zaprojektowane w porozumieniu z producentami wtryskarek, wyznaczają wysokie standardy jakości, bezpieczeństwa oraz innowacyjności. Niezbędnym środkiem ułatwiającym pracę maszyn do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych jest smar na wypychacze i cofacze formy wtryskowej. Oferujemy środki poślizgowe w formie sprayu lub pasty, posiadające również działanie antykorozyjne. Zapewniają lekkość pracy, zapobiegają przyleganiu wyrobu do formy i nie pozostawiają zabrudzeń na wypraskach.

Zajmujemy się szeroko pojętym rozwojem produktu z tworzywa sztucznego. Taki rozwój obejmuje konstrukcję i wykonanie formy wtryskowej, optymalizację detalu i formy pod względem wydajności oraz produkcję detali z tworzyw sztucznych. NARZĘDZIOWNIA: l Nowoczesne obrabiarki sterowane numerycznie, w tym 3 centra frezarskie 5-osiowe l Oprogramowanie Haidenhain, Andron, Fanuc l Specjalizacja w formach dla branży medycznej i automotive do 3 ton l Produkcja systemów gorącokanałowych oraz gorących połówek. WTRYSKOWNIA: l Zaawansowane maszyny elektryczne – Wtryskarki 10T do 350T l Gramatura wtrysku do ok. 800 gram l CLEAN ROOM ISO 8 l Produkcja dla medycyny i motoryzacji l 24h kontrola temperatury oraz wilgotności powietrza l Monitoring mikrobiologiczny l Specjalizacja w przetwarzaniu tworzyw technicznych l Tampodruk. JAKOŚĆ: l ISO 9001:2008 i ISO/TS 16949:2008 l Produkcja wg GMP l Kontrola jakości na każdym etapie produkcji, począwszy od akceptacji pierwszej dobrej sztuki, a skończywszy na zwolnieniu detali do wysyłki l Do pomiarów wykorzystujemy maszynę pomiarową 3D ZEISS CONTURA.

Firma Eurochiller produkuje wodne i olejowe urządzenia do termostatowania form w 4 typach: Starty, 3Flows, 3Flows-Hiper, ETW-ETO, ROSSOBLU. Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą na stronie www.wartacz.com.pl.

PHU Wartacz ul. Kościerzyńska 21-23 51-416 Wrocław tel. 71 32 55 065 tel. 71 32 55 066 biuro@wartacz.com.pl VI

■ Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

VII


ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

Szybkozłącza – mały, ale jakże ważny szczegół w procesie podłączania formy Standardowy sposób podłączania obiegów termoregulacji, czyli użycie zwykłego króćca i opaski na wąż, odchodzi do lamusa. Kiedyś spędzaliśmy na tej operacji niesamowicie dużo czasu, a co za tym idzie wpędzaliśmy się w duże koszty spowodowane przestojem produkcji. Od czasu gdy szybkozłącza weszły do powszechnego użytku, proces ten wygląda zupełnie inaczej – jest wygodniej, bezpieczniej i dużo szybciej.

S

zybkozłącza do termoregulacji możemy podzielić na dwie grupy – złącza bez zaworów odcinających, tzw. wolnoprzelotowe oraz złącza z zaworami odcinającymi. Jeżeli nie jest dla nas istotne, że podczas rozłączania szybkozłączy wycieknie woda z węży zasilających, idealnym rozwiązaniem są złączki bez zaworów serii RPL. Istotnym aspektem jest materiał, który jest użyty do ich produkcji. Większość złączek tego typu jest wykonanych z czystego mosiądzu, który jest materiałem miękkim i łatwo może się odkształcać w przypadku chociażby uderzenia twardym przedmiotem. Szybkozłącza serii RPL są wykonane z mosiądzu, który jest pokryty niklem w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej. Elementy, które pracują, czyli kulki i sprężynka w zamku, są wykonane ze szlachetnej stali nierdzewnej. Aby zapobiec wyrabianiu się zamka (stalowe kulki mogą spowodować szybkie odkształcenie bieżni w elemencie współpracującym wykonanym z czystego mosiądzu), bieżnia w naszych gniazdach jest specjalnie utwardzana. Następnym ważnym aspektem jest typ uszczelnienia. Ponieważ uszczelnienia czołowe nie zdają egzaminu (szybko się niszczą, a ich wymiana jest utrudniona lub wręcz niemożliwa), dlatego firma Stäubli w swoich szybkozłączach stosuje uszczelnienia obwodowe. Zaletą ich jest dużo dłuższa żywotność, gdyż nie są tak wrażliwe na drgania podczas pracy maszyny. Dodatkowo w przypadku konieczności wymiany o-ringu uszczelniającego czynność ta jest bardzo prosta (o-ring znajduje się na zewnątrz wtyku). Uszczelnienia mogą

Szybkozłącza bezzaworowe serii RPL VIII

Szybkozłącza hydrauliczne serii SBA

być wykonane z Nitrylu (max. temp. pracy 90oC) lub FPM-u (Viton max. temp. pracy 200oC). Niebywałą zaletą złącza RPL jest możliwość zabudowania gniazda na równo z powierzchnią formy. Jest to bardzo ważne, gdyż w czasie transportu formy lub jej obsługi, redukujemy do zera możliwość mechanicznego uszkodzenia gniazda. Szybkozłącza serii RPL występują w trzech rozmiarach rozróżnianych pod względem średnicy przepływu – jest to 6, 8 i 12 mm. Gniazda tych złączy są wyposażone w gwinty calowe wewnętrzne i zewnętrzne oraz metryczne zewnętrzne. Dodatkowo, gwinty calowe zewnętrzne są preteflonowane, a więc nie ma potrzeby ich dodatkowo uszczelniać. Występują również wersje przedłużane – o długości nawet 250 mm oraz mostki stałe, które wystają poza obrys formy jedynie na 43 mm. Kolejną opcją są kolorowe pierścienie identyfikacyjne – czerwone i niebieskie – dla rozróżnienia obiegów zimnej i ciepłej wody lub wejścia/wyjścia. Maksymalne ciśnienie pracy to 10 bar. W przypadku, gdy chcemy mieć podłączenia z zaworem odcinającym, polecamy złącza serii RMI. Szybkozłącza te mogą być wyposażone w zawory po stronie wtyku oraz po stronie gniazda. Żeńska strona RMI jest montowana na wężach zasilających, a więc jest narażona na mechaniczne uszkodzenia. Dlatego też w konstrukcji złącza zastosowaliśmy stalową tuleję, która spełnia dwa zadania – służy do rozpinania złącza oraz chroni je przed zniszczeniem. Ponieważ wtyki RMI są montowane na formie, a więc są mniej narażone na uszkodzenia, zostały wykonane z mosiądzu, Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

który następnie został poniklowany. Bieżnia, po której toczą się kulki zamka (wykonane są ze stali nierdzewnej), została specjalnie wzmocniona, aby zamek się nie wyrabiał. Wtyki szybkozłącza RMI są dostosowane do zabudowania na równo z powierzchnią formy. Jest to bardzo ważne, gdyż w czasie transportu formy lub jej obsługi, redukujemy do zera możliwość mechanicznego uszkodzenia wtyku. Kolejną opcją są kolorowe pierścienie identyfikacyjne – czerwone i niebieskie – dla rozróżnienia obiegów zimnej i ciepłej wody lub wejścia/wyjścia dostępne dla rozmiarów 20, 25 i 37 mm. Uszczelnienia są wykonane z FPM-u (Viton) i jak zawsze, w przypadku szybkozłączy Stäubli, uszczelniają obwodowo, co zapewnia długą żywotność o-ringu. Seria RMI występuje w rozmiarach od 6 mm aż do 37 mm, a max. temperatura pracy wynosi, w zależności od uszczelki, nawet 250oC. Max. ciśnienie pracy to 16 bar. Ostatnią kategorią szybkozłączy do termoregulacji są tzw. złącza bezwyciekowe serii CBI. Wyposażone są w zawory o płaskich powierzchniach styku, co całkowicie eliminuje wyciek medium z obwodu. Dzięki temu zapewniamy czystość stanowiska pracy oraz zapobiegamy ubytkowi oleju/wody z maszyny. Jest to również bardzo ważne w przypadku, gdy medium ma wysoką temperaturę. Stosując szybkozłącza CBI, całkowicie eliminujemy ryzyko oparzenia podczas operacji podłączania/rozłączania. Dzięki zastosowaniu uszczelki z FMP-u (Viton) możliwa jest praca w temp. do 200oC, a nawet 250oC, jeżeli zastosujemy

Szybkozłącza hydrauliczne serii CBX

uszczelnienia z FFKM-u (Perfluoroelastomer). Każda część złącza, która pracuje mechanicznie, jest wykonana ze szlachetnej stali nierdzewnej, a pozostałe elementy z mosiądzu (np. adapter do zamocowania szybkozłącza). Złącze to jest odporne na wszelkiego typu wibracje oraz siły wyginające, dzięki dużej powierzchni osadzenia wtyku w gnieździe w pozycji połączonej. Wtyki szybkozłącza CBI można zabudować na równo z powierzchnią formy. Obecnie zakres dostępnych średnic przepływu oscyluje od 3 mm aż do 16 mm a max. ciśnienie pracy to 50 bar. Kolejnym tematem, na który należy zwrócić uwagę w procesie podłączania mediów do formy, jest podłączanie hydrauliki siłowej. Ciągłe przykręcanie i odkręcanie węży hydraulicznych jest zmorą – zużywające się gwinty, lejący się wszędzie olej, utrata medium i zapowietrzone obwody – to codzienność. Nawet nie ma co wspominać o stracie czasu, który marnujemy na kręcenie kluczem. A można to w bardzo prosty i niedrogi sposób wyeliminować, stosując odpowiednie szybkozłącza do hydrauliki wysokociśnieniowej. Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

Szybkozłącza serii CBI

W naszej ofercie znajdują się szybkozłącza do hydrauliki siłowej serii MPX (ciśnienie pracy do max. 315 bar). Są one wyposażone w zawory bezwyciekowe (brak wycieku substancji = czystość stanowiska pracy = brak zapowietrzonych układów). W całości wykonane ze stali o wysokiej wytrzymałości pokrytej warstwą antykorozyjną, wyposażone w uszczelkę z FPM-u (Viton – max. temp. pracy 180oC), zapewniają długoletnią i bezawaryjną pracę. Szybkozłącze MPX jest standardowo wyposażone w system zabezpieczający przed przypadkowym rozpięciem. Złącze to jest wykonane tak, aby spełniało normy ISO16028 oraz dla serii MPX o średnicy przepływu 10 mm, aby spełniało normę ANSI/(NFPA) T3.20.15 wymaganą przez HTMA (Hydraulic Tool Manufacturers Association). Jeżeli wymagamy złącza wykonanego ze stali nierdzewnej lub maszyna generuje bardzo duże wibracje, ewentualnie szybkozłącze jest narażone na duże siły wyginające, wtedy zalecamy użycie złącza serii CBX, które ma wszelkie zalety szybkozłącza CBI, ale jest przeznaczone do pracy z wysokim ciśnieniem. Złącza te są wyposażone w zawory bezwyciekowe, a maksymalne ciśnienie pracy to od 450 bar dla najmniejszej średnicy 3 mm do 180 bar dla największej średnicy, tzn. 12 mm. Temperatury pracy w zależności od materiału uszczelnienia wahają się od 100oC do aż 250oC. Kolejną serią, która służy do łączenia obiegów hydrauliki jest seria złączy SBA. Zalecamy użycie tych szybkozłączy w obiegach, gdzie występują bardzo duże skoki ciśnienia. Jest to jedyne złącze, które potrafi wytrzymać skoki ciśnień do 300 bar w ciągu kilku sekund i pracować tak przez lata. Szybkozłącza te są wyposażone w zawory bezwyciekowe, a dzięki użyciu materiałów wysokiej jakości max. ciśnienie pracy to 450 bar. Dodatkową opcją jest możliwość łączenia tych szybkozłączy (dla średnic 8 i 12 mm) z ciśnieniem szczątkowym, które panuje w obwodzie – może to być 40 bar dla gniazda i aż 120 bar dla wtyku. Temperatury pracy uzależnione są od rodzaju uszczelnień. Jak możecie się Państwo przekonać, posiadamy w ofercie szeroką gamę szybkozłączy, a zaprezentowane stanowią jedynie niewielki jej wycinek. Firma Stäubli, dysponująca prawie 60-letnim doświadczeniem w produkcji i zastosowaniu szybkozłączy w przemyśle, pozostaje do Państwa dyspozycji. Posiadamy kadrę doświadczonych doradców, którzy chętnie zapoznają się ze specyfiką Państwa produkcji i doradzą najlepsze rozwiązanie.

STÄUBLI ŁÓDŹ Sp. z o.o. ul. Okólna 80/82, Łagiewniki Nowe, 95-002 Smardzew tel. +48 42 636 85 04, fax +48 42 637 13 91 staubli.pl@staubli.com, www.staubli.pl IX


Analizy w budowie form wtryskowych Jerzy Dziewulski

Już w latach 50. XX wieku prof. Janusz Dietrych postulował konieczność prowadzenia analiz w procesie projektowym i konstrukcyjnym. W swoim fundamentalnym dziele „System i konstrukcja” podkreślał, że na ogół w procesie konstruowania synteza, czyli szukanie rozwiązania, następuje po uprzednim zbadaniu problemu lub jego części składowych w procesie analizy. Profesor zawarł ten wymóg w krótkim sformułowaniu – przez analizę do syntezy.

B

rak podstawowych analiz inżynierskich podczas projektowania form wtryskowych często kończy się niepowodzeniem i wymaga radykalnych zmian konstrukcyjnych po pierwszych próbach narzędzia. Dodatkowo, produkcja wtryskowa jest mniej efektywna niż mogłoby to być możliwe, a wypraski są gorszej jakości. W Kanadzie (największy producent form wtryskowych na świecie) oszacowano, że średnio 49 spośród 50 form wymaga różnych modyfikacji podczas procesu rozruchu formy [1]. Dlatego właśnie w Kanadzie, rząd poprzez swoją agencję IRAP (Industrial Research Assistance Program) wspiera działania na rzecz upowszechnienia analiz w budowie form. Jako przykład korzystania z analiz posłuży wykonanie form na jednorazowe opakowanie medyczne. Opisywane procesy i analizy miały miejsce w narzędziowni Wadim Plast. Aby uniknąć kosztownych poprawek po wykonaniu i próbach form, konstruktorzy przeprowadzili przed rozpoczęciem konstrukcji, jak i w trakcie jej wykonywania, wiele analiz. W tym artykule chcemy pokazać część z nich. Oczywistym jest, że jednorazowe produkty medyczne, takie jak pojemniki na odpady medyczne, które po wykorzystaniu trafiają na śmietnik, powinny być możliwie lekkie. Wtedy koszty ich produkcji i recyklingu będą najniższe. I tu zaczynają się ścierać dwa kryteria, które muszą zostać jednocześnie spełnione: 1. Funkcjonalność, czyli możliwość łatwego użytkowania,

2. Wykonalność, czyli zastosowanie odpowiedniej technologii produkcji, tutaj: wtrysk. FUNKCJONALNOŚĆ WYROBU O tej części procesu projektowego tylko wspomnimy, bez pokazywania analiz, które pozwoliły zoptymalizować wyrób. Stwierdzono, że optymalnym materiałem na kubek jest PP. Aby operowanie kubkiem i zakrętką odbywało się sprawnie, cienkościenne wypraski nie mogą podlegać zbyt dużym ugięciom. Jednocześnie nadmierne ugięcie może spowodować problemy szczelnego zamknięcia kubka i przecieki zawartości płynnej podczas transportu. W wyniku przyjętych kryteriów przygotowano konstrukcję kubka przedstawioną na rysunku 1. Gabaryty kubka i nakrętki zostały narzucone przez klienta (wynikało to z potrzeb rynku), a grubości ścian zostały określone przez konstruktorów, na podstawie wspomnianych kryteriów. Jako surowiec na kubek zaproponowano PP Moplen HP 648T – odmiana dobrze płynąca o wskaźniku płynięcia MVR=70, a na nakrętkę regranulat PP o lepkości MVR = 12. Grubość ścian kubka wynosi 0,4 mm, a grubość ścian nakrętki 0,8 mm. W ten sposób osiągnięto masę kubka 4,5 g i masę nakrętki 3,8 g. W sumie całe opakowanie waży 8,3 g. W analizie numerycznej zostało sprawdzone czy kubek pod wpływem założonego nacisku nie przekroczy ugięcia 1,5 mm.

Rys. 1.

X

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


Rys. 2.

Rys. 3.

Rys. 4. Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

Możliwie małe ugięcie nakrętki będzie sprzyjało zachowaniu szczelności. Powyższe obliczenia wskazują, że dla przyjętych kryteriów, użytkowanie kubka i nakrętki będzie prawidłowe i nie sprawi problemów. WYKONALNOŚĆ WYPRASEK PROPONOWANĄ TECHNOLOGIĄ WTRYSKU KUBEK Szczególnie interesuje nas możliwość wtrysku kubka, który ma ścianki o grubości 0,4 mm. Taka grubość ścian jest wartością graniczną, która może spowodować niewypełnienie gniazda formy, a zatem uniemożliwić produkcję tej wypraski. Sprawdzimy ciśnienie wtrysku i wymaganą siłę zwarcia oraz

Rys. 5.

t

Obliczenia przeprowadzono dla PP Moplen HP 648T, dla którego w temperaturze 20oC moduł Younga wynosi E = 1600 MPa. Na rysunku 2 widzimy, że ugięcie kubka wynosi 1,4 mm, a więc nie przekracza ugięcia krytycznego. Nakrętka została sprawdzona, czy pod wpływem nacisku nie przekroczy założonego ugięcia. Obliczenia przeprowadzono dla PP Moplen HP 340R, dla którego w temperaturze 20oC moduł Younga wynosi E = 1150 MPa. Z rysunku 3 widać, że ugięcie nakrętki wynosi 0,5 mm, a więc nie przekracza ugięcia krytycznego.

XI


Rys. 6.

Rys. 7.

czas chłodzenia w celu oszacowania czasu cyklu, czyli wydajności produkcji. Na podstawie wstępnej konstrukcji formy (rys. 4) [2] powstał model gniazda formującego, który służy do obliczeń reologicznych parametrów wypełniania gniazda i czasu chłodzenia. Forma została bardzo starannie zaprojektowana z wykorzystaniem stali i brązów o najlepszych parametrach użytkowych i termicznych, z zastosowaniem zamykanego szpilką systemu gorącokanałowego. Numeryczny model gniazda pozwala praktycznie na wyliczenie wszystkich parametrów procesu wtrysku oraz ich optymalizację.

Jest jednocześnie pełnym modelem procesu. Żółta siatka trójkątów (rys. 5), rozpięta na wyprasce, jest siatką MES (metoda elementów skończonych), która jest podstawą do przeprowadzenia obliczeń z wykorzystaniem praw fizyki i odpowiednich teorii matematycznych. Tutaj przedstawimy wyliczone w programie Cadmould dwa najważniejsze parametry, które decydują o wykonalności tej wypraski. Jak widać na rysunku 6 ciśnienie wtrysku jest rzędu 1180 bar, co jest wysoką wartością, ale charakterystyczną dla wyprasek cienkościennych. Siła zwarcia na jedno gniazdo jest rzędu 20 T. To ciśnienie uzyskano dzięki bardzo krótkiemu czasowi wtrysku rzędu 0,1 do 0,15 s.

Rys. 8.

XII

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


Rys. 9.

Rys. 10.

Rys. 12.

Parametrem decydującym o produktywności jest czas chłodzenia, zależny od wypraski i budowy formy, oraz czasy ruchów wtryskarki. Widzimy, że przy temperaturze wody zasilającej 15oC, na formie możemy uzyskać czas chłodzenia 3 s (rys. 7). Zastosowanie szybkiej wtryskarki JSW pozwala uzyskać sumaryczny czas ruchów jednostki wtryskowej i jednostki zamykania, nie dłuższy niż 1 s. Stąd klient ma możliwość pracy w czasie cyklu na poziomie 4 s, co jest wynikiem całkiem niezłym. NAKRĘTKA Jest zdecydowanie łatwiejszą wypraską pod względem wypełniania gniazda, ze względu na krótszą drogę płynięcia stopu Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

i grubszą ściankę. Problemem jest gwint, który można uwolnić tylko przez spychanie. Konstruktorzy wybrnęli z tego problemu, projektując odpowiedni zarys gwintu i ściankę wypraski o grubości 0,8 mm (rys. 8). Taki zarys gwintu (i ścianka o grubości 0,8 mm) pozwala na bezpieczne zepchnięcie wypraski bez zgniecenia walca, na którym umiejscowiono gwint, a jednocześnie zapewnia poprawną współpracę nakrętki z kubkiem. Znalezienie kompromisu jest trudne, ale zastosowanie odpowiednich metod obliczeniowych pozwala rozwiązać problem. Aby oszacować możliwość zepchnięcia nakrętki bez uszkodzenia gwintu, należy wcześniej określić parametry mechaniczne PP w momencie otwarcia formy i spyXIII

t

Rys. 11.


Rys. 13.

Konstrukcja formy została dopracowana podobnie jak w przypadku kubka (rys. 13), również zastosowano zamykany szpilką system gorącokanałowy. Dzięki takiemu rozwiązaniu czołowa powierzchnia nakrętki jest gładka, a więc użytkownikowi i personelowi medycznemu nie grozi skaleczenie przy operowaniu pokrywką. Zastosowanie na stempel wysoko wytrzymałych i wysoko przewodzących brązów berylowych pozwoliło zminimalizować czas chłodzenia. Zastosowanie wtryskarki elektrycznej pozwoliło zminimalizować czas ruchów maszyny, co w sumie dało minimalny czas cyklu. Na rysunku 14 widzimy, że teoretyczny czas chłodzenia nie przekracza 3,5 s, co przy czasie ruchów wtryskarki 1s daje czas cyklu 4,5 s.

Rys. 14.

chania wypraski. Dla PP Moplen HP 340R wypraska jest wyrzucana z formy, kiedy osiągnie średnią temperaturę 65oC. Wtedy dane materiałowe PP niezbędne do wyliczenia spychania są następujące: Średni skurcz w chwili spychania wypraski przy temperaturze 65oC został wyliczony na 0,8% (rys. 9). Dla tych samych warunków moduł Younga jest równy 400 MPa (rys. 10), a współczynnik Poissona 0,35. Gdybyśmy chcieli zepchnąć wypraskę w temperaturze 20oC (przytrzymanie dłużej w formie), to zarówno skurcz, jak i moduł Younga zmienią się kilkukrotnie. Średni skurcz w chwili spychania wypraski przy temperaturze 20oC wyniesie już 1,5% (rys. 11), a moduł Younga wzrośnie 3-krotnie, do wartości 1150 MPa (rys. 12). Musimy jeszcze określić granicę plastyczności i współczynnik tarcia pomiędzy wypraską a stemplem. Współczynnik tarcia jest ważnym parametrem; jednocześnie jego dokładne określenie teoretycznie jest niemożliwe, a praktycznie bardzo kłopotliwe, ze względu na dużą liczbę zmiennych wpływających na jego wartość. Dlatego powinniśmy przeprowadzić oszacowanie siły spychającej dla skrajnych wartości współczynnika tarcia. I tak, tabele w materiałach technicznych firmy Bayer [3] zalecają wartość μ od 0,25 do 0,3 ale z doświadczeń inżynierów WadimPlast wynika, że μ osiąga wartość 0,5 i wyżej. Po przeprowadzeniu obliczeń okazało się, że przy spychaniu wypraski w temperaturze 65oC (praca formy w krótkim cyklu) gwint nakrętki nie ulegnie uszkodzeniu. XIV

PODSUMOWANIE Pierwsze próby formy wykazały, że wszystkie założenia do konstrukcji zdobyte dzięki przeprowadzonym analizom, sprawdziły się. Potwierdza to opinię, że nakład pracy poświęcony na przeprowadzenie analiz daje duże oszczędności finansowe i czasowe, pozwalając na uniknięcie kosztownych i pracochłonnych poprawek. LITERATURA [1] D.O. Kazmer: Injection Mold Design Engineering, Hanser Verlag 2007. [2] Biuro Konstrukcyjne Formtech Andrzej Słupecki. [3] ATI 1119 Snap Joints and springs in Plastics.

Artykuł był publikowany w czasopiśmie „Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie” nr 5 (104) maj 2016.

Jerzy Dziewulski Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


REKLAMA

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

XV


INFORMACJA

P R A S O WA

Formy wtryskowe jako samodzielny środek trwały Ewa Szpytko-Waszczyszyn Kwalifikowanie maszyn czy urządzeń wykorzystywanych w firmie do środków trwałych może sprawiać podatnikom trudności. Szczególnie, jeśli chodzi o te, które muszą współpracować z inną maszyną, aby spełniać swoją funkcję. Czy traktować je jako urządzenia peryferyjne, czy też jako samodzielny środek trwały podlegający amortyzacji? Przykładem urządzeń, które mogą sprawować swoje funkcje jedynie w połączeniu z inną maszyną są formy wtryskowe. Czy dopuszczalne jest zatem kwalifikowanie ich jako samoistny środek trwały? ŚRODKI TRWAŁE – DEFINICJA Zgodnie z przepisami ustawy o podatku dochodowym od osób fizycznych, aby dany składnik majątku mógł być zakwalifikowany jako środek trwały musi spełniać łącznie wskazane warunki: l musi stanowić własność lub współwłasność podatnika; l musi być kompletny i zdatny do użytku w dniu przyjęcia do używania; l jego przewidywany okres używania musi być dłuższy niż rok; l musi być wykorzystywany przez podatnika na potrzeby związane z prowadzoną przez niego działalnością gospodarczą lub oddany do używania innym podmiotom, na podstawie umów wymienionych w art. 22 a ust. 1 ww. ustawy, tj. na podstawie umowy najmu, dzierżawy lub leasingu. Zgodnie z powyższym w celu ustalenia, czy dany składnik majątku stanowi środek trwały, należy przeanalizować, czy spełnia łącznie wyżej wymienione wymagania. FORMY WTRYSKOWE JAKO SAMODZIELNE ŚRODKI TRWAŁE W przypadku form wtryskowych trzy ze wskazanych warunków nie stanowią problemów interpretacyjnych, w związku z czym w rozważaniach przyjmuje się je za spełnione. Mowa o tym, że: l stanowią własność lub współwłasność podatnika; l ich przewidywany okres używania jest z założenia dłuższy niż rok; l są wykorzystywane przez podatnika na potrzeby związane z prowadzoną przez niego działalnością gospodarczą lub oddane do używania innym podmiotom, na podstawie umów wymienionych w art. 22a ust. 1 ww. ustawy, tj. na podstawie umowy najmu, dzierżawy lub leasingu. Pozostaje więc analiza ostatniego z warunków, a mianowicie – kompletności i zdatności do użytku. CZYM JEST KOMPLETNOŚĆ I ZDATNOŚĆ DO UŻYTKU? Pojęcie kompletności i zdatności do użytku już niejednokrotnie wyjaśniały sądy administracyjne. I tak w wyroku Wojewódzkiego Sądu Administracyjnego we Wrocławiu z dnia 8 czerwca 2011 r. (sygn. akt I SA/Wr 349/2011) czytamy: „Kompletność i zdatność do użytku w dniu przyjęcia do używania oznacza, że środek trwały zawiera wymagane elementy konstrukcyjne pozwalające na jego funkcjonowanie zgodnie z przeznaczeniem, jest sprawny technicznie, a jeśli istnieją wymogi formalne, to także są one spełnione (...).” Dodatkowo, na co zwrócił uwagę Naczelny Sąd Administracyjny w wyroku z dnia 13 czerwca 2011 r. (sygn. akt II FSK 136/2010): „(...) problem (zdatności do użytku) powinien być rozważany w kontekście obowiązujących wymagań technicznych, co z kolei zmusza do uwzględnienia rygorów prawnych związanych z oceną tych wymagań, przy odwołaniu się do względnie zobiektywizowanych i poddających się prawnej weryfikacji kryteriów”. XVI

FORMY WTRYSKOWE NIE SĄ URZĄDZENIAMI PERYFERYJNYMI Formy wtryskowe nie stanowią – jak niektórzy sądzą – urządzeń peryferyjnych. Są same w sobie kompletnym i zdanym do użytku urządzeniem, które może współpracować z różnymi wtryskarkami. To oznacza, że nie są przyporządkowane do jednej konkretnej maszyny, a to z kolei również potwierdza kompletność formy wtryskowej i jej zdatność do użytku jako samodzielnego urządzenia. Takie stanowisko podatników potwierdzają organy skarbowe. Przykładem może być interpretacja indywidualna z dnia 27 października 2010 r. dyrektora Izby Skarbowej w Poznaniu (sygn. ILPB4/423-122/10-4/DS): – (...) zakupione formy mogą współpracować z dowolną wtryskarką, w tym przypadku należącą do innego podmiotu – producenta opakowań, a to świadczy, że są one samodzielnym, zdatnym do użytku urządzeniem, niestanowiącym części peryferyjnej wtryskarki. Zatem, można przyjąć (kompletność i zdatność do użytku) tych form w dniu przyjęcia ich do używania. Wobec powyższego, należy uznać, że Spółka nabywając formy wtryskowe, nabyła samodzielne, zdatne do użytku urządzenia, o przewidywanym okresie użytkowania dłuższym niż rok oraz wykorzystywane na potrzeby prowadzonej działalności gospodarczej. Tym samym, każda z przedmiotowych form stanowi samodzielny środek trwały (zaliczany do grupy 503 KŚT) podlegający amortyzacji podatkowej. Potwierdzenie stanowi również interpretacja indywidualna z dnia 12 października 2007 r. dyrektora Izby Skarbowej w Warszawie (sygn. IP-PB3-423-117/07-1/GJ): – Odnosząc powyższe przepisy do przedstawionego stanu faktycznego należy uznać, że Spółka nabywając formy wtryskowe, nabyła samodzielne, zdatne do użytku urządzenie, które może współpracować z dowolną wtryskarką i nie stanowiące peryferyjnej części wtryskarki. Nabyła zatem środek trwały (...)”. FORMA WTRYSKOWA JAKO SAMODZIELNY RODZAJ W KŚT Dodatkowo należy zauważyć, że na mocy rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 10 grudnia 2010 r. w obecnie obowiązującej Klasyfikacji Środków Trwałych formy wtryskowe zostały wyróżnione jako odrębne urządzenie zakwalifikowane do rodzaju 503 KŚT. Taki stan rzeczy potwierdza wydana interpretacja indywidualna z dnia 12 czerwca 2013 r. (sygn. IBPBI/1/415-292/13/ZK), w której dyrektor Izby Skarbowej w Katowicach zgodził się ze stanowiskiem wnioskodawcy, iż formy wtryskowe stanowią samodzielny składnik majątku: „formy wtryskowe stanowią odrębne (samodzielne) narzędzia, zgodnie z KŚT zaliczone do Grupy 5 rodzaju 503”. Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


INFORMACJA

P R A S O WA

Główny Urząd Statystyczny wyróżniając formy wtryskowe jako przykładowy rodzaj maszyn, urządzeń, aparatów dla przemysłu tworzyw sztucznych w KŚT 503, uznał tym samym formę wtryskową jako odrębnie działające urządzenie, a nie urządzenie peryferyjne będące częścią innego, z czym również zgadzają się organy podatkowe. Postanowienie Urzędu Skarbowego w Dzierżoniowie z 22 czerwca 2007 r. (sygn. PDI/415/1/04/07): „W obowiązującej obecnie Klasyfikacji Środków Trwałych (KRŚ) (Dz. U. z 1999 r. nr 112, poz. 1317 ze zm.) stwierdzono, że do grupy 5 Specjalistyczne maszyny, urządzenia i aparaty, w podgrupie 50, w rodzaju 503 należą: maszyny, urządzenia i aparaty przemysłu tworzyw sztucznych, gdzie wymienione zostały również formy wtryskowe. Jak wynika z przedstawionego przez podatnika stanowiska, zakupione formy wtryskowe mogą współpracować z różnymi wtryskarkami (w tym przypadku będącymi własnością obcych podmiotów), a to świadczy o tym, że są one samodzielnymi zdatnymi do użytku urządzeniami, niestanowiącymi części peryferyjnej którejkolwiek z nich.Tak więc okoliczność, że dana maszyna (urządzenie) współpracuje (jest powiązana) z innymi, nie oznacza, że – bez tych innych maszyn czy urządzeń – jest niekompletna lub niezdatna do użytku. O niekompletności lub o niezdatności do użytku danej maszyny (urządzenia) można byłoby mówić wtedy, gdyby np. brakowało w niej jakiegoś elementu lub maszyna ta byłaby niesprawna, np. z powodu uszkodzenia czy wyeksploatowania. Należy zatem stwierdzić, że jeżeli forma wtryskowa współpracuje z kilkoma wtryskarkami, to stanowi samodzielny składnik majątkowy, do którego stosuje się ogólne zasady ustalania wartości początkowej i metod amortyzowania”. Formy wtryskowej nie można porównywać z drukarką. Na koniec należy wskazać interpretację indywidualną z dnia 3 grudnia 2009 r. (sygn. ITPB1/415-726/09/HD), w której dyrektor Izby Skarbowej w Bydgoszczy wskazał, że formy wtryskowe powinny być wręcz kwalifikowane jako odrębne środki trwałe firmy poddane amortyzacji, a nie jako urządzenia peryferyjne: „W uzupełnieniu wniosku wskazała Pani, że forma wtryskowa sama nigdy nie będzie kompletna, ponieważ jej używanie możliwe jest wyłącznie wraz z maszyną – wtryskarką pneumatyczną. Formę wtryskową porównała Pani do drukarki komputerowej. W ocenie tutejszego organu, pomimo wyrażonej przez Panią opinii, że wtryskarka nie jest kompletna, przedstawione okoliczności nie przesądzają o takiej kwalifikacji urządzenia. Forma wtry-

skowa stanowi bowiem odrębny od wtryskarki środek trwały, który może pracować z dowolną wtryskarką. W tym miejscu zwrócić należy uwagę, że – jak przyjmuje się w orzecznictwie i literaturze – okoliczność, iż dana maszyna (urządzenie) współpracuje (jest powiązana) z innymi, nie oznacza, że bez tych innych maszyn czy urządzeń jest niekompletna lub niezdatna do użytku. Niektóre urządzenia – również niemogące działać bez współpracy z innymi urządzeniami – są odrębnymi środkami trwałymi – dotyczy to również drukarek lub przyczep samochodowych. Możność ich funkcjonowania z różnymi urządzeniami podstawowymi sprawia, że w istocie takiego rodzaju środki mają przymiot kompletności. Podpisanie protokołu zdawczo-odbiorczego formy wtryskowej, który będzie zawierał potwierdzenie zgodności wypraski z założeniami konstrukcyjnymi, będzie świadczył o jej prawidłowym wykonaniu, a więc kompletności i zdatności do użytkowania. Wobec powyższego zasadnym jest stwierdzić, że w opisanym zdarzeniu przyszłym forma wtryskowa stanowi samodzielny składnik majątkowy, będący Pani własnością, wykorzystywany na potrzeby związane z prowadzoną przez Panią działalnością gospodarczą, o przewidywanym okresie używania dłuższym niż rok. Jest ona zatem środkiem trwałym, do którego stosuje się ogólne zasady ustalania wartości początkowej i metod amortyzowania. Środek ten należy zaliczyć do grupy 503 KŚT. Wobec powyższego, kosztu wytworzenia formy wtryskowej, jako środka trwałego, nie można bezpośrednio zaliczyć do kosztów uzyskania przychodów”. Organ skarbowy stwierdził więc dosadnie, iż formy wtryskowej nie można porównywać do drukarki, uznając ją za urządzenie peryferyjne. FORMA WTRYSKOWA JEST ŚRODKIEM TRWAŁYM Przytoczone oceny organów podatkowych i administracyjnych w kwestii dotyczącej formy wtryskowej jako środka trwałego stanowią jednoznacznie, że formy wtryskowe można uznać, a co więcej, należałoby uznać jako odrębny, kompletny i zdatny do użytku środek trwały podlegający amortyzacji. W tym przypadku nie ma więc znaczenia, że do ich używania niezbędne jest posiadanie odpowiedniej maszyny. Forma wtryskowa zawiera bowiem wszystkie wymagane elementy konstrukcyjne pozwalające na jej funkcjonowanie zgodnie z przeznaczeniem. Źródło: https://poradnikprzedsiebiorcy.pl/

REKLAMA

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

XVII


Znaczenie termostatowania form wtryskowych Termostatowanie formy jest to utrzymywanie w pewnej zamkniętej przestrzeni stałej temperatury poprzez nagrzewanie i chłodzenie medium termostatującego. Tym medium termostatującym może być woda, olej syntetyczny lub olej silikonowy. Termostat to z kolei urządzenie służące do termostatowania.

C

elem termostatowania jest uzyskanie wysokiej dokładności i jakości wyrobów, zmniejszenie ilości wyrobów wadliwych oraz doprowadzenie do sytuacji, w której produkowane detale będą miały powtarzalne parametry. Do najważniejszych zalet termostatowania należy zaliczyć większy udział struktury krystalicznej, wysoką dokładność wymiarową wyprasek, wysoką odporność na obciążenia oraz korzyści finansowe. Wady termostatowania to natomiast dłuższe czasy cyklu. Zakresy temperaturowe zależą od rodzaju czynnika będącego w obiegu termostatu. Może to być woda do 90oC przy wysokim ciśnieniu w zakresie do temperatury 160oC albo olej do temperatury 350oC. Systemy termostatowania dzielą się na ciągłe (analogowe) oraz impulsowe.

Jeśli chodzi o termostatowanie ciągłe, to charakteryzują je np. utrzymanie określonej temperatury formy przez cały czas cyklu wtrysku. Kolejny wyróżnik to tzw. zjawisko bariery termicznej. Polega ono na tym, że masa stali między kanałami a zewnętrzną powierzchnią formy jest niewykorzystana. Następna cecha to skraplanie pary na powierzchni zewnętrznej formy w sytuacji gdy temperatura spadnie poniżej punktu rosy. Jeszcze inną właściwością termostatowania ciągłego jest nierównomierne chłodzenie, czyli występowanie stref zbyt zimnych na wlocie i zbyt gorących na wylocie. Wreszcie nie należy pomijać faktu, że roztopione tworzywo wypełniając gniazdo zbyt szybko, zaczyna się chłodzić i krzepnąć i to nawet przed całkowitym wypełnieniem gniazda. W omawianym przypadku występuje także duża różnica skurczu, powstanie naprężeń wewnętrznych oraz deformacje i odchyłki wymiarów w wyprasce.

Tabela temperatur formy dla przykładowych tworzyw sztucznych wygląda następująco: Symbol materiały wg ISO

Nazwa materiału

Struktura tworzywa; A - amorficzna; K - krystaliczna

Temp. wtrysku Tw (oC)

Temp. formy Tf (oC)

Temp. usuwania wypraski Tu (oC)

PP

polipropylen

K

250

40

20-90

ABS

kopolimer akrylonitryl/butadien/ styren

A

250

70

60-100

XVIII

PET

poli(tereftalan etylenu

K

275

80

120-160

PC

poliwęglan

A

300

90

80-120

PA6

poliamid 6

K

250

95

40-120

PSU

polisulfon

A

350

125

95-115

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


Główne zasady działania w odniesieniu do termostatowania impulsowego to z kolei: pomiar i kontrola temperatury gniazda formy oraz łatwiejsze napełnianie gniazda. Dzieje się tak, ponieważ medium chłodzące nie przepływa przez formę w trakcie fazy napełniania gniazda. Termostatowanie impulsowe cechuje ponadto impulsowy przepływ medium przez formę po fazie napełniania gniazda oraz fakt, że ciepło rozprzestrzenia się naturalnie w całej masie formy, zapobiegając skraplaniu się pary wodnej. Przepływ tworzywa jest równomierny, więc uzyskuje się tym samym lepsze wypraski. Budowa termostatu wieloobiegowego jest stosunkowo prosta i składa się z wymiennika ciepła, układu grzewczego, chłodnicy, pompy, zaworu chłodzenia, przełącznika poziomu, regulatora mikroprocesorowego sterującego temperaturą i przepływem medium. Pozostałe części takiego termostatu to dopływ, odpływ medium, czujnik temperatury i forma wtryskowa. W termostatach z dwoma obiegami występuje osobny dopływ wody do elektromagnetycznych zaworów napełniania oraz osobny obieg medium chłodzenia. Jeśli chodzi o porównanie systemów termostatowania, to biorąc pod uwagę ciągłe, należy wskazać, że medium chłodzą-

ce przepływa przez formę podczas wypełniania gniazda formy, forma i tworzywo w fazie napełniania gniazda są schładzane, a wtryskiwane tworzywo zbyt szybko zaczyna się chłodzić i krzepnąć, nawet przed całkowitym wypełnieniem gniazda. Termostatowanie impulsowe to z kolei medium chłodzące, które nie przepływa przez formę podczas wypełniania gniazda formy. Forma i tworzywo w fazie napełniania gniazda nie są nadmiernie schładzane, przepływ jest równomierny i niehamowany. W budowie termostatu analogowego wyróżniamy takie cechy jak: dostępne jednostki o pojedynczym i podwójnym obiegu, mikroprocesorowe sterowanie z dokładnością do 0,5 st., proste wprowadzanie i wyświetlanie danych, bogate standardowe wyposażenie – „Pompa bez uszczelek” – o dużej mocy – nastawiana moc grzewcza bezkrokowa od 3 do 9 kW. Konstrukcja takiego termostatu jest odporna na wstrząsy i łatwa do konserwacji. Oczyszczanie odbywa się powietrzem dla wymiany formy. Występuje też monitorowanie maksymalnej temperatury.

www.plastech.pl

REKLAMA

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

XIX


ARTYKUŁ

S P O N S O R O WA N Y

Wpływ korozji na drożność kanałów chłodzących w formie Iwona Hiszpańska

Wysoka jakość wyprasek nie bierze się znikąd. Składa się na nią wiele czynników. Jednym z istotniejszych to forma wtryskowa na której mają powstać. Jednak wykonana z najlepszych materiałów nie da nam gwarancji wysokiej jakości produkcji. Istotny jest sposób, w jaki będziemy się z nią obchodzić na co dzień i jak o nią zadbamy. W zasadzie dbanie o formę sprowadza się do dwóch czynności: czyszczenia i zabezpieczania przed korozją. Istotniejsze jest jednak ZABEZPIECZANIE.

Z

abezpieczanie formy wtryskowej przed korozją jest konieczne, ponieważ jej ryzyko występuje zawsze. Od naszej skrupulatności zależy, o ile opóźnimy jej pojawienie się i przez to przedłużymy żywotność formy oraz pewność, że wypraski z niej wychodzące będą wysokiej jakości. Forma wtryskowa z racji swojego przeznaczenia podlega korozji naprężeniowej. Kumulacja tych naprężeń powstaje w takich miejscach jak kanały chłodzące, krzyżowanie się linii chłodzących, obszarów gwintowanych czy ostrych krawędzi. Stal, z której najczęściej są wykonane formy, jest materiałem podatnym na mikropęknięcia, które przechodzą w makro uszkodzenia. Nie trzeba dodawać, że jeśli przerabiane jest w niej np. tworzywo PCV, które jest bardzo agresywne, ryzyko szybkiego wystąpienia korozji się potęguje. Równie niszcząco na strukturę powierzchni działa obecność chloru w wodzie (ma to szczególne znaczenie dla kanałów chłodzących). Chlor zawarty w wodzie wchodzi w reakcję z chromem zawartym w stali, co prowadzi do powstania chlorku chromu, który rozpuszcza stal. Rozpuszcza także warstwę ochronną z tlenku chromu, a naprężenia dodatkowo potęgują te działania. Błędy konstrukcyjne kanałów chłodzących w formie powodują zbyt dużo kieszeni, w których mogą się gromadzić zanieczyszczenia i woda.

Firma Buchem Chemie+Technik specjalizująca się w produkcji środków chemicznych dla przemysłu przetwórstwa tworzyw sztucznych opracowała skuteczne rozwiązanie oczyszczenia systemu kanałów chłodzących formy wtryskowej oraz wspomagających urządzeń chłodzących XX

Jak więc zapobiegać i przedłużyć żywotność naszej formy? Jeśli chodzi o kanały chłodzące to powinna w nich płynąć woda o niskim poziomie kwasowości. Można ograniczyć zawartość chloru w wodzie przez zastosowanie dejonizatora. Pamiętajmy o utrzymywaniu niskiego poziomu naprężeń, szczególnie podczas przenoszenia formy wtryskowej. Jeśli chodzi o kanały chłodzące w formie to wymagają one bardzo regularnego oczyszczania. Z racji swojej budowy szybko się zanieczyszczają. Kanały chłodzące odgrywają bardzo ważną rolę w procesie formowania polimerów. Mają funkcję chłodzącą, a ich rozmieszczenie nigdy nie jest przypadkowe, lecz skrupulatnie zaprojektowane przez specjalistę w tym zakresie. Każdy doświadczony ustawiacz procesów wtrysku na pewno się ze mną zgodzi, że zapchane kanały bardzo utrudniają skuteczne chłodzenie formy wtryskowej, wydłużają czas produkcji oraz obniżają jakość wyprasek. Dużo zakładów na miejscu rozkręca formę i w taki sposób oczyszcza kanały w formie. Są już jednak na rynku urządzenia, które zostały zaprojektowane tak, aby wtłaczać do wąskich i długich kanałów chłodzących środki chemiczne. Środki te mają działanie czyszczące. Usuwają rdzę, złogi wapna, osady organiczne, tłuszcze i oleje oraz inne nieprzyjemne zabrudzenia, które mogą się tam znaleźć i skutecznie uniemożliwić swobodny przepływ medium chłodzącego w formie. Czyszczą tak, aby nie uszkodzić powierzchni metalu, a nawet zabezpieczyć ich powierzchnię przed korozją. Przykładem takiego urządzenia jest WSC Unit firmy Buchem Chemie+Technik oraz zestaw dwóch środków do tego przeznaczonych. Jeden z nich zawiera w składzie kwas fosforowy, który stosowany regularnie wnika w strukturę metalu i zabezpiecza w ten sposób przed rdzewieniem. Ma to szczególne znaczenie, kiedy forma jest przeznaczona do magazynowania i nie będzie użytkowana przez dłuższy czas. Transcorn Sp. z o.o. Wilimowo 2, 11-041 Olsztyn tel. 89 527 43 63 transcorn@transcorn.pl, www.transcorn.pl Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


INFORMACJA

P R A S O WA

Formy wtryskowe i ich praktyczne zastosowanie

ZASTOSOWANIE FORMY W METODZIE WTRYSKOWEJ Formowanie wtryskowe to jedna z popularniejszych technik kształtowania tworzyw sztucznych. Jak nazwa wskazuje, polega ona na wtryskiwaniu stopionego tworzywa do formy, w której następnie zastyga. Cały proces przebiega w kilku etapach. Ogrzane i upłynnione tworzywo zostaje wtryśnięte do specjalnego odlewu. Napełniona forma zostaje w odpowiednim tempie schłodzona lub dodatkowo ogrzewana, następnie ma miejsce zestalenie tworzywa, otwarcie bloków formy i usunięcie wypraski za pomocą specjalnych wypychaczy. Kolejny etap to szczelne zamknięcie opróżnionego odlewu. – Wtrysk to proces kilkuetapowy, na rynku można się również spotkać z kilkoma rodzajami technik wtryskowych. Jednak bez względu na to, która zostanie zastosowana, forma będzie stanowiła jedno z podstawowych użytych narzędzi – tłumaczy specjalista z firmy wtryskownia.eu. Formy to wyjątkowo złożone narzędzie, wykorzystywane w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Umożliwiają wypełnienie płynną substancją (tworzywem sztucznym) gniazd oraz nadanie konkretnego kształtu. To ich podstawowe zadanie. Warto jednak wiedzieć, że to specyficzne narzędzie służy również do równomiernego oraz skutecznego odprowadzenia ciepła z gorącego tworzywa. BUDOWA URZĄDZENIA Istotną kwestię stanowi sama specyficzna budowa urządzenia. Poza zaawansowanym mechanizmem każda forma wtryskowa musi spełniać szereg norm i wymogów dotyczących np. szczelności. Tylko dzięki temu tworzenie dobrej jakości produktów zgodnych z życzeniem i projektem klienta jest możliwe, a przede wszystkim bezpieczne. Samo narzędzie, jakim jest forma wtryskowa, można podzielić na dwa rodzaje: jedno- i wielogniazdowe. Natomiast każda z nich składa się z dwóch połówek. Ruchoma, zwana również lewą, działa w parze z ruchomym stołem wtryskarki, natomiast nieruchoma, zwana wtryskową lub prawą – z nieruchomym stołem frezarki. Analizując budowę urządzenia, można zauważyć, że składa się z kilku głównych układów funkcjonalnych. Można zatem wyróżnić gniazdo lub gniazda formujące, elementy prowadzące i ustalające połówki formy, układ wlewowy, układ usuwania wlewka, układ wypychania wypraski, układ chłodzenia, napęd płyt i segmentów oraz samą obudowę. – Przetwórstwo tworzyw sztucznych, dzięki ich szerokiemu zastosowaniu, jest dynamicznie działającą i systematycznie rozwijającą się branżą. Stosowanie rozwiązań takich jak formy wtryskowe pozwalają na uzyskanie przedmiotów o wyjątkowych właściwościach w dowolnym kształcie i kolorze w sprawny, efektywny i bezpieczny sposób – podsumowuje specjalista wtryskownia.eu.

REKLAMA

Tworzywa sztuczne stały się surowcem, który ze względu na swoje właściwości znalazł wyjątkowo szerokie zastosowanie. Przemysł, transport, budownictwo, medycyna czy sport to tylko niektóre z nich. Tworzywa sztuczne doskonale odnajdują się nawet w roli wyposażenia kuchni, a nowe technologie pozwalają na stworzenie przedmiotów nie tylko dobrej jakości, ale także o wyjątkowej estetyce. Produkty wykonane z tworzyw sztucznych są obecne niemal wszędzie, jednak czy wiadomo jak powstają? Istnieje kilka podstawowych metod nadawania im kształtu: formowanie wtryskowe jest jedną z nich.

Źródło: www.prasa24h.pl Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

XXI


Na czym polega polerowanie form wtryskowych? Idealnie gładka powierzchnia formy wtryskowej jest warunkiem koniecznym do uzyskania wysokiej jakości wytwarzanych przez nią produktów, a uzyskuje się ją dzięki polerowaniu. Polerowanie może być procesem samodzielnym, jednak najczęściej stanowi ostatni etap obróbki nowo powstałej lub regenerowanej formy.

P

olerowanie jest rodzajem bezwiórowej obróbki precyzyjnej, dzięki któremu formy wtryskowe zyskują doskonałą gładkość i połysk – wyjaśnia nasz rozmówca z firmy ZALPOL. Zachowanie dobrych parametrów technicznych formy wtryskowej przekłada się nie tylko na wysoką jakość wytwarzanych przez nią elementów, ale też przedłuża żywotność samego narzędzia. Istnieje wiele metod polerowania, jednak za najlepsze wciąż uważa się polerowanie ręczne. RĘCZNE POLEROWANIE FORM WTRYSKOWYCH Wśród wszystkich metod polerowania tylko ręczna obróbka umożliwia polernikowi pełną kontrolę nad przebiegiem procesu. Manualna obsługa polerek, pilnikarek i głowic ultradźwiękowych pozwala na dokładne wyczucie opracowanej powierzchni, co jest niemożliwe w przypadku przeniesienia całej pracy na maszyny. NA CZYM POLEGA POLEROWANIE? Polerowanie zalicza się do procesów obróbki skrawaniem, polega zatem na usuwaniu naddatku materiału. W polerowaniu skrawanie przebiega z wykorzystaniem luźnego ziarna lub specjalnych past (np. pasty diamentowe), płócien i tarcz nakładanych na urządzenia polerskie. Efektem jest uzyskanie idealnie gładkiej i lśniącej powierzchni, co przez adeptów zawodu określane jest mianem polerowania „na lustro”. URZĄDZENIA DO POLEROWANIA FORM W procesie wykorzystuje się różne urządzenia w zależności od pożądanych efektów końcowych. W ręcznym polerowaniu form INFORMACJA

wtryskowych często łączy się kilka technik, zaczynając pracę z powierzchnią np. przy użyciu pilnikarek i kończąc nadaniem ostatecznego połysku za pomocą urządzenia ultradźwiękowego. Ultradźwiękowe polerki uchodzą za najwygodniejsze rozwiązanie i są stosunkowo nowym narzędziem dla polerników. Choć praca z nimi daje doskonałe rezultaty, zazwyczaj użycie ultradźwięków musi być poprzedzone sięgnięciem po jedną z tradycyjnych metod, która lepiej przygotuje podłoże do ostatnich wykończeń.

Źródło: www.uslugowy.com.pl

P R A S O WA

Jak znaleźć odpowiednie formy do tworzyw sztucznych? Jak znaleźć odpowiednie formy do tworzyw sztucznych? Oczywiście w najbardziej prosty dla nich sposób, a mianowicie nie szukać tych, które już znajdują się w eksploatacji, ewentualnie są dostępne na rynku, bardziej precyzyjne formy do tworzyw sztucznych trzeba najzwyczajniej w świecie wyprodukować.

N

a pierwszy rzut oka wydaje się to opcja, za jaką przemawia przede wszystkim precyzja, jednak pamiętajmy również o tym, iż firmy działające w tej branży dokładają wszelkich starań, aby nowoczesne formy wtryskowe, zwłaszcza wykorzystane przy obróbce tworzyw sztucznych, gwarantowały dodatkowo adekwatne właściwości. Oznacza to, iż mówimy o wyższej efektywności, wydajności względnie innych parametrach technicznych, jakie w procesie wykorzystania takiej formy wtryskowej są czymś jak najbardziej ważnym. Każdy etap przygotowania takiej formy do tworzyw sztucznych, zakłada przede wszystkim doprecyzowanie, dostosowanie oraz optymalizację jej pod kątem nie tylko zastosowania, ale walorów konstrukcyjnych. W końcu bądź co bądź taka forma do tworzyw sztucznych ma być również zrealizowana pod względem swoistej produkcji, najczęściej obróbki i wszystkiego co z nią jest bez wątpienia związane. XXII

Źródło: www.zut.zgora.pl Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

XXIII


INFORMACJA

P R A S O WA

Współpraca dyszy z tuleją wtryskową Adam Sobczyński

D

ysza wtryskowa stanowi łącznik pomiędzy wtryskarką a formą wtryskową, dlatego ważne jest, aby była idealnie dopasowana do wymiarów maszyny i formy. Przykładowa dysza wtryskowa została przedstawiona

na rys. 1. Dysza, jako część składowa układu uplastyczniania, tworzy połączenie zamykane siłowo pomiędzy głowicą wtryskową cylindra a tuleją wtryskową formy. Wykonuje się je zgodnie z normą EUROMAP, tzn. promień dyszy uzależniony jest od rozstawu kolumn maszyny wtryskowej i może wynosić 15, 20, 25 lub 35 mm. Dysze wykonuje się ze stali do azotowania (np. 38HMJ, 1.8550, 1.8519) lub stali do hartowania (np. WCL, NC11LV, 40H). Zaleca się w niewielkim stopniu utwardzać dysze wtryskowe. W czasie pracy maszyny dysza przylega szczelnie do tulei wtryskowej. Powierzchnia styku jest kompromisem pomiędzy skutecznym i szczelnym przyleganiem a przewodzeniem ciepła z gorącej dyszy do chłodniejszej tulei wlewka. Zbyt duży uby-

Rys. 1. Dysza wtryskowa, jednoczęściowa. Źródło: http://www.transwest.pl

tek ciepła z dyszy może powodować powstawanie tzw. „korka” w dyszy, co jest następstwem zastygnięcia stopionego tworzywa, uniemożliwiającego dalsze prowadzenie procesu. Tuleja wtryskowa jest to kanał stożkowy, współosiowy z dyszą wtryskarki, będący początkiem układu wlewowego. Stalowa tuleja powinna być utwardzana do ~55 HRC. Jest to element znormalizowany. Przykładową tuleję przedstawia rys. 2. W celu zapewnienia współpracy między dyszą wtryskową a tuleją wtryskową należy przestrzegać poniższych zasad: l Pasowanie promienia dyszy z promieniem stosowanej tulei wtryskowej musi być wykonane wg zasady Rk > rk o 1–5 mm (rys. 3); l Średnica otworu wejściowego do tulei wlewka powinna być większa o co najmniej 1 mm od otworu w dyszy. Kontrolę prawidłowości pasowania dyszy można przeprowadzić za pomocą odcisku na specjalnej kalce (ostatecznie zwykłej kartce papieru, jednak nie polecam ze względu na częsty błąd

Rys. 2. Rysunek techniczny przykładowej tulei wtryskowej firmy Meusburger

Rys. 3. Współpraca dyszy z tuleją wtryskową: a – niedopuszczalne (Rk < rk); b – niedopuszczalne (φ dyszy > φ tulei); c – prawidłowa XXIV

Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


INFORMACJA

P R A S O WA

Rys. 4. Odcisk dyszy wtryskowej na tulei wtryskowej: a – odcisk prawidłowy, b – odcisk nieprawidłowy

Rys. 7. Pomiar pionowy. Źródło: http://www.battenfeld.pl

Rys. 5. Dysza wtryskowa (1) w płaszczyźnie z płytą mocującą na wtryskarce (2). Źródło: http://www.battenfeld.pl

Rys. 8. Wyciek tworzywa spod dyszy wtryskowej w wyniku nieprawidłowego wycentrowania

Rys. 6. Pomiar poziomy. Źródło: http://www.battenfeld.pl

odcisku) po umieszczeniu jej w punkcie styku: dysza wtryskowa – tuleja wtryskowa i dojechaniu agregatem wtryskowym. Przykładowe odciski przedstawiono na rysunku 4. W celu ustawienia środka dyszy w środku otworu centrującego formę wtryskową na maszynie należy: 1. Dojechać agregatem wtryskowym do momentu, aż końcówka dyszy znajdzie się w jednej płaszczyźnie z otworem w płycie mocującej (rys. 5). Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

2. Za pomocą suwmiarki najpierw zmierzyć wyśrodkowanie dyszy, wielokrotnie mierząc odstęp od otworu dyszy do otworu centrującego narzędzie. Odchyłka nie może przekroczyć 0,2 mm. Wyregulować położenie agregatu w poziomie za pomocą odpowiednich układów regulacyjnych w zależności od typu maszyny. 3. Identycznie postępujemy w przypadku pomiaru w pionie. Odchyłka również nie może przekroczyć 0,2 mm. Prawidłowe funkcjonowanie zespołu dyszy i tulei wtryskowej pozwoli uniknąć wielu błędów wyprasek wtryskowych oraz oszczędzi pieniędzy i wielu godzin pracy na usuwaniu skutków nieprawidłowego wycentrowania (rysunek 8). Podczas prac należy uważać na wysokie temperatury dyszy oraz tulei w przypadku układów z gorącymi kanałami. W trakcie przeprowadzania pomiaru i regulacji można przypadkowo dotknąć rozgrzanych elementów, dlatego należy stosować środki ochronne. Kolejnym zagrożeniem jest ciśnienie w układzie wtryskowym (agregat i rozdzielacz gorących kanałów), które powstaje w wyniku działania temperatury przez określony czas. Najbezpieczniej będzie wyłączyć układy grzewcze na czas trwania serwisu maszyny. www.nastawiacz.pl XXV


Szybkie prototypowanie formy wtryskowej Zespołowi z Budapest University udało się stworzyć prototypową formę wtryskową przy użyciu drukarki 3D firmy Stratasys.

P

rojektowanie i tworzenie form wtryskowych jest bardzo drogie. Są one zazwyczaj zrobione ze stali lub aluminium, a ich obróbka jest w większości czasochłonna ze względu na skomplikowaną geometrię. Forma była drukowana materiałem o nazwie Digital ABS przy użyciu drukarki Objet Connex. Jako materiał do wtrysku użyto poliacetal, który cechuje się dość niską temperaturą topnienia 175oC. Korzystając z tej metody, naukowcy byli w tanie przejść z prototypu formy do wykonanej części testowej w mniej niż 24 godziny. Źródło: hackaday.com INFORMACJA

P R A S O WA

Od czego zależy wycena form wtryskowych? Wielu z nas pewnie zastanawia się, czym jest forma wtryskowa. Jest to swego rodzaju szkielet wykonany z różnych materiałów, najczęściej ze stali i stanowi formę, do której wprowadza się tworzywa sztuczne, dzięki czemu możemy otrzymać produkt o naprawdę bardzo charakterystycznych oraz unikatowych kształtach. W tym artykule chciałbym się skupić nad tym, w jaki sposób dokonuje się wycena wykonania takiej formy.

ILE MUSIMY ZAPŁACIĆ ZA FORMĘ WTRYSKOWĄ? W wielu przypadkach, kiedy to wybieramy się do punktu, który umożliwia nam skorzystanie z usługi stworzenia formy wtryskowej, możemy zastanawiać się, jaką kwotę będziemy musieli przeznaczyć za taką usługę. Często spotykaną sytuacją jest to, że producent form, nie jest w stanie od razu wycenić formy, gdyż na początku należy dokonać pomiarów, jak i wziąć pod uwagę użyty materiał oraz to, ile czasu zajmie jej wykonanie. Właśnie te czynniki wpływają na ostateczną cenę form. Dlatego wpisując w przeglądarkę frazę formy wtryskowe cena, możemy otrzymać naprawdę bardzo dużo wyników i to wyników, które będą się od siebie bardzo różnić. Jednoznacznie oraz od ręki nie da się wycenić tego, jaki będzie koszt takiej formy. Istnieją jednak firmy na rynku, które poprzez profesjonalne podejście do każdego przypadku oferują stałe ceny na określone zadania. Przeglądając internet, natknąłem się na ofertę, która brzmi w następujący sposób: wykonanie formy wtryskowej o średnim stopniu skomplikowania wynosi od 20 do 40 tys. złotych. Cena ta jest stała, lecz dotyczy tylko jednej zmiennej, mianowicie stopnia skomplikowania, takich czynników może być o wiele więcej. W związku z czym dopracowanie projektu nie jest prostą rzeczą. Lecz jeśli osobiście wybierzemy się do odpowiedniego producenta, wydaje mi się, że bez problemu uzgodnimy warunki wyceny. Ceny form wtryskowych zależą od bardzo wielu czynników. Wiele firm często nie chce podjąć się zadania, ze względu na trudność wykonania detalu. Jeśli chcemy otrzymać formę, która będzie charakteryzowała się wysoką jakością oraz będzie XXVI

www.freepik.com

dokładnie odzwierciedlała nasz projekt, należy przygotować się na wydatek opiewający na kilkanaście tysięcy.

Źródło: www.got-secret.pl Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018


BYDGOSZCZ – tutaj spotyka się branża Bydgoski Klaster Przemysłowy oraz Targi w Krakowie Sp. z o.o. zapraszają do udziału w 2. Międzynarodowych Targach Kooperacyjnych Przemysłu Narzędziowo-Przetwórczego INNOFORM®, które odbędą się w dniach 24–26 kwietnia 2018 roku w Bydgoskim Centrum Targowo-Wystawienniczym.

F

irma Targi w Krakowie Sp. z o.o., obecna od ponad 20 lat w branży targowej, czołowy w Polsce organizator targów i kongresów, zapewni Państwu najwyższą jakość biznesowych spotkań podczas Targów INNOFORM®. Bydgoski Klaster Przemysłowy – wiodąca organizacja w regionie, zagwarantuje wysoki poziom merytoryczny wydarzenia. Województwo kujawsko-pomorskie uznawane jest za polską dolinę narzędziową, w której funkcjonuje kilkaset przedsiębiorstw zajmujących się produkcją narzędzi do przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz samym przetwórstwem. Nic więc dziwnego, że właśnie w jego stolicy zadebiutowały Targi INNOFORM®. Podczas pierwszej edycji, która odbywała się w dniach 25–27 kwietnia 2017 r. swoją ofertę przedstawiło 250 producentów i dystrybutorów narzędzi i urządzeń z całego świata. Zakres branżowy Targów INNOFORM®: l narzędzia do przetwórstwa tworzyw sztucznych: formy wtryskowe, formy rozdmuchowe, głowice wytłaczarskie, formy do przetwórstwa gumy; l narzędzia skrawające do obróbki metali; l technologie, urządzenia i materiały do inżynierii odwrotnej; l technologie, obrabiarki i urządzenia do obróbki ubytkowej, łączenia i powlekania metali; l technologie, maszyny i urządzenia do obróbki powierzchniowej i wykańczającej; l przetwórstwo tworzyw sztucznych; l materiały, surowce: stale, półfabrykaty, siłowniki, normalia, osprzęt elektryczny;

środki smarujące, chłodziwa i ich komponenty; przyrządy i urządzenia kontrolno-pomiarowe; l oprzyrządowanie technologiczne; l modelowanie, wizualizacja i symulacja procesu wtryskiwania; l specjalistyczne oprogramowanie CAD/CAM/CAE; l wyposażenie zakładów przemysłowych; l automatyzacja i robotyzacja produkcji; l recykling; l logistyka; l usługi. Podczas pierwszej edycji targów odbyła się Giełda Kooperacyjna, w ramach której przeprowadzono 70 spotkań pomiędzy 45 uczestnikami z Polski, Niemiec i Estonii. Była to niezwykle skuteczna forma nawiązania nowych kontaktów i prezentacji możliwości parków maszynowych i nowych technologii. Dużym zainteresowaniem cieszyła się również Konferencja Narzędziowo-Przetwórcza, zorganizowana przez Bydgoski Klaster Przemysłowy oraz jego członków. Uczestniczący w niej specjaliści podkreślali bardzo wysoki poziom merytoryczny wykładów oraz niezwykle interesujący zakres tematyczny. Podczas tegorocznej edycji Targów INNOFORM® organizatorzy zapewnią swoim gościom jeszcze ciekawszy i bogatszy program towarzyszący. Bydgoski Klaster Przemysłowy oraz Targi w Krakowie Sp. z o.o. gwarantują najwyższy poziom organizacji tego wydarzenia i już dzisiaj zapraszają do współtworzenia Targów INNOFORM®. l l

SUKCES TARGÓW TO ZWIEDZAJĄCY Bardzo atrakcyjna, specjalistyczna oferta wystawców, premiery maszyn oraz prezentacja innowacyjnych technologii podczas poprzedniej edycji targów przełożyły się na imponujące zainteresowanie zwiedzających. Wśród gości pojawili się przedsiębiorcy nie tylko z Polski, ale i z całej Europy, m.in. z Niemiec, Włoch, Szwajcarii, a także z najdalszych zakątków świata, m.in. Japonii, USA czy Tajwanu. Ponad połowę z nich stanowili przedstawiciele branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, produkcji narzędzi oraz firm zajmujących się obróbką metali. Atutem targów była również znakomita frekwencja osób decyzyjnych (właścicieli, dyrektorów i prezesów firm), które stanowiły 55% wszystkich zwiedzających. Dołożymy wszelkich starań, aby to stało się tradycją Targów INNOFORM® – zapewniają organizatorzy. Więcej na stronie internetowej: www.innoform.pl.

Targi w Krakowie Sp. z o.o. Dodatek „Formy Wtryskowe” . Nr 5/2018

XXVII


Tworzywa Sztuczne w Przemysle 1/2018  
Tworzywa Sztuczne w Przemysle 1/2018  
Advertisement