Charakterystyka wtryskarki

Przedmioty wyprodukowane  z tworzyw sztucznych i ich obecność w naszym codziennym życiu stały się tak powszechne i tak wszechobecne, iż wydaje się to czymś naturalnym, czymś co było, jest i będzie. Biorąc taki przedmiot do ręki, mało kto zastanawia się, jak i z czego został on wyprodukowany. Do napisania niniejszego artykułu zostaliśmy zainspirowani, przeglądając stronę firmy z Bytomia.

Ogólne informacje o wtryskarkach

Podstawowym narzędziem do produkcji wielu różnych przedmiotów z tworzyw sztucznych jest wtryskarka, czego dowiadujemy się z firmy Przetwórstwo Tworzyw Sztucznych Rodło Spółka z o. o. z Bytomia. Współczesne wtryskarki służące przetwarzaniu tworzyw sztucznych to wielozadaniowe maszyny o skomplikowanej budowie i wyrafinowanych funkcjach. W każdej wtryskarce, niezależnie od jej konstrukcji, można określić trzy zasadnicze bloki:

• Zespół zamykania i otwierania formy.
• Agregat wtryskowy, zwany też zespołem uplastyczniania i wtryskiwania.
• Zespół regulacji i sterowania.

Rozróżniamy trzy podstawowe typy wtryskarek, wynikające z rodzaju zastosowanego w nich zespołu uplastyczniania i wtryskiwania:

• Wtryskarki tłokowe – mało wydajne, bez możliwości wymieszania i homogenizacji tworzywa oraz przetwarzania materiałów czułych termicznie; dzisiaj już wycofane z produkcji i stosowane jedynie w niewielkich laboratoriach.
• Wtryskarki ze wstępnym uplastycznieniem – tutaj wstępnie uplastycznia się tworzywo przez ślimak w dodatkowym cylindrze połączonym z cylindrem wtryskowym; stosowane tam, gdzie wymagane jest bardzo wysokie ciśnienie i szybkość wtryskiwania; urządzenia znacznie droższe od typowych wtryskarek
• Wtryskarki ślimakowe – stosowane obecnie najczęściej wszędzie tam, gdzie pojemność wtryskiwania jest większa niż 20 cm³; w tym przypadku tworzywo jest uplastyczniane także przez obracający się ślimak, lecz bez stosowania dodatkowego cylindra.

Wielkości każdej wtryskarki i jej możliwości wytwórcze determinowane są przede wszystkim siłą zamykania formy, objętością wtrysku i wymiarami przestrzeni, w której mocowana jest forma wtryskowa.

Działanie wtryskarki

Gotowy produkt otrzymujemy poprzez wciśnięcie, przy pomocy agregatu wtryskowego, uplastycznionego tworzywa do formy, w której ulega ono schłodzeniu i zesztywnieniu. Aby tak się, stało należy tworzywo w formie granulatu podać do leja zasypowego, skąd przedostaje się ono na zwoje ślimaka, znajdującego się wewnątrz cylindra wtryskowego, otoczonego elektrycznym grzejnikiem. Poruszany ruchem ślimaka i podgrzewany granulat ulega uplastycznieniu oraz homogenizacji i w takiej postaci zostaje wstrzyknięty przez odpowiednią dyszę do formy, gdzie ulega zestaleniu w gotowy produkt lub półprodukt. W zależności od potrzeb produkcyjnych stosuje się tutaj ślimaki uplastyczniające o różnej geometrii i wykonane z różnych materiałów, a większość z nich zakończona jest zaworem zwrotnym, zapobiegającym cofaniu tworzywa w trakcie jego dociskania i wtryskiwania. Stosownie do parametrów tworzywa, między innymi jego lepkości i ścieralności, na końcówkę cylindra wtryskarki wkręca się różnego typu dysze, które same w sobie mogą mieć mniej lub bardziej skomplikowaną budowę. Równie skomplikowana jest budowa zespołu zamykania i otwierania formy. Sama forma wtryskowa jest przytwierdzana do płyt mocujących wtryskarki, z których jedna jest nieruchoma, a druga jest przesuwana po specjalnych kolumnach lub prowadnicach, a jej ruch wywiera niezbędną siłę zamykającą. Ruchoma płyta może być przesuwana przy pomocy następujących systemów napędowych:

• kolumnowo-dźwigniowy
• kolanowo-dźwigniowy
• bezpośrednio-hydrauliczny
• hybrydowy (będący kombinacją dwóch wcześniej wymienionych)
• przez śrubę pociągową poruszaną silnikiem elektrycznym.

Uwaga końcowa

Szczegółowe opisanie budowy wszystkich trzech, poszczególnych bloków wtryskarki przekraczałoby dalece wyznaczone ramy objętościowe dla niniejszego tekstu. Przedstawiając tutaj budowę i działanie oraz charakterystyczne cechy wtryskarki, sięgnęliśmy do opracowania Zespołu Tworzyw Sztucznych Katedry Odlewnictwa, Tworzyw Sztucznych i Automatyki Politechniki Wrocławskiej; jest to praca dosyć obszerna, a my przedstawiliśmy ją w formie syntetycznej. Chętnych do zgłębienia tematu odsyłamy do łatwo dostępnego artykułu Politechniki Wrocławskiej, w którym owo opracowanie umieszczono.