High-tech műanyagalakítási technológiák

1. Hende Péter / 2007.10.19. High-tech műanyagalakítási technológiák Különleges fröccsöntési technológiák

2. Hende Péter / 2007.10.19. Tartalmi áttekintés • Fröccsöntés általános áttekintése • High-tech fröccsöntési technológiák • Többkomponensű fröccsöntés • - Összeerősítő fröccsöntés - Egymásba fröccsöntés • Fóliára vagy textilre fröccsöntés • Tandem fröccsöntés • Fröccsöntés gőzzel temperált szerszámba • Szálerősítéses fröccsöntés • Tartalomjegyzék

3. Hende Péter / 2007.10.19. 1. Fröccsöntés általános áttekintése [1, 2, 3] Fröccsöntéssel a polimer ömledéket – amelyet az olvadási hőmérséklete fölé melegítettünk és kis viszkozitású állapotba vittünk – nagy sebességgel juttatjuk a zárt szerszámba, ahol nagy nyomás alatt kihűl és elkészül a tetszőlegesen bonyolult formájú (3D) alkatrész. A gyártás gyakorlatilag hulladékmentes és igen termelékeny. Nem elhanyagolható szempont az automatizáltság és a robotosíthatóság sem.

4. Hende Péter / 2007.10.19. 1. Fröccsöntés általános áttekintése A fröccsöntő gép munkaciklusa Szerszámzárás Fröccsegység előre, záróerő felépülés Befröccsöntés Utónyomás Hűlés, plasztifikálás Hűlés, fröccsegység hátra Szerszámnyitás, kidobás 1. ábra

5. Hende Péter / 2007.10.19. 1. Fröccsöntés általános áttekintése Állapothatározók viselkedése: p-v-T 2. ábra 3. ábra A diagram (3. ábra) 1-2 szakasza a befröccsöntés. Az ömledéket nagy nyomással és sebességgel bejutatjuk a szerszámba. A 2-3 szakaszon a vezérlés átkapcsol utónyomásra. A 3-4 szakasz az utónyomás fázisa, amellyel a fajtérfogat-változást kompenzáljuk. A folyamat egészen a lepecsételődésig (4-es pont) tart. A 4-5 szakaszon az ömledék – közel állandó fajtérfogaton – hűlni kezd, miközben csökken a nyomás. Az 5-6 szakaszon a termékünk a szerszámban tovább hűl, egészen a kidobási hőmérsékletig. A 6-os pontban a szerszámból eltávolítjuk a darabot majd az ezt követő 6-7 szakaszon a termék a szabadban tovább hűl és zsugorodik.

6. Hende Péter / 2007.10.19. 1. Fröccsöntés általános áttekintése Állapothatározók viselkedése: - térfogatváltozás (amorf ill. kristályos alapanyag) - zsugorodás (feldolgozási zsugorodás, utózsugorodás) Zsugorodás[%] = f (s, Tanyag, Tszerszám, put, tut) - vetemedés (nem becsülhető) Vetemedés = f (Fkidobó, thűtés) 4. ábra

7. Hende Péter / 2007.10.19. 1. Fröccsöntés általános áttekintése Gyártástechnológiai paraméterek: • fröccssebesség • folyásút • falvastagság • hűtés és hűlés • nedvességtartalom

8. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.1. Többkomponensű fröccsöntés • Többszínű fröccsöntés • Többanyagú fröccsöntés • Összeerősítő fröccsöntés • Egymásra fröccsöntés • …

9. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.2. Műanyagok kiválasztásának kritériumai [2] • Műanyagok közötti kötés • Hőtágulás (formaállóság)

10. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák • Zsugorodás • Deformáció

11. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.3. Összeerősítő fröccsöntés • Két- vagy több fröccsegységgel rendelkező fröccsöntő gép • Speciális szerszám

12. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Forgószerszámos (forgóasztalos) fröccsöntés [2, 4] • A mozgó szerszámfelfogó lapra egy forgóasztalt szerelnek, így az egyik szerszámfél a szerszámnyitások során 180°-os előre – és hátramozgást végez.

13. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Forgószerszámos (forgóasztalos) fröccsöntés

14. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Indexlapos fröccsöntés [2] • A mozgó szerszámfelfogó lapon lévő szerszámfél egyik közbülső szerszámlapja forog csak.

15. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Áthelyezéses fröccsöntés [2] • Az előformát robot helyezi át egy másik gép szerszámába. Ezt a technológiát mindenekelőtt ott alkalmazzák, ahol nem áll rendelkezésre többkomponensű fröccsöntőgép illetve a termék mérete aránytalanul nagy záróerejű gépet követelne meg.

16. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Szereléses fröccsöntés [2] • Az összeillesztési folyamatok (ragasztás, hegesztés, …) a fröccsöntés folyamatába integrálható. • Anyagpárosítás • Extrém hűtés

17. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Mozgóbetétes fröccsöntés [2] A második komponens befröccsöntése nem párhuzamos az elsővel, hanem egymást követően, egy rövid hűlési idő és egy mozgó betét kinyitása után megy végbe, szerszámnyitás nélkül.

18. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.4. Egymásba fröccsöntés • Két- vagy több fröccsegységgel rendelkező fröccsöntő gép • Speciális szelepek, fúvókák • Hagyományos szerszámok

19. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Szendvics fröccsöntés [2, 4] • Akkor alkalmazzák, ha szükséges a a termék többrétegű felépítése. • Költség okokból, • Funkcionalitás, • Dekoráció.

20. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Szendvics fröccsöntés

21. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Intervallum fröccsöntés [2, 4] Főleg azonos anyagú, de különböző színhatású fröccstermékek gyártásához alkalmazzák ezt a technológiát, amelynél a legkülönbözőbb és jól reprodukálható színhatások a két műanyag egymásba folyásával jönnek létre.

22. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Intervallum fröccsöntés

23. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Márványozó fröccsöntés [2] A különböző színű, de azonos alapanyagú alapanyagok az inhomogén keveredés miatt egymásba folynak.

24. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.5. Gázbefúvásos fröccsöntés [2, 4] A gázbefúvásos technika alkalmazása során a kész termékben egy üreget hozunk létre, amellyel minimalizálhatjuk a beszívódások keletkezését, a vetemedéseket. Mindemellett csökkenthetjük a termék súlyát, ezzel pedig a ciklusidőt.

25. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Nyomásdiagram és az elvi felépítés ábrája

26. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Gázbefúvó kellékek, gázfúvókák

27. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.6. Fröccsöntés gőztemperálású szerszámba (Variothermal control) [5] Alacsony szerszámhőmérsékleten: • Lecsökkenthetjük a ciklusidőt. Magas szerszámhőmérsékleten: • Jobb lesz a felületi minőség. • Könnyebben ki tudjuk tölteni a szerszámot. Variothermal control: A szerszámot egy cikluson belül felfűtjük majd lehűtjük.

28. Szerszám fűtése Szerszám hűtése Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák A rendszer felépítése

29. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Hatásai • Optikai hatások • Összecsapás- és folyásnyom nélküli technológia • Magas fényű felületek utólagos műveletek nélkül (lakkozás) • Reológiai hatások: jobban érvényesülnek a folyási tulajdonságok • Hosszabb töltési idő • Alacsonyabb fröccsnyomás és záróerő szükséges • Lehetséges a folyásút növelése

30. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 3D weldless molding system

31. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.7. Fóliára fröccsöntés [2, 6] Végtelen fóliaszalagrga fröccsöntés (IMD) Ezzel a technológiával sík vagy egészen kis mélységű termékek készíthetők.

32. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Végtelen fóliaszalagrga fröccsöntés (IMD) Bonyolultabb geometriájú termékeknél feszítőkeretes szerszám alkalmazása szükséges.

33. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Kivágott fóliaszalagrga fröccsöntés (IML) • Fólialap behelyezése robottal • Fólialap rögzítése a szerszámfélben

34. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Textilre fröccsöntés (IMTL)

35. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Végtelen fóliaszalagrga fröccsöntés (IMD)

36. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.8. Tandem fröccsöntés [7] A folyamat áttekintése és a szerszám

37. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák 2.9. Szálerősítéses fröccsöntés [8] • Polimer kompozit: • többfázisú (alkatrészeiben fázishatárokkal elválasztott) • összetett (több anyagból álló szerkezeti anyag) • erősítőanyag (tipikusan szálerősítés - tipikus szálátmérő 10 m) • befoglaló anyag (mátrix) • Jellemzői: • nagy szilárdságú és általában nagy rugalmassági moduluszú (szálas) erősítőanyag • rendszerint kisebb szilárdságú, de szívós (ütésálló) mátrix • kitűnő kapcsolat (adhézió, tapadás) az erősítő anyag és a mátrix között

38. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák • SZÁLERŐSÍTÉS HATÁSFOKA: • szálátmérő • szálhossz • szálorientáció

39. Hende Péter / 2007.10.19. 2. High-tech fröccsöntési technológiák Gyártógép: Bármilyen plasztifikáló egység megfelel ehhez a technológiához, feltéve, hogy kifejezetten kopásálló kivitelben készül. • Gyártási technológia: • plasztifikálás • befröccsöntés • hengerhőmérséklet • szerszám temperálás

40. Hende Péter / 2007.10.19. 3. Irodalomjegyzék [1] Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2000 [2] Dunai A., Macskási L.: Műanyagok fröccsöntése, Lexica Kft., Budapest, 2003 [3] BME – Polimertechnika Tanszék: Fröccsöntés laborsegédlet, Budapest, 2006 [4] www.arburg.com [5] www.engel.at [6] www.nissha.co.jp [7] www.tandemmould.com [8] Kovács J. G. – Kompozitok II. - előadásvázlat és ábragyűjtemény, Budapest, 2003

41. Hende Péter / 2007.10.19. Köszönöm a figyelmet!