T+T
T e c h n i k a a t r h
9 / 2 0 1 4
Když přijde řeč na napěňování,
řada odborníků začne spontán-
ně myslet na chemickou reakci.
Navíc v tomto roce slavíme 75
let od objevu polyuretanu. Vstři-
kování termoplastů s napěňová-
ním (TSG) je oproti tomu mno-
hem mladší, protože je známé
až od šedesátých let, zavedení
do sériové výroby bylo ovšem
velmi zdlouhavé. Průlomu do-
sáhla koncem devadesátých
let minulého století firma Trexel
Inc., Wilmington, Massachu-
setts/USA, s metodou označe-
nou jako MuCell. Tato metoda
byla původně vynalezena kon-
cemosmdesátých let naMassa-
chusetts Institute of Technology
(MIT) se zaměřením na extruzi.
Vstřikování se dostalo do středu
zájmu až začátkem roku 2000.
Společnost KraussMaffei spo-
lupracuje jako jeden z prvních
výrobců strojů s firmou Trexel
od samého počátku. Po společ-
ném vývoji standardizovaného
vybavení pro stroje začlenil
mnichovský výrobce strojů počátkem roku
2001 do svého programu kompletní systé-
mové balíky MuCell.
Plastifikační jednotka
s injektorem plynu
d
Zjednodušeně řečeno se u tohoto způsobu
fyzikálního napěňování jedná o vstřikování
se sycenímplynem. Předpokladem je použití
vstřikovacího stroje s kontroloupozice šneku
a zvýšeným vstřikovacím výkonem. Srdcem
je plastifikační jednotka se speciálním šne-
kem. Plyn v nadkritickém stavu (SCF, Super
Critical Fluid) je injektovánpřímodo taveniny
plastu. Šnek vytváří z obou složek homogen-
ní směs. Zpětný ventil ve střední části šneku
zabraňuje předčasné expanzi směsi taveniny
a plynu ve směru k materiálovému vstupu;
na přední straně je pohyb taveniny omezen
uzavíratelnou tryskou. Jako napěňovadlo je
používán dusík nebo CO
2
(obr. 2).
Důležité je, aby tlak taveniny v plastifikaci
a případném systému horkých kanálů ne-
poklesl v celém cyklu pod kritickou hodno-
tu SCF. Proto je potřebná regulace polohy
šneku („aktivní řízení protitlaku“), která rov-
něž zajišťuje, aby zůstal tlak zachován i po
otevření bezpečnostních dveří. Ze stejného
důvodu je na stroji používána uzavíratelná
tryska, u nástrojů s horkými kanály dosedá
tryska na pouzdro formy, přičemž během
otevírání uzavírací jednotky dojde pouze
ke snížení přítlaku trysky. Aby byl pokles
62
komponenty
I
materiály
I
plasty
FYZIKÁLNÍ NAPĚŇOVÁNÍ
HRAČKOU
Vstřikování termoplastů
s napěňováním.
Úspory materiálu
a snížení hmotnosti,
rozměrová stálost
a vyšší produktivita jsou
aspekty, které dávají
křídla fantazii vývojářů.
O to úžasnější, že se
specialisté na vstřikování
fyzikálnímu napěňování
termoplastů v minulosti
prakticky nevěnovali.
Metoda MuCell přitom
přináší enormní potenciál
úspory hmotnosti.
Autoři: Andreas Handschke, Jochen Mitzler
Fyzikální napěňování umožňuje výrobu komplexních
tvarových dílů s proměnnou tloušťkou stěn bez
deformací, jako je tomu například u tohoto tělesa
vodního čerpadla
Obr. 2: Koncepce zařízení pro metodu MuCell: i stávající stroje je možné
snadno dovybavit. Od konce roku 2005 již nemusejí uživatelé platit
licenční poplatky za používání této technologie (obrázek: KraussMaffei)
Obr. 3: Vyšší viskozita taveniny (rychlejší vstřikování), menší dotlak
a zkrácení chlazení – vše zkracuje časy cyklů při napěnění
y
p
j
y
Obr. 1: Dík f zikálnímu na ěňování e možné
ěleso zámku dveří s uzavírací silou
vyrábět toto t
a o 25% rychleji (Foto: Schröder
nižší o 30%
hnik)
Kunststofftec
