Műanyagok feldolgozása, additív technológiák

A rövid szálas erősítőanyagok a 3D nyomtatásban is jelentős szerepet játszanak a termékek mechanikai szilárdságának javításában. A hagyományos kompaundálás – filament extrúzió – 3D nyomtatás sorrend mellett léteznek olyan módszerek is, amelyekkel a feldolgozási lépések száma csökkenthető. Az egyik ilyen a rétegek közti szálak szórása a nyomtatási lépések között, a másik a granulátum alapú 3D nyomtatás. Az első esetben a kompaundálási lépés kerülhető el, a második esetben a filament extrúzió.

A PVC gyártói és felhasználói számára is alapvető a fenntarthatóság. Ezt figyelembe véve fejlesztik a gyártás során felhasznált adalékanyagokat, amelyeknél az egészségi ártalom a fő kérdés. Kulcskérdés a PVC hulladékok újra hasznosítása, a reciklálás is, ami a többi termoplaszthoz képest több nehézséggel jár. A felhasználók egyre több – természetesen jó minőségű – reciklátumot kívánnak használni a gyártásukban, és igénylik az alternatív nyersanyagból, a biomasszából gyártott PVC-t is. Céljuk termékeik karbon lábnyomának csökkentése és ennek dokumentálása.

A fenntarthatóságra való törekvés magas minőséget követel meg az újrahasznosított és bioalapú anyagok színezésénél. A minőségellenőrzéshez és a gyártósor beállításához a műanyagok hatékony színmérésére és pontos, valós idejű információkra van szükség. A digitális munkafolyamatokra való átállás keresletet generál a színmérési megoldások iránt.

A folyadékok csomagolására szolgáló műanyag palackok, flakonok fejlesztése a súlycsökkenés és a gyártásban a hulladékokból reciklált szekunder nyersanyag (PCR) felhasználására irányul. Egy új projektben háromrétegű habosított fúvott palack előállítására szolgáló berendezést és technológiát fejlesztettek ki. Az eredmény: súly- és költségcsökkentés.

Az orvosi fröccsöntés előnyeinek általános bemutatása után olyan gépi, gyártási és anyagfejlesztési példákat ismertetünk, amelyek megkönnyítik a precíz elemek gyors gyártását.

A biomasszából előállított, biológiailag lebomló polimerek fenntartható anyagok tervezését teszik lehetővé, hővel és nyírással szembeni érzékenységük miatt azonban nem egyszerű a feldolgozásuk. A cikkben különböző cégek megoldásait mutatjuk be arra, miként lehet elkerülni a hőérzékeny anyagok degradációt forrócsatornás szerszámokban.

A zsugorodásra is figyelnünk kell a fröccsöntésnél és az extrudálásnál, különösen, ha a termék alkalmazásánál fontos a méretstabilitás. A cikkben számos műanyag típus zsugorodásának mértékét ismertetjük, és tanácsokat adunk a minél kisebb mértékű zsugorodás eléréséhez.

Annak ellenére, hogy a csomagolóanyag hulladék nem jelentéktelen hányada fröccsöntött vagy fúvott HDPE (nagy sűrűségű polietilén) és kézenfekvőnek tűnne a regranulálás után 3D nyomtatáshoz használt nyomtatószálakká feldolgozni, alig hallunk ilyen alkalmazásokról. Itt annak járunk utána, hogy ennek mi az oka, és mit tesznek a kutatók annak az érdekében, hogy a technológia mégis sikeres legyen.

A műanyag csövek már régóta hasznos szolgálatot tesznek az ivóvíz és a gáz nagynyomású elosztó hálózatában, és ez a szerepük ma is döntő. A cikkben néhány friss projektet, a csövek minősítéséhez használt új szabványokat, illetve a falvastagság és egyéb jellemzők mérésére szolgáló eszközöket mutatunk be.

A polipropilént (PP) széles körben használják, kiváló tulajdonságai miatt. A PP fizikai, mechanikai és optikai tulajdonságai tovább optimalizálhatók nukleáló és átlátszóságot növelő adalékokkal. Ezek az adalékok a PP feldolgozása közben a kristályosodás folyamatában vesznek részt.

A granulálás a műanyag-feldolgozás egyik fontos lépése. Az egyre összetettebb anyagok növekvő használata és a hatékonysági célok szigorítása miatt kihívást jelent a kiváló minőségű granulátum elérése. Ezért fontos a gépgyártókkal való hatékony együttműködés, a gyártási problémák felismerése, a hibák megelőzése és elhárítása.

A hőformázás termelékenységének köszönhetően egyre jobban terjedő eljárás. A melegalakítás során kialakuló falvastagság azonban sokszor nehezen megjósolható és ellenőrzése is nehézkes, mivel a vastagságot nem csak egy pontban, hanem egy adott út mentén, például az oldalfal magassága mentén kell meghatározni. Emiatt egyre újabb előrejelző, illetve szimulációs megoldásokat fejlesztenek.

A hőformázás fontos szerepet játszik a műanyag csomagolások fenntarthatóságában, újrahasznosíthatóságában, a reciklátumok vagy bioalapú anyagok feldolgozásában. A tisztateres hőformázást széles körben használják gyógyszerek és gyógyászati berendezések gyártásakor.

A cikkben két különböző fröccsöntő berendezést mutatunk be, amelyek a csigás plasztikálást kombinálják a dugattyús injektálással. Az egyik az ismertebb V-alakú elrendezés, ahol a plasztikáló csiga szöget zár be a dugattyúval (V-Line® rendszer), a másik az Inject-EX Md Plastics technológiát használó berendezése, ahol a két henger koaxiálisan helyezkedik el.

A düsseldorfi K 2022 műanyagipari kiállítás egyik központi témája volt a forrócsatorna rendszerek területén elért innovációk bemutatása.

A műanyag-feldolgozó berendezések számos felügyeleti és kommunikációs eszközt használnak a termelékenység és a minőség javítására. Adatgyűjtéssel nyomon követhető a gyártósor teljesítménye, a folyamatingadozások korai diagnosztizálása, hatékonnyá teszi a szabályozást és elkerülhetők a termékhibák. A gépgyártók egyre kifinomultabb vezérlőket és Ipar 4.0 funkciókat építenek be a célok elérése érdekében.

A Li-ion akkumulátor technológia világszerte egyre fontosabb és nagy erőfeszítéseket tesznek az ilyen eszközök 3D nyomtatással történő előállítására. A cikkben röviden áttekintjük az erre szolgáló fontosabb 3D nyomtatási technikákat, alkalmazásokat és a létrehozott architektúrákat, összehasonlítva azok előnyeit és hátrányait.

A cikkben két közelálló, mégis lényegében eltérő szerszámtípus előnyeit és hátrányait hasonlítjuk össze, illetve arra nézve adunk tanácsot, hogy mikor alkalmazzuk az egyiket, illetve a másikat. Az egyik a jól ismert többfészkes szerszám, ahol sok, egyforma szerszámüreg van, a másik a termékcsalád-szerszám, ahol egy termékhez tartozó több különböző alakú, de hasonló méretű alkatrészt öntünk azonos színű és típusú anyagból.

Az alámetszett műanyag alkatrészek gyártása kihívást jelent a fröccsöntésben, mert megakadályozhatják a szerszám nyitását, gátolhatják a szerszámmag közvetlen mozgását. Alámetszéseket menetes termékek, oldható kötések, lyukak, csatlakozóelemek gyártásánál használnak. Az alámetszések elkerülésére többféle módszer létezik.

A gélesedés állandó problémát jelent a polietilén extrudálásakor. A gél kifejezést általában minden olyan apró hibára használják, amely rontja a fólia minőségét. Kialakulása számos tényezőtől, megelőzése a gél típusától függ.