2008. dec. 15.

Dr. habil. Kalácska Gábor, egyetemi docens, Szent István Egyetem, Gödöllő

A műszaki műanyag féltermékek széles és egyre bővülő családja kapcsán nagyon sok szempont merülhet fel az olvasóban.

Célunk ezzel az új sorozattal, hogy felhasználói, alkalmazói szempontból rendszerezzük, és bemutassuk a műszaki műanyag féltermékek fontosabb fajtáit, jellemzőit, tipikus alkalmazási területeit, végső megmunkálásuk, szerelésük sajátosságait.

Ha az ipari termelés szerkezetét vizsgáljuk, megállapíthatjuk, hogy a gyártási folyamatok egyik bemenetét a primer anyagok képezik, melyekből kü-lönböző eljárásokkal készül el a végtermék. Ehhez szervesen kapcsolódik a kiszolgáló karbantartási rendszer, mely szintén használ szerkezeti anyagokat. A karbantartási rendszereket a korszerű vállalatirányítás sok esetben a termelés részeként azonosítja és integrálja (lásd TPM – Total Productive Maintenance), így a vállalat kétcsatornás anyagigénye egyesül egy piaci ka-puvá, ahol sok esetben egy széles spektrum jelenik meg a fémektől a polimerekig, a granulátumtól a féltermékekig.

Ha a termékek előállítását volumen szerint vizsgáljuk, akkor megkülön-böztethetünk nagyszériás (sorozat- és tömeggyártás) folyamatokat, valamint kis- és középszériás, illetve egyedi gyártási folyamatokat. Természetesen e kategóriákhoz kapcsolható darabszámok erősen függenek a termék típusától. Abszolút értékek nem kapcsolhatók automatikusan a csoportokhoz. Az egyes kategóriákat viszont jellemezhetjük sok esetben – ismerve a termék sajátos-ságait – a gyártástechnológiával és a technológiákhoz kapcsolható alapanyagfajtákkal és formákkal.

A polimerekre koncentrálva azt tapasztaljuk, hogy tömeggyártásnál, nagy sorozatoknál előnyben részesítik az egyes hőalakítási eljárásokat (pl. fröccsöntés, extrudálás), melyek jellemzője a célszerszám és célgép alkalmazása a gyors és automatizálható végtermék előállítása érdekében. Természetesen vannak esetek, amikor a tömeggyártású technológiák hátrányait – pl. inhomogenitást és magas belső feszültséget – egy teljesen más módszer alkalmazásával kell és lehet kiküszöbölni. Egyedi alkatrész gyártásánál, kis és közepes szériáknál fontos szerephez jutnak a féltermék formában – rúd, cső, tábla, fólia – rendelkezésre álló polimerféleségek, amelyekből főleg forgácsolással (esztergálás, fúrás, marás, köszörülés stb.) bármilyen bonyolult alkat-rész elkészíthető.

A CNC technológiák elterjedésével, a számítógépre alapozott mérnökin-formatikai rendszerek által rugalmasan összekapcsolt tervezés és gyártás – CAD/CAM – meghonosodásával világszerte bővült a féltermékek választéka, sőt napjainkban egyre gyakoribb a féltermékekből megvalósuló nagyszériás gyártás is. Ennek több oka van:

  • Gyors gyártási reagálás: a felmerülő igények alapján a műszaki rajz elkészítése és a gyártás megvalósítása – annak szimulálásával is – időben és árban töredéke egy megbízható tömeggyártási célszerszám elkészítésének.
  • Kisebb szerszámköltségek: a soktengelyes megmunkálóközpontok bonyolult mozgásviszonyai lehetővé teszik az alkalmazott forgácsoló szerszámok minimalizálását.
  • Gyors módosítási lehetőségek: termékfejlesztés, változtatás esetén a program átírása gyorsan végrehajtható.
  • Rugalmas gyártásszervezés: több eltérő termék és darabszám esetén az igény szerinti váltások rugalmasan, programozva végrehajthatók.
  • A féltermék anyagokban rejlő anyagtulajdonságok kihasználása: rendkívül fontos, hogy a szabványok által meghatározott vizsgálati módszerek alapján a termékjellemzők, melyeket a gyártók meghatároznak, a féltermékelőállítási technológiákkal egyenletesen és meg-bízhatóan betarthatók. Az anyagvizsgálati módszerek szabványosítottak, de a mért anyagjellemzők már az előállítási technológiától függenek, azaz nem mindegy, hogy pl. egy poliamid 6 anyagminőségű rudat extrudálással vagy öntéssel állítanak elő. Az eltérő tulajdonságok tehát anyagspecifikus jellemzőként értelmezhetők, állandók, és pont ez teszi alkalmassá a műszaki műanyag féltermékeket megbízható mechanikai tervezés és méretezés tárgyává. Más tömeggyártási folyamat által nehezen vagy nem kontrollálhatóan, de a felhasználás szempontjából lényeges tulajdonságok biztosítása (alacsony és homogén feszültségállapot) a féltermékekkel megoldható.
  • Forgácsoló szerszámok, technológiai paraméterek optimalizálása: a műszaki műanyagok elterjedésével a szerszámgyártók és technológusok kísérletekkel meghatározták azokat a technológiai jellemzőket (szerszámanyag, vágási sebesség, élszögek stb.), mellyel optimálissá tehető a forgácsolási eljárás.

A forgácsolási műveletek mellett meg kell említeni az egyéb, a termékgyártást befejező módszereket is, melyek előnyösen alkalmazhatók a féltermékeknél akár forgácsolás után is, szériaszámtól függetlenül.

  • Nagyméretű szerelt konstrukciók: mechanikai módszerekkel alakítás, kötések létrehozása, betétek (insertek), egyéb illesztett gépelemek (pl. karimák) elhelyezése.
  • Hegesztéses konstrukciók (pl. tároló edények, bonyolult alakzatú térképző elemek)
  • Ragasztási eljárások
  • Több összetett művelet végrehajtása (pl. forgácsolás – hajlítás – he-gesztés – ragasztás – és ismét forgácsolás)

Összefoglalva az eddigi gondolatokat, látható, hogy a féltermékek akár karbantartási anyagként, akár primer alapanyagként egyre fontosabb szerepet játszanak a termékek előállítási folyamatában. Annak ellenére, hogy gazdasági, termelékenységi okokból a technológia megválasztásánál a termékek darabszáma meghatározó, a változó technológiai környezet előtérbe hozta a féltermékek alkalmazását. Ennek eredménye a világpiacon jól lemérhető: az utóbbi tíz évben a műszaki műanyag féltermékek választéka a duplájára nőtt, elsősorban a műanyagok különböző adalékanyagokkal történő módosítási lehetőségei révén. Az igények folyamatosan változnak, a műszaki követelmé-nyek egyre nőnek. Ezek alapján nem nehéz megjósolni, hogy a műanyag féltermékek piaca tovább bővül, aminek fő hajtóereje a fém féltermékek helyettesítése és az újabb műszaki igények felmerülése.

Tekintettel a műszaki műanyag féltermékek sokféleségére és sajátosságaikra, e sorozattal be akarjuk mutatni a fontosabb termékcsaládok jellemzőit, tipikus felhasználási területeiket, megmunkálási sajátosságaikat, ezzel is segítve a tervezőket, üzemeltetőket és karbantartókat.

Röviden…

Poliamidhoz jól tapadó termoplasztikus elasztomer

A Versaflex OM6100 jelű TPE (gyártja GLS Corp.) nagy előnye, hogy poliamidhoz tapadva nagyon erős kapcsolat alakul ki a két anyag között. A TPE gumiszerű, lágy tapintású, matt, jól színezhető anyag, szerszámnyélnek különösen alkalmas. Sűrűsége 1,11 g/cm³, keménysége 60-75 ShA. Mind a PA 6-hoz, 66-hoz és 12-höz – a töltött vagy módosított változatokhoz is – jól tapad.

(Plastics Technology, 50. k. 8. sz. 2004. p. 23.)