Műanyagok feldolgozása, additív technológiák

A közleményben néhány olyan vizsgálatot ismertetünk, amelyekben több komponensű (blend jellegű és/vagy erősített) műanyagok nyomtatásával foglalkoznak. Több esetben is megjelenik az a megoldás, hogy nyomtatást nem műanyag szálból, hanem granulátumból végzik. Vezető műanyag kompaundok vagy kompatibilizált polimer blendek esetében a granulátumot több extrúziós lépésben állítják elő. Vannak olyan megoldások is, ahol a nyomtatófejbe két műanyag szálat és egy keverőelemet vezetnek be a homogenitás javítása érdekében.

A közlemény az Avient cég erősített műanyagokkal foglalkozó top menedzsereinek tanácsait tartalmazza hosszú és rövid szálas műanyag granulátumok fröccsöntésével kapcsolatban, amelyek kiterjednek az anyag kezelésére, a fröccsparaméterek megválasztására és az elkészített tárgyak tervezési alapelveire.

Az optimális geometriájú csigák előnye a jobb termékminőség, a kisebb veszteség, a kevesebb karbantartási igény, a szélesebb összetétel tartomány (pl. töltőanyag), a kevesebb adalék és mindezek eredményeként a nagyobb nyereség.

Bonyolultabb alakzatok esetén az áramlási számítások rendkívül nehézkessé válhatnak. Az extruder meghajtójának méretezésekor a polimer fajhőjének ismerete segít meghatározni a berendezés teljesítményét. Az ömledékhőmérséklet és a szerszámfej nyomás együttesen befolyásolja az extrudersor teljesítményét. Az in-line spektrofotométer a színt közvetlenül az extrudersornál méri és szabályozza. Az együtt forgó ikercsigás extruderek a biopolimerek kiváló keverését biztosítják.

A cikk a fröccsöntő szerszámokban kialakuló lerakódások okaival és a folyamat vizsgálatával foglalkozik. Az ismertetett módszer közvetlenül a műanyag-feldolgozás körülményei között keletkező illékony komponenseket vizsgálja, de alkalmas a lerakódások letisztításához használt technológiák minősítésére is. Foglalkozunk egyéb, a szerszámban rekedt gázok általokozott hibák kiküszöbölésével is.

Bizonyos műanyagtermékek – orvosi eszközök, gyógyszercsomagolás, elektronikai alkatrészek – gyártásánál követelmény az ún. GMP és a tisztatér követelmények teljesítése. A cikk ismerteti a tisztatér követelményeit, és a követelményeknek való megfelelés módszereit, eszközeit.

Az épületeken belül telepített ivóvízrendszerekben az acél, a réz mellett a polietilén (lineáris vagy térhálósított PEX) használatos. A PEX előnyei között említhető a hosszú élettartam, a korrózióállóság, az alacsony költség és az egyszerű telepítés. A PEX jelenleg a legtöbbször telepített vízvezeték-termék az új lakóépületekben, megelőzve a réz és a CPVC (klórozott polivinil klorid) együttesét. A higiéniai követelmények miatt különös gondot kell fordítani a csövekből kioldódó anyagok kimutatására és kiküszöbölésére.

A hőre lágyuló műanyagok mellett folyamatosan fejlődik a kis viszkozitású, de nyomtatás után alaktartó „tinták” nyomtatásának fejlődése, amelyeket utólag fotopolimerizációval vagy termikus polimerizációval, vagy ezek kombinációjával keményítenek ki. A módszerfejlesztés kulcsa a megfelelő reológia (folyási jellemzők kialakítása). A cikk néhány friss fejlesztést és alkalmazást mutat be

A lemezek hengeres hűtésekor egyidejűleg számos hőátadási folyamat megy végbe. A hengerelrendezés kiválasztásakor figyelembe kell venni a hűtő- és mechanikai teljesítményt, a feldolgozandó anyagot és a henger belső kialakítását. A feldolgozás során problémát jelenthet a hengerek elhajlása. A hőformázó berendezések karbantartásakor ellenőrzőlista segíthet a zökkenőmentes működtetésében.

A nagy teljesítményű műszaki műanyagok nyomtatása, mint amilyen a PEEK, nagy odafigyelést igényelnek rendkívül magas olvadáspontjuk és üvegesedési hőmérsékletük miatt, mert a hűlési és újrakristályosítási viszonyok változása igen nagy eltéréseket okoz a nyomtatott tárgyak modulusában, szilárdságában és ütésállóságában.

A cikkben különböző, kombinált fröccsöntési eljárásokat (szerszámban végzett dekoráció, préseléssel egybekötött fröccsöntés, ko-injektálás, hab-fröccsöntés), termeléstámogató, szimulációs és tervező programokat, egyedi termékjelölő eljárásokat, szerszámba és feldolgozó gépekbe építhető érzékelőket, valamint a piacra frissen bevezetett fröccsöntő gépeket mutatunk be a világ vezető gyártóitól.

A napjainkban egyre komplexebbé váló szerkezeti elemek és alkatrészek tervezésénél nagy szerepet játszhat a virtuális terméktervezés. Különösen nagy a jelentősége ennek a habosított műanyagtermékeknél. A cikk bemutatja a terméktervezés egyes lépéseit és az azokat befolyásoló tényezőket. A szerszámgyártók és a megrendelők kapcsolatát az elkészült szerszámok átadását és kipróbálását a Covid járvány terelte a virtuális térbe.

Gépkocsikban, orvosi eszközökben, mobiltelefonokban, órákban és más testen hordozható eszközökben egyre gyakrabban alkalmaznak szinte észrevehetetlenül apró – mg tömegű – elemeket, amelyeket folyékony szilikongyantából (LSR – liquid silicone resin) fröccsöntéssel sokfészkes szerszámokban állítanak elő. Gyártásuk rendkívül precíz gyártóberendezéseket és nagy tapasztalatot igényel, mert a hőre lágyuló polimerekkel ellentétben, amelyek ömledéke hűtés hatására szilárdul meg, az LSR-nek a fröccsöntés folyamata alatt a hozzá kevert térhálósítóval kémiai reakció lefutásával kell vulkanizálódnia. Az ausztriai Engel és németországi KraussMaffei cég az utóbbi években ennek a technológiának specialistái lettek. Publikációnk múlt számában megjelent 1. részében az Engel, lapunk ebben a számában megjelenő 2. részben a KraussMaffei fejlesztéseiről számolunk be.

A hőre lágyuló műanyagok nyomtatásában új fejezetet jelentett az üveg- szén- és aramidszálakkal erősített hőre lágyuló anyagok bevezetése, amelyek a nem erősített típusokhoz képest jelentősen megnövelték a nyomtatott anyag modulusát és szilárdságát. A szálerősítés javítja a termikus jellemzőket is, de vannak hátrányai is, elsősorban a nagyobb porozitás. Az alábbiakban a rövidszállal és a folyamatos szálakkal erősített nyomtatás előnyeit és hátrányait hasonlítjuk össze a szakirodalom alapján.

Röviden bemutatjuk az USA egyik innovatív és piacformáló, elsősorban fúvott műanyagipari termékeket gyártó cégének újdonságait, amely nemcsak a saját gyártástechnológiájának és termékportfóliójának megreformálásán keresztül, hanem a vevőivel szorosan együttműködve, azokat oktatva alakítja, formálja a piaci/vevői trendeket. Új termékdizájnokat, gyártási modelleket hoztak létre, melyek értékesebbek a piaci szereplő számára, mindamellett kedvezőbb az ökológiai lábnyomuk. Szó lesz még a fúvás területén bevezetett más újdonságokról, elsősorban nagy űrtartalmú és komplex formájú termékek gyártására szolgáló berendezésekről.

A modern granuláló berendezések legfőbb követelményei közé tartoznak a gyorsaság, a hatékonyság, a nagy töltőanyag- és reciklátum tartalmú kompaundok kezelésének rugalmassága. A kompaundáló ipar igényei folyamatosan változnak, ezért a granulátorok gyártói termékkínálatukat a felhasználói igényekhez igazítják. A legújabb berendezések a nagyobb rugalmasság, a gyorsabb átállás és a magasabb szintű automatizálás iránti igényt is kielégítik. A regranulátumok hatékony kezelése különösen fontos a fröccsöntő üzemekben, ugyanis néhány kulcsfontosságú lépés megtételével jelentősen csökkenthető az energiafelhasználás.

Sok fröccsöntő számára egy másik termékre történő gyors átállás nehéz feladat. A gyors átállások feltétlenül szükségesek a vevőigények kielégítéséhez és megfelelő nyereség eléréséhez. Mik az okai annak, hogy sok fröccsöntő cég fél leállítani a gyártást, szerszámot cserélni és új termékkel elindulni – gyorsan? Ebben a cikkben ismertetjük az átállás menetét, mely tágabb értelemben három, megkülönböztethető lépésből áll: tervezés, szerszámcsere és elindítás.

A szerszámkészítés technológiája az évek során jelentősen fejlődött, és a gyártás szempontjain alapuló tervezés (DFM – Design for Manufacturig) egész folyamata is. Felismertük, hogy nem csak a fröccsöntés hatékonyságát, hanem a felszerszámozást és a szerszámok karbantartását is figyelembe kell venni a tervezésnél. A közlemény egy DFM2-nek nevezett rendszert mutat be, ahol szerszámgyártás és fröccsöntés is folyik.

A szerszám elektromos eszközökkel történő „feljavítása” (elektrifikálása) csökkenti a hibás darabok keletkezésének esélyét, segíti a tiszta feldolgozási körülményeket és valós idejű (real time) visszajelzésekkel javítja a folyamat ellenőrzését. Ez szervomotorok alkalmazásával történik, melyek vezérlik a szerszám mozgásait

Fontos feladat a műanyag-feldolgozó gépek, szerszámok és kisegítő berendezések karbantartása. Ha elég gyakran elvégezzük az alapvető karbantartási ellenőrzéseket, és az itt feltárt problémák kezelését, az biztosítja fröccsöntő gépjeink hosszú élettartamát és a termelés zavartalanságát. A megfelelő karbantartás elmaradása mellett a fröccsöntő gépek meghibásodásának egyik leggyakoribb oka a hidraulika olaj szennyezettsége.