Műanyagok feldolgozása

A német LamiPreg eljárással egylépéses, folyamatos és ezért költséghatékony technológiával lehet hőre lágyuló műanyag lemezeket és fém fóliákat egymásra laminálni, illetve üvegszálas és szénszálas szöveteket műanyaggal impregnálni. A hőre lágyuló műanyagokba hibrid fröccsöntéssel beágyazott fémbetéteket tartalmazó alkatrészek jelentős tömegcsökkentést tesznek lehetővé. A betétek és a műanyag jó tapadását a megfelelő konstrukció mellett tapadásközvetítő anyagok alkalmazásával lehet javítani.

A műanyag-feldolgozó vállalatok szakemberei a termelés folyamatos fejlesztése mellett kitüntetett figyelmet szentelnek annak is, hogy tevékenységük minél kisebb mértékben terhelje a környezetet. Ennek nem elhanyagolható része a hűtőrendszerek korszerűsítése. A hűtőrendszerek gyártói a hagyományos nyitott hűtőtornyok helyett integrált, zárt rendszerek alkalmazását ajánlják, amelyekkel számottevő víz és energia takarítható meg. A következőkben erre mutatunk be egy példát.

A következő három évtizedben a fröccsöntő üzemekben nemcsak a kész formadarabokat veszik ki a szerszámból és szállítják tovább a robotok, hanem bekapcsolják reggel a fröccsgépeket, felügyelik a gép felfűtését és termelésre alkalmasságát, de robotok cserélik majd a szerszámokat is a jelenlegi néha több óra helyett percek alatt. Ehhez új elven épült szerszámok kellenek. A fröccsgépekre alapszerszámokat szerelnek fel, gyártás előtt ezekben csupán a konkrét termék formázásához szükséges betéteket kell elhelyezni. Embert alig lehet majd az üzemcsarnokban látni, aki mégis ott lesz, annak nagyon képzettnek kell lennie.

A hőformázás régi műanyag-feldolgozási technológia, de eddig szinte kizárólag egyszerű formájú csomagolóeszközök gyártására korlátozódott. Úgy tűnik, most felfedezték, hogy más területeken is alkalmazható, és bizonyos esetekben költségtakarékosabb a fröccsöntésnél. A publikáció 1. részében (előző, 2017.2 számunkban jelent meg) a gépgyártók újabb fejlesztéseivel foglalkoztunk, a 2. részben a szép kivágás titkait részletezzük és néhány új hőformázott terméket mutatunk be.

A műanyagok töltése, kompaundálása sok esetben kedvezőtlenül befolyásolja a termék felületét. Egy új technológiával a polikarbonát termékeknél A osztályú felületet lehet elérni, és lehetőség van ugyanazon felületen fényes és matt területek kialakítására is. A polikarbonát alkalmazása a gépkocsi belső terében és a LED világítástechnikában is új technológiákat igényel.

Az okos eszközök számos műanyag alkatrészt tartalmaznak. A sokszor divatcikként használt „kütyük” mellett az üzleti életben az okos eszközök tényleges előnyöket kínálnak, és egyre nagyobb szerepet játszanak a műanyagok feldolgozásában is, például az adagolórendszerek működésében.

Speciális poliamidok a Radici csoporttól

A mai fröccsgépek alapvető funkciójuk, azaz a műanyagok formázása mellett a beépített érzékelők segítségével minden egyes ciklusban mérik a folyamat paramétereit, a hőmérsékletet, a nyomást és számos más jellemzőt; ha ezek a megengedett tűrési tartományon kívül vannak, korrigálják őket, mielőtt az éppen készülő termék selejtté válna. Az adatokat tárolják, ezek később is bármikor visszakereshetők. Az ilyen fröccsgépek ezért akár mérőberendezésnek is tekinthetők. Ezt a lehetőséget kihasználva egy kutatócsoport azt elemezte, hogy valójában mekkora is a fröccsöntés reprodukálhatósága, egy másik kutatócsoport pedig már elsősorban mérőeszköznek használva a fröccsgépet hőre keményedő anyagok minőségét vizsgálja vele, mielőtt azokat feldolgozásra vinnék.

A negyedik ipari korszak, az Ipar 4.0 már megkezdődött. Először a gépgyártók ébredtek fel, és a szakmai kiállításokon megjelentek az ehhez a korszakhoz igazodó első gyártóberendezések. A feldolgozók még nem döbbentek rá arra, hogy mi előtt állnak. Pedig aki kimarad, az lemarad.

A hőformázás régi műanyag-feldolgozási technológia, de szinte kizárólag egyszerű formájú csomagolóeszközök gyártására korlátozódott. Úgy tűnik, most felfedezték, hogy más területeken is alkalmazható, és bizonyos esetekben költségtakarékosabb a fröccsöntésnél. Ezért a gépgyártók is jelentős fejlesztésekbe kezdtek, hogy kielégítsék a feldolgozók igényeit. A cikksorozat 1. részében ezeket foglaljuk össze, míg a 2. részben a szép kivágás titkait elemezzük és néhány új hőformázott terméket mutatunk be.

A feldolgozógépek kiválasztása mellett fontos, hogy az anyagszállító és keverő rendszerek is illeszkedjenek a feldolgozórendszerhez. Még tapasztalt feldolgozó szakemberek is elkövetik azt a hibát, hogy nem gondolják át valamennyi szempontot, amely befolyásolja a termelés zavartalanságát, a termék minőségét.

A Düsseldorfban megrendezett K 2016 kiállításon a műanyagok keverésével kapcsolatos legújabb fejlesztéseket is bemutatták. A sláger a folyamat automatizálása volt.

A gyakran 3D nyomtatásnak is nevezett additív gyártástechnológia (AM) gyorsan terjed, de jelenleg még nagyon sok területen műszaki és gazdasági korlátokba ütközik, számos kihívással kell szembenéznie, és nem fogja elavulttá tenni a fröccsöntést és a műanyag-feldolgozás más módszereit. Az AM berendezések gyártói igyekeznek a legyártható darabok méreteit és/vagy a gyártási sebességet növelni, illetve a felhasználható anyagok körét bővíteni. Egy másik tendencia az AM és a hagyományos gyártástechnológiák kombinálása, azaz a hibrid rendszerek létrehozása.

A fröccsöntő üzemekben a szerszámhűtést gyakran alárendelt kiegészítő tevékenységnek tartják, és kevés figyelmet fordítanak rá, pedig mind a minőséget, mind a gazdaságosságot erősen befolyásolja. Egy hűtéstechnikával foglalkozó német cég vezetője és egy szerszámgyártásban és fröccsöntésben egyaránt otthonos amerikai szakember mondja el véleményét a hűtésről. Egy ausztriai gépgyártó pedig új szerszámhűtő rendszerét mutatta be a sajtónak, amely már teljesen az Ipar 4.0 elvei szerint működik, és amelyet a vásárlátogatók az októberi K 2016 kiállításon ismerhettek meg.

A legtöbb műanyag feldolgozására szolgáló extrúziós eljárást folyamatosan fejlesztik a gépgyártó vállalatok, az utóbbi időben főleg a minőség javítására, a termelékenység és az energia- és anyaghatékonyság növelése a cél. A többrétegű csövek jobban ellenállnak a kövek és más pontszerű terhelések repedezést okozó hatásainak.

Steril fröccsöntés és csomagolás egyetlen lépésben; Csillogó felületű műanyag termékek; Az Eastman nem ftalátalapú lágyítója vértároló és -infúziós zacskókhoz; Új hőálló poliamid 66; Az új generációs ABS/PC kompaunddal csökkenteni lehet a gépjárművek tömegét

A műanyag alkatrészek hegesztésénél, különösen az ultrahangos eljárásnál a folyamatok automatizálása elterjedőben van, mivel az automatizálás jelentősen javítja a gyártás termelékenységét és költséghatékonyságát, emellett pedig a termékek minősége is jobb, egyenletesebb lesz. A fluorpolimerek hegesztése kézi extruderes hegesztőkészülékekkel jó minőségben végezhető, de a berendezések anyagának magas hőmérsékleteken is jó korrózióállósággal kell rendelkezniük, és fontos betartani a szigorú munkavédelmi előírásokat.

A korszerű fröccsöntő gépek környezetkímélőek és energiatakarékosak. A gépgyártók nagy erőfeszítéseket tesznek arra, hogy gépeik gyártása és alkalmazása révén minél kevesebb CO₂ kerüljön a levegőbe, és a gépek minél kevesebb fajlagos energiával dolgozzanak. Ez a kétféle cél szerencsére egy irányba mutat, ezért az energiatakarékos gépeknek egyúttal kisebb a CO₂-lábnyoma. Jó tudni, hogy emellett termelékenységük is meredeken nőtt.

Az egycsigás extruderek csigájának tervezése nagyon komplex feladat, az optimális eredmény eléréséhez nem elegendő csak egy-két kulcsparamétert jól beállítani. Az extruderek üzemeltetésénél gyakori, a minőség romlásával járó hiba, hogy egy viszonylag nagy extruderen a csiga fordulatszámának csökkentésével akarnak kis keresztmetszetű profilokat gyártani. A nem megolvadó, ásványi és fém töltőanyagok egyenletes bekeverését az extruderen belüli áramlási viszonyok következtében nagyon nehéz egycsigás extruderekkel megoldani.

A habosítási technológiák fejlesztésekor eddig elsősorban a termékek tömegének csökkentése volt a fő cél, azonban egy új technológia, a Foamcore további előnyöket is kínál. Nagyobb hajlítószilárdság, hatékonyabb hang- és hőszigetelés érhető el a habosított termékeknél a hagyományos, tömör fújt termékekhez képest.