Životnost středicích zámků je důležitým ukazatelem pro celkový stav formy i kvalitu výlisků: hlavním úkolem středění je chránit vložky v jádře formy a zabránit tak závažným výrobním vadám u finálních výrobků, a to zejména výskytu otřepů. Na trhu je v současné době k dispozici celá řada zámků, většina těchto produktů je přitom téměř shodná, pokud jde o vzhled nebo rozměry. Kvalita středicího dílu ovšem bývá stanovena poměrně specifickým způsobem: zatímco v jiných průmyslových odvětvích se stále více uplatňuje vědecké hodnocení výrobku pomocí střední doby mezi poruchami, mnozí zpracovatelé plastů dosud spoléhají na tradiční metody vycházející z nepřesných odhadů a osobních dojmů. Mnohdy se pak do forem osazují nevyzkoušené zámky, protože zpracovatelé postupují jen na základě důvěry k údajům výrobce o použitém materiálu a povrchové úpravě. I za daných podmínek však postupně roste význam profesionálních a nezávislých zátěžových testů, které poskytují spolehlivé podklady pro výběr konkrétní povrchové vrstvy a konstrukčního provedení středicího prvku. Údaje získané provozními zkouškami pak lze dále použít při analýze a zdokonalování pracovního cyklu.
Intenzivní zátěžové zkoušky
Na poptávce klientů po středicím dílu s nadstandardními vlastnostmi je založen výkonný testovací stroj MTS 810, který spolehlivě pracuje i v opakovaném zátěžovém režimu. Zkoušky zámků tak mohou probíhat ve velmi náročném prostředí, kde se zcela jednoznačně prosazují pouze velmi kvalitní kusy. Vlastní testování středicích dílů pomocí přípravku MTS 810 prováděli nezávislí specialisté, přičemž zkušební portfolio zahrnovalo desítky zámků od různých producentů z mnoha zemí světa. Zkouška probíhala s ohledem na co nejširší variabilitu výsledných dat; odborná komise proto vybrala (a také pružně kombinovala) díly z různých materiálů a s rozdílnou povrchovou úpravou. U všech dílů pak zkušební specialisté pečlivě sledovali míru opotřebení. Pro úsporu času i finančních prostředků byla zvolena špičková provozní zátěž, čímž současně vzrostla i praktická hodnota výsledků: mírné zatížení by neodpovídalo běžným provozním podmínkám formy. Testy všech navržených kombinací by navíc probíhaly po dobu několika měsíců. Simulovalo se tedy chybné vystředění pohyblivé části formy vůči její pevné desce a každý prvek byl vystaven boční zátěži o síle 4400 lb. Při simulaci se přitom projevil i následný pokles desky. Zkušební stroj otevíral a zavíral zámky na plný zdvih, přičemž všechny úseky cyklu kopírovaly běžný pracovní režim ve formě. Poté proběhla důkladná analýza celého procesu a došlo ke stanovení průměrné hodnoty výkonu. Středicí prvky byly následně rozděleny dle druhu a míry opotřebení; pozornost se přitom soustředila především na výrobky, které překonaly stanovenou střední hodnotu životnosti.
Hledání nových možností
Při práci s výslednými údaji se zkušební specialisté zaměřili na identifikaci konstrukčních vad a nedostatků, které by mohly přinést zdokonalení středicích prvků již ve fázi jejich návrhu. Výchozí etapa testu zahrnovala především podrobné zkoumání pracovních pohybů zámku, na jehož základě vznikla potřeba stanovit technologický postup pro prevenci chybného vystředění pohyblivé části formy; nyní tak lze snáze předcházet nepříznivým důsledkům vad ve výrobním procesu. S využitím dlouholetých zkušeností v oblasti návrhu dílů pro formy proto konstruktéři podali novou variantu pracovních ploch zámku: exponované části středicích i zasouvacích dílů jsou opracovány tak, aby jejich náběhové plochy umožňovaly plynulejší zdvih formy do příslušné polohy. Nové řešení se tedy vyhýbá ostrým hranám a prudkým zastředěním, které jsou typické pro běžně osazované zámky. Při poklesu desky dochází na styčných plochách zámku k otěru, a tím i usazování částeček kovu, prachu a nečistot; nadměrné množství usazenin pak může způsobit rychlé opotřebení a selhání dílu. Popisovaný proces ovšem lze výrazně zpomalit, a to i díky analýze rozvádění maziva po povrchu středicích prvků. Údaje získané z počítačového modelu umožnily zajímavou inovaci zámku: povrch zasouvací části lze sériově vyrábět se speciálními záchytnými kroužky. Tyto prvky slouží nejen jako retenční zásobníky částeček vzniklých z otěru, ale také jako miniaturní mazničky, které se plní vysoce stabilním potravinářským mazivem, jež zcela vyhovuje také podmínkám výroby výlisků pro zdravotnickou techniku. Mazivo se aplikuje v malém množství a lze je kdykoli odstranit podle momentální potřeby. Při zkouškách byla hodnocena široká škála druhů oceli a ochranného povlaku, přičemž v případě povrchové úpravy se hlavním ukazatelem stala zbytková hloubka (tloušťka) materiálu. Ukázalo se, že běžně na pohled nerozeznatelné povrchy mají výrazně odlišné chování a trvanlivost při sériovém nasazení v praxi.
Výsledky zátěžové zkoušky
Po závěrečném vyhodnocení zkoušky se ukázalo, že v rámci všech testovaných kombinací dosáhl nejlepších výsledků vzorek vybavený speciálními náběhovými ploškami a retenčními mazacími kroužky. Tento zámek se prosadil i díky vynikající povrchové úpravě, kterou se vyznačují jak sériové, tak i speciální, na míru vyráběné verze produktu. Zkušební proceduru podstoupilo celkem 21 vzorků; u některých produktů přitom došlo k velmi překvapivému narušení materiálu, a to téměř okamžitě, tj. v rozmezí 67–200 cyklů. Jiné zámky ovšem plně vyhověly při mnohonásobně intenzivnějším zatížení. Obecně lze uvést, že v náročných podmínkách testu zámky často selhaly i po relativně nízkém až podprůměrném náběhu cyklů (méně než 100 000 cyklů). Zámek s nejvyšší mírou odolnosti lze tedy označit za normativní vzorek pro sektor středicích prvků: v základním pásmu do 100 000 cyklů tento výrobek nevykazoval žádné provozní opotřebení. Únava materiálu či jiné nedostatky se však neprojevily ani při 1 000 000 opakování, a proto se provozní zatížení nakonec při zkoušce muselo zdvojnásobit až na finální 2 000 000 cyklů. Středicí prvek osvědčil špičkovou konstrukční kvalitu i při tak nezvyklém průběhu zkoušky. Úpravy pro zvýšení odolnosti nicméně nejsou jediným inovativním krokem v rámci snahy o zdokonalení užitné hodnoty výrobku. Praktičnost popisovaného vzorku umocňuje také profil s vybráním na zasouvacím prvku, který významně omezuje tendenci výstřiků a částeček materiálu k přichytávání na čelo zámku. Při uzavírání formy tak nedochází k rozdrcení zachycených plastových komponentů. Běžné řešení uvedeného problému spočívá v cíleném opracování povrchu u spodního zámku formy; nový tvar profilu však k výhodám tradičního přístupu přidává ještě možnost zachovat větší část plochy na styčných úsecích středicího prvku.
Závěr
Při chybném vystředění pohyblivé a pevné části formy mnohdy dochází ke značným škodám na zařízení, nežádoucím prostojům ve výrobě a nedostatkům v kvalitě finálních produktů. Konstruktérům vstřikovacích forem tak mohou mnohé napovědět právě výsledky nezávislých zkoušek středicích komponentů, a to zejména s ohledem na životnost a preciznost provedení dílů. Na základě provedených testů lze s jistotou říci, že při správném používání nejúspěšnějšího zámku dochází k výraznému omezení (nebo i úplnému vyloučení) nepříjemných prostojů kvůli špatnému vystředění. Realizovaný výzkum i trvalé zdokonalování zámku navíc kladně ovlivní průběh pracovního cyklu v rámci celého průmyslu zpracování plastů, a to zejména díky prodloužení intervalů pravidelné údržby a snížení četnosti oprav. /f/
