Horké trysky, respektive plnicí soustavy dutin formy jsou velmi citlivou záležitostí, která ovlivňuje nejen cyklové časy, ale hlavně kvalitu dílu. Problematice se věnuje kniha Johna Beaumonta Návrh a řešení vtokových soustav, kterou pro české a slovenské techniky přeložila a vydala firma Jan Svoboda.
John Beaumont, autor knihy Návrh a řešení vtokových soustav, na základě celosvětových zkušeností suše konstatuje, že problém horkých vtoků vzniká na straně zadavatele:
„Nejslabším článkem horkých vtoků je často kupující. Málo prozíravý zákazník usiluje o co nejnižší pořizovací cenu, ale přitom si neuvědomuje, že si tak kupuje i méně odborných znalostí. Ve výsledku jej pak čekají vyšší dlouhodobé náklady a potíže během provozu.“
Základní otázka ovšem zní: Proč? Co je vlastně úkolem horkých trysek? Velmi zjednodušeně se dají požadavky shrnout do těchto bodů:
- bezproblémový přívod taveniny do dutiny — zajištění volné, čisté dráhy od špičky stroje na špičku trysky,
- zajištění potřebného dotlaku,
- minimalizace tlakových ztrát,
- optimální regulace teploty taveniny,
- prevence úniku materiálu,
- snížení spotřeby elektrické energie,
- zabránění degradace materiálu při průchodu přes rozváděcí systém,
- ale i další.
A právě v odpovědi na řešení těchto požadavků firma Thermoplay vyvinula a v praxi úspěšně nasadila systém bolted down, česky by se dalo říci: „sešroubovaný systém“. V současnosti lze tedy základní typy horkých systémů rozdělit na dva, respektive už tři typy:
- kluzný,
- šroubovaný,
- sešroubovaný (bolted).
Je potřeba si totiž uvědomit, že stejně jako se neustále vyvíjejí požadavky na kvalitu a přesnost plastových dílů, stejně tak se vyvíjejí i polotovary na formy na plasty.
Zleva: kluzný systém, šroubovaný systém, bolted (sešroubovaný) systém. S ohledem na efektivitu vstřikování, minimalizaci tlakových ztrát a hlavně podstatnou redukci tepelné historie se firma Thermoplay zaměřila na vývoj „bolted“ systémů.
A pozor! Vývojem procházejí rovněž plastové materiály. V nich se proti dřívější době nacházejí přidaná aditiva:
- mazadla,
- plastifikátory,
- retardéry hoření,
- plnidla,
- antioxidanty,
- UV stabilizátory,
- antimikrobiální přísady,
- vazebná činidla.
Bolted neboli sešroubovaný systém
Velkou výhodou bolted systému je podle Johna Beaumonta právě kombinace nejlepších vlastností šroubovaných a kluzných systémů. Díky inovovanému systému uchycení s předpětím za studena je nejen garantována těsnost, ale hlavně bylo možné podstatně zmenšit velikost rozváděcí desky a použít i velmi krátkou trysku, protože tepelná dilatace desky neomezuje minimální použitou délku trysky.
Při srovnání půdorysné zástavby desky se ukázalo, že je možné ji efektivně zmenšit o 40 %. Což mělo za následek snížení příkonu na vytápění rozváděcí desky až o 50 %!
Přesnější čísla pak rozlišují úsporu elektrické energie podle špiček trysek. Tedy volné vstřikování s předkomorou snižuje spo třebu energie proti standardnímu horkému systému o 54 %, zažehlované trysky pak v závislosti na provedení a typu materiálu (amorfní a semikrystalické) snižují spotřebu o cca 27 %.
Bolted systém v praxi
John Beaumont uvádí také konkrétní příklad, kdy klient zadal požadavek nahradit standardní horký systém s 16 tryskami systémem s co možná největším počtem trysek bez navýšení spotřeby energie. Výsledkem byl 24tryskový systém, který díky specifickému provedení špičky zvýšil výrobnost o 50 % právě bez navýšení spotřeby elektrické energie. Součástí vývoje totiž byly i horké trysky. Nová generace, určená pro obalovou techniku, zdravotnictví, uzávěry atd., používá třívrstvou architekturu složení trysky. Patentované, nabalovací topení je kryto nerezovým krytem, který eliminuje tepelné ztráty.
Těsnění špičky je designováno na podstatné zkrácení cyklu. Zmenšení plochy těsnění totiž umožňuje přiblížit se chlazením k formě. Sedlo je celkově menší a vyšší. Oddálení těsnicí plochy od dutiny celkově zkrátilo cyklový čas. Po cca 3 s chlazení je v oblasti vtoku o 10 °C nižší teplota než v oblasti oddělení výstřiku (lomová oblast ve vstřikovacím otvoru).
Zažehlovaná tryska pro zdravotnictví a Cap&Closure
Inovované materiály umožnily také vývoj vysoce efektivního zažehlování jehly do sedla v trysce. Tím se podstatně zjednodušila zástavba pro nástrojárny a díky novým materiálům je zároveň umožněno efektivně ochladit jehlu během chladicí fáze vstřikovacího procesu. Precizní odvedení tepla z jehly tak dotváří špičkový zbytek po vtoku (viz obrázek) a zároveň podstatně prodlužuje životnost jehly a zažehlovacího otvoru.
Boční vstřikování
Další oblastí vývoje a úspěšné aplikace jsou boční vstřiky. Systém je navržen a otestován tak, aby jej bylo možné velmi jednoduše vložit do formy bez potřeby další péče. Žádné pravidelné dotahování, žádné speciální postupy uvádění do provozu. Prostě vložit a vstřikovat.
Jednoduchá zástavba, efektivní odchlazení, zkrácené cykly, nezávislé řízení vtoků a hlavně velmi široké použití i v oblasti technických plastů, a to dokonce i pro plasty se skelnými vlákny nebo minerálními plnivy.
Text vznikl s využitím knihy Návrh a řešení vtokových soustav.
Návrh a řešení vtokových soustav
Knihu Johna Beaumonta, která je nedílnou součástí knihovničky každého technika, můžete zakoupit na stránkách www.jansvoboda.cz.