Capitolul 4. Funcţionarea matriţelor pentru injectarea materialelor plastice

126

CAPITOLUL 4

FUNCŢIONAREA MATRIŢELOR PENTRU INJECTAREA MATERIALELOR PLASTICE

4.1. Generalităţi O dată cu dezvoltarea şi diversificarea continuă a producţiei bunurilor de consum din materiale plastice, industria producătoare de materiale plastice a fost confruntată cu probleme noi în ceea ce priveşte creşterea productivităţii muncii şi ridicarea nivelului calitativ al producţiei. O parte importantă a acestei probleme o constituie proiectarea şi construcţia corectă a matriţelor de injectat, factor hotărâtor în obţinerea unor piese din materiale plastice de calitate corespunzătoare. Varietatea deosebit de mare a produselor injectate din materiale plastice a condus la elaborarea unor soluţii constructive şi tehnologice specifice atât în domeniul proiectării cât şi în cel al execuţiei matriţelor de injectat. Acestea sunt, în general, scule foarte scumpe şi pretenţioase care necesită, pentru confecţionare, oţeluri speciale, prelucrări cu maşini-unelte de precizie, ajustări foarte fine, cu consum mare de manoperă şi în cele mai numeroase cazuri, forţă de muncă de înaltă calificare. 4.2. Construcţie şi funcţionare Matriţele pentru injectat materiale plastice sunt constituite, în principiu, din două părţi principale: semimatriţa care vine în contact cu duza şi semimatriţa care conţine sistemul de eliminare a produsului finit. Cele două semimatriţe sunt fixate pe platourile de prindere ale maşinii de injectat, fie direct, prin şuruburi de fixare care pătrund în alezajele filetate ale plăcilor de prindere ale matriţei, fie prin intermediul unor bride de fixare. Planul în care se deschid semimatriţele se numeşte plan de separaţie [49], [59], [162], [167].

Matriţele de injectat materiale plastice pot lucra pe maşini orizontale (cazul cel mai frecvent), verticale sau pe maşini cu unitate de injectare rabatabilă la 90°. În principal, se deosebesc trei tipuri de matriţe de injectat (figura 4.1, a, b şi c) şi anume: - matriţe de injectat cu orificiu de umplere a cavităţii, perpendicular pe planul de separaţie (fig. 4.1, a);

a. b. c.

I

I

1 2

Fig. 4.1. Tipuri de matriţe de injectat:

a - cu injectare printr-un orificiu perpendicular pe planul de separaţie; b - cu injectare în planul de separaţie; c - cu injectare specială (bicomponentă);

1 - matriţă de injectare; 2 - capul de injectare al maşinii.

Injectarea materialelor plastice

127

- matriţe de injectat cu orificiul de umplere a cavităţii în planul de separaţie (fig. 4.1, b). - matriţe de injectat cu injectare bicomponentă (fig. 4.1, c). Majoritatea matriţelor lucrează folosind injectarea materialului plastic topit printr-un orificiu perpendicular pe planul de separaţie, acest tip de matriţă putând fi montată atât pe maşini de injectat orizontale cât şi pe cele verticale. Injectarea în planul de separaţie se foloseşte mai rar, de regulă numai pentru piese plane mici, aceste matriţe putând lucra numai pe maşini de injectat verticale sau pe cele cu unitatea de injectare rabatabilă. În figura 4.2 este prezentată o matriţă de injectat cu două cuiburi, care cuprinde majoritatea elementelor componente întâlnite în construcţia matriţelor de injectat. Este utilizată pentru injectarea unei game largi de produse, cu condiţia ca acestea să fie prevăzute cu conicităţi corespunzătoare. Funcţionarea matriţei se bazează pe deschiderea pachetului de plăci ce o alcătuiesc, în două plane de separaţie. După injectare, matriţa se deschide mai întâi în planul de separaţie (I-I). În timpul acestei faze, produsul este extras din locaşul de formare (1). Concomitent, elementul de reţinere (3) extrage culeea din duza (11). Desprinderea produsului de pe miezul (2) are loc în timpul deschiderii în planul de separaţie (II-II) şi este efectuată de placa extractoare (10), în urma tamponării tijei centrale (6) în opritorul maşinii de injectat. Legătura între tija centrală (6) şi placa extractoare (10) se face prin intermediul discurilor (4) şi (5) şi a tijelor intermediare (7). Miezul (2) este fixat între plăcile (8) şi (9). Deschiderea matriţei în planul de separaţie (II-II) poate fi reglată prin modificarea poziţiei şurubului tampon de la opritorul maşinii de injectat.

11 10 9 8 7 6

1 2 3 4 5

Fig. 4.2. Matriţă pentru injectat ″Piesă tronconică″

Capitolul 4. Funcţionarea matriţelor pentru injectarea materialelor plastice

128

Soluţiile constructive adoptate pentru o matriţă de injectat, chiar şi dintre cele mai simple, pot fi diferite de exemplul dat. Astfel, în special în cazul matriţelor cu un singur cuib, poansoanele de formare pot fi practicate direct în plăcile respective. În acest caz, placa portpoanson are denumirea de placă de formare. Readucerea sistemului de aruncare în poziţia iniţială poate fi de asemenea asigurată cu ajutorul unor ştifturi şi a unor arcuri elicoidale, iar centrarea poziţiei reciproce a diferitelor plăci ale matriţei de injectat se poate realiza cu ajutorul unor bucşe de centrare în loc de ştifturi de centrare. De asemenea, în cazul matriţelor mai complexe, în funcţie de sistemul de aruncare, sistemul de deschidere, sistemul de injectare etc., apar în plus o serie de alte elemente componente specifice soluţiilor constructive adoptate. Condiţiile de bază impuse pentru o matriţă de injectat utilizată la fabricarea pieselor din materiale plastice de calitate superioară, în condiţii economice optime, sunt următoarele: - să permită aplicarea unei tehnologii de injectare adecvată, cât mai simplă, care asigură realizarea pieselor injectate cu deşeuri minime şi într-o formă cât mai apropiată de forma finită a produselor, în aşa fel, încât să nu mai fie necesară executarea unor operaţii de prelucrare ulterioară; - să corespundă maşinii de injectat pentru care a fost concepută. Performanţele tehnlogice ale maşinii ca, de exemplu: capacitatea de injectare, suprafaţa frontală de injectare, forţa de închidere, viteza de lucru, presiunea de injectare, cursa platoului mobil de prindere etc., să fie utilizate cu randament maxim, iar masa materialului plastic injectat, într-un ciclu de lucru, să fie cât mai apropiată de capacitatea maşinii; - să fie astfel concepută şi executată încât să asigure productivitate ridicată fără reparaţii mari sau înlocuiri ale elementelor active; - să lucreze în ciclu automat, permiţând astfel operatorului deservirea concomitentă a mai multe maşini de injectat; - să poată fi executată cu costuri cât mai scăzute, fără ca prin aceasta să se prejudicieze calitatea produselor şi durata ei de utilizare fără reparaţii; - la conceperea şi executarea ei să se utilizeze cât mai multe elemente componente tipizate interschimbabile în vederea reducerii timpului şi cheltuielilor de execuţie. 4.3. Clasificarea matriţelor de injectat materiale plastice Având în vedere varietatea foarte mare a formei pieselor injectate din materiale plastice, matriţele de injectat se pot clasifica după mai multe criterii şi anume: După numărul de cuiburi, matriţele pot fi: - matriţe cu un singur cuib; - matriţe cu două cuiburi; - matriţe cu mai multe cuiburi (3, 4, 5 etc.); După sistemul de injectare, matriţele se clasifică astfel: - cu injectare directă prin culee; - cu injectare punctiformă; - cu injectare prin canale de distribuţie; - cu injectare peliculară sau film; - cu injectare tip umbrelă; - cu injectare inelară; - cu injectare prin canal tunel; - cu injectare prin canale izolate; - cu injectare prin canale încălzite; După numărul planelor de separaţie, matriţele se clasifică astfel: - cu un singur plan de separaţie; - cu două plane de separaţie;

Injectarea materialelor plastice

129

- cu mai multe plane de separaţie; După modalitatea de acţionare a sistemului de aruncare, matriţele pot fi: - cu aruncare mecanică; - cu aruncare pneumatică; - cu aruncare hidraulică; După modalitatea constructivă de realizare a matriţei în funcţie de forma piesei, matriţele sunt: - simple; - cu bacuri; - cu deşurubare; - cu mai multe plane de separaţie. Există şi alte criterii de clasificare a matriţelor de injectat, însă de mai mică importanţă (forma piesei injectate, tipul de aruncătoare, sistemul de încălzire etc.).