injectii mase plastice daaaa

41
C2 Curs FPMPC 1 Prelucrarea prin injectie

Upload: cotizooooo

Post on 14-May-2017

429 views

Category:

Documents


26 download

TRANSCRIPT

Page 1: Injectii Mase Plastice Daaaa

C2 Curs FPMPC 1

Prelucrarea prin injectie

Page 2: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 2C2

1. Principiul injectării� Prelucrarea prin injecţie este cel mai larg procedeu industrial de obţinere

a articolelor din materiale plastice.� Aplicaţii: produsele variază de la piese mari, cum sunt cele folosite în

industria automobilelor (spoilere, borduri de interior), la obiecte mult mai mici, ca de exemplu componente electromecanice (comutatoare electrice sau întrerupătoare).

� Avantaje:� Capacitatea de a obţine forme complexe cu o productivitate ridicată. � Pret de cost scazut

� Definitie: Prelucrarea prin injecţie reprezintă procesul tehnologic prin care materialul plastic, adus în stare de curgere prin acţiunea căldurii, este introdus, sub presiune, în cavitatea unei matriţe (cuib) unde are loc răcirea şi solidificarea lui. Odată cu încetarea forţei, materialul răcit păstrează forma cavităţii interioare a matriţei în care a fost injectat şi din care, după un anumit timp poate fi îndepărtat.

Page 3: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 3C2

� Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinde următoarele etape:� alimentarea cu material (dozarea);� încălzirea şi topirea materialului în cilindrul maşinii;� închiderea matriţei;� introducerea materialului topit sub presiune în matriţă;� solidificarea şi răcirea materialului din matriţă;� deschiderea matriţei;� eliminarea piesei injectate din matriţă.

� Principalii parametrii tehnologici care influenţează calitatea unui produs finit obţinut prin injecţie sunt:� -presiunea pistonului în cilindru;� -temperatura materialului injectat, temperatura matriţei;� -durata unui ciclu de injecţie.

Page 4: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 4C2

Plastifierea

Page 5: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 5C2

Umplerea matritei

Page 6: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 6C2

Compactizarea

Page 7: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 7C2

Racirea si demularea

Page 8: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 8C2

1 -platoul mobil; 2-matriţă; 3-platou fix;4-duza; 5-cilindru;6-corp de încălzire;

7-melc; 8-pâlnie de alimentare; 9-sistem de antrenare în

mişcarae de rotaţie;10-sistem de acţionare în

mişcarea de translaţie;

A-piesa injectatăa- injectarea materialului în

matriţă; b- răcirea şi solidificarea

topiturii;c- deschiderea matriţei şi

aruncarea reperului din matriţă

Page 9: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 9C2

Temperatura� Topirea materialului termoplastic

se face prin transmiterea căldurii de la peretele cilindrului la material sau prin transformarea energiei mecanice în energie termică prin fricţiune.

� Temperatura matriţei este hotărîtoare pentru calitatea produselor injectate. Dinamica temperaturii materialului termoplastic de-a lungul cilindrului şi a matriţei, este reprezentată grafic în figura

� În interiorul cilindrului, la timpul t1 are loc încălzirea la temperatura Tc şi plastifierea. Topitura curge în cilindrul şi duza maşinii şi se încălzeşte pînă la temperatura Ts. După umplerea matriţei, temperatura materialului din matriţă scade mult datorită transferului termic prin pereţi.

t0-temperatura polimerului la intrarea în cilindru; t1- temperatura de topire a polimerului; t2-temperatura de injecţie; t3-temperatura în matriţă; l1-l5- coordonate pe lungimea maşinii

Page 10: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 10C2

Presiunea� Pe parcursul procesului se dezvoltă o serie de forţe care exercită

presiuni importante asupra materialului termoplastic. � pi- presiune interioară; pe- presiune exterioară; ph- presiune

hidraulică.

�1-matriţă;2-cilindru;3-melc;4-cilindru hidraulic;

Page 11: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 11C2

� -umplerea matriţei, în momentul umplerii, creşte la valorea pi; (porţiunea de curbă 1-2);

� -compactizarea -se aplică o presiune ulterioară, (porţiunea de curbă 2-3), după care presiunea va scădea până la valorea presiunii de sigilare ps (porţiunea de curbă 3-4);

� -răcirea şi evacuarea obiectului din matriţă scădere mai lentă a presiunii (porţiunea de curbă 4-5);

Page 12: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 12C2

Clasificarea maşinilor de injectat� a)După sistemul de acţionare , maşinile se pot clasifica în:� -manuale, acestea pot produce obiecte cu o greutate de 5-15 g;� -pneumatice, care de obicei au partea de închidere a matriţei acţionată

manual, iar pistonul de injecţie e acţionat pneumatic;� -electromecanice, care pot produce piese în greutate de 2000g;� -electrohidraulice, care în prezent sunt cele mai răspîndite şi pot produce

obiecte cu greutatea între 20 g şi 20 kg;� -mecanohigraulice, care folosesc acţionarea mecanică pentru închiderea

matriţei şi acţionarea hidraulică pentru injectarea materialului plastic.� b)După direcţia de lucru, maşinile pot fi:� -maşini orizontale, la care axa agregatului şi direcţia închiderii matriţei sunt

orizontale (fig. a);� -maşini verticale, la care închiderea matriţei şi injectarea materialului se face

vertical; prezintă avantajul că ocupă o suprafaţă utilă mai mică (fig.b);� -maşini cu unitatea de închidere orizontală şi unitatea de injectare verticală

(fig.c);� -maşini cu unitatea de închidere verticală şi unitatea de injectare orizontală

(fig.d);� -maşini cu unitatea de închidere orizontală şi unitatea de injectare orizontală

(fig.e).

Page 13: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 13C2

� -presiunea exterioară pe reprezintă presiunea exercitată de piston asupra cilindrului maşinii de injectat. Prin intermediul materialului presiunea exterioară se transmite în interiorul matriţei.

� -presiunea interioară pi reprezintă presiunea din interiorul matriţei. Presiunea interioră este mai mică decât presiunea exterioră datorită faptului că o parte se pierde la trecerea materialului prin duzamaşinii, duza matriţei, canalele de alimentare.

� -presiunea ulterioră pu, sau presiunea de compactizare, reprezintă presiunea exercitată de melc asupra materialului din cavitatea matriţei, după umplerea matriţei cu material. Această presiune compensează contracţia rezultată în urma răcirii materialului topit.

� -presiunea în punctul de sigilare ps este corespunzătoare momentului solidificării materialului în digul de la intrarea în cuibul matriţei, sigilându-se astfel materialul în matriţă;

� -presiunea interioară remanentă pr, reprezintă presiunea din piesa injectată, în momentul deschiderii matriţei.

Page 14: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 14C2

� a-maşini orizontale, b-maşini verticale, c-maşini cu unitatea de închidere orizontală şi unitatea de injectare verticală; d-maşini cu unitatea de închidere verticală şi unitatea de injectare orizontală; e-maşini cu unitatea de închidere orizontală şi unitatea de injectare orizontală

Page 15: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 15C2

� c)După tipul agregatului de topire şi de injectare, maşinile pot fi:� -maşini cu piston şi cu cilindru de încălzire, cu sau fără torpilă (a);� -maşini cu piston-melc, având unul sau doi melci (b);� -maşini cu piston şi dispozitiv auxiliar de preplastifiere (c).1-duza maşinii; 2-cilindru; 3-piston; 4-melc; 5-supapă; 6-melc

extruder; 7-cilindru extruder.

Page 16: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 16C2

Matriţe de injectatClasificare � După numărul de cuiburi:

� - matriţe cu un singur cuib;� - matriţe cu două cuiburi;� - matriţe cu mai multe cuiburi.

� După sistemul de injectare:� - cu injectare directă prin culee;� - cu injectare punctiformă;� - cu injectare cu canale de distribuţie;� - cu injectare peliculară sau film;� - cu injectare tip umbrelă;� - cu injectare inelară;� - cu injectare cu canal tunel;� - cu injectare cu canale izolate;� - cu injectare cu canale încălzite.

Page 17: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 17C2

� După modalitatea de acţionare a sistemului de aruncare:� - cu aruncare mecanică;� - cu aruncare pneumatică;� - cu aruncare hidraulică.

� După numărul planelor de separaţie:� - cu un singur plan de separaţie;� - cu două plane de separaţie;� - cu mai multe plane de separaţie.

� După modalitatea constructivă de realizare a matriţei în funcţie de forma piesei:� - simple;� - cu bacuri;� - cu deşurubare;� - cu mai multe planuri de separaţie.

Page 18: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 18C2

Page 19: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 19C2

� Matriţă de injectat cu două cuiburi 1-tija de aruncare; 2-bucşa de conducere; 3-şurub; 4-placă de prindere; 5-placă aruncătoare; 6-placă postaruncătoare; 7-şurub; 8-placă distanţier; 9-placă suport; 10,11-placă de formare; 12-bucşă de ghidare; 13-placă de prindere; 14-coloană de ghidare; 15-,16-pastilă; 17-poanson; 18-duza de injectare; 19-inel de centrare; 20-bucşă centrală; 21-ştift; 22-ştift tampon ;23-şurub; 24-ştift readucător; 25-aruncător central; 26-aruncător; 27-şurub; 28-inel de centrare.

Page 20: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 20C2

Designul pieselor din materiale plastice

Înlocuirea pieselor metalice cu piese din materiale plastice conduce la:� -reducerea costului pieselor prin diminuarea masei materialelor,

precum şi a operaţiunilor de prelucrare şi montare;� -reducerea masei finite a produsului (diferenţa de masă volumică)

datorită densităţii mult diminuate a materialelor plastice;� -reducerea rebuturilor, a deşeurilor şi a operaţiilor de control;� -creşterea duratei de serviciu a mecanismului (piesele din materiale

plastice nu se oxidează);� -creşterea atracţiei comerciale a produsului realizat prin diminuarea

masei, preţului şi prin ameliorarea esteticii lui;� -creşterea siguranţei în exploatare (materialele plastice au proprietăţi de

izolare termică şi electrică);

Page 21: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 21C2

Metodologia designuluiDefinirea formei pieselor din materiale plastice se realizează având în vedere

următoarele aspecte:� funcţia pe care piesa trebuie să o îndeplinească în produs;� seria de fabricaţie;� tipul materialului (termoplast, termoreactiv sau compozit);� procedeul de fabricaţie necesar pentru prelucrare (injecţie, presare,

termoformare, extrudare);Proiectarea unei piese trebuie realizată având în vedere în permanenţă următoarele

cerinţe:� piesa să îndeplinească cerinţele funcţionale şi geometrice impuse de proiectant;� piesa să aibă o greutate minimă fără a se face rabat însă de la cerinţele

funcţionale;� tehnologia de realizare a piesei să fie cea mai simplă iar sculele necesare să se

poată realiza uşor şi ieftin;� montarea şi demontarea piesei într-un ansamblu să necesite un minim de

operaţii;� piesa să aibă rezistenţă mecanică cât mai mare posibil;

Page 22: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 22C2

1.Proiectarea suprafetelor plane

Recomandări:•Se recomanda o grosime minima, fara a face rabat de la rezistenta mecanica a piesei•Trecerea de la o grosime la alta trebuie să se realizeze astfel încât să se evite schimbările bruşte de secţiune deoarece supraînălţările sunt generatoare de bule şi retasuri.

Page 23: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 23C2

� Pentru piese la care sunt necesari şi pereţi mai groşi, se recomandă realizarea unor intrânduri sau bosaje pentru uniformizarea grosimii;

� Pentru creşterea rigidităţii se recomandă amplasarea pe pereţi a unor nervuri sau bosaje

Page 24: Injectii Mase Plastice Daaaa

•Solutii pentru portiunea de flansa

Curs FPMPC 24C2

Page 25: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 25C2

•Solutii pentru manere pe pereti subtiri

Page 26: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 26C2

•Realizarea planeitatii suprafeţelor

a.Containerele paralelipipedice -au tendinta de a se deforma (atat baza cat si peretii) dupa racire si scoaterea din matrita . Pentru evitarea acestui defect se recomanda amplasarea unor nervuri.

Page 27: Injectii Mase Plastice Daaaa

� Daca nervurarea nu este posibila, atunci se recomanda realizareaunor pereti cu sectiune variabila prin:

� a. ingrosarea fundului piesei (recomandata in special pentru polietilena)

� b. subtierea peretilor (recomandata in special pentru polipropilena)

Curs FPMPC 27C2

a. b.

Page 28: Injectii Mase Plastice Daaaa

b. Baza pieselor cave cilindrice-se proiecteaza in asa fel incat dupa racire sa rezulte la forma dorita

Curs FPMPC 28C2

In matrita Dupa racire si scoatere din matrita

Page 29: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 29C2

c. Corectarea discurilor- cand injectarea se realizeaza direct in centrul discului apare o deformatie care se corecteaza prin modificarea grosimii cu pana la 25% in zona centrala

corectare

Page 30: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 30C2

2.Realizarea nervurilor

� Dimensiunile nervurilor (latimea si inaltimea)- pentru o rigiditate corespunzatoare se recomanda:

Se recomandă amplasarea nervurilor după direcţii paralele cu dimensiunea minimă a piesei

H≥5E’

Page 31: Injectii Mase Plastice Daaaa

Se recomanda� E’=1,3E, pentru o buna rezistenta la incovoiere� E’=E, pentru deformatii uniforme ale piesei� E’<E, pentru produse flexibile. In acest caz

dimensiunile nervurilor depind si de materialul plastic din care este confectionata piesa

Curs FPMPC 31C2

Page 32: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 32C2

Amplasarea nervurilor

Puncte calde Diminuare puncte calde

Eliminsare puncte calde

Page 33: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 33C2

3.Realizarea bosajelor

� Modificarea formei pieselor prin amplasarea bosajelor permite suprimarea bulelor şi a retasurilor care apar în piesă după prelucrare.

Păstrarea constantă a dimensiunilor pereţilor piesei este o condiţie esenţială pentru realizarea unor piese fără modificări ulterioare a formei şi dimensiunilor.

Solutii pentru proiectarea bosajelor

bule

retasuri

Page 34: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 34C2

Dimensiunile recomandate pentru peretii bosajelor

� E<3,2 e=0,6E� E>3,2 e=0,4E

d

H

d≤H

Page 35: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 35C2

d

D

EH

R

e � D=2d� e=0,6E� H=2,5d� R=0,8÷1,5

Page 36: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 36C2

4.Raze de racordare� Utilizarea unor raze prea mici sau

chiar proiectarea pieselor fără racordare la trecerea de la o secţiune la alta conduce la apariţia unor retasuri sau goluri în piesă.

� Utilizarea unor raze de racordare interioare şi exterioare, contribuie la reducerea concentratorilor de tensiune în piesă şi realizarea în acest fel a calităţii dorite a produsului

2

ER1,5 <<

Raza minimă: R= 1,5 mm

Alegerea razelor (a raportului dintre rază şi grosimea peretelui), se poate realiza şi în funcţie de contracţia materialului, conform diagramei din figura

Page 37: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 37C2

5.Inclinarea peretilor

Material ÎnclinaţiePolistiren 1%ABS 0,5%PE 0,5%PP 0,3%POM 0,5%SPETP 1%

In scopul scoaterii usoare a piesei din matrita este necesara inclinarea peretilor piesei

Page 38: Injectii Mase Plastice Daaaa

� Valoarea inclinatiei se poate alege tinand cont si de inaltimea piesei din graficul din figura

Curs FPMPC 38C2

Page 39: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 39C2

6. Realizarea orificiilorValori pentru orificii amplasate

paralel cu direcţia de curgere:� canal închis: L≤5D� canal deschis: L≤15DValori pentru orificii amplasate

perpendicular faţă de direcţia de curgere

� orificii închise:� L=2D pentru D<4,75mm � L=3D pentru D>4,75mm-

� orificii deschise:� L=4D pentru D<4,5 � L=6D pentru D>4,5

Page 40: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 40C2

7.Realizarea orificiilor laterale

Page 41: Injectii Mase Plastice Daaaa

Curs FPMPC 41C2

8.Realizarea profilelor transversale