Tim Curs Capitolul 8-Prof Univ Opran C-1oct13

8/10/2019 Tim Curs Capitolul 8-Prof Univ Opran C-1oct13

1/16

TEHNOLIGII INJECIE N MATRICapitolul VIII. Tehnologii speciale de injecie n matri

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETIFacultatea Ingineria i Managementul Sistemelor TehnologiceCatedra Tehnologia Construciilor de MainiSplaiul Independentei - 313; Bucureti - 060042 - ROMANIA

Constantin OPRAN

Prof.univ.Dr.MSc.Ing. 1 oct.2011

1

Tehnologii speciale de injecie n matri

Injecia n Maticu Caviti Retrase; Presarea n Matricu Caviti Retrase

n ultimii ani au aprut noi tehnologii care permit obinerea de produsepolimerice stratificate cu folii, strat de protecie sau esturii, direct n interiorulmatriei n timpul formrii unui astfel produs. n general, acest proces se numetestratificare n matri.

n industria de automobile se folosesc pe scar tot mai larg produsestratificate obinute prin injecie n matri, n special, pentru noile modele demaini. Injecia n Mati cu Caviti Retrase i Presarea n Matri cu CavitiRetrase sunt procedeele folosite ndeosebi pentru obinerea pieselor din interiorul

mainilor. Injecia n Mati cu Caviti Retrase i Presarea n Matri cu CavitiRetrase au fost dezvoltate pentru a elimina operaiile suplimentare de manipulare,asamblare i mbinare a dousau mai multe produse realizate prin alte procedee.

De exemplu, un panou complet de la ua unui automobil, poate fi realizat nntregime ntr-o singurmatride injecie, (figura 1).

Zona 2Zona 3 Zona 1

Figura 1. Panoul interior al uii automobilului


2/16



Constantin OPRAN


2

Pentru a mbuntii aspectul exterior i pentru a fi plcut la atingere, zona dinmijloc (3) este modelat i capitonat ntr-o mati corespunztor aleas. Partea desus (1) i de jos (2) au suprafeele texturate i sunt realizate din materiale de

polimerice obinuite. n prima etapa procedeului de injecie, cptueala pentru zona

din mijloc este mai nti decupat i preformat i apoi aezat n matri. Ctevacaracteristicii speciale ale acestui procedeu, sunt reprezentate de manipulareacptuelii, amplasarea pe locul corespunztor i etanarea (sigilarea) muchiiloradiacente cu zonele 1 i 2 pe parcursul procesului iniial de injecie.

n cea dea doua etapa procesului, canalele de injecie din zona 3 sunt nchisei n zonele 1 i 2 se injecteaz acelai material ca cel injectat n zona 3, astfel nct,liniile de sudurrezultate n zona 3 sunt formate ca i cnd ntr-un proces de injeciear fi realizate doucomponente identice.

n figura 2 se prezintmodul de amplasare a sistemului Softline cu jetul deaer cald necesar al pentru realizarea panoului de la ua unui automobil.

Figura 2. Sistemul Softline pentru jetul de aer cald


3/16



Constantin OPRAN


3

Diuzele sistemului controlate individual, sunt nchise i deschise pneumatic nfuncie de mrimea, de forma pieselor i de zonele care sunt formate. Liniile dembinare obinute ntre cele dou zone sunt compacte i fr bavuri, iar lipireacptuelii este perfect realizat, fra exista pericolul de a se exfolia la margini.

Cercetrile experimentare realizate ntr-o strnscolaborare cu liderii europeniai constructorilor de automobile au evideniat faptul c utilizarea unor diuzespeciale, lungi i subiri, care au fost integrate n proiectarea matriei utilizate pentruobinerea unor produse stratificate au avut rezultatele foarte bune. Aceste diuze suntspecial proiectate pentru Injecia n Maticu Caviti Retrase i Presarea n Matricu Caviti Retrase, proiectarea integrat a diuzelor fiind foarte important. Pentru

producia n flux continuu, este esenial ca aceste diuze cu jet de aer cald saibunsistem de control al temperaturi suplimentar de tipul HK1 sau HK2,(figura 3).

Figura 3. Sistem de diuze speciale


4/16



Constantin OPRAN


4

Noi aplicaii ale procedeelor de Injecie n Mati cu Caviti Retrase i

Presare n Matri cu Caviti Retrase au dezvoltate de industria de automobiledatoritavantajelor pe care le oferobinerea produselor prin injecie n matri. S-a

constatat c este mult mai economic realizarea produselor din material polimericacoperite cu stofsau folii subiri, dect dacprodusul ar fi acoperit cu straturi devopsea. Astfel de folii sau esturi pot imita lemnul ca n figura 4, sau pot aveaculoarea asemntoare cu restul automobilului. Produsul din figura 4 este obinut cuajutorul unui sistem de duze Softline controlat individual.

Figura 4. Produs stratificat

Se anticipeaz c n viitorul apropiat caroseria interioar va fi fcut dinmateriale polimerice printr-o tehnologie care permite stratificarea n matri cu

peliculele superficiale, ceea ce va facilita schimbarea rapid a culorilor impuse deproiectani.

n timpul procesului de Injecie n Mati cu Caviti Retrase, matria este

perfect nchis. nainte de nchidere, foliile sau estura sunt aezate n cavitate nmatria mobil, manual sau cu ajutorul unei uniti de manipulare. Procesul deumplere a caviti cu material se realizeazla presiune joasiar sistemul integrat denclzire, este permanent monitorizat. Materialul topit care se injecteaz trebuie sfie uniformizat n volum i temperatur, pentru a prevenii decolorarea, formarea decute i alte posibile defecte. n figura 5, este prezentat schema de principiu a

procedeului de Injecie n Maticu Caviti Retrase.


5/16



Constantin OPRAN


5

Figura 5. Injecie n Maticu Caviti Retrase

n cazul procedeului de injecie prin Presarea n Matricu Caviti Retrasese disting doufaze.n prima faz, materialului polimeric topit se injecteaz n matria inferioar,

deschis cu ajutorul unei maini de injecie speciale care are n dotare o diuzmobil, (figura 6).

Figura 6. Faza I - Presarea n Matricu Caviti Retrase

Materialele care urmeaz a fi stratificate (folii sau esturi) sunt fixate nmatria superioar.

n cea dea doua faz, materialul polimeric injectat este comprimat, matriafiind parial nchis, deschiderea matriei fiind de obicei de civa milimetrii. Cu unasau mai multe diuze verticale cu diametrul mai mare se continu injectarea


6/16



Constantin OPRAN


6

materialului polimeric, pentru umplerea completa cavitii, concomitent realizndu-se i nchiderea matriei (figura 7).

Figura 7. Faza I - Presarea n Matricu Caviti Retrase

Prin acest procedeu pot fi obinute piese cu forme complexe, iar pentru pieselecu grosimi mai mari este necesar un sistemul de nclzire, atunci cnd se impunereducerea timpului unui ciclu de injecie. Injecia n Mati cu Caviti Retrase serecomandpentru piesele de dimensiuni mici i medii injectate n mai multe cuiburi.

INJECIA CU MATRIE ALUNECTOARE

Procedeu de Injecie cu MatriAlunectoare (IMA)a fost dezvoltat pentru arezolva problemele care apar la obinerea pieselor cave (cu guri) prin alte

procedee, cum ar fi suflarea, injectarea cu miez fuzibil, injectarea la presiune joas.Injecia cu matrialunectoare prezinturmtoarele avantaje:

permite creterea rezistenei pieselor cave cu ajutorul nervurilor i bosajelorinterioare;

precizie ridicata pieselor obinute; costul sczut al pieselor;pot fi obinute piese care, practic, sunt imposibil de obinut prin alte procedee;probabilitatea de apariie a defectelor este redusconsiderabil;pot fi obinute piese cu forme complexe; variaia grosimi pereilor poate fi controlabil.


7/16


8/16



Constantin OPRAN


8

a. b. c.

Figura 2. Prima etapa procedeului IMA

n cea de-a doua etap a procesului de injecie, numit injectarecircumferenial, este injectat material care are rolul de a mbina cele dou pricomponente ale piesei, obinute n prima etapa procesului de injecie (figura 3.).

Figura 3. A doua etapa procedeului IMA

La un ciclu de injecie este obinut doar o singur pies cav. Timpul unuiciclu de injecie poate fi de 1,3 - 1,5 mai mare dect la injecia obinuit, dar prinacest procedeu costurile cu alte operaii suplimentare sunt eliminate. n figura 4 sunt

prezentate cteva tipuri de piese cave obinute prin IMA.


9/16



Constantin OPRAN


9

Seciunea A-A

Partea superioar

Nervuri

Partea inferioar

Figura 4. Piese cave obinute prin IMA

Procedeul IMA impune modificri ale matriei i mainii de injecie. Matrieletrebuie saibdoucuiburi, pentru a permite obinerea celor doupri componenteale pieselor. O atenie deosebit trebuie acordat proiectrii matrielor datoritfaptului ca cele dou pri ale pieselor injectate nu sunt scoase din cuib dupprima

etapa procesului de injectare urmnd ca apoi sfie aduse n contact perfect una cucealalt.

De asemenea, mainile de injecie trebuie sfie echipate cu sisteme controlatepentru a permite lunecarea cu precizie a matriei n poziii riguros controlate.

Pentru obinerea pieselor prin acest procedeu se pot folosi materialepolimerice, inclusiv materiale polimerice spongioase. Cele dou pri componenteale piesei pot fi realizate din acelai material sau materiale diferite iar pentrumbinarea lor se pot folosi fie acelai material sau materiale diferite.


10/16



Constantin OPRAN


10

Injectare rotaional(Rotomulare)

Descrierea procedeului de injectare rotaional

Pentru obinerea produselor prin procedeul de injectare rotaionalse foloseteca materie prim, material polimeric sub form de pudr (material purvulent). ncazul n care materialul polimeric nu este sub formde pudr, granulele se mcinfolosind o instalaie care este prezentatn figura 1 (moar).

Figura 1. Instalaie pentru mcinat granule din material polimeric

Folosind site cu orificii de dimensiuni diferite, se pot obine granulaii diferiteale materialelor polimerice, dimensiunile considerate satisfctoare fiind de 500 demicroni. Materia prim sub form de pudr este apoi transportat cu ajutorul uneiinstalaii, prezentate n figura 2, la maina de injecie rotativ(figura 3).


11/16



Constantin OPRAN


11

Figura 2. Instalaie de alimentare

Figura 3. Maina de injecie rotativ

Maina de injecie rotativpoate fi proiectatn diferite forme dar, n general,n funcie de volumul de protecie, poate fi adoptato maintip Carusel. Acest tipde main, are de obicei un cuptor, o camer de rcire principal, un panou decomand n partea frontala mainii. Mainile de injecie utilizate pentru procedeul


12/16



Constantin OPRAN


12

de injectare rotaionalau, de asemenea, un stand secundar ntre cuptor i camera dercire numit zonde ateptare, aceasta oferind flexibilitate totalpentru procedeude injecie la care diferite piese sunt produse simultan.

Se folosete un dispozitiv amplasat n centrul Caruselului (inima mainii)

care are 3 sau mai multe brae, fiecare brava fi capabil salimenteze una sau maimulte matrie.Matriele sunt n general fcute din oel cu un coninut sczut de carbon (oel

moale) sau aluminiu turnat. Fiecare matriva fi dotatcu crlig cu eliberare rapid,pentru extragerea uoar a pieselor. nainte de injectarea materialului, pe suprafaainterioar a cavitii matriei trebuie ntotdeauna aplicat un de agent de demulare

pentru a prevenii a aderarea produselor injectate pe suprafaa matriei. Dacmatriele au fost montate pe maini i agentul de demulare a fost aplicat n modcorect, operaia de injecie poate snceap.

Fazele unui ciclu de injecie pentru o maincu 4 brae i 5 staiiA. Dup o evaluare preliminar a pudrei de material polimeri, aceasta este

manual ncrcat n matria din primul bra, i la comanda operatorului prinapsarea butonului de start , braul cu matria va fi automat mutat n cuptor.Braul 1, cu matria ncrcatse afln cuptor, iar braul 2 se afl la standulde alimentare.

De ndatce braul intrn cuptor, acesta ncepe sse roteasccu vitezsczut.Datorit rotirii n jurul unei axe i cu aportul cldurii materialul va fi uniformdistribuit pe suprafaa interioar a matriei. nclzirea va fi asigurat prinrecircularea unui jet de aer cald.


13/16



Constantin OPRAN


13

B. Dupce termostatul cuptorului comandoprirea, ua cuptorului de deschidei braul 1 va fi indexat automat n staia de pre-rcire, braul 1 continundu-i micarea de rotaie. Produsul din material polimeric nu este nc completsolidificat.

C. Atunci cnd braul 2 este complet alimentat, ua frontal a cuptorului sedeschide iar dup indexarea n cuptor a braului 2 ciclu de injectare ncepe.

Braul 3 este indexat la staia de alimentare.


14/16



Constantin OPRAN


14

D. Dupce timpul presetat pentru rcirea produsului a expirat, braul 4 din staiade rcire, se deplaseaz la urmtoarea staie pentru evacuarea piesei dincavitate. Rcirea se realizeazcu aer, aer i apsau numai ap.

E. Braul 1 va fi apoi indexat n camera de rcire pentru solidificarea completaprodusului din material polimeric. n staia de evacuare a piese din matri,operatorul comanddeschiderea matriei, piesa este eliminatdin braul 4, i

ciclu de injecie poate fi reluat.


15/16


16/16



Constantin OPRAN


16

Produse obinute prin injecie rotaionalRecipiente pentru lichide, realizate n principal din polietilen, pot avea

dimensiuni care sunt restricionate numai de dimensiunile disponibile ale mainii deinjecie. Cel mai mare recipient injectat prin acest procedeu a fost produs n SUA, i

a avut un volum de 40 000 galloni (1 gallon SUA = 3,785 litri ). Dimensiunilerecomandate pentru produsele obinute prin acest procedeu sunt cuprinse ntre 2 15, 000 litri. Aceste recipiente sunt folosite pentru a depozita ap, acizi, ulei,substane chimice folosite n agricultur, etc.

Ali recipieni sunt proiectai i realizai pentru a se integra unor aplicaiispecifice cum ar fi:- instalaii de pompare pentru apa tratat;- instalaii pentru pulverizarea culturilor;- instalaii de dozare;

-

instalaii de evacuare a apei.Produse cave de dimensiuni i cu forme diferite folosite n aplicaii industriaalimentar, industria textil, industria petelui, n construcii pentru mortar, ghivece

pentru flori, etc. Pot fi obinute produse cu un singur perete sau cu perei dublii, carepot fi umplui cu spumpentru izolare intenionat. Ele pot avea capace rabatabile,capace cu nchidere prim form, sau capace detaabile. De asemenea, ele pot fi

proiectate astfel nct, asamblarea capacului sse realizeze manualsau automat.Produse pentru automobile. Exist o gam larg de repere folosite n

industria de automobile care sunt sau care pot fi obinute prin injecie rotaional,cum ar fi:- produse realizate din polietilen: rezervor pentru combustibil; sticle pentru ap,

ventilator pentru vehicule, arip de automobil, conducte de ventilaie, tu deaspiraie a aerului, carcas pentru roata de rezerv, bar de protecie, rezervor

pentru motociclete, carcasa motocicletei;- produse din NYLON: hus pentru cotier, huse pentru tetier, huse flexibile,- produse din PVC: recipieni utilizai n aplicaii la diferite temperaturi.

Paletele pentru elicepot avea dimensiuni i forme diferite, pot fi umplute cuspume sau nu, pot avea suprafee netede, acestea fiind n special folosite n industriaalimentarfiind mai uor de curat dect cele care prezintstriaii.

Produse pentru industria maritim: brci cu forme i dimensiuni diferite,colaci de salvare, brci de salvare, geamandurde legare / de rad, etc.

Produse pentru semnalizare utilizate pe drumurile publice: conuri desemnalizare, balize direcionale, bariere etc.

Containere sau cutii folosite pentru transportul echipamentului militar,sanitar, pentru transportul produselor fragile, etc.

Jucrii:mingi de fotbal, mingi pentru crichet, golf, hochei, pri componentepentru ppui.

Tim Curs Capitolul 8-Prof Univ Opran C-1oct13

Documents

Transcript of Tim Curs Capitolul 8-Prof Univ Opran C-1oct13