Info

Procesul de formare prin injectie consta ina ducerea amestecului pe baza de polimeri termoplastici in stare plastica, urmata de introducerea sa sub presiuyne ntr-o matrita relative rece inc are trece in stare solida.

In mod curent se prelucreaza materiale termoplastice cum ar fi polietilena, polipropilena, policlorura de vinil, poliamida, ABS, etc.
Prin acest procedeu de prelucrare se pot obtine in mod economic produse variate cu forme complexe si cu proprietatile dorite.

Productivitatea masinilor de injectie este ridicata, durata unui ciclu de injectie nu depaseste in general 1-2 minute, chiar 828c21i la piesele cu pereti grosi si greutate mare.
In acest proces tehnologic de fabricare se pot utiliza matrite cu un cuib sau cu mau multe cuiburi, ceea ce contribuie la marirea productivitatii masnii de injectie.

Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinzand mai multe operatii:
– alimentarea materialului
– incalzirea si topirea materialului in cilindrul masinii
– inchiderea matritei
– introducerea materialului topit in matrita sub presiune
– racirea si solidificarea materialului
– deschiderea matritei
– eliminarea piesei din matrita

Materia prima sub forma de granule se introduce in palnia de alimentare de unde cade in cilindrul de injectare.Materialul plastic ajuns in cilindru este transportat de un melc in timpul miscarii de rotatie spre capul de injectare.

In timpul miscarii de rotatie a transportorului granulele ajung in stare topita datorita frecarilor dar si a sistemelor de incalzire de pe peretii cilindrului.

Materialul topit este injectat sub presiune in matrita prin duza de injecatre.Dupa solidificarea materialului in matrita, matrita se deschide si un sistem de aruncare indeparteaza piesa obtinuta din matrita iar ciclul se poate relua.

Intregul proces de injecatre poate fi cuprins in urmatoarele trepte de proces:
– plastifierea
– umplerea matritei
– compactizarea
– racirea si demularea

Principalii factori care influenteaza procesul de formare a materialelor termoplastice sunt
– proprietatile chimice, fizice si tehnologice ale materialului termoplastic in conditii specifice procesului de injecatre
– regimul temperaturilor
– regimul presiunilor
– durata necesara formarii

Proprietatile chimice, fizice si tehnologice sunt determinante pentru desfasurarea procesului de injecatre, pentru stabilirea corecta a para metrilor de lucru ai masinii de injectie.

Proprietatile polimerilor sunt foarte diferite in functie de structura lor (amorfa sau cristalina)

Topirea materialului termoplastic se face prin transmiterea caldurii de la peretel cilindrului la material sau prin transformarea prin frictiune a energiei mecanice in energie termica. Cu cat tempratura materialului termoplastic este mai ridicata cu atat acesta este mai fluid, matrita se umple mai usor iar timpul de injecatre se reduce.

Temperatura matritei este hotaratoare in faza de racire.Presiune din matrita si temperatura materialului in momentul sigilarii sunt direct influentate de temperatura matritei.Cu cat temperatura matritei in momentul sigilarii este mai joasca cu atat sigilarea materialuli are lco la o temperatura si presiune mai inalte.Ca atare, presiune recomandata va fi mai mare si deci o temperatura mai joasa a matritei va compensa partial efectul dilatatiei termice.

In timpul procesului de injectare se dezvolta o serie de forte care exercita presiuni importante asupramaterialului termoplastic.

Presiune exercitata de melc transporta materialul plastic topit din camera cilindrului masinii prin duza si canalelel matritei pana in matrita pentru umplerea cavitatii acesteia.

Presiune din matrita atinge valori maxime la sfarsitul cursi melcului si depinde de forta exercitata de melcul piston, vascozitate polimerului si rezistebat hidraulica a traseului.

Se definesc urmatoarele notiuni:
– presiunea exterioara Pe care reprezinta presiunea exercitata asupra materialului plastic in cilindrul masinii de injectat
– presiunea interioara Pi care reprezinta presiunea din cavitatea matritei.

Presiunea interioara este mai mica decat ca exterioara datorita pierderilor de presiune ce apar la trecerea materialului prin duza masinii, duza matritei, reteaua de injectare, peretii piesei injectate.

– presiunea ulterioara Pue care reprezinta presiunea exercitata de melc asupra materialuli din cavitatea matritei.Aceasta presiunea compenseaza contractiile rezultate in urma racirii materialului.
– Presiunea de sigilare Ps definita ca presiunea exercitata asupra materialului plastic in cavitate amatritei in momentul solidificarii culeii
– Presiunea interioara remanenta Pr, presiunea din piesa injectat in momentul inceperii deschiderii matritei

Dupa sigilare, materilaul se contracta datorita racirii si in consecinta presiunea scade, fara insa a atinge valoarea egala cu zero.

Ciclul de injectare se desfasora dupa cele 4 stadi distincte:
– umplerea matritei are loc de la T0la T2.In prima parte (0-1) presiunea ramane constanta, iar apoi in momentul umplerii creste brusc la valoarea Pi
– in stadiul de compactizare polimerul se raceste si volumul scade.Se aplica presiunea exterioara care determina introducerea unor noi cantitati de topitura.Se ajunge pana la o valoare maxima a presiunii interioare dupa care presiunea va scadea la valoarea presiunii de sigilare
– racirea se caracterizeaza printr-o scadere mai lenta a presiunii ca urmare a solidificarii.
– La sfarsitul stadiului matrita se deschide si obiectul este evacuat din matrita
– Presiunea remanenta trebuie sa fie mai mare decat preiunea mediului pentru a asigura dimensiunile oboiectului.

Obtinerea unor produse de calitate depinde in cea mai mare masura de presiunea si timpul de sigilare si in special de presiunea remanenta care controleaza contractia materialului.

Durata de formare depinde de caracteristicile polimerului, de dimensiunile obiectului de injectat si de sistemul de racire al matritei.Durata de formare determina productivitatea masinii si calitatea pieselor injectate.Un element important in determinarea duratei de formare il constituie raportul dintre greutatea piesei injectate si capacitatea de plastifiere a agregatului.

La formarea prin injectie este necesar sa fie cunoscute urmatoarele caracteristic:
– volumul materialului de injectat la o cursa completa dat de produsul dintre suprafata pistonului si cursa pistonului
– greutatea materialului de injectie data de produsul dintre volumul si densitatea volumetrica a materialului sub forma de granule
– capacitatea de plastifiere, ce depinde de dimensiunile cilindrului si de cantitatea de caldura ce se obtine
– presiunea de injectie exercitatat de piston
– forta de inchidere, este forta necesara pentru a mentine matrita inchisa
– ciclul de injectie este timpul necesar tuturor operatiilor pentru obtinerea unui produs prin injectie

El cuprinde trei etape importante:
– injectarea materialului
– racirea
– scoaterea piesei din matrita

timpul de injectie include timpul necesar melcului pnetru a-si completa cursa de inaintare si de repaus un timp oarecare la cursa sa maxima
timpul de racire este timpul necesar racirii piesei pentru ca aceasta sa fie scoasa din matrita fara sa sufere deformari
timpul de demulare este timpul necesar scoaterii din matrita a produsului
Timpul total al unui ciclu de injecatre este suma acestor timpi

La prelucrarea prin injectare trebuie sa se indeplineasca exigente privind calitatea pieselor precum si preocuparea de reducere a cpsturilor de fabricatie.Realizarea acestor deziderate este in mod hotarator influentata de masina de injectat.

Pentru prelucrarea materialelor termoplasticeau fost realizare o mare varietate de tipuri constructive de masini de injectat.

Imbunatatirle aduse permanent masinilor de injectat vizeaza cresterea preciziei, cresterea fiabilitatiii, economicitatea constructiva si posibilitati sporite de automatizare.
Masinile de injectare cuprin sistemul de alimentare cu material, sistemul de plastifiere si sistemul de injectare.
Unitatea de injectare cuprinde sistemul de alimentare cu material, sistemul de plastifiere si injectare.
Unitatea de inchidere realizeaza miscarile de descidere si inchidere a matritei de injectat.
Cele mai raspandite sunt masinile de injectat cu un singur cilindru de injecatre

Masinile de injectat se pot clasifica dupa mai multe criterii:

dupa sistemul de actionare masinile pot fi:
manuale – utilizate in general in laborator
pneumatice – masini de capacitate mica la care pistonul este actionat pneumatic
electromecanice- considerate depasite tehnic
electrohidraulice- sunt cele mai raspandite, la care actioanrea, atat a injecatrii cat si a inchiderii este hidrostatica
dupa directia de lucru pot fi:
orizontale – masini la care axele unitatii de injectie si de inchidere sunt orizonatale
verticale – masini avand unitatea de onjecatre si de inchidere cu axul vertical
masini cu unitatea de inchidere orizonatala si unitatea de injectare verticala
masini cu unitatea de inchidere verticala si unitatea de injectare orizontala
masini cu unitatea de inchidere si unitatea de injecatre orizontala asezata la un unghi de 90o
dupa tipul unitatii de plastifiere-injecatre masinile pot fi:
cu piston
cu melc piston
cu piston si extruder auxiliar de plastifiere
dupa numarul matritelor :
masini normale cu o singura matrita
masini cu mai multe matrite asezate pe un carusel care le aduce rand pe rand in fata unitatii de injectare

injectarea materialelor plastice este conditionata in afara de caracteristicile masinii de injectat si de caracteristicel matritei de injectat.

Matrita este subansamblul mecanic care are rolul de a imprima materialului plastic o anumita forma cu dimensiuni bine determinate.Ele sunt constituite in principiu din 2 parti principale: semimatrita din partea duzei de injectare si semimatrita mobila.

Datorita varietatii foarte mari a formelor pieselor injecatet, a seriilor de fabricatie largi, a sistemelor constructive dezvolate pentru injectare, aruncare, etc. Calsificarea mtritelor se face dupa mai multe criterii:

Dupa nu de cuiburi:
– matrite cu un singur cuib
– matrite cu 2 cuiburi
– matrite cu mai multe cuiburii

Dupa sistemul de injectare:
– cu injectare directa prin culee
– cu injectare punctiforma
– cu injectare cu canale de distributie
– cu injectare in canale incalzite
– cu injectare cu canele tunel

Dupa modul de actionare al a sistemului de aruncare:
– cu aruncare mecanica
– cu aruncare pneumatica
– cu aruncare hidraulica

Dupa modalitatea constructiva de realizare a matritei, in functie de forma piesei:
– simple
– cu bacuri
– cu desurubare
– cu mai multe planuri de separatie

Pentru realizarea unei piese injectate in conditii optime de calitate si eficienta, pe langa i masina de injectie performanta si o matrita corespunzatoare este necesara si o alegere buna a materialului termoplast care sa tina seama de comportarea acestuia in conditiile de prelucrare, precumsi de conditiileimpuse de piesele injectate.

Factorii care tin de tehnologie impun materialului termoplastic mai multe conditii printre care semnalam:
– uniformitatetea granulelor in vederea unei dozari uniforme in cilindrul masinii de injectat
– continutul de apa redus in granule, prezenta apei determina evaporari in cilindrul masinii,ceea ce produce perturabri in procesul de injectie.

Primele materiale plastice au fost produse din transformarea materialelor naturale. În anul 1859 au apãrut fibrele vulcanizate, în 1869 a aparut celuloidul ?i în 1897 galitul. Primul material sintetic apãrut (1908) a fost rãsina fenolformaldehidicã numita bachelitã. Exista numeroase procedee de fabricare a materialelor plastice. O galeatã, o sticlã, o cascã de motociclist, o plansã de windsurfing sunt toate fabricate din diferite tipuri de plastic. Pentru fiecare obiect, trebuie ales materialul plastic care are calitãtile cele mai potrivite: suplete, rigidate, rezistentã la soc, elasticitate, transparentã, greutate micã. O moleculã de bazã pentru fabricarea tuturor tipurilor de plastic În schimb cele termorigide se întãresc la cãldurã. Astfel, ele sunt mulate la rece pe formele dorite apoi sunt încãlzite pentru a se întãri. Sau pot fi lãsate sã se întãreascã dupã ce li se adaugã un produs special. Plasticele termorigide se folosesc la fabricarea obiectelor prelucrate manual sau a celor care necesitã o fabricatie îngrijitã. Asa se fabricã ambarcatiunile, piesele de caroserie, barele de protectie etc. În industrie se utilizeazã douã procedee de tragere în formã a obiectelor din plastic.

Suflarea este folositã pentru fabricarea obiectelor care au interiorul gol, cum sunt mingile, flacoanele, sticlele, popicele. Materia plasticã încãlzitã coboarã în formã, în care se injecteazã apoi aer. Aceasta are ca efect întinderea materialului cald pe peretii interiori ai formei.

Metoda cea mai utilizatã este însã injectarea. Este folositã mai ales pentru fabricarea obiectelor cum sunt pieptenii, periu?ele de din?i, ustensilele de bucãtãrie. Materia plasticã intrã sub forma de granule într-o ma?inã de injectare. Prin încãlzire, ea este transformatã într-o pastã mai mult sau mai putin groasã, care este apoi injectata în formã si racitã printr-un circuit de apa. Masele plastice sunt folosite, cu mici exceptii, în toate domeniile de activitate. Aceastã performantã de pãtrundere în mai toate sectoarele de activitate se datoreazã proprietãtilor lor de neegalat vis-a-vis de celelalte materiale: sunt anticorosive, electroizolante, au greutãti specifice mici, au proprietãti mecanice bune, cost scãzut, aspect exterior plãcut, se pot prelucra atât pe cale mecanicã traditionalã cât si prin procedee specifice cum ar fi injectia lor, se pot acoperi cu vopsea sau prin galvanizãri, permitând în felul acesta sã capete aspectul dorit de cãtre proiectant. Existã însã si unele proprietãti care fac dezavantajoasã utilizarea maselor plastice, cum ar fi micsorarea rezistentei mecanice cu cresterea temperaturii, coeficientul de dilatare mare, coeficientul de transmiterea cãldurii mic, etc.