Produkcja wtryskowa elementów gumowych nie zawsze przebiega bezproblemowo. Dlatego ważna jest kontrola jakości formowanych wyrobów. Przyjmuje się, że ok. 60% wad powstaje w wyniku wadliwego działania urządzenia wtryskowego, 20% w wyniku uszkodzenia formy, do 10% wad przyczynia się niska jakość składników mieszanki kauczukowej, a za pozostałe 10% odpowiada operator. Poniżej kilka typowych problemów i możliwych rozwiązań.
1. Niedolewy - gniazda formy niewypełnione do końca, niekompletnie uformowane detale. Istnieje kilka możliwych rozwiązań problemu: zwiększenie objętości wtrysku, zwiększenie ciśnienia wtrysku, zwiększenie prędkości wtrysku, zwiększenie temperatury uplastyczniania mieszanki lub temperatury formy, sprawdzenie drożności kanałów odpowietrzających.
2. Skurcz (zmiana wymiarów wyrobu). Powszechnym problemem przy wytwarzaniu wyrobów gumowych jest fakt, że formowane części gumowe zawsze wychodzą z formy mniejsze niż gniazdo, w którym zostały zwulkanizowane. Innymi słowy, kurczą się. Możliwe rozwiązania: zachowanie właściwej tolerancji wymiarowej wypraski przy projektowaniu formy, zwiększenie ciśnienia w formie wtryskowej i wydłużenie czasu docisku.
3. Nadmierne wypływki. Podczas formowania wtryskowego mieszanka kauczukowa może przeciskać się pomiędzy powierzchniami formy wzdłuż linii podziału. Grube wypływki utrudniają obróbkę końcową detali i niekorzystnie wpływają na ich właściwości uszczelniające. Możliwe rozwiązania: przegląd formy wtryskowej (forma nieszczelna, uszkodzone powierzchnie uszczelniające), użycie większej prasy, zwiększenie siły docisku prasy wtryskowej, zmniejszenie ciśnienia w formie.
4. Wykwity, np. w postaci białego nalotu na powierzchni wyrobu. Spowodowane są migracją składników mieszanki kauczukowej np. środków przeciwstarzeniowych, stabilizatorów. Rozwiązanie: należy dobrać odpowiednie związki chemiczne o dobrej kompatybilności z kauczukiem, o rozgałęzionej strukturze i możliwie dużej masie cząsteczkowej.
5. Kleistość powierzchni, utrudnione usuwanie wyrobów z formy. Za zwiększoną lepkość powierzchni odpowiadają zazwyczaj produkty degradacji termicznej kauczuku – związki o niskiej masie cząsteczkowej oraz migrujące na zewnątrz, niekompatybilne z kauczukiem plastyfikatory i stabilizatory. Obecne na powierzchni substancje można w prosty sposób zidentyfikować, chociażby przy użyciu spektroskopii w podczerwieni. Aby wyeliminować problem należy: obniżyć temperaturę wulkanizacji, oczyścić zespół uplastyczniająco-wtryskowy, odpowiednio dobrać rodzaj oraz ilość stabilizatorów i zmiękczaczy.
6. Zjawisko starzenia wyprasek – widoczne pogorszenie właściwości mechanicznych oraz wyglądu produktu, za co odpowiadają niewłaściwie dobrane stabilizatory i antyoksydanty. W celu wyeliminowania problemu konieczne jest przeprojektowanie składu stosowanej mieszanki kauczukowej.
7. Porowatość wyrobów, pęcherze na powierzchni. Przyczyną tego typu błędów może być zła jakość surowców użytych do wykonania mieszanki kauczukowej, np. duża zawartość wilgoci, bądź jej złe odpowietrzenie. Jeśli podczas wtrysku pęcherzyki dotrą do ściany formy, pękają i są widoczne w postaci smug na powierzchni formowanego detalu (mogą pojawić się w różnych miejscach). Źródłem błędów może być też nieszczelność dyszy. Jeśli przyczyną jest surowiec, pomóc może zwiększenie temperatury formy i uplastyczniania.
Niniejszy artykuł jedynie powierzchownie dotyka tematyki formowania wyrobów gumowych metodą wtrysku. Istnieje bowiem ponad 200 rozpoznanych parametrów mających wpływ na proces formowania wtryskowego i nie sposób omówić ich tutaj wszystkich dokładnie. Zapewne problematyka wtrysku powróci na łamy czasopisma w kolejnych publikacjach.
Dr Karol Niciński
