Prezentujemy tekst Joachima Stasieka z Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników oraz Bogdana Zabrzewskiego, szefa firmy Battenfeld Polska, dotyczący podstawowych rozwiązań konstrukcyjnych ślimaków wtryskowych.Najbardziej rozpowszechnione są wtryskarki z układem uplastyczniającym jednoślimakowym [1÷4]. Proces uplastyczniania odbywa się w układach uplastyczniających (cylinder-ślimak, rys. 1), który obejmuje przejście tworzywa wejściowego na ogół w postaci granulatu, na skutek nagrzewania i ruchu ze stanu stałego w stan plastyczny i ciekły. Tworzywo to musi charakteryzować się określoną temperaturą, ciśnieniem, stopniem ujednorodnienia w tym ujednolicenia termomechanicznej i lepkości oraz wydajności wytłaczania. Podstawowym zadaniem układów uplastyczniających wtryskarek jest uplastycznianie, dozowanie i wtryskiwanie tworzywa.
We współczesnej technice wtryskiwania tworzyw polimerowych występuje tendencja do zwiększania produktywności przez skrócenie czasu cyklu procesu wtryskiwania. Przez zastosowanie nowych rozwiązań można ten czas skrócić o ok. 20-40 proc. Następstwem takiego rozwoju jest m.in. konieczność zwiększenia prędkości wtryskiwania oraz wydajności uplastyczniania.
W zależności od rodzaju produkcji konstrukcja układu uplastyczniającego wtryskarki może mieć decydujące znaczenie dla osiąganych wyników ekonomicznych i jakościowych. W szczególności przy produkcji wyprasek wtryskowych o dużych masach wydajność układu uplastyczniającego ma decydujące znaczenie dla osiąganych wyników. Istotnym jest, aby układ uplastyczniający zapewnił optymalne ujednorodnienie tworzywa oraz wysoką wydajność uplastyczniania.
W przypadku, gdy produkowane są wypraski o stosunkowo długich czasach ochładzania, wtryskarka ma zazwyczaj dostateczny zapas czasu, by przeprowadzić fazę dozowania. Znacznie gorzej jest z produkcją wyprasek charakteryzującą się krótkimi czasami cykli, w takich przypadkach celowym jest maksymalne skrócenie czasu dozowania przy zapewnieniu dobrego ujednorodnienia tworzywa.
Aby spełnić te wymagania należy zastosować specjalne rozwiązania konstrukcyjne układów uplastyczniających. Specjalne konstrukcje mają na celu uzyskanie wysokiej wydajności uplastyczniania i dobrego ujednorodniania tworzywa. Poza tym układ uplastyczniający powinien umożliwić szybką zmianę kolorów.
Problemy właściwego wybarwienia wyprasek wyrobów, przy ograniczonym czasie uplastyczniania występują szczególnie często przy produkcji wyprasek wykonywanych z poliolefin o bardzo dużym ciężarze cząsteczkowym.
Najczęściej stosowane ślimaki klasyczne trójstrefowe nie zapewniają wysokich wymagań jakościowych i wydajnościowych prowadzonej produkcji. Rozwiązaniem może być zastosowanie ślimaków o specjalnej konstrukcji.
Układy uplastyczniające wtryskarek nieznacznie różnią się od układów uplastyczniających wytłaczarek.
Uwzględniając działanie układów uplastyczniających wytłaczarek i wtryskarek różnice dotyczą cyklicznego przebiegu procesu wtryskiwania. Mając natomiast na uwadze rozwiązanie konstrukcyjne różnice dotyczą zaworu zwrotnego umieszczonego na końcu ślimaka. Rozwiązaniem elementów geometrycznych ślimaków wtryskarek i wytłaczarek są w szerokim zakresie podobne, dotyczy to zwłaszcza strefy sprężania, dozowania, ścinania i mieszania ślimaka.
Joachim Stasiek, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników i Bogdan Zabrzewski, Battenfeld Polska
