CS256507B1 - Způeob řísení fAse plnění při vstřikování termoplóstu - Google Patents

Abstract

Při řísení fáee plnění při vetřlkování termoplastů do tvarová dutiny formy ee v urSitýoh čaeovýoh intervgleoh snímají hodnoty vetřikovaoího tlaku a střední teploty v dutině formy, přičemž podle vynáleeu ee eoučaeně ee snímán?1* vetřlkovmíhc tlaku sleduje poloha vetřikovaoího pietu nebo ěneku a eleduje ee velikost odporu toku taveniny vtokovou soustavou. Při překročení meiní hodnoty odporu, která je naetavena taká e ohledem na objemová kontrakoe termoplastu v dutině formy, ee vetřikovaoí tlak přepne na dotlak.

Description

Vynález se týká způsobu řízení fáze plnění formy při vstřikování termoplastů a stanovení času přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak.

Řízení fáze plnění při vstřikování termoplastů a stanovení okamžiku přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak se dosud provádí několika způsoby, které je možno rozdělit do dvou skupin. První skupina’ zahrnuje způsoby, při kterých je fáze plnění při vstřikováni termoplastů řízena podle před.em stanovených časových průběhů stavových veličin tlaku a objemu vstřikované taveniny. Optimalizace průběhu jednotlivých veličin je v tomto případě prováděna empiricky pomocí získaných závislostí, popisujících vliv technologických parametrů, zejména vstřikovacích tlaků a rychlostí vstřikování taveniny, na kvalitativní ukazatele stavu výstřiku, jako jsou například lesk, vnitřní pnutí, orientace a podobně. Okamžik přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak je v tomto případě zpravidla řízen hodnotou tlaku, na . kterou vzroste tato veličina v okamžiku naplnění formy taveninou termoplastu, popřípadě je tento okamžik stanoven z hodno·» ty rychlosti axiálního pohybu šneku, na kterou poklesne tato veličina v okamžiku naplnění formy. Nevýhodou těchto metod je nerespektování změn, ke kterým dochází vlivem rozptylu hodnot technologických parametrů nebo jejich Časových průběhů, zejmé- * na. teploty taveniny, distribuce teplot taveniny podél dráhy toku a podobně. Může například nastat takový případ, že při po256507 klesu teploty vzroste tlak nad mezní hodnotu, při které dojde k přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak, aniž by forma byla »

zcela naplněna taveninou. Stejně tak může dojít k poklesu rychlosti plnění pod určitou konkrétní mez vlivem zvýšené viskozity tuhnoucí taveniny a v případě, že je tento parametr z hlediska přepínání řídicím parametrem, dojde k předčasnému přepnutí. V opačném případě, kdy je teplota taveniny vyšší oproti reprodukovatelně stanoveným hodnotám, dochází k přeplnění formy. Při těchto známých způsobech řízení se může negativně projevit i teplota formy, jejíž regulace je velmi obtížná, protože forma má vysokou hmotnost a její teplota se mění v důsledku diskontinuálního ohřevu vstřikovanou taveninou termoplastu v průběhu vstřikovacího cyklu.

Druhá známá skupina metod využívá pro řízení technologické fáze plnění formy a pro stanovování okamžiku přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak hodnot energie, kterou je nutno vynaložit k naplnění formy taveninou termoplastu. Tento způsob před pokládá, že technologická fáze plnění probíhá za reprodukovatelných termodynamických podmínek. Okamžik přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak je odvozen z hodnoty mezní energie, která je pro danou formu i dané technologické podmínky předem empiricky stanovena. Tento způsob využívá k řízení rychlosti plnění předem stanovený optimální průběh, který respektuje směrnici k časovému průběhu změny tlaku taveniny. Tento způsob řízení vychází z předpokladu, že hodnota rychlosti plnění je konstantní, což nelze prakticky v žádném případě na stá256507

- 3 vajících vstřikovacích strojích zaručit. Tento způsob také nerespektuje odchylky od reprodukovatelně stanovených hodnot technologických parametrů.

Společnou nevýhodou obou druhů těchto známých způsobů řízení technologické fáze plnění je, že vycházejí z předpokladu dokonalé reprodukovatelnosti jednotlivých technologických operací-. Tento předpoklad věak není možno v reálném procesu bezezbytku splnit a dochází proto při výrobě výstřiků k nahodilým odchylkám od standardní jakosti výrobků.

Tyto nedostatky jsou odstraněny způsobem řízení.fáze plnění tvarové dutiny formy taveninou při vstřikování termoplastů podle vynálezu, při němžse v časových intervalech probíhajícího technologického cyklu snímají hodnoty vstřikovacího tlaku, polohy pístu nebo šneku za současného stanoveni střední teploty taveniny termoplastické látky v tvarové dutině formyj podstata . vynálezu spočívá v tom, že se sleduje velikost odporu toku ta„ veniny vtokovou soustavou a tvarovou; dutinou formy, který je poměrem tlaku taveniny ve vstřikovacím válci a objemové vstřikovací rychlosti, a při překročení mezní hodnoty se přepne vstřikovací tlak na do tlak.

Výhodou způsobu podle vynálezu je především ta skutečnost, že se při jeho provádění sleduje průběh plnění formy pomocí přesně sledovatelných hodnot, takže je možno přihlížet k nahodilým odchylkám od průběhu technologických operací.

Odpor tvářecí soustavy má charakter intenzívní veličiny, . _t - v jeho hodnotě jsou zahrnuty i případné anomálie, plynoucí z odchylek od reprodukovatelných průběhů jednotlivých vstřikovacích operací a cyklů, například v důsledku změn teploty formy

- 4 i taveniny.

Časová ^áyislost změn odporu tvářecí soustavy má monotónní průběh s mešní hodnotou v okamžiku naplnění formy. Hodnota mezního stavu určuje okamžik přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak tak, že v tpmto okamžiku dosahuje maximální hodnoty. V případě newtongkých kapalin se hodnota mezního odporu blíží nekonečnu, avšak v případě taveniny polymeru, která je stlačitelná a jejíž chování pe odlišuje od newtonské kapaliny^ vyplývá mezní hodnota odporu ze stavové charakteristiky polymeru v uvažovaném rozsahu teplot. V okamžiku naplnění formy poklesne sice rychlost plnění k nule, avšak v důsledku ochlazování taveniny v tvarové ‘dutině formy v době plnění, při němž dochází k objemovým kontrakcím materiálu, je tvarová dutina formy dále doplňována taveninou za účelem potlačení objemových kontrakcí. Mezní odpor v případě reálných tavenih se neblíží nekonečnu, ale ' má konkrétní hodnotu, která je pro přepnutí vstřikovacího tlaku na do tlak určující.

Způsob řízení fáze dotlaku, ukončující fá2i plnění formy při vstřikování termoplastu do formy, je objasněn pomocí následujícího příkladu provedení.

Vtoková soustava a tvarová dutina formy byly opatřeny soustavou snímačů pro snímání hodnoty vstřikovacího tlaku, polohy vstřikovacího pístu nebo Šneku a současně střední teploty taveniny, přičemž odezvy těchto snímačů byly sledovány v určitých časových Intervalech probíhajícího technologického cyklu. Snímané hodnoty byly přiváděny na vyhodnocovací a řídicí ústrojí, kterým byl v příkladu provedení řídicí počítač, a z těchto hodnot byla průběžně určována hodnota odporu, který klade tavedíne

- 5vtoková soustava a tvarová dutina formy, přičemž hodnota odporu je vytvořena podílem tlaku taveniny ve vstřikovacím válci a rychlosti plnění formy taveninou

R « p^V kde p . . . tlak taveniny ve vstřikovacím válci /MPa/

V . . . objemová rychlost plnění /cnr/s/.

Po zahájení fáze plnění formy taveninou se v čase tj., který je větší než nula, odečtou hodnoty tlaku p^ taveniny ve vstřikovacím válci a hodnoty polohy šneku nebo pístu vstřikovací jednotky. Zároveň se stanoví střední průměrná teplota taveniny v‘ tvarový dutině formy. Objemová vstřikovací rychlost ee vypočte ze vztahu

Ví = /Si - Si.^Z/ti - ^/.7^/4 kde V_£ . . . objemová rychlost v okamžiku^

Sp Si_-| · · poloha šneku v okamžiku t* resp.ti^ d .....průměr šneku nebo pístu vstřikovací jednotky.

Ze snímaných hodnot se určuje okamžitá hodnota odporu ^Ri - pA

V tomto okamžiku se také stanoví hodnota měrné objemové kontrakce VÍ z pVT diagramu vstřikovaného polymeru. Pro výpočet se použije střední průměrné hodnoty teploty taveniny ve formě, kterou je teplota Tp a okamžité hodnoty tlaku Pí podle vztahu • Ví = v/Ti.Pj./ - v-ZTi.v Pi.,/, kde VVTpPj/» resp.V^w/®j_i »Pi-i/ jsou funkční hodnoty, představující konkrétní měrný objem taveniny ve formě v daném, respektive předcházejícím časovém okamžiku. Převedením hodnoty objemové kontrakce V^ na objem Ví pomocí vztahu

- 6 ^Vi ' ^Vi · '^Vi' - * ^Ví-l//2 .

♦ jsou získány údaje pro vyhodnocení stavu probíhající fáze. V případě, kdy je reálný odpor = Pj/^Vi ^roven nebo větší než poměr Ρ|/Τρ nastává okamžik přepnutí vstřikovacího tlaku na dotlak.

Způsob podle vynálezu byl odzkoušen při vstřikování výstřiku ve tvaru krabice z polystyrénu. Vstřikování probíhalo na vstřikovacím stroji, opatřeném proporcionálním ventilem a soustavou snímačů tlaku, teploty a polohy šneku, přičemž vstři kovací stroj byl napojen na řídicí a vyhodnocovací ústrojí, tvořené řídicím počítačem. Při provádění způsobu podle vynálezu byly úmyslně měněny některé podstatné technologické parametry, jako jsou teplota formy, teplota taveniny, vstřikovací rychlost. Zároveň byla sledována kvalita hotových výstřiků z hlediska anizotropie rozměrů, povrchového lesku a molekulární orientace. Hodnoty těchto kvalitativních ukazatelů vykazovaly rozptyl maximálně 2% od hodnot aritmetických průměrů měřených veličin, přestože byly hodnoty technologických parametrů udržovány v rozsahu až 15 relativních procent od standardních podmínek.

PŘEDMĚT V ΪΝ Á 1 E Z V

Claims (2)

1. PŘEDMĚT V ΪΝ Á 1 E Z V

   1. Způsob řízení fáze plnění při vstřikování termoplastů do tvarové dutiny formy, při němž ^se . v časových intervalech probíhajícího technologického cyklu snímají hodnoty vstřikovacího tlaku a střední teploty taveniny v tvarové dutině formy, vyznačující se tím, že se současně se snímáním vstřikovacího tlaku snímá poloha vstřikovacího pístu nebo Šneku a sleduje se velikost odporu toku taveniny vtokovou soustavou a tvarovou dutinou formy, který je poměrem tlaku taveniny ve vstřikovacím válci a objemové vstřikovací rychlosti, a při překročení mezní hodnoty odporu toku taveniny se přepne vstřikovací tlak na dotlak.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se sledují okamžité hodnoty odporů, odpovídající reálným hodnotám tlaků taveniny a její objemové rychlosti, a hodnoty odporu, odpovídající objemovým kontrakcím v tvarové dutině formy, a při dosažení nebo překročení hodnot odporu, odpovídajících tvarovým kontrakcím, se tlak přepíná na dotlak.

   Uzgorodský výrobne-poligrafický podnik, Proektnaja 4, Uzgorod R 5995, Cena 2,40 Kca