Dobór temperatury układu plastyfikacji

Dystrybutorzy tworzyw sztucznych udostępniają karty techniczne, w których umieszczają zalecane zakresy temperatur przetwórstwa tworzyw sztucznych (tabela). W przypadku tworzyw amorficznych, zakres zalecanych temperatur jest szeroki, w przypadku tworzyw częściowo krystalicznych zakres ten jest przeważnie węższy.

Temperatura układu plastyfikacji – o czym warto pamiętać? 

Warto wiedzieć, że zalecana temperatura przetwórstwa tworzywa sztucznego, to temperatura rzeczywista uplastycznionego stopu. Nastawcze temperatury układu plastyfikacji nie są miarodajne i nie powinny być uznawane za temperaturę stopu. W trakcie pracy wtryskarki temperatura będzie ulegać zmianie. Ciepło tarcia podczas fazy uplastyczniania, ustawiony profil temperaturowy, stopień wykorzystania pojemności dozowania to kilka czynników wpływających na zmianę temperatury.

Procedura weryfikacji temperatury stopu 

Do wykonania pomiaru temperatury stopu niezbędny będzie czujnik temperatury z  termoparą zanurzeniową. Czujnik na podczerwień oraz kamera termowizyjna nie są odpowiednimi urządzeniami do pomiaru temperatury stopu. Tworzywo w kontakcie z temperaturą otoczenia szybko się wychładza i ten efekt zaburza dokładny pomiar.

Przykładowa procedura: 

• Pozwól maszynie pracować w cyklu automatycznym przez około 15-20 minut w celu stabilizacji temperatury.

• Przygotuj odpowiednią wielkość termopary do objętości przetrysku.

• Podgrzej wstępnie termoparę, by wykonać dokładny pomiar (możesz to zrobić np. poprzez umieszczenie jej w  pobliżu wykonanego wcześniej przetrysku tworzywa). 

• Odjedź agregatem i wykonaj przetrysk tworzywa.

• Zanurz termoparę w stopie i zataczaj ósemki. Brak ruchu termoparą nie pozwoli odczytać rzeczywistej wartości temperatury z powodu szybkiego wychładzania termopary i odbioru ciepła ze stopu. 

• Zarejestruj maksymalną wartość temperatury. 

Zarejestrowana temperatura podczas pomiaru powinna mieścić się w  zalecanym zakresie przetwórstwa tworzywa, podanym w karcie technicznej materiału.

Ważne podczas ustawiania temperatur przetwórstwa tworzyw sztucznych 

Bardzo ważnym aspektem podczas ustawiania temperatur przetwórstwa tworzyw sztucznych jest zapoznanie się z  wcześniej wspomnianą kartą techniczną. Wynika to z faktu, że w jednej grupie materiałowej np. PP, możemy mieć różne zalecane zakresy temperatur przetwarzania. Stosując jeden schemat temperaturowy dla grupy tworzyw możemy doprowadzić do ich degradacji w wyniku użycia zbyt wysokich wartości. Z  drugiej strony, gdy wartości temperatur przetwórstwa tworzywa sztucznego zostaną ustawione zbyt nisko – możemy doprowadzić do uszkodzenia maszyny, np. w wyniku ukręcenia ślimaka podczas próby plastyfikacji.

Profilowanie temperatury układu plastyfikacji 

Ustawienia temperatur jednostki plastyfikacji w celu osiągnięcia właściwych parametrów przetwórstwa są różne dla tworzyw amorficznych i częściowo krystalicznych. Jednostka dozowania jest przeważnie wyposażona w co najmniej trzy strefy grzewcze, a  każda z  tych stref może zostać ustawiona na inną wartość temperatury. Dzięki temu uzyskujemy możliwość stosowania profilu temperatury układu plastyfikacji. Zanim rozpoczniemy profilowanie temperatury musimy być świadomi, że w standardowej budowie ślimaka możemy wyróżnić trzy podstawowe strefy:

1. Strefa zasilania, gdzie granulat trafia zaraz z podajnika. W tej strefie nie możemy dopuścić do wczesnego uplastycznienia, ponieważ zablokujemy ujście dla powietrza i możemy doprowadzić do zaczopowania gardzieli podajnika. W tej strefie ustawiamy temperaturę w jej dolnym zalecanym zakresie. 

2. Strefa sprężania, gdzie następuje uplastycznienie materiału i wypchnięcie powietrza. 

3. Strefa dozowania, gdzie następuje ujednorodnienie stopu pod kątem temperatury i przekazanie materiału przed czoło ślimaka. Polimery częściowo krystaliczne wymagają do uplastycznienia większej energii niż tworzywa amorficzne, co wymusza stosowanie dla nich większych temperatur w  obszarze zasilania. Tworzywa częściowo krystaliczne mogą być wrażliwe na podwyższone temperatury lub nie wytrzymywać długich czasów przebywania w  wyższych temperaturach, co będzie skutkowało koniecznością jej obniżenia w kolejnych strefach. Będzie to prowadziło do powstania profilu z widocznym garbem. Dla tworzyw amorficznych taki profil nie będzie wymagany, ponieważ nie potrzebują tak dużej energii do uplastycznienia.

Temperatura układu plastyfikacji – profil z garbem 

Profil z garbem może być stosowany w przypadku materiałów, które są zbrojone włóknem szklanym. Dzięki zastosowaniu wyższej temperatury w początkowej fazie zmniejszamy wpływ erozyjny włókna szklanego na ślimak, co zwiększy żywotność układu plastyfikacji i tym samym zmniejszy koszty eksploatacji.

Adam Sobczyński 

ASCONS