Przewężka w formie wtryskowej to ważny element, który właściwie zaprojektowany istotnie wpływa na jakość produkcji wyprasek, cykl produkcyjny i automatyzację.
Z tego artykułu dowiesz się:
- jakie są różne typy przewężek i jakie jest ich zastosowanie oraz wpływ na właściwości mechaniczne detalu.
- jak lokalizacja przewężki wpływa na jakość wyprasek i jakie problemy mogą wynikać z niewłaściwego doboru tego elementu.
Co to jest przewężka w formie wtryskowej?
Przewężka to część systemu wlewowego, która obejmuje zwężenie w kanale. Przez nie tworzywo dostaje się do gniazda formującego, gdzie uzyskuje kształt elementu docelowego.
Projektując formy wtryskowe i przewężki, musimy zwrócić uwagę na wiele czynników technicznych. Średnica przewężki tunelowej nie powinna być mniejsza niż 0,7 mm, jednak nie zaleca się również przekraczania 2,5 mm. Ponadto przewężki o dużych przekrojach poprzecznych są niezbędne, gdy zależy nam na małym skurczu przetwórczym i estetycznym wyglądzie wypraski. Z kolei w przypadku tworzyw o strukturze bezpostaciowej, których skurcz objętościowy wynosi do 7%, przekrój poprzeczny przewężki powinien być mniejszy.
Potrzebujesz projektu? Zeskanujemy detal i stworzymy go od podstaw
Oferujemy usługi dopasowane do Twoich specyficznych wymagań. Od przygotowania prototypu na podstawie Twojego projektu lub próbki detalu, przez projekt, produkcję form wtryskowych aż po produkcję wyrobów z różnych materiałów w europejskim standardzie.
Typy przewężek w formach wtryskowych i ich zastosowanie
W systemach wtryskowych funkcjonuje kilka rodzajów przewężek. Wybór określonego typu przewężki może wpływać na cykl produkcyjny, co może wydłużyć czas i zwiększyć złożoność produkcji:
Przewężka szczelinowo-pierścieniowa jest stosowana głównie przy wypełnianiu pojedynczego gniazda, zapewniając krótki czas napełniania i minimalne ryzyko linii zgrzewu.
Przewężka bezpośrednia umożliwia wlew tworzywa bezpośrednio do gniazda, jednak może powodować marszczenie i pęcherze powietrza.
Z kolei przewężka krawędziowa znajduje zastosowanie w formach dwupłytowych, przy czym wlewka nie jest usuwana samoczynnie podczas wypychania.
Przewężka szczelinowa zwiększa front przepływu, co pozwala na redukcję naprężeń w okolicy przewężki.
Dla detali estetycznych idealnie sprawdza się przewężka punktowa, typowa dla form trójpłytowych, gdzie wlewek usuwa się automatycznie po otwarciu formy.
Przewężka tunelowa jest stosowana w formach dwupłytowych z automatycznym usuwaniem wlewka, a jej zaletą jest umieszczenie poza linią podziału. Dodatkowo przewężki tunelowe i zakrzywione mogą być stosowane dla tworzyw wystarczająco sprężystych, takich jak polietylen i polipropylen. W przypadku zastosowania specjalistycznych przewężek są wymagane bardziej złożone i droższe formy wtryskowe.
Grubość przewężki powinna wynosić od 45% do 75% grubości wypraski. Dla przewężek prostokątnych zaleca się 65% grubości detalu, a szerokość powinna być równa 1-2 grubości przewężki. Minimalna średnica przewężki tunelowej wynosi 0,7 mm, przy czym nie powinna przekraczać 2,5 mm. Jednakże w przypadku przewężek punktowych najlepiej nie przekraczać 2 mm, aby ułatwić odłamywanie wypraski.
Wpływ lokalizacji przewężki na jakość wypraski
Lokalizacja przewężki stanowi jeden z najważniejszych czynników wpływających na jakość wypraski. Przede wszystkim, jeśli grubość detalu jest zróżnicowana, przewężkę należy umieścić w najgrubszym fragmencie. Takie umiejscowienie upraszcza napełnianie formy i minimalizuje wypaczenia oraz jamy usadowe.
Prawidłowe umiejscowienie przewężki zapewnia:
- Optymalne wypełnienie formy i najlepsze właściwości mechaniczne
- Odpowiednią stabilność wymiarową oraz jakość wykończenia powierzchniowego
- Eliminację defektów powierzchniowych i wtrysku strugowego
W celu uniknięcia wad jakościowych należy pamiętać, że strumień tworzywa z przewężki powinien trafiać na ścianę gniazda lub rdzeń. Jednak nie wolno kierować strumienia bezpośrednio w rdzeń, który nie jest zamocowany w obu połówkach formy.
Niewłaściwa lokalizacja przewężki może powodować widoczne wady wypraski. Zbyt mały przekrój przewężki w połączeniu z niewłaściwym umiejscowieniem prowadzi do swobodnego przepływu tworzywa bez napotkania przeszkód. To skutkuje przechłodzeniem powierzchni strugi i złymi właściwościami mechanicznymi detalu.
Ponadto lokalizacja przewężki determinuje sposób położenia linii zgrzania (szwu) oraz kanałów odpowietrzających. Dlatego przewężka powinna być umieszczona tak, aby powietrze było wydmuchiwane w kierunku linii podziału lub wypychacza.
W przypadku tworzyw wzmacnianych włóknem szklanym (np. poliamidów) właściwe usytuowanie przewężki ma duże znaczenie dla zmniejszenia deformacji wypraski i zachowania końcowych właściwości.
Konstrukcja przewężki a właściwości mechaniczne detalu
Rozmiary przewężki wpływają bezpośrednio na właściwości mechaniczne gotowego wyrobu. Badania wykazały, że ze wzrostem wysokości przewężki maleje wytrzymałość na rozciąganie produktu finalnego. Wypraski wtryskiwane z wykorzystaniem przewężki o wysokości 3,2 mm charakteryzują się niższą o około 9% wartością wytrzymałości na rozciąganie w porównaniu z detalami wykonanymi przy użyciu przewężki o wysokości 0,2 mm.
Podobnie, naprężenie rozciągające przy odkształceniu 1% również zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości przewężki. Jednakże wydłużenie względne przy maksymalnym naprężeniu rozciągającym wzrasta przy zastosowaniu wyższych przewężek.
Moduł sprężystości przy rozciąganiu jest kolejnym parametrem zależnym od konstrukcji przewężki. Próbki wtryskiwane z przewężką 3,2 mm mają moduł sprężystości mniejszy o ponad 12% niż te wykonane z przewężką 0,2 mm. Ponadto wyższa przewężka powoduje zmniejszenie twardości oraz zwiększenie udarności z karbem.
Temperatura mięknienia również ulega obniżeniu – detale wtryskiwane z przewężką 3,2 mm mają temperaturę mięknienia mniejszą o około 10% niż te z przewężką 0,2 mm.
Warto podkreślić, że odpowiednio dobrana grubość przewężki, wynosząca 45-70% grubości ścianki wypraski, pozwala uniknąć wielu wad, jak mikrospękania czy korozja naprężeniowa, które wynikają z lokalnych naprężeń wewnętrznych pomiędzy obszarami o gorszym upakowaniu makrocząsteczek.
Problemy wynikające z niewłaściwego dobory przewężki
Niewłaściwy dobór przewężki w formie wtryskowej skutkuje licznymi wadami wyprasek, które obniżają ich jakość i funkcjonalność. Przede wszystkim ważne jest unikanie zbyt małego przekroju przewężki, który powoduje szorstką, pofałdowaną powierzchnię wyrobu, gdyż przewężka krzepnie przed upływem niezbędnego czasu docisku. W konsekwencji skurcz zachodzący podczas chłodzenia nie zostaje skompensowany.
Ponadto nieodpowiednia lokalizacja przewężki w połączeniu z jej zbyt małym przekrojem skutkuje przechłodzeniem powierzchni strugi stopu i niedostatecznym sklejeniem strug skłębiających się przy końcu drogi płynięcia. Wypraska ma wtedy bardzo złe właściwości mechaniczne.
Kolejne problemy obejmują:
- Przypalenia na końcu drogi płynięcia lub w miejscach łączenia czół stopu, wynikające z niedostatecznego odpowietrzania formy
- Widoczne rysy (pęknięcia) powstające, gdy zapraski nie są pozycjonowane
- Niedolewy w okolicach wlewu, na długich odcinkach przepływu lub w obszarach cienkościennych
W formach wielokrotnych niewłaściwy dobór przewężek prowadzi do niejednorodnego napełniania gniazd. Rozwiązaniem jest zbalansowanie rozdzielacza naturalnie (jednakowe przekroje kanałów i drogi płynięcia) lub reologicznie (przekroje obliczone tak, by straty ciśnienia były identyczne).
Zgodnie z ogólną zasadą, kanał wlewowy i otwór dyszy maszyny nie powinny być nigdy mniejsze od grubości ścianki wyrobu przy przewężce. Dodatkowo by eliminować wady, należy stworzyć przeszkodę dla stopu wpływającego do formy.
Nie wiesz, którą przewężkę wybrać?
Skontaktuj się z nami. Dostosujemy i stworzymy formę wtryskową do Twoich potrzeb, a nasi specjaliści w zakresie chłodzenia wtryskarek dobiorą optymalne rozwiązanie. Oprócz projektu i produkcji form oferujemy również produkcję elementów z tworzyw sztucznych w europejskim standardzie.
Podsumowanie
Przewężka w formie wtryskowej to element, który odpowiada za jakość wyprasek i wymaga precyzyjnego projektowania form wtryskowych i doboru parametrów technicznych.
- Grubość przewężki powinna wynosić 45-70% grubości ścianki wypraski – dla przewężek prostokątnych zaleca się 65% grubości detalu
- Lokalizacja przewężki w najgrubszym fragmencie detalu zapewnia optymalne wypełnienie formy i minimalizuje wypaczenia oraz jamy usadowe
- Wzrost wysokości przewężki obniża wytrzymałość mechaniczną – wypraski z przewężką 3,2 mm mają o 9% niższą wytrzymałość niż z przewężką 0,2 mm
- Niewłaściwy dobór przewężki powoduje wady powierzchniowe – zbyt mały przekrój skutkuje szorstką powierzchnią i złymi właściwościami mechanicznymi
- Średnica przewężki tunelowej musi mieścić się w zakresie 0,7-2,5 mm – minimalne wymiary zapewniają prawidłowy przepływ tworzywa
Prawidłowe zaprojektowanie przewężki to fundament wysokiej jakości wyprasek – od jej parametrów zależy nie tylko estetyka, ale przede wszystkim właściwości mechaniczne i funkcjonalność końcowego produktu.
