Trusa de traforat - instalatiei de obtinere a masutei

CAPITOLUL I : ARGUMENT

Datele statistice demonstreaza ca materialele plastice influenteaza in mod hotarat viata omului. Din ce in ce mai multi agenti economici investesc in domeniul prelucrari polimerilor cu scopul de a obtine bunuri materiale adegvate diferitelor domenii de utilizare.

Un produs utilizat in viata de zi cu zi este trusa de traforaj, produs care se obtine din polistiren.

Polimeri au aparut treptat din momentul in care tehnologia a cerut noi tipuri de materiale, iar chimia si fizica au pus la dispozitia cercetatorilor mijloacele de sinteza si de investigare.

Unul dintre procedeele de prelucrare a materialelor plastice, frecvent utilizate este injectia.

Prelucrare maselor plastice se realizeaza cu un grad de automatizare mai ridicat si la temperaturi mai joase decat in cazul materialelor traditionale.

Materialele plastice sau dobandit azi o adevarata omniprezenta in viata omului datorita calitatilor acestora.

Industria de ambalaje este si va ramane si in viitor in lume principalul consummator de materiale plastice.

Masuta pentru trusa de traforaj se confectioneaza din polistiren.

Polistirenul de uz general este un material plastic foarte utilizat datorita propietatilor sale:

stabilitate chimica mare;

rau conducator de electricitate;

transparenta buna;

capacitate de colorare buna;

absorbtie de apa scazuta.

Masuta pentru trusa de traforaj se obtine prin procedeul de injectie.

Injectia este operatia de injectare ciclica a masei topite de polimer in cavitatea de formare a unei matrite, asigurandu-se astfel obtinerea de produse finite.

Conditiile pe care trebui sa le indeplineasca masuta pentru trusa de traforaj sunt:

sa aiba aspect placut;

sa aiba rezistenta buna. 

CAPITOLUL II : MATERII PRIME SI MATERIALE AUXILIARE FOLOSITE LA OBTINEREA MASUTEI PENTRU TRUSA DE TRAFORAJ

Materii prime ( polistirenul)

Polistirenul este unul dintre cei mai vechi polimeri obtinuti pe cale sintetica. Datorita propietatilor sale deosebite - stabilitate chimica mare, rau conducatoare de elecricitate, transparenta si capacitate de colorare excelente, absorbtie de apa scazuta. Acest produs ocupa un loc important in productia mondiala actuala de polimeri, pentru materiale plastice.

Defectele principale ale polistirenului, care-i limiteaza oarecum posibilitatile de aplicare, sunt rezistenta scazuta la soc si rezistenta slaba la imbatranire in timp. Din aceasta cauza, in ultimul timp se cauta sa se modifice polimerul din sinteza, pentru a i se imprima caracteristici imbunatatite.

Din punct de vedere chimic, polistirenul este un compus macromolecular, cu formula generala:

-(CH - CH)n-

|

C H

care se obtine prin polimerizarea stirenului.

a. Stirenul

Stirenul este o hidrocarbura nesaturata cu formula chimica:

CH = CH

|

C H

Stirenul este un lichid mai usor ca apa transparent cu miros caracteristic patrunzator. Este insolubil in apa, dar se dizolva in benzen, eter, tetraclorura de carbon, sulfura de carbon, acool metilic si etilic etc. Este un bun solvent pentru cauciucul natural si sintetic. Din punct de vedere chimic, stirenul are o tendinta puternica de polimerizare incat produsul nu poate fi pastrat decat daca i se adauga inhibitori.

b. Polistirenul de uz general

Polistirenul este un polimer obtinut pe cale sintetica.

Propietatile polistirenului de uz general sunt:

stabilitate chimica mare;

rau conducator de electricitate;

transparenta buna;

capacitate de colorare buna;

absorbire de apa scazuta.

Polimelizarea stirenului decurge in practica, in majoritatea cazurilor, prin mecanism radicalic, sub actiunea caldurii,in prezenta sau absenta initiatorilor.

Polimelizarea poate fii realizata in practica prin oricare dintre procedeele cunoscute:

in masa;

in solutie;

in emulsie;

in suspensie.

Polimerizarea in suspensie a stirenului conduce la obtinerea de polistiren cu masa moleculara mare, deci cu proprietatii foarte bune.

Polistirenul obtinut in suspensie are forma de particule specifice numite perle.

c.      Polistirenul rezisten la soc

Defectul principal al polistirenului de uz general este rezistenta scazuta la soc(la lovire).

Pentru a se obtine polistirenul cu proprietati mecanice bune, in special cu rezisteta buna la lovire se amesteca polistirenul cu cauciuc.

Alaturi de polistiren si cauciuc se mai adauga materiale auxiliare cum ar fii:

antioxidantii;

plastifiantii;

colorantii.

Utilizarile polistirenului rezistent la soc sunt:

articole tehince;

articole de uz caznic;

jucarii;

in industria frigiderelor;

la fabricarea ambalajelor.

Materiale auxiliare

Lubrifiantii sunt materiale de adaos care imbunatatesc prelucrarea si curgerea compusilor macromoleculari in utilajele de prelucrare, conferind un aspect neted si lucios articolelor. In general lubrifiantii actioneaza in compunduri pentru lubrifierea intermoleculara, adica scaderea eforturilor de forfecarea in timpul proceselor de prelucrare (lubrifiant intern) sau pentru ungerea suprafetelor de contact dintre materialul de prelucrat si utilajul de prelucrare.

Substantele care fac parte din aceasta clasa au caracter mixt de lubrifiant extern si intern, de la substanta la substanta fiind preponderent unul din efecte.

Ca lubrifianti se utilizeaza acizii grasi (acidul stearic), sarurile acizilor grasi cu metale si alcooli, parafina, siliconi.

Lubrifiantii se utilizeaza in cantitati foarte mici fata de compusul macromolecular. Un oarecare caracter de lubrifiant il au si plastifiantii.

Pigmentii si colorantii. Dupa natura chimica, pigmentii si colorantii utilizati pentru colorarea compusilor macromoleculari pot fi anorganici sau organici. In general compusii anorganici sunt insolubili in compusul macromolecular, realizand colorarea numai prin dispersarea lor in acesta, fiind denumiti pigmenti, iar compusii organici sunt solubili in compusul macromolecular si sunt denumiti coloranti.

Pigmentii sunt oxizi sau saruri anorganice ca: oxidul de zinc, bioxidul de titan, oxidul de crom, oxidul de fier, sulfura de cadmiu, cromatul de plumb, cromatul de zinc, hidroxidul feric, saruri complexe.

Colorantii organici utilizati in industria prelucratoare a compusilor macromoleculari pot fi coloranti azoici, antrachinonici, ftalocianine, negrul de aniline etc.

Adaosurile de prelucrare - lubrifiantii, stabilizatorii, plastifiantii, umpluturile etc. isi manifesta eficacitatea numai in conditiile in care amestecul cu compusul macromolecular este suficient de omogen. Cantitatile din fiecare componet trebuie sa fie astfel de dispersate incat in orice proba preluata din orice punct al amestecului, raportul componentilor sa fie acelasi.

Materiale de umplutura sunt substante cu structura cristalina. La cristalele izotrope raportul grosime/latime ramne constant, in timp ce la cele anizotrope variaza. Ca materiale de umplutura anizotrope se pot utiliza: carbonatul de magneziu, caolinul, barita macinata.

Materialele de umplutura izotrope conduc la obtinerea de semifabricate si produse cu aceleasi propietati pe toate directiile de prelucrare. Cele mai utilizate materiale de umplutura izotrope sunt: negrul de fum, oxidul de zinc, creta, oxidul de fier.

Ca materiale de umplutura cu efecte bune de intarire se pot utiliza chiar polimerii, de exemplu cei cumaronici sau cumaron-identici, polimerii stirenici (copolimeri 90%, stiren+10% butadiena), fenoplaste, aminoplaste, unii polimeri vinilici, cazeina, gelatina, liguina etc.

Stabilizatorii in timpul prelucrari sau utilizarii, polimeri sufera o transformare numita degradare sau imbatranire care consta in modificarea unor propietati importante sub actiunea factorilor fizici, chimici sau biologici.

Pentru a preveni degradarea polimerilor se utilizeaza stabilizatorii.

Plastifiantii sunt adausuri de prelucrare care se introduc in amestecurile pe baza de compusi macromoleculari in urmatoarele scopuri:

- usureaza prelucrarea polimerilor;

- reduc duritatea polimerilor;

- imbunatatesc propietatile fizico-chimice.

Antioxidantii sunt materiale auxiliare, care protejeaza impotriva degradari oxidative.

CAPITOLUL III: DESCRIEREA INSTALATIEI DE OBTINERE A MASUTEI PENTRU TRUSA DE TRAFORAT

Masina de injectie: parti componente

O masina de injectie are doua mari parti componente:

a. agregatul de topire si injectie

-efectueaza operatia de dozare si topire a materialului precum si operatiea de introducere a materialului topit in matrita.

b. presa masini de injectie

- efectueaza operatia de inchidere-deschidere a matritei, de solidificare a topiturii si de evacuare a produsului finit din matrita.

1. Agregatul de topire si injectie

El tranforma materialul plastic din forma de granule in aceea de material plastic topit, prin incalzire in cilindrul de injectie, urmata de injectarea acestei topituri in matrita de formare.

Principalele parti componente ale acestui agregat sunt:

1. Palnia de alimentare

2. Sistemul de dozare

3. Cilindrul

4. Pistonul

5. Batiul

6. Melcul masinii de injectie

7. Duza

1. Palnia de alimentare

Palnia de alimentare ajuta la introducerea polimerului in agregatul de plastifiere-injectie.

Volumul palniei trebuie sa asigure cantitatea procesului, iar forma lor se adapteaza la natura materialului (granule, pulbere, polimeri macinati etc), pentru a asigura unghiul de curgere necesara.

La partea inferioara a palniei se gaseste orificiul de alimentare al cilindrului care, in functie de natura polimerului, poate avea forme diferite.

La masinile de injectie se mica capacitate, incarcarea palniei de alimentare se face, de cele mai multe ori, manual si in acet caz, palnia se prefera a fi realizata din materiale transportate care usureaza supravegherea nivelului de polimer din palnie.

2. Sistemul de dozare

La masinile cu piston, polimerul trebuie dozat la fiecare cursa a pistonului.

Umplerea incompleta a camerei de plastifiere duce la obtinerea de piese necorespunzatoare calitativ, iar supradozarea polimerului in cilindru scade presiunea de injectie.

O dozare corecta se asigura prin:

- dozare volumetrica - caz care, din palnia de alimentare, polimerul se introduce in spatiul de plastifiere printr-un volum calibrat, propiu fiecarui tip de piesa injectata.

Modificarile in forma granulelor, lubrifierea suprafetelor sau incarcarea cu electricitate statica pot schimba greutatea volumului dozat.

- dozarea gravimetrica - face ca presiunea de injectie sa se mentina constanta, evitandu-se atat supra-presiunea cat si subpresiunea din matrita.

3. Cilindrul

Cilindrul se confectioneaza cu suprafata interioara polisata, pentru a reduce frictiunea polimerului.

Pe suprafata exterioara se gaseste amplasat sistemul de incalzire, care reprezinta principala sursa de caldura pentru inmuierea si omogenizarea polimerului.

Este dimensionat si construit astfel incat sa reziste la presiunile de lucru, temperaturile procesului, coroziunea si eroziunea polimerilor si umpluturilor minerale.

Materialul de constructie este un otel cu continut de aluminiu, crom si molibdem, nitrat la interior.

Cilindrul poate fi uzinat si din doua metale, prin introducerea unui cilindru rezistent la coroziune (sau eroziune) in interiorul altui cilindru de otel, ce preia rezistenta mecanica a sitemului. Cilindrul interior are un continut mare de nichel si crom.

Incalzirea cilindrului se face electric, cu rezistente prin inductie, cu microunde etc.

Se poate folosi, de asemenea, un agent termic ca abur, hidrocarburi.

Cand se folosesc rezistente electrice (cazul cel mai raspandit in constructia masinilor), acestea se confectioneaza sub forma de coliere, ceea ce usureaza montarea si demontarea lor.

Izolarea electrica si termica, fata de suprafetele metalice ale mansoanelor, se realizeaza cu mica (micanita).

4. Pistonul

Masinile cu piston de injectie pot fi organizate in mai multe variante ale procesului de plastifiere si de injectie. Indiferent de tipul masinii, pistonul trebuie sa asigure comprimarea, plastifierea (omogenizarea prin intermediul matritei) si injectia in matrita.

La alegerea materialului de constructie a pistonului sunt valabile aceleasi considerente ca la uzinarea cilindrilor si melcilor, adica se aleg oteluri cu rezistenta mecanica mare, rezistenta la coroziune si eroziune.

5. Batiul

Batiul formeaza suportul subansamblurilor masinii.

Este o constructie robusta, realizata din fonta sau otel, dimensionata sa reziste la socuri si la solicitarile reciproce dintre piese. Batiul poate ingloba si diverse subansambluri ale masinii sau utilaje anexe (sisteme de racire, de ex: pentru apa, lubrifiantii, lichid hidraulic etc.).

6. Melcul masinii de injectie

Melcul de plastifiere si injectie are sarcina sa transporte polimerul prin palnia de alimentare catre zona de injectie a masinii, sa compacteze materialul, sa-l degazeze si plastifieze si sa-l pompeze catre capatul melcului.

Cele trei zone specifice masinilor de extrudere cu melc se regasesc si la masinile de injectie cu melc-piston:

zona de alimentare a polimerului;

zona de tranzitie a polimerului;

zona de pompare a polimerului.

Melcul este o constructie solida, fiind dimensionat astfel incat sa realizeze si sa mentina presiunea de injectie impusa.

Pasul melcilor este constant; unghiul spirei s-a stabilizat la valoarea de 17,8; grosimea elicei melcului este de 10% din diametrul melcului.

Antrenarea melcului se realizeaza prin cuplarea la un motor electric cu turatie variabila sau cu reductor de viteza, se poate cupla de asemenea un motor hidraulic actionat de o pompa hidraulica.

7. Duza

Piesa principala din capul cilindrului este duza sau agrenajul prin care se introduce topitura in matrita.

Duza se gaseste, in contact cu matrita rece, dupa care se retrage, pentru a evita solidificarea polimerului in agrenaj.

Proiectarea duzei depinde de timpul polimerului injectat, de presiunea si de temperatura de injectie. Este foarte important sa se evite pierderile de presiune in duza, iar temperatura polimerului sa fie uniforma; incalzirea duzei se face numai pt compresarea pierderilor de caldura, fara adaos la temperatura polimerului.

2. Presa masinii de injectie

(mecanismul de inchidere-deschidere)

Mecanismul de inchidere este caracteristica principala a masinii de injectie si principalul element al pretului masinii.

Cele mai obisnuite sunt mecanismele hidraulice si mecanismele cu articulatie.

Caracteristicile sistemului hidraulic sunt:

forta de inchidere - este valabila pana la un maximum si poate fi continuu reglata printr-un ventil situate pe cilindrul hidraulic;

viteza de deplasare - a platanului mobil al presei poate fi infinit variata intre limitele de maximum si minimum;

accelerarea si decelerarea - pot fi variate lent;

forta de deschidere si viteza - de deplasare inapoi pot fi reglabile;

intretinerea sistemelor - ce vin in contact cu uleiul hidraulic este mai simpla decat in cazul sistemelor mecanice.

Presa masinii de injectie se compune din urmatoarele parti:

a. Platourile portmatrita

Sunt in numar de doua si servesc la manevrarea matritei de injectie in timpul lucrului.

Pe fiecare platou se monteaza cate o semimatrita.

Dintre cele doua platouri, unul este fix, si celalalt este mobil.

Manevra de inchidere si deschidere a matritei se face prin deplasarea platoului mobil.

Pe platoul fix are loc contactul dintre duza matritei si cilindrul de injectie, iar pe platoul mobil are loc comandarea aruncatorului de produs din matrita.

b. Sistemul de ghidare a platoului mobil - se compune dintr-un numar de 2-4 coloane cilindrice, pe care culiseaza platoul portmatrita mobil, astfel incat in timpul deplasarii sa ramana mereu paralel cu platoul fix.

Coloanele de ghidare se executa din otel cu suprafata bine prelucrata si calita sau cromata dur.

c. Sistemul de actionare a platoului mobil se realizeaza astfel:

- prin actionare articulata (tip genunchi simplu);

- prin actionare hidraulica (tip genunchi simplu/dubla).

d. Sistemul de reglare a inchiderii matritei - are rolul de a regal la o anumita valoare forta necesara inchiderii matritei.

Matrita este in pozitie inchisa cand cele 3 elemente ale articulatiei sunt in pozitie colineara.

e. Sistemul de protectie a operatorului - se compune dintr-o grila deplasabila, pe care o poate manevra operatorul masinii sau este comandata automat.

Grila inchide satiul de lucru al matritei pentru a se evita posibilitatea accidentarii operatorului.

In sistemul de comanda electric permite inchiderea matritei numai in pozitia inchisa a grilei.

f. Sistemul de protectie a matritei - consta in intreruperea cursei de inchidere a platoului mobil in cazul in care matrita nu se poate inchide cu o forta mica, din cauza ca are in zona liniei de separatie dintre cele doua jumatati un corp care ar putea provoca accidentarea matritei in cazul aplicarii unei forte de inchidere mari.

g. Inchiderea matritei sub presiune

Daca presiunea topiturii in matrita atinge o valoare destul de ridicata, astfel incat forta de reactie depaseste forta elastica a presei, matrita se intredeschide si polimerul iese in spatiul liber, unde formeaza o pelicula ce se raceste sub forma de bavura.

h. Echipamentul elastic

La actionarea motoarelor electice este folosit atat curentul alternativ trifazat cat si curentul continuu, pentru motoarele cu turatie variabila.

Pentru operarea dispozitivelor de siguranta se lucreaza de obicei cu un curent nepericulos pentru om, de pana la 40V.

Echipamentul electric cuprinde:

conductori de alimentare (Cu, Al) ce au sectiunea si costul invers proportional cu tensiunea de lucru;

dispozitivele de protectie care au scopul de a izola sunt circuite sau suprasolicitarile utilajului, lasand restul sistemului sub tensiune;

- rezistentele de incalzire ale masinii cat si anexele masinii ca: uscatoare pentru materia prima, agregate de temperare a matritei etc.

Toate acestea folosesc curent electric pe care il transforma in caldura.

i. Matrita

Matrita este un dispozitiv complicat care are rolul de a forma un produs cu o anumita configuratie, cu dimensiuni prestabilite si cu suprafata corespunzatoare calitativ.

In matrita au loc procese reologice, termice, mecanice etc., ceea ce a impus ca matrita sa fie construita din mai multe subansambluri, fiecare din acestea avand o functie propie.

Matritele se pot clasifica, dupa criterii de constructii si functionare, astfel:

- dupa numarul cuiburilor, matritele cu unul sau mai multe locasuri (cavitati,cuiburi,anveole);

- dupa numarul planurilor de separare se intalnesc matrite cu 1-3 planuri;

- dupa modul de injectie a topiturii exista matrite cu culee punctiforma etc.;

- dupa pozitia planului de deschidere a matritei si pozitia culeei se deosebesc matrite cu deschidere in plan vertical si culee centrala sau laterala, cu deschidere in plan orizontal si culee centrala sau laterala;

- dupa modul de scoatere a piesei din cuib, exista matrite cu scoatere manuala a produsului, cu aruncatoare, cu bucse, cu placi;

- dupa forma produsului, matritele pot fi cu bavuri pe partea mobila a matritei, cu miezuri actionate mecanic, pneumatic sau hidraulic.

Formarea piesei injectate are loc in cavitatea marginita de placile de formare, in cavitate se pot gasi miezurile, pentru produsele finite care prezinta goluri, bacurile si pastilele de formare.

Placile de formare se inchid etans, pastrand in interior forma articolului care se injecteaza.

Dulezele matritelor

Duza face legatura intre agregatul de injectie si canalul principal de alimentare a matritei sau poate alimentarea direct in cavitatea matritei.

Duzele pot fi fixe sau mobile.

Inchiderea matritei

Materialul injectat in cavitatea matritei exercita, ca toate fluidele, o presiune teoretic egala in toate sensurile.

Matrita este supusa la un efect de deschidere, egala cu presiunea polimerului in matrita, multiplicata prin suprafata cavitatii, masurata prin planul de inchidere al matritei.

Centrul de reactie a matritei trebuie sa se gaseasca in axa organului de inchidere (piston sau biela) pentru ca matrita sa nu se dezechilibreze.

Racirea matritei

Matrita primeste intreaga cantitate de caldura continuta in polimerul provenit din agregatul de injectie.

Intreaga caldura trebuie evacuata intr-un timp foarte redus, pentru a scurta la minimum durata ciclului de injectie.

Temperatura minima la care trebuie sa ajunga polimerul, la sfarsitul etapei de racire, este impusa de solidificarea lui, astfel ca piesa injectata sa nu se deformeze la manipularile si operatiile ulterioare injectiei.

Sisteme de racire a matritei

Racirea se face prin prevederea canalelor de circulatie a agentului termic in peretii matritei si in masa miezurilor.

Masina de injectie consuma apa de racire, nu numai pentru matrita ci si pentru:

- racirea melcilor in cazul plastifierii unor polimeri termosensibili;

- prelucrarea caldurii produse prin frictiune in sitemul hidraulic (temperatura admisa 40..45 C);

- racirea uleiului de lubrifiere si mentinerea temperaturi acestuia la maximum 50 C temperatura optima fiind de 40 C.

Materialele pentru constructia matritelor

Otelul - este cel mai folosit material pentru constructia matritelor si partilor ei componente.

Mg - (el asigura duritate, rezistenta chimica a otelului) scade capacitatea de racire a matritei si creste duritatea.

Ni - imbunatateste rezistenta la temperaturi joase ale otelului, permite scaderea continutului in C., rezistenta la tractiune si oboseala.

Cr - amelioreaza duritatea mai bine decat alte elemente, creste rezistenta suprafetelor la uzura si coroziune.

Molibdenul - creste rezistenta, duritatea, ingreuneaza prelucrabilitatea mecanica a aliajului.

Vanadiul - creste rezistenta la tractiune si rezistenta la soc inhiba cresterea cristalelor in timpul incalzirii, ducand la o crestere a temperaturii de lucru a otelului.

Tungstenul - creste duritatea, rezistenta mecanica si rezistenta.

Al - este un element de dezoxidare si de degazeificare.

Otelurile inoxidabile - impiedica efectele coroziunii.

Capitolul IV : Mod de functionare a masinii de injectie

Bazele Procesului

Prelucrarea prin injectie este un proces in care se succed urmatoarele faze:

* dozarea polimerului in functie de greutatea piesei injectate;

* incalzirea si topirea polimerului in cilindrul agregatului de plastifiere;

* inchiderea matritei;

* introducerea polimerului sub presiune in cavitatea matritei;

* solidificarea si racirea topiturii;

* scoaterea produsului injectat.

* Dozarea

Ca operatie tehnologica, dozarea trebuie sa asigure cantitatea corespunzatoare de polimer pentru umplerea cavitatii matritei.

Dozarea cat mai exacta este impusa si de restrictia ca polimerul sa fie cat mai putin solicitat termic, din motive de degradare, ceea ce inseamna ca in volumul cilindrului de plastifiere nu trebuie sa ramana material intre doua cicluri de injectie (la masinile cu piston).

* Plastifierea polimerului

In interiorul cilindrului masinii de injectie polimerul este adus, din stare solida, in stare de topitura.

Temperatura polimerului in cilindrul masinii depinde de natura polimerului si de tipul masinii.

In ceea ce priveste natura materialului, principalul criteriu de clasificare este comportarea termomecanica a polimerului sau deformarea unui material, sub sarcina constanta, in functie de temperatura.

* Inchiderea matritei

Forta de strangere a matritei trebuie sa fie mai mare decat forta de distantare creata de presiunea topiturii de polimer din matrita. Calcularea corecta a fortei de inchidere face sa nu apara bavuri, pierderi de agent de expandare si defecte ala suprafetei pieselor injectate (cand forta de inchidere nu compenseaza forta de injectie) sau sa se consume energie in mod inutil, in cazul supradimensionarii fortei de strangere. Ca informare, se indica o forta de strangere de 700 daN/cm de suprafata proiectata pentru o piesa injectata din PA 66.

* Introducerea polimerilor sub presiune in matrita

Sub actiunea presiunii pistonului sau a melcului - piston, polimerul topit trece din cilindru de incalzire, prin duza si canale, in cavitatea matritei. Presiunea pe circuit a topiturii scade de la cea 1000 la 2000 daN/cm pana la o presiune apropiata de cea atmosferica (in momentul deschiderii matritei).

Scaderea finala a presiunii se datoreaza rezistentei hidraulice a traseului si intaririi polimerului. Presiunea maxima in matrita apare la sfarsitul cursei pistonului si depinde de presiunea realizata de aceasta, de temperatura materialului si de configuratia geometrica a traseului. Alti factori suplimentari sunt: vascozitatea topiturii, rugozitatea suprafetelor prin care circula polimerii, geometria canalelor de curgere.

* Solidificarea si racirea topiturii

Are loc cresterea densitatii si atingerea unei temperaturi care sa permita scoaterea obiectului din matrita fara sa fie deteriorate (deci sa aiba stabilitate dimensionala).

Presiunea finala in matrita denumita si presiune reziduala, trebuie sa fie putin mai mare decat presiunea atmosferica, pentru a exista garantia ca obiectul injectat va reproduce dimensiunile cavitati matritei.

2. Procese care au loc in masina de injectie

Principalele procese care caracterizeaza functionarea masinii de injectie sunt urmatoarele:

a. Curgerea polimerului din palnia (buncarul) masinii

Agregatul de plastifiere este alimentat cu polimer pulverulent sau granulat dintr-o palnie.

In mod obisnuit, materialele ce urmeaza a fi prelucrate prin injectie poseda propietati de curgere satisfacatoare pentru a asigura functionarea continua a agregatului de plastifiere.

Pentru o adaptare usoara a palniei de alimentare la polimeri diferiti ca geometrie si natura, palniile se construiesc, ca anexe separate ale masinii de injectie, din materiale usoare (tabla de aluminiu, polimetil metacrilat), ce pot fi usor schimbate; parametrul variabil fiind conicitatea partii inferioare a palniei.

b. Plastifierea si pomparea materialului

La masinile cu melc-piston, plastifierea polimerului se face similar ca intr-o masina de extrudere, este valabila si pentru plastifierea materialului in cazul injectiei.

Topitura debitata de melc se acumuleza fie la capul melcului (cand melcul se retrage), fie intr-un acumulator de topitura sau in cilindru, cand masina functioneaza cu preplastifiere, ori direct in matrita in cazul proceselor de formare extrudere.

c. Formarea produsului finit in matrita

Polimerul fluid provenit din agregatul de plastifiere cu melc piston este pompat in matrita de formare. Aici are loc procesul de formare a produsului, unde sub influenta presiunii de injectie se umple cavitatea matritei cu polimer fluid care, racit apoi, se solidifica.

Matrita se deschide pentru a permite evacuarea produsului si reluarea ciclului de injecti.

Durata ciclului total de injectie este formata din duratele proceselor tehnologice legate de obtinerea unei piese finite.

Succesiunea stagilor ce formeaza ciclul total si anume:

- umplerea matrite;

- postinjectia;

- racirea piesei;

- evacuarea produsului.

In intervalul de timp masina de injectie executa si alte operatii, de natura mecanica ca:

- inchiderea matritei;

- deplasarea cilindrului de injectie;

- retragerea melcului si plastifierea polimerului;

- deschiderea matritei.

3. Prelucrabilitatea polimerilor

Formarea prin injectie consta in plastifierea prin incalzire a polimerului, introducerea topiturii in cavitatea unei matrite si in solidificarea materialului, prin racire.

Operatia de plastifiere este rezultatul performantelor utilajului si al caracteristicilor polimerului.

Acestea caracteristici determinate pentru procesul de injectie sunt:

- propietatile termice;

- propietatile reologice.

Propietatile termice

La randul lor, aceste propietati implica:

- dilatarea termica;

- caldura specifica;

- conductibilitatea termica;

- difuzivitatea termica;

- punctul de topire si de inmuiere;

- temperatura de inmuiere sub sarcina;

- temperatura de fragilitate;

- inflamabilitatea;

- temperatura de descompunere a polimerului.

4. Productivitatea masinilor de injectie

O caracteristica tehnica esentiala a masinii de injectie este capacitatea de injectare, care reprezinta volumul maxim de materiale ce poate fi introdus in matrita, la o deplasare a pistonului (sau melcului masinii), cand acesta face cursa maxima posibila.

Volumul de injectare nu este identic cu volumul corespunzator cursei efectuate de piston sau melc-piston, deoarece fata de volumul corespunzator cursei pistonului sunt o serie de pierderi, prin scapari de material, datorita jocului dintre piston si cilindru, a modificarii volumului polimerilor pe seama calduri acestuia etc.

CAPITOLUL V: APARATE DE MASURA SI CONTROL

Controlul si reglarea masinii de injectie

Masina de injectie este un agregat complex, a carei productie este asigurata nu numai de parametrii care determina dimensiunile si calitatea ei, dar si de parametrii ce stabilesc durata unui ciclu si deci productivitatea masini.

Masurarea si reglarea parametrilor masinilor de injectie

Termometre si regulatoare de temperatura

Termometrele folosite ca element sensibil sunt de tip manometric, cu rezistenta si cu termocupluri.

Un sistem de reglare a temperaturii cuprinde:

- element sensibil;

- termometru;

- un traductor;

- un amplificatori al marimii obtinute, marime comparata cu temperatura prestabilita in regulator spre dispozitivele de incalzire.

Aparate pentru masurarea presiunii

Presiunea este masurata in cilindrul masinii, la intrarea in duza de injectie si in matrita, calitatea produsului depinzand esential si de parametrul presiunii.

Aparate pentru masurarea si reglarea timpului

Dispozitivele de masurare a unui interval de timp ce se cunosc sub denumirea de:

- relee de timp, programatoare de timp, tinere.

Dotarea minima cuprinde:

- balanta semiautomata - pentru cantarirea pieselor si reglarea, in acest fel, a volumului de polimer injectat in matrita, cat si stabilirea timpului de postinjectie.

- termometru portabil - pentru masurarea temperaturi, la iesirea din duza, dand astfel posibilitatea verificarii si corectarii regimului de temperatura din agregatul de plastifiere.

- pentru masurarea dimensiunilor pieselor - se utilizeaza- sublere, caliber, filiere.

CAPITOLUL VI: MASURI DE PROTECTIA A MUNCII

LA

MASINA DE INJECTIE

1. In timpul lucrului, muncitorul care lucreaza la masina de injectie va purta echipamentul de lucru si de protectie conform normativului.

2. Inainte de inceperea lucrului se va verifica instalatia electrica si centura de impamantare.

3. Dispozitivul de protectie format din aparatori glisate, limitatori de cursa si dispozitivul hidraulic permite functionarea masinii numai cu aparatorile glisate inchise.

4. Pentru evitarea oricarui pericol la deschiderea matritei, intre placile port-matrita, la partea superioara se interpune un dispozitiv mecanic de protectie.

5. Functionarea masinii cu usa glisanta deschisa este posibila numai in regim manual cu reglaje, acesta fiind selectat prin selectorul modulului de lucru RAM pe pozitie reglaj.

6. Regimul de lucru manual de reglaj poate fi folosit numai de reglorul masinii pentru reglare.

7. Toate portile metalice ale echipamentului electric care in mod normal nu sunt sub tensiune (carcasa, circuite magnetice) vor fi legate de centura de impamantare.

8. Efectuarea reglajelor si lucrarilor de intretinere si reparatii se vor face numai de personal calificat, instruit si autorizat in acest sens.

9. In cazul constatarii unor defectiuni, utilajul va fi oprit si se va solicita sprijinul maistrului care prin electricianul sau mecanicul de serviciu pentru intretinerea utilajelor va remedia defectul constatat.

Se interzice remedierea defectelor de catre persoane neautorizate.

10. In zona de lucru si actionare a masinii se interzice depozitarea de piese si materiale.

11. In vederea asigurarii unei ventilatii corespunzatoare in atelierul de lucru unde functioneaza masinile de injectii se va face o aerisire permaneta atat inainte de inceperea programului in timpul si la sfarsitul programului de lucru.

SE INTERZICE INTRODUCEREA MAINILOR INTRE PLATANELE MASINII, EXTRAGEREA FACANDU-SE CU AJUTORUL CARLIGELOR.