Formy wtryskowe z Chin – czym są i jak powstają?
Wiele maszyn, urządzeń w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym, mechaniki precyzyjnej czy też produkcja sprzętu gospodarstwa domowego i urządzeń sanitarnych wymaga elementów o bardzo różnych kształtach (kształtek) wytwarzanych w długich seriach, co ma kapitalne znaczenie w obniżeniu ich jednostkowej ceny. Najbardziej rozpowszechnionym sposobem wytwarzania tych elementów z tworzyw termoplastycznych (plastik nie jest jedynym tu tworzywem, chociaż najczęstszym) jest ich produkcja za pośrednictwem form wtryskowych.
Co to są formy wtryskowe, jak są zrobione i jak działają?
Forma wtryskowa jest złożonym narzędziem służącym do produkcji z plastiku przedmiotów o bardzo różnych, zaprojektowanych stosownie do funkcji, kształtach. Podstawową jej rolą jest wypełnienie płynnym tworzywem (plastik, guma, metal, a nawet szkło) tzw. gniazd formujących, tj. elementów konstrukcyjnych formy wtryskowej, które służą do uformowania właśnie przedmiotów o pożądanych kształtach. Odpowiednio zaprojektowane i wykonane gniazdo, jest swego rodzaju matrycą, na której powstaje (zostaje wiernie odwzorowany) pożądany przedmiot. Zaliczana jest do narzędzi precyzyjnych, bo sama wymaga daleko idącej dokładności w jej wykonaniu, ale też gwarantuje wykonywanie, niekiedy bardzo precyzyjnych elementów np. do urządzeń elektronicznych. Rynek przebojowo opanowują tanie i doskonałe wtryskarki z Chin. Forma wtryskowa (wtryskarka) zbudowana jest następujących układów funkcjonalnych:
- jedno lub więcej gniazd formujących,
- układ wlewowy tworzywa, układ chłodzenia i wypychania wypraski (to właśnie ten przedmiot powstający w gnieździe, formującym),
- systemów i kanałów wtryskowych,
- elementów prowadzących, pozycjonujących oraz ustalających połówki formy,
- napędy płyt i segmentów,
- obudowy, jaką zwykle posiada każde złożone urządzenie.
Formy wtryskowe zimnokanałowe
Formy wtryskowe zimnokanałowe mają zimny system doprowadzania tworzywa do gniazd, stąd ich koszt jest zazwyczaj niższy niż gorąco kanałowych, które wymagają stosownego osprzętu. Do wypełnienia gniazda (gniazd) potrzebna większa objętość wtrysku, zawsze też powstaje tu odpad, tzw. wlewek. Wlewek może zostać zmielony i ponownie dodany do granulatu, z którego powstaje wypełniające gniazdo tworzywo, ale można tak dodawać tylko ograniczone tego ilości, a w wielu wypadkach, jest to wręcz zabronione (bo może obniżać jakość produktu). Potrzebna tu też jest większa ilość pracowników i zużywa się większa ilość energii.
Formy wtryskowe gorącokanałowe
Wprawdzie ich koszt przy tej samej liczbie gniazd formujących dla tego samego produktu jest znacząco wyższy w porównaniu do formy zimnokanałowej, ale górują one nad formami zimnokanałowymi tym, że objętość wtrysku w całości idzie na wytworzenie wypraski, jest więc lepiej wykorzystana, bo nie powstaje tu wlewek. Są bardziej wrażliwe na zanieczyszczenia, stąd maksymalnie czysty powinien być granulat.
Chłodzenie formy wtryskowej
Z punktu widzenia bilansu cieplnego, forma wtryskowa jest wymiennikiem ciepła, musi posiadać jak najlepsze obiegi chłodzące, które odprowadzą większość energii cieplnej, która była potrzebna do uplastycznienia tworzywa tłoczonego do gniazd. Wypraska musi być schłodzona do temperatury (dla każdego tworzywa określona jest maksymalna temperatura, przy której wypraska jest wypychana), w której osiągnie sztywność pozwalającą na usunięcie jej, z zachowaniem założonych kształtów (bez żadnych deformacji), z gniazda formy wtryskowej.
Formy wtryskowe – jaka stal?
Formy wtryskowe wykonywane są (szczególnie gniazda) z kilku rodzajów metalu, bo muszą one być wytrzymałe wiele czynników typu ciśnienie, wysoka temperatura i trwałe; od nich zależy też jakość wyrobu finalnego. Jeśli materiałem wypełniającym ma być metal, to formy wtryskowe wytwarzane są zwykle z konstrukcyjnych stopowych stali węglowych. Znajdują tu też zastosowanie stale proszkowe.
Jak polerować formy wtryskowe?
Polerowanie form jest niezwykle ważne dla jakości (gładkości) powierzchni wypraski, wydłuża też żywotność formy wtryskowej. Dlatego polerowanie powinni przeprowadzać wysokiej klasy, w tej dziedzinie, fachowcy, bo od stanu powierzchni gniazd zależy jakość powierzchni wytwarzanych przedmiotów. Fachowiec użyje tu różnych urządzeń, takich jak polerki, pilnikarki czy też nowoczesnych urządzeń ultradźwiękowych, które używane są przy tym polerowaniu coraz częściej.
Dlaczego z Chin?
Odpowiedź zdumiewająco prosta: bo koszty produkcji wyrobów za pomocą form wtryskowych z Chin mogą być 4 x niższe od wyrobów produkowanych wtryskarkami z Europy czy z USA. Chińczycy wyspecjalizowali się w produkcji wtryskarek, a dodatkowo są one zaawansowane technologicznie, mają wysokość jakość, która przekładającą się na wyroby finalne. Firma, która zdecyduje się na ich import z Chin, szybko zdobędzie przewagę konkurencyjną i zapewni sobie duży zysk. Czasy, kiedy chińskie wyroby kojarzyły się z jakościowymi nizinami dawno i chyba bezpowrotnie, minęły.
