Metody obróbki tworzyw sztucznych

Metody obróbki tworzyw sztucznych pozwalają na otrzymywanie produktów o bardzo różnej charakterystyce. Dzięki uplastycznianiu możliwe jest nadanie niemal dowolnego kształtu i rozmiaru. Przy użyciu odpowiednich form z plastiku mogą powstawać przedmioty o każdym stopniu złożoności – zarówno precyzyjne, np. koła zębate, jak i bardzo długie, choćby izolacje przewodów, a także odznaczające się bardzo cienkimi ściankami, m.in. pojemniki albo butelki.

Znaczenie przetwórstwa tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne są jednymi z najpowszechniej wykorzystywanych materiałów. Stosuje się je w niemal każdym urządzeniu czy maszynie, są obecne w produktach codziennego użytku, a także w prawie wszystkich opakowaniach. Dzięki swoim zaletom – stosunkowo łatwemu przetwarzaniu, niewielkiej masie, dużej wytrzymałości, możliwości barwienia, a także odporności na wodę i rozmaite substancje chemiczne pozostają znakomitym surowcem do wytwarzania wyrobów dla wielu branż. Wielość dostępnych metod obróbki tworzyw sztucznych pozwala na uzyskiwanie dowolnych kształtów i wyrobów o charakterystyce ściśle dopasowanej do potrzeb.

Przetwórstwo tworzyw sztucznych to wiele technologii, dzięki którym jest możliwa produkcja wyrobów na skalę przemysłową. Do najczęściej stosowanych zalicza się m.in. wtryskiwanie, wytłaczanie, termoformowanie, odlewanie czy formowanie z rozdmuchem. Każda z nich pozwala na uzyskanie produktów o innej specyfice, wspólną cechą jest jednak korzystanie z właściwości termoplastycznych tworzyw sztucznych oraz form, które nadają uplastycznionemu surowcowi pożądany kształt – wyjaśnia przedstawiciel firmy Toplast, która specjalizuje się w przetwórstwie tworzyw sztucznych.

Wtryskiwanie tworzyw sztucznych

Wtryskiwanie jest najpowszechniej używaną metodą obróbki tworzyw sztucznych. Polega na wprowadzeniu upłynnionego materiału pod ciśnieniem do wnętrza formy. Po ukształtowaniu  i utwardzeniu forma jest otwierana, a półprodukt w postaci wypraski usuwany. Przy pomocy technologii wtryskiwania i rozmaitych jej modyfikacji można produkować przedmioty o bardzo złożonych kształtach.

Sam proces wtryskiwania przebiega w kilku etapach i wymaga urządzenia, które zawiera w sobie trzy rodzaje układów – uplastyczniający, narzędziowy oraz napędowy. Pierwszy z nich jest odpowiedzialny za uplastycznienie surowca oraz wytworzenie odpowiedniego ciśnienia. Tworzywo jest mieszane, a następnie sprężane za pomocą obracającego się ślimaka albo przesuwającego się w cylindrze tłoka (choć istnieją również systemy łączące oba te rozwiązania). Przez głowicę, która skupia strumień upłynnionego surowca, materiał może być wtryśnięty do formy. Układ narzędziowy to forma oraz oprzyrządowanie potrzebne do jej obsługi. Forma składa się z wielu płyt – między innymi matrycowej i stemplowej, które odpowiadają za nadanie kształtu. W formie znajdują się również kanały, które służą do równomiernego rozprowadzania rozgrzanego tworzywa. Układ transportowy odpowiada za dosunięcie głowicy podającej materiał do gniazda formy, a także za jej otwieranie i zamykanie.

Wytłaczanie tworzyw sztucznych

Wytłaczanie tworzyw sztucznych to proces, który pozwala na produkcję tworzyw w systemie ciągłym, nadaje się więc doskonale do produkcji wyrobów o jednolitym przekroju. W technologii wytłaczania uplastycznione tworzywo jest przepuszczane przez głowicę z dyszą, która nadaje strumieniowi określony kształt. Przy wykorzystaniu tej techniki produkcji można uzyskiwać kształtowniki o dowolnym przekroju, folię rurową, płyty z tworzywa o wybranej grubości i kształcie, a także folię płaską. W ten sposób nanosi się również powłoki z tworzywa na różnego typu materiały. Co ważne proces wytłaczania może być wspomagany innymi technologiami, np. rozdmuchem, umożliwiając uzyskanie bardziej złożonych efektów.

Zasada działania maszyn używanych do wytłaczania, czyli wytłaczarek jest stosunkowo prosta. Granulat tworzywa sztucznego trafia z zasobnika do układu uplastyczniającego, gdzie surowiec jest podgrzewany, mieszany i sprężany. Jest to możliwe dzięki obracającemu się ślimakowi, którego wyprofilowanie ułatwia uzyskanie odpowiedniego zagęszczenia. Rozgrzany plastik jest za sprawą stopniowego zwiększania się średnicy walca, na którym osadzony jest ślimak pod niewielkim ciśnieniem kierowany w stronę głowicy. Zamontowana w niej dysza ma otwór o kształcie pozwalającym na uzyskanie potrzebnego profilu. Przechodząc przez dyszę, tworzywo jest wstępnie formowane, a następnie kalibrowane oraz chłodzone.

Rozdmuchiwanie tworzyw sztucznych

Formowanie z rozdmuchem może być wprowadzone jako modyfikacja zarówno w technologii wtryskiwania, jak i wytłaczania. W obu przypadkach wstępnie uformowany półprodukt jest poddawany działaniu ciśnienia gazu, który dociska go od ścianek formy nadającej ostateczny kształt.

W przypadku technologii wtryskiwania z rozdmuchem jest on prowadzony na wstępnie uformowanym półprodukcie. Po nadaniu mu pierwotnego kształtu w pierwszej formie jest on przenoszony do kolejnej, gdzie strumień gazu rozpycha tworzywo tak, by przedmiot został ostatecznie uformowany. Proces rozdmuchiwania tworzyw sztucznych może zajść w obrębie jednego urządzenia, choć może też zostać rozdzielony na dwa etapy, choć wówczas samo rozdmuchiwanie wymaga ponownego uplastycznienia.

Przy rozdmuchiwaniu z wytłaczaniem półproduktem jest zwykle opuszczające dyszę tworzywo w formie walca. Jest ono następnie zamykane w odpowiedniej formie, a jedna część półproduktu zostaje zgrzana. Następnie do formy jest wprowadzana dysza, a dostarczany gaz dociska materiał do ścianek.

W przypadku produkcji rękawów foliowych stosowane jest rozdmuchiwanie swobodne, w którym o stopniu rozciągnięcia powstającego rękawa, a zatem o jego rozmiarze decyduje ilość podawanego do wytłaczanego materiału gazu.