Transfer inovácií 22/2012
2012
10
Dr inż. Tomasz Jachowicz
Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny,
Katedra Procesów Polimerowych.
Polska, 20-618 Lublin, Nadbystrzycka 36.
e-mail: t.jachowicz@pollub.pl
K.т.н. Володимир Красінський
Національний університет "Львівська політе-
хніка", Інститут хімії та хімічних технологій,
Кафедра хімічної технології переробки плас-
тмас.
Bул. Ст. Бандери, 12, Львів, Україна, 79013.
e-mail: vkrasinsky@polynet.lviv.ua
Abstract
The article characterized the phenomenon
of processing shrinkage of injection moulded parts,
presenting its definition, classification, and dis-
cusses factors affecting the course and the value of
the injection moulding shrinkage. Based on ex-
perimental studies was defined relationship be-
tween the injection moulding shrinkage and se-
lected injection moulding process parameters, and
the filler content in the form of fibreglass.
Key words: polymer processing, injection mould-
ing, injection moulded part, processing shrink, fil-
ler.
WSTĘP
Proces wtryskiwania należy do najważniej-
szych metod wytwarzania elementów z tworzyw
polimerowych. Wtryskiwanie występuje w wielu
odmianach, a jego cechą charakterystyczną jest
cykliczność. Za pomocą wtryskiwania można
przetwarzać praktycznie wszystkie rodzaje two-
rzyw, przede wszystkim tworzywa termoplastyczne
i utwardzalne, ale także mieszanki gumowe, ciekłe
silikony oraz kompozyty. W efekcie wtryskiwania
powstaje wypraska wtryskowa, która w zależności
od odmiany wtryskiwania i użytego tworzywa cha-
rakteryzuje się bardzo szerokim zakresem wartości
właściwości użytkowych oraz wytrzymałościo-
wych, a także zróżnicowaniem kształtu, struktury,
wymiarów i dokładnością wykonania [2, 8, 11].
Na proces projektowania wypraski wtry-
skowej wpływają zatem: rodzaj tworzywa, metoda
przetwórstwa i jej warunki technologiczne, kon-
strukcja narzędzia przetwórczego i możliwości
użytkowe wtryskarki. Wszystkie wymienione
wyżej czynniki wpływają bezpośrednio lub
pośrednio na końcowe wymiary, strukturę i kształt
wypraski, zgodność z polem tolerancji przyjętym w
procesie
konstruowania
oraz
na
anomalie
przetwórcze (materiałowe i powierzchniowe),
istotne z punktu widzenia użytkownika [5, 6, 13].
SKURCZ PRZETWÓRCZY I JEGO RODZAJE
Pod pojęciem skurczu przetwórczego ro-
zumie się zmniejszenie objętości lub zmniejszenie
wymiarów części z tworzywa w stosunku do obję-
tości lub odpowiadających wymiarów gniazda for-
mującego narzędzia przetwórczego, które zachodzą
zarówno podczas końcowej fazy procesu przetwór-
stwa, jak i w określonym czasie po jego zakończe-
niu [3, 11, 12].
Skurcz przetwórczy tworzyw polimero-
wych dzieli się według kilku kryteriów. Ze względu
na czas i miejsce powstawania skurcz przetwórczy
dzieli się na skurcz pierwotny i wtórny. Pod poję-
ciem skurczu pierwotnego rozumie się zmniejsze-
nie wymiarów wytworu podczas jego ochładzania
(dla tworzyw termoplastycznych) bądź utwardzania
(dla tworzyw utwardzalnych) w gnieździe formują-
cym narzędzia przetwórczego i krótko po jego
opuszczeniu. Za umowną granicę zakończenia
skurczu pierwotnego przyjmuje się czas 16 godzin
[3, 9, 11]. Skurczem wtórnym określa się zmianę w
funkcji czasu objętości i wymiarów wytworu, która
występuje nadal po zakończeniu skurczu pierwot-
nego, dążąc przy tym do określonej stałej wartości.
Suma skurczu pierwotnego i wtórnego jest nazy-
wana skurczem całkowitym [3, 9].
Odnosząc zagadnienie związane ze skur-
czem do zmiany wymiarów geometrycznych
przedmiotu z tworzywa, wyróżnia się: skurcz li-
niowy, objętościowy, średni, wzdłużny i po-
przeczny. Skurcz liniowy to zmniejszenie wybra-
nego liniowego wymiaru przedmiotu odniesionego
do odpowiadającego mu wymiaru liniowego
gniazda formującego, najczęściej wyrażone w pro-
centach. Skurcz objętościowy stanowi zmniejszenie
objętości przedmiotu w stosunku do objętości
gniazda formującego, wyrażone w procentach.
Wyróżnia się także pojęcie skurczu rzeczywistego,
który uwzględnia rozszerzalność cieplną materiału
gniazda formującego, zachodzącą podczas procesu
przetwórstwa [3, 9, 11, 13].
Na skutek różnej orientacji makrocząste-
czek tworzywa występują różnice w wartości skur-
czu mierzonego w różnych kierunkach, w związku
z czym wyróżnia się skurcz poprzeczny oraz skurcz
wzdłużny. Skurcz poprzeczny jest określany dla
wymiaru liniowego poprzecznie do kierunku prze-
pływu tworzywa w gnieździe formującym, nato-
miast skurcz wzdłużny jest skurczem liniowym
mierzonym wzdłuż kierunku przepływu tworzywa.
Skurcz poprzeczny jest mniejszy od skurczu
wzdłużnego. Różnica między wartościami skurczu
poprzecznego i wzdłużnego jest nazywana anizo-
tropią skurczową [3, 11].
SKURCZ WTRYSKOWY WYPRASEK NAPEŁNIONYCH
Transfer inovácií 22/2012
2012
11
Kolejnym kryterium podziału skurczu prze-
twórczego jest podział według rodzaju metod
przetwórstwa. W związku z tym używa się określe-
nia skurcz technologiczny, którym może być mię-
dzy innymi skurcz wtryskowy, skurcz prasowniczy,
skurcz wytłaczarski oraz skurcz odlewniczy [9, 11].
Rys.1. Podstawowa charakterystyka skurczowa
wytworu z tworzywa amorficznego: a - skurcz
pierwotny, b - skurcz wtórny, c - skurcz całkowity,
1 - wymiar gniazda formującego w temperaturze
początku wypełniania tworzywem, 2 - wymiar
gniazda formy ogrzanej wypełniającym ją tworzy-
wem, 3 - wymiar wytworu po usunięciu go z
gniazda, 4 - wymiar wytworu po zakończeniu skur-
czu pierwotnego, 5 - wymiar wytworu po zakoń-
czeniu skurczu wtórnego [9]
Rys.2. Złożona charakterystyka skurczowa wy-
tworu z tworzywa częściowo krystalicznego: a -
skurcz pierwotny, b - skurcz wtórny, c - skurcz
całkowity, 1 - wymiar gniazda formującego w tem-
peraturze początku wypełniania tworzywem, 2 -
wymiar gniazda formy ogrzanej wypełniającym ją
tworzywem, 3 - wymiar wytworu po usunięciu go
z gniazda, 4 - wymiar wytworu po zakończeniu
skurczu pierwotnego i na początku jego ulepszania
cieplnego, 5 oraz 6 - wymiary wytworu podczas
ulepszania cieplnego, 7 - wymiar wytworu po za-
kończeniu ulepszania cieplnego, 8 - wymiar wy-
tworu po zakończeniu skurczu wtórnego [9]
Zależność między zmianą wymiarów
wytworu a czasem nazywana jest charakterystyką
skurczową. Podstawowa charakterystyka skur-
czowa jest odnoszona do jednej metody przetwór-
stwa (wtryskiwania, prasowania lub odlewania) i
obejmuje okres czasu od momentu wypełnienia
gniazda formującego tworzywem do chwili zakoń-
czenia skurczu wtórnego. Złożona charakterystyka
skurczowa jest odnoszona do głównej metody
przetwórstwa, umożliwiającej otrzymanie wytworu
(na przykład wtryskiwania), a następnie uwzględnia
dodatkową metodę przetwórstwa, realizowaną w
podwyższonej temperaturze, mającą na celu zmi-
nimalizowanie zjawiska skurczu i zapewnienie
stabilności wymiarowej wytworu (na przykład
ulepszanie cieplne). Obejmuje wówczas okres
czasu od momentu wypełnienia gniazda formują-
cego tworzywem do momentu zakończenia dodat-
kowej metody przetwórstwa, co jest uznawane za
tożsame z zakończeniem skurczu wtórnego [3, 11].
Przykłady interpretacji graficznej charakterystyk
skurczowych dla tworzywa amorficznego oraz
częściowo krystalicznego zostały przedstawione na
rys. 1 oraz na rys. 2.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SKURCZ
PRZETWÓRCZY
Na skurcz przetwórczy, mający źródło w
zjawiskach fizykochemicznych, ma wpływ wiele
czynników, które można pogrupować na czynniki
związane z [3, 11, 12]:
tworzywem (gęstością, ciężarem cząsteczko-
wym, strukturą krystaliczną lub amorficzną),
wytworem (kształtem, wymiarami, dokładno-
ścią wymiarową i polem tolerancji),
warunkami przetwórstwa (temperaturą two-
rzywa, temperaturą formy, sposobem i przebie-
giem ochładzania wytworu),
budową narzędzia (rozwiązaniem układu prze-
pływowego, ukształtowaniem gniazda formują-
cego),
ulepszaniem fizycznym i chemicznym wypraski
(normalizowaniem, wygrzewaniem, chlorowa-
niem, sulfonowaniem).
Wpływ warunków procesu na skurcz
przetwórczy jest skomplikowany. Przy przetwór-
stwie tworzyw termoplastycznych metodą wtryski-
wania skurcz wtryskowy jest powodowany głównie
przez obniżanie się temperatury tworzywa przetwa-
rzanego w końcowych fazach cyklu wtryskiwania i
zależy od parametrów technologicznych tego pro-
cesu (temperatury, ciśnienia, czasu i warunków
chłodzenia), a także od parametrów późniejszych
zabiegów cieplnych i cieplno-chemicznych. Nato-
miast przy przetwórstwie tworzyw utwardzalnych
metodą prasowania na skurcz prasowniczy zna-
czący wpływ mają procesy chemiczne zachodzące
w tworzywie przetwarzanym w końcowych fazach
cyklu prasowania [3, 9].
Wiadomo, że tworzywa krystaliczne mają
większy skurcz przetwórczy niż tworzywa amor-
ficzne [3, 4, 7, 8, 11]. Zjawisko skurczu jest najle-
piej poznane w procesie wtryskiwania, a przewa-
żająca część zależności opisujących wpływ warun-
ków technologicznych procesu na przebieg skurczu
i jego wartość jest podawana dla wyprasek wtry-
skowych. W tabeli 1 przedstawiono wartości pier-
Transfer inovácií 22/2012
2012
12
wotnego skurczu liniowego dla najważniejszych
tworzyw polimerowych.
Tabela1. Wartość pierwotnego skurczu linio-
wego [11]
Rodzaj tworzywa
Wartość skurczu [%]
Polistyren
Kopolimery ABS
Polietylen małej gęstości
Polietylen dużej gęstości
Poliamid
Poli(chlorek winylu)
Polipropylen
Poli(metakrylan metylu)
Poliwęglany
Poliformaldehyd
0,5 -0,7
0,4 – 0,6
1,0 – 1,5
2,0 – 4,0
1,2 – 3,0
0,1 – 0,4 twardy
1,0 – 3,5 zmiękczony
1,0- 2,0
0,4 – 0,8
0,4 – 0,8
3,0 – 5,0
Tworzywa o większej gęstości wykazują
większy skurcz przetwórczy. Jest to szczególnie
ważne dla poliolefin, poliamidów oraz poliacetali.
Tworzywa o mniejszej gęstości krystalizują nieco
słabiej ze względu na swe silniejsze rozgałęzienie
łańcucha, co prowadzi do mniejszego skurczu.
Skurcz przetwórczy maleje wraz ze wzrostem ma-
sowego wskaźnika płynięcia [3, 5, 11].
Znaczący wpływ na skurcz wywierają
parametry wtryskiwania, a w szczególności ciśnienie
i czas fazy docisku oraz temperatura formy i czas
chłodzenia [1, 3, 11, 12]. Na ogół zwiększenie
ciśnienia wtryskiwania, ciśnienia docisku oraz
temperatury
wtryskiwania
u
tworzyw
termoplastycznych powoduje zmniejszenie skurczu
wtryskowego, natomiast zwiększenie temperatury
formy oraz szybkości wtryskiwania skutkuje
wzrostem skurczu. Zbyt krótki czas docisku, będący
najczęściej
następstwem
przedwczesnego
zastygnięcia wlewka lub zbyt niskie ciśnienie
docisku są przyczynami powstawania zapadnięć i
jam skurczowych. Zbyt wysokie ciśnienie docisku
powoduje nadmierny wzrost ciśnienia tworzywa i
upakowanie go w gnieździe formy, czego
następstwem jest tworzenie się rys i pęknięć
wypraski [3, 12]. Temperatura powierzchni gniazda
formującego i grubość ścianek wypraski decyduje o
równomierności jej ochładzania. Im czas chłodzenia
i grubości ścianek będą większe, tym proces
przekazywania ciepła będzie wolniejszy i tym więcej
będzie czasu na uzyskanie przez łańcuchy cząstek
równowagi naprężeń, a w przypadku tworzyw
częściowo krystalicznych również i na krystalizację
[3, 4, 10]. Wprawdzie wraz ze wzrostem temperatury
formy zwiększa się wartość skurczu całkowitego, ale
udział skurczu wtórnego jest wtedy tak niewielki, że
można uzyskać wystarczającą stabilność wymiarową
wypraski [3, 5, 6].
Konstrukcja wypraski i związany z nią
sposób doprowadzenia tworzywa decydują o
równomierności skurczu w poszczególnych jej
fragmentach. Nierównomierność grubości ścianek
wpływa na różną wartość skurczu, co prowadzi do
powstania naprężeń własnych i wypaczeń [1, 3, 6].
Przy bardzo cienkich ściankach wyprasek występuje
silna orientacja makrocząsteczek i anizotropia skur-
czowa. Skurcz jest wyraźnie mniejszy, jeżeli wy-
praska nie ma ostrych krawędzi, na przykład przy
przejściu z dna w ściankę boczną. Wynika to stąd, że
zaokrąglenia ułatwiają płynięcie tworzywa i
mniejsze są straty ciśnienia [6, 11, 13].
Konstrukcja formy wtryskowej ma decy-
dujący wpływ na równomierność rozkładu skurczu w
wyprasce.
Najczęściej
wymieniane
czynniki
konstrukcyjne wpływające na wartość skurczu to:
liczba i układ gniazd formujących, długość drogi
płynięcia, typ układu wlewowego oraz miejsce
doprowadzenia tworzywa do gniazda formującego,
przekrój i kształt przewężek oraz przebieg kanałów
regulacji
temperatury.
Wypraski
z
form
wielogniazdowych charakteryzują się znacznym
rozrzutem wartości skurczu. Wartość skurczu rośnie
wzdłuż kierunku przepływu tworzywa w kanałach
wtryskowych formy wraz ze wzrostem odległości
gniazda
formującego
od centralnego kanału
wtryskowego. Wynika to ze spadku ciśnienia wzdłuż
drogi przepływu tworzywa. W pobliżu wlewka
skurcz ma wartość mniejszą niż przy odległej
krawędzi wypraski, dlatego wyrównanie wartości
skurczu osiąga się między innymi przez zasto-
sowanie wielu punktów wtrysku [5, 13].
Anizotropia
skurczowa
tworzyw
bez
napełniaczy jest stosunkowo mała, szczególnie
tworzyw
amorficznych.
Anizotropia
tworzyw
napełnionych zależy głównie od zawartości i kształtu
napełniaczy, kształtu i wymiarów wypraski, sposobu
doprowadzenia tworzywa do gniazda formującego
(związanego z wypełnianiem gniazda i orientacją
napełniacza), a także od wymiarów i kształtu prze-
wężki [3, 11, 13].
Napełniacze, jako substancje dodatkowe,
wprowadzane do tworzywa na różnych etapach jego
przetwórstwa, mają wyraźny wpływ na zmianę
właściwości otrzymywanych wytworów oraz prze-
bieg samego procesu. W odniesieniu do procesu
wtryskiwania, napełniacze, zarówno w postaci
proszku jak i włókien krótkich, wykazują działanie
pozytywne, powodując zmniejszenie się skurczu
wtryskowego i stabilizację wymiarową wypraski. W
przypadku napełniaczy włóknistych w zależności od
warunków wtryskiwania i budowy wypraski może
dochodzić do wyraźnej orientacji włókien,
prowadzącej do anizotropii skurczowej. Dodatek
napełniaczy wpływa jednakże na pogorszenie wa-
runków użytkowania wtryskarki, oddziałując ero-
zyjnie na powierzchnię cylindra i ślimaka, ponadto
niektóre napełniacze pogarszają właściwości reolo-
giczne tworzywa, utrudniając jego płynięcie [3, 11,
12].
Dokładna
charakterystyka
wpływu
poszczególnych czynników na wartość i przebieg
skurczu przekracza ramy tego opracowania, zaś
szczegółowe
informacje
na
ten
temat
Transfer inovácií 22/2012
2012
13
przedstawiono w literaturze [1, 3, 4, 10, 13]. Jako
przykład wpływu wybranych czynników na wartość
skurczu przetwórczego na rys. 3 przedstawiono
zależność skurczu wtryskowego pierwotnego
liniowego S
L
od masowego wskaźnika szybkości
płynięcia MFR politrioksanu.
Rys.3. Zależność skurczu pierwotnego liniowego
S
L
(wzdłużnego S
w
i poprzecznego S
p
) od
wskaźnika szybkości płynięcia MFR w przypadku
politrioksanu [9]
BADANIA DOŚWIADCZALNE
Do
badań
doświadczalnych
umożliwiających
ocenę
wpływu
zawartości
napełniacza oraz wybranych parametrów procesu
wtryskiwania na wartość skurczu liniowego
wykorzystano wypraski wtryskowe w kształcie
próbek przeznaczonych do badań wytrzymałości na
rozciąganie. Wypraski otrzymano przy pomocy
ślimakowej wtryskarki laboratoryjnej CS88/63,
przyjmując jako czynniki zmienne: czas fazy
wtrysku równy 4 i 6 sekund oraz czas fazy
chłodzenia wynoszący 15, 30 i 45 sekund. Wypra-
ski wykonano z polipropylenu firmy Basell Orlen
Polyolefins o nazwie handlowej Moplen EP440G.
Użytym napełniaczem było włókno szklane krótko
cięte, w postaci gotowego koncentratu PP/GF. Do
wtryskiwania przygotowano porcje tworzywa o
zawartości odpowiednio 10%, 20%, 30%, 40% i
50% włókna szklanego. Temperatura w poszcze-
gólnych strefach grzewczych układu uplastycznia-
jącego wzrastała od 220
o
C do 240
o
C, osiągając w
dyszy wtryskowej 245
o
C. Narzędzie stanowiła
dwugniazdowa forma wtryskowa, termostatowana
w temperaturze 50
o
C. Wymiary gniazda formują-
cego, niezbędne do późniejszych obliczeń wartości
skurczu liniowego, były następujące: długość
L=152,00mm, szerokość H=20,15mm oraz grubość
B=4,00mm.
Odpowiadające
wymiarom
gniazda
formującego właściwe wymiary geometryczne
wyprasek z poszczególnych serii różniących się
zawartością napełniacza, otrzymanych w różnych
warunkach przetwórstwa, były mierzone z
dokładnością
do
0,01mm
przy
pomocy
elektronicznego
przyrządu
pomiarowego.
Pomiarów dokonywano czterokrotnie – zaraz po
wyjęciu wypraski z formy wtryskowej (do analizy
skurczu pierwotnego), a następnie po upływie
jednej doby, tygodnia oraz miesiąca (do analizy
skurczu wtórnego). Po obliczeniach wstępnych do
dalszego opracowania wyników pozostawiono
długość wypraski L oraz jej szerokość H, a analizy
wyników pomiarów grubości B zaniechano, z
uwagi na bardzo małą wartość skurczu w tym
kierunku, niemożliwą do określenia przy pomocy
posiadanego przyrządu pomiarowego.
Na rys.4 i rys.5 zamieszczono przykła-
dowe wykresy przedstawiające zmianę wymiarów
wypraski L i H po wyjęciu jej z formy wtryskowej
w zależności od czasu fazy wtrysku oraz czasu fazy
chłodzenia wypraski, wybrane dla dwóch skrajnych
zawartości włókna szklanego, czyli 10%GF oraz
50%GF. Stopniowe wydłużanie czasu obu faz po-
wodowało zwiększanie się wartości analizowanych
wymiarów liniowych, natomiast różnice między
odpowiednimi wymiarami były tym wyraźniejsze,
im mniejsza była zawartość napełniacza. Wydłuża-
nie czasu fazy wtrysku, umożliwiającej większe
upakowanie tworzywa w gnieździe formującym
wpływało w większym stopniu na wzrost wymia-
rów wypraski niż wydłużanie czasu chłodzenia
wypraski w formie.
Rys.4. Zmiana wymiarów wypraski o zawartości
10%GF po wyjęciu z gniazda formy w zależności
od czasu fazy wtrysku oraz czasu chłodzenia
wypraski w formie
Rys.5. Zmiana wymiarów wypraski o zawartości
50%GF po wyjęciu z gniazda formy w zależności
od czasu fazy wtrysku oraz czasu chłodzenia
wypraski w formie
4
6
0
20
40
60
80
100
120
140
160
15
15
30
30
45
45
149,94
19,87
150,05
19,88
150,09
19,88
150,16
19,92
150,17
19,90
150,18
19,95
Czas fazy
wtrysku [s]
Wy
m
ia
ry
w
y
p
ra
s
k
i
L
i
H
[
m
m
]
Czas chłodzenia wypraski [s]
4
6
0
20
40
60
80
100
120
140
160
15
15
30
30
45
45
150,72
20,00
150,74
20,01
150,74
20,01
150,75
20,00
150,77
20,01
150,78
20,02
Czas fazy
wtrysku [s]
Wy
m
ia
ry
w
y
p
ra
s
k
i
L
i
H
[
m
m
]
Czas chłodzenia wypraski [s]
Transfer inovácií 22/2012
2012
14
Tabela 2. Wartość skurczu [%] dla próbek o
zawartości 10% GF
Czas
fazy
wtry-
sku, s
Czas
fazy
chło-
dzenia,
s
W
y
m
iar
Skurcz
pier-
wotny,
%
Skurcz wtórny, %
Po
24h
Po
168h
Po
720h
4
15
L
1,36
1,40
1,40
1,35
30
1,28
1,38
1,33
1,28
45
1,25
1,32
1,29
1,26
6
15
1,21
1,32
1,31
1,24
30
1,20
1,30
1,32
1,26
45
1,20
1,28
1,26
1,22
W tabeli 2, tabeli 3 oraz tabeli 4
zamieszczone
zostały
przykładowe
wyniki
przedstawiające wyznaczone wartości skurczu
pierwotnego oraz wtórnego (mierzonego po 24, 168
oraz 720 godzinach), dla próbek o zawartościach
10%, 30% i 50% włókna szklanego, odniesione do
poszczególnych zmiennych czasów faz wtrysku i
chłodzenia.
Tabela3. Wartość skurczu [%] dla próbek o
zawartości 30% GF
Czas
fazy
wtry-
sku, s
Czas
fazy
chło-
dzenia,
s
Wy
m
iar
Skurcz
pier-
wotny,
%
Skurcz wtórny, %
Po
24h
Po
168h
Po
720h
4
15
L
0,85
0,91
0,88
0,83
30
0,84
0,87
0,88
0,81
45
0,83
0,86
0,87
0,82
6
15
0,85
0,88
0,89
0,83
30
0,83
0,87
0,90
0,82
45
0,83
0,85
0,86
0,79
Tabela4. Wartość skurczu [%] dla próbek o
zawartości 50% GF
Czas
fazy
wtry-
sku, s
Czas
fazy
chło-
dzenia,
s
Wy
m
iar
Skurcz
pier-
wotny,
%
Skurcz wtórny, %
Po
24h
Po
168h
Po
720h
4
15
L
0,84
0,89
0,90
0,83
30
0,83
0,88
0,86
0,82
45
0,83
0,88
0,87
0,84
6
15
0,82
0,90
0,88
0,84
30
0,81
0,88
0,88
0,84
45
0,81
0,84
0,86
0,80
Rys.6. Zależność skurczu liniowego od zawartości
napełniacza (odniesiona do długości wypraski L),
przy czasie wtrysku 4s i czasie chłodzenia 15s
Podobne zależności wyznaczone zostały
dla pozostałych pośrednich wartości napełniacza, a
otrzymane na ich podstawie przykładowe wykresy,
dla wybranych parametrów wtryskiwania, przed-
stawiające zmianę skurczu przetwórczego wyprasek
wtryskowych w zależności od zawartości napełnia-
cza zostały zamieszczone na rys. 6 i rys. 7. Zwięk-
szanie zawartości napełniacza powoduje wyraźne
zmniejszenie się wartości skurczu, szczególnie
wyraźne przy zmianie zawartości napełniacza z 10
na 20 i potem 30%. Dalsze zwiększanie procento-
wego udziału napełniacza nie powodowało wyraź-
nego zmniejszenia się skurczu.
Rys.7. Zależność skurczu liniowego od zawartości
napełniacza (odniesiona do długości wypraski L),
przy czasie wtrysku 6s i czasie chłodzenia 45s
WNIOSKI
Stopień złożoności procesu wtryskiwania
tworzyw polimerowych i wyjątkowo duża liczba
czynników, które wpływają na jego przebieg oraz
rezultaty, powodują, że ustalenie najlepszych
warunków wtryskiwania wiąże się z koniecznością
znajomości cech tworzywa, konstrukcji narzędzia i
możliwości maszyny przetwórczej. Wykonane
badania dotyczyły wybranych zagadnień związa-
nych z procesem wtryskiwania i uwzględniały
zmianę cech tworzywa przetwarzanego (zawartość
napełniacza) oraz zmianę niektórych, stosunkowo
najprostszych do regulacji parametrów wtryskiwa-
nia (czasu fazy wtrysku i czasu fazy chłodzenia
wypraski w formie). Zjawisko skurczu wtrysko-
wego tworzyw, powodujące zmianę kształtu i wy-
miarów wypraski wtryskowej, jest jednym z waż-
niejszych problemów, jaki musi zostać rozwiązany,
zarówno na etapie projektowania narzędzia jak i
doboru parametrów tej metody przetwórstwa. Prze-
prowadzona analiza zmiany skurczu wtryskowego
wskazuje, że można efektywnie wpływać na jego
wartość zarówno przez dobór odpowiednich wa-
runków procesu wtryskiwania w zakresie dopusz-
czalnym przez możliwości technologiczne wtry-
skarki, ale również, jeśli zaistnieje taka potrzeba,
można modyfikować właściwości przetwórcze
tworzywa, w celu otrzymania wypraski o założo-
nych uprzednio cechach geometrycznych i wytrzy-
małościowych.
Transfer inovácií 22/2012
2012
15
Zarówno zwiększanie do określonej
wartości ilości napełniacza w tworzywie, jak i wy-
dłużanie czasu wtryskiwania wpływało wyraźnie na
zmniejszenie wartości skurczu wtryskowego, a tym
samym na zwiększenie dokładności wymiarowej
wykonanych wyprasek, co znacząco przekłada się
na poprawienie jakości ich wykonania i wzrost
walorów użytkowych.
Literatura
[1] Bociąga E., Jaruga T., Sikora R.: Wybrane
zagadnienia wtryskiwania precyzyjnego. Cz. II.
Czynniki wpływające na jakość wyprasek pre-
cyzyjnych. Polimery 2009, 54, 7-8, 522-529.
[2] Bociąga E.: Specjalne metody wtryskiwania
tworzyw polimerowych. Wydawnictwa Na-
ukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
[3] Fisher J. M.: Handbook of molded part shrin-
kage and warpage. Plastic Design Library, Wil-
liam Andrew Inc., Norwich 2003.
[4] Gershon A. L, Gyger L. S., Bruck H. A., Gupta
S. K.: Thermoplastic Polymer Shrinkage in
Emerging Molding Processes. Experimental
Mechanics 2008, 48, 6, 789-798.
[5] Kazmer D. O.: Injection Mold Design Engi-
neering. Carl Hanser Verlag, Munich 2007.
[6] Malloy R. A.: Plastic Part Design for Injection
Molding. An Introduction. Carl Hanser Verlag,
Munich 1994.
[7] Postawa P.: Skurcz przetwórczy wyprasek a
warunki wtryskiwania. Polimery 2005, 50, 3,
201-207.
[8] Rosato D. V., Rosato D. V., Rosato M. G.:
Injection Molding Handbook. Kluwer Academ-
ic Publisher, Norwell 2000.
[9] Sikora R. (red.): Przetwórstwo tworzyw polime-
rowych. Podstawy logiczne, formalne i termi-
nologiczne. Wydawnictwo Politechniki Lubel-
skiej, Lublin 2006.
[10] Sikora R., Jachowicz T.: Wpływ czasu
ochładzania na skurcz przetwórczy wytworów
otrzymanych metodą wytłaczania z rozdmuchi-
waniem. Polimery 2000, 45, 10, 713-xxx.
[11] Sikora R.: Przetwórstwo tworzyw wielkoczą-
steczkowych. Wydawnictwo Edukacyjne. War-
szawa 1993.
[12] Smorawiński A.: Technologia wtrysku. WNT,
Warszawa 1989.
[13] Zawistowski H., Frenkler D.: Konstrukcja form
wtryskowych do tworzyw termoplastycznych.
Wydawnictwo Poradników i Książek Technicz-
nych Plastech, Warszawa 2003.