Lubom�r Zeman: Prev�dzka, �dr�ba a opravy vstrekovac�ch foriem, �as� 3.

Plánovaná preventivní údr�ba forem a realita

Efektivní systém údr�by vst�ikovacích forem a jejich vlastní výrobní výkon jsou sice odlišné, ale siln� propojené cíle údr�by. Optimální výrobní stav forem a jejich maximální výkon je samoz�ejmým cílem údr�by, ale efektivnost údr�by ji� není v�dy samoz�ejmostí.

Obvykle se za efektivní údr�bu vnímá taková, která vede k rychlé p�íprav� formy k další výrob�. Ovšem nákladové faktory typu p�es�asové hodiny, neplánované opravy a odstávky forem, úniky kapalin, poni�ené tvarové �ásti forem, výroba zmetk� atd. Jsou v takovém p�ípad� také „obvykle“ velké, a proto by m�la mít p�ednost plánovaná preventivní údr�ba, ale bez dále uvedených d�vod� jejího nepln�ní.

Plán preventivní údr�by je vypracován, ulo�en a p�íslušný rozpis údr�by mají na údr�b� k dispozici, p�esto �asto dochází k nepln�ní rozpisu údr�by. Obvyklými d�vody nepln�ní bývá:

• nízká motivace pracovník� údr�by,

• vysoké vytí�ení pracovník� údr�by,

• plán údr�by je pod�ízen plánu výroby,

• neplánovaná údr�ba a opravy,

• nedostatkový stav informovanosti pracovník� údr�by.

Údr�ba vst�ikovací formy – �išt�ní povrch� a desén�, mazání, odmaš�ování, separace povrch�, antikorozní ochrana

Povrchy vst�ikovacích forem

Na vst�ikovacích formách je mo�no nalézt celou �adu povrch�:

• povrchy tvarových dutin – tyto povrchy mají r�znou jakost, jsou na nich r�zné desény,

• pískované, jisk�ené podle VDI 3400 Ref. podle r�zných vzorník�, fotochemické, vypálené laserem,

• lešt�né – technický lesk, odstran�ní stop po obráb�ní, jako p�íprava pro další operace – fotochemické desénování, lakování, pod PVD povlakování,

• zrcadlový, vysoký, optický lesk – plochy, které plní jak estetickou i optickou funkci,

• povrchy pro vedení pohyblivých, vodících a st�edících �ástí forem,

• ostatní povrchy – povrchy rám� forem.

Povrchy se �asto zanášejí uvoln�nými zplodinami ze vst�ikovaných plast� a dalšími ne�istotami jako jsou zbytky mazacích prost�edk�, zbytky po zdegradovaném materiálu apod. Výsledkem t�chto proces� je neshodný výst�ik. Nedokonalé odstran�ní zbytk� a ne�istot umo��uje vznik koroze i pod ochranným konzerva�ním filmem.

Zp�soby odstra�ování ne�istot 

1. Mechanické odstra�ování ne�istot

Vyu�ívají se r�zné druhy a typy kartá�k�. Jedná se o ru�ní práci, která je obvykle zdlouhavá a ne p�íliš efektivní a u mnoha tvar� i nepou�itelná z d�vodu problematické p�ístupnosti.

2. Rozpoušt�dlové odstra�ování a odmaš�ování

Na trhu je celá �ada koncentrát� nebo na�ed�ných kapalin organických rozpoušt�del vodou �editelných, ve form� kapalin nebo spray�. Jejich výhodou je snadná a rychlá aplikace.

3. �išt�ní povrch� suchým ledem

Tryskání povrch� vst�ikovacích forem suchým ledem je tryskací proces �išt�ní jakýchkoliv povrch� forem p�sobící t�emi ú�inky.

První ú�inek procesu je dodaná kinetická energie peletám suchého ledu. Pelety jsou akcelerovány stla�eným vzduchem a� na rychlost zvuku a nárazem na zne�išt�ný povrch ne�istoty rozrušují a odstra�ují.

Druhým ú�inkem procesu �išt�ní je nízká teplota pelet (- 79 °C), která zp�sobuje zk�ehnutí povlaku ne�istot, jeho popraskání a uvoln�ní z �išt�ného povrchu.

T�etím je skute�nost, �e suchý led proniká do ne�istoty a okam�it� co� má za následek cca 700 násobné zv�tšení jeho objemu a vytvo�ení expanzivního objemu, který ne�istoty strhává.

4. Ultrazvukové �išt�ní povrch�

�išt�ní je provád�no v �istícím médiu vytvá�í sa miliony mikroskopických bublinek, které implodují a uvoln�ná energie strhává ne�istoty a to jak z vn�jších tak i vnit�ních povrch� a to bez jakéhokoliv mechanického ovlivn�ní/ poškození. Ultrazvukové �istící za�ízení se skládá z �istící vany, ultrazvukového generátoru a m�ni�e. Ultrazvukový m�ni�, napájený z generátoru transformuje vysokofrekven�ní energii na akusticko-mechanické kmity. Absorb�ní látky - tedy medium a �išt�né díly - v d�sledku absorbce zp�sobují zm�nu ultrazvukové energie na tepelnou energii.

5. Termální �išt�ní díl� vst�ikovacích forem

Technologie teplotního �išt�ní pou�ívá r�zné teplotní systémy k odstran�ní organických ne�istot. P�i odstra�ování organických ne�istot nedochází k poškození �išt�ných díl�. V principu se pou�ívají za�ízení, u nich� k odstran�ní organických ne�istot z teplotn� odolných kovových díl� se provádí jejich roztavením a rozkladem pod vakuem, teplotním rozkladem ve fl uidním lo�i (zp�sob vhodný i pro PVC, PTFE, PEEK) nebo termální oxidací.

6. Laserové �išt�ní povrch�

Vyu�ívá laserové sublimace ne�ádoucích usazenin na �išt�ném povrchu. Tato technologie, krom� zdroje energie na provoz laseru nepot�ebuje �ádné další prost�edky.  Laserové systémy vysílají za sekundu tisíce ultrakrátkých laserových pulz�, které jsou fokusovány do lineárního paprsku na ší�ku ústí �istící pistole. V�tšina laserové energie je absorbována povrchovou vrstvou a je okam�it� po absorbování p�em�n�na na energii tepelnou, která zajistí odpa�ení ne�istot, a to p�i neporušení základního materiálu.

Antikorozní ochrana vst�ikovacích forem – konzervace forem

Konzerva�ní prost�edky, obvykle ve spreji, co� umo��uje velmi snadno pokrýt celou chrán�nou plochu filmem. Je výhodné pou�ívat antikorozní ochranné prost�edky takové, které se po montá�i formy na vst�ikovací stroj nemusí odstra�ovat.

Mazání díl� vst�ikovacích forem

Mazání pohyblivých a vodících �ástí vst�ikovacích forem zabra�uje jejich provoznímu zad�ení a poškození, co� by m�lo za následek odstavení formy z provozu a její opravu. Pou�itý typ maziva závisí na pracovní teplot� formy. Pro formy s teplotou do cca 150 °C posta�í mazací prost�edky, obvykle ve form� pasty nebo ve spreji, na bázi minerálních olej�. Maziva na bázi syntetických olej� mají teplotní odolnost a� do cca 1 200 °C. Do obou typ� olej� se vmíchávají pevné mazací organické �ástice nebo �ástice na bázi PTFE.

Separace tvarových povrch� vst�ikovacích forem

Plochy tvarových díl� výst�ik�, forem, by m�ly být navr�eny tak, aby výst�iky šly snadno odformovat a vyjmout z tvarové dutiny formy. Pokud tomu tak úpln� není nebo se vst�ikují n�které termoplasty, které mají zvýšenou adhezi ke kovovým díl�m forem je mo�no k usnadn�ní vyhození výst�ik� z formy pou�ít separátor.

Separátor tedy zlepšuje odformování, m��e zkracovat dobu cyklu, sni�ovat zmetkovitost a zvyšovat produktivitu výroby daného výst�iku. P�i volb� separa�ního prost�edku se musí vzít v potaz i následné zpracování a pou�ívání konkrétního výst�iku.

Pou�ívají se dv� hlavní skupiny separa�ních prost�edk�:

• separace na bázi silikonu – teplotní odolnost separace cca od 5 °C do cca 250 °C,

• separace bez silikonové bázi – pou�ívají se vysoce aktivní, ve vod� rozpustné oleje, syntetické uhlíkové oleje s teplotou pou�ití a� do 300 °C.

�išt�ní tempera�ních systém� forem

Vst�ikovací formu s tempera�ním nebo chladícím systémem je mo�no pova�ovat za tepelný vým�ník, v jeho� kanálech dochází, zejména p�i teplotách v�tších ne� 60 °C, k tvorb� úsad, nános� a korozních zplodin. Obecn� mluvíme o kotelním kameni, co� je sm�s minerál� vylou�ených z vody ve stavu pevného povlaku na st�nách kanál�.

Úsady z minerál� mají velmi malou teplotní vodivost, a nejen �e sni�ují pr�to�né mno�ství vody kanály, ale zejména výrazn� sni�ují p�estup tepla z a do tempera�ních kanál� s tempera�ní kapalinou, nej�ast�ji vodou a tím mohou vyvolat výrobu zmetk�. Zm�na teploty formy, jak lokáln�, tak i celkov�, vyvolá ve výst�icích zm�nu smršt�ní a následn� i deformací, zm�nu lesku, vyvolá mo�nost tvorby p�etok� nebo naopak neúplných výst�ik� atp.

K odstran�ní úsad a nános� se nej�ast�ji pou�ívá technologie chemického �išt�ní kanál� forem. Pro její vyu�ití jsou vyráb�ny a pou�ívány r�zná, obvykle mobilní za�ízení, s nucenou cirkulací pomocí �erpadla. Za�ízení mají obvykle dv� nádr�e, jednu na �istící chemický roztok, m��e být i vyh�ívaná, a druhou na pasiva�ní kapalinu. Pasiva�ní kapalina má, po skon�ení �išt�ní, za úkol zrušit rozpoušt�cí ú�inky �istící kapaliny a umo�nit její neutralizaci – na pH 6 a� 7 – a ekologické zneškodn�ní.

Za�ízení jsou vybavena i �ízením tlakového vzduchu pro vyfoukání a vysušení vy�išt�ných okruh�, p�ípadn� i reverzací.

Je samoz�ejmé, �e k nasazení takového �išt�ní m��e dojít pouze tehdy, kdy� jsou kanály alespo� trochu pr�chodné a cirkula�ní �erpadlo doká�e p�es všechny odpory tempera�ními okruhy �istící kapalinu protla�it.

Výrobci tempera�ních p�ístroj� pro temperaci vst�ikovacích forem doporu�ují a pro svá za�ízení vy�adují ur�itou kvalitu tempera�ní vody. Tato voda by m�la mít tuto kvalitu: hodnotu pH mezi 7,5 a� 9; vodivost p�i 25 °C < 150 mS/m; celkovou tvrdost < 15 °d; uhli�itanovou tvrdost < 4 °d; uhli�itanovou tvrdost p�i stabilizaci tvrdosti < 15 °d; obsah Fe < 0,2 mg/l; obsah chlorid� Cl < 100 mg/l; obsah sulfát� SO4 < 150 mg/l; obsah amoniaku NH4 < 1 mg/l; obsah manganu Mn < 0,1 mg/l.

Další doporu�ení: tvary nebo formy vyrobené ze slitin Al by se m�ly temperovat vodou o pH v rozmezí 7 a� maximáln� 8; p�i chlazení formy pod 5 °C se musí p�idávat do vody nemrznoucí prost�edek s inhibitorem koroze; p�i pou�ívání vody o teplot� p�es 90 °C by tato voda m�la být zm�k�ena (výrazné sní�ení mno�ství úsad); p�i temperaci forem nad 160 °C by voda ji� m�la projít osmotickým �išt�ním, odsolením.

Druhou �ást �lánku najdete zde

�tvrtou �ást �lánku najdete zde

Plast Form Service »

Foto, ilustr: ALFA CHROM servis s.r.o.

Tuto problematiku rozebíral Ing. Lubomír Zeman na seminá�i Formy a Plasty Brno 2017, po�ádaném firmou SVOBODA: