Ohřev tvarovaných desek z plastů

10.2.6.5 Ohřev tvarovaných desek z plastů

Ing. Miloš Sova, CSc.

Jednou z nejdůležitějších operací v tvarovacím cyklu je ohřev tvarované desky na optimální tvarovací teplotu. Ohřev má vliv nejen na kvalitu výlisků, ale i na kapacitu výrobního zařízení. Desky se ohřívají sálavým teplem elektrických odporových zářičů nebo často infrazářiči. Keramické infrazářiče je možno složit do panelu, který svou velikostí odpovídá tvarovací ploše stroje.

Na ohřívací zařízení se kladou následující požadavky:

• má zajistit rovnoměrné prohřátí desky po celé tvarovací ploše i v průřezu desky, a to v co nejkratší době,

• má umožňovat nastavit výkon ohřevu podle různých druhů plastů a různých tlouštěk desek,

• má umožňovat měnit intenzitu ohřevu v určitých oblastech tvarovací plochy, a to buď regulací výkonu jednotlivých zářičů nebo jejich vypnutím,

• má svými rozměry na všech stranách přesahovat tvarovací plochu desky asi o 30 až 100 mm.

Výkon ohřívacího zařízení bývá asi 15 až 30 kW.m^-2. Z ekonomických důvodů je žádoucí, aby doba ohřevu desky (nebo fólie) byla co nejkratší. Z technologických důvodů by však doba ohřevu neměla být kratší než asi 4 sekundy, protože určité kolísání trvání doby ohřevu, s nímž se v praxi u tvarovacích cyklů musí počítat, je potom příčinou, že teplota desky v jednotlivých cyklech není stále stejná. Samotná doba ohřevu závisí na druhu plastu, na požadované tvarovací teplotě, na tloušťce desky, na výkonu ohřívacího zařízení, na vzdálenosti zářiče od ohřívané desky a na konstrukci zařízení, tj. např. na vybavení zařízení odrazovými zrcadly nebo na tom, zda se jedná o ohřev jedno- nebo oboustranný.

Jestliže se předpokládá jednostranný ohřev termoplastových desek, což je v praxi nejčastější případ, je nutno mít na mysli, že desky jsou ohřívány teplem, které je přiváděno na povrch desky a dovnitř se šíří vedením. Přitom však jsou plasty špatné vodiče tepla, a proto není možno zkrátit dobu ohřevu tím, že se zvýší výkon ohřívacího zařízení. Potom se může stát, že teplota na povrchu je tak vysoká, že hmota již začne degradovat, zatímco vzdálenější vrstvy mají teplotu mnohem nižší. S tímto teplotním gradientem je nutné vždy počítat. Výkon ohřívacího zařízení je tedy nutno nastavit tak, aby materiál stačil odvádět teplo od povrchu směrem ke spodním vrstvám. Požadavek maximálního zkrácení doby ohřevu u tlustých desek pak není opodstatněný.

Spolehlivého zkrácení doby ohřevu se dosáhne oboustranným ohřevem, což je však možné jen u strojů speciální konstrukce. V podstatě existují dvě konstrukční řešení: buď je pohyblivý upínací rám, který se s upnutou deskou vsune mezi dvě ohřívací zařízení a po dosažení tvarovací teploty se rám přesune nad formu a ihned se tvaruje, nebo je upínací rám ve stabilní poloze a nad a pod upnutou desku se přisune ohřívací zařízení. Oboustranný ohřev zvyšuje výkon tvarovacího stroje o víc než 50 %. Používá se zejména u semikrystalických plastů, jako je polyethylén a polypropylén, nebo u desek s tloušťkou větší než 3 až 5 mm. Cena takového tvarovacího stroje je však mnohem vyšší než stroje s jednostranným ohřevem.

Při ohřevu se deska vlastní tíhou pronáší, čímž se mění její vzdálenost od zářiče, a to způsobuje nestejnou teplotu desky v jejích různých místech. Proto stroje s velkou tvarovací plochou musí být vybaveny zařízením k vytvoření vzduchového polštáře, který desku nadlehčuje. To je nutné u jedno- i oboustranného…