Temperační prostředky u vstřikování plastů

8.4.5.6 Temperační prostředky u vstřikování plastů

Ing. Miloš Sova, CSc.

Temperační prostředky jsou média, která svým řízeným působením umožňují práci formy v optimálních tepelných podmínkách. Jejich volba je ovlivněna především koncepcí formy, požadavky na temperaci a technologii výroby.

Rozdělují se na:

- aktivní, které jsou zdrojem temperace přímo ve formě. Teplo buď přivádějí nebo odvádějí podle požadavku na teplotu formy (kapaliny, elektrické tepelné zdroje, ...);

- pasivní, které svými fyzikálními vlastnostmi ovlivňují tepelný režim formy. Mohou to být tepelně vodivé nebo izolační materiály, tepelné trubice apod. Oba druhy se obyčejně používají ve vzájemné vazbě.

Kapaliny jsou nejčastějšími aktivními prostředky, které proudí nuceným oběhem temperačními kanály uvnitř formy. Během proudění dochází k přestupu tepla mezi formou a kapalinou. Množství temperačního média ve formě se řídí průtokoměry. Účinnost přestupu tepla je dána velikostí a kvalitou styčné plochy kanálu, způsobem proudění a teplotním rozdílem média. Proudění má být turbulentní (Re>> 2 300) a teplotní spád v rozmezí 3 až 5 °C.

Tabulka aktivních temperačních prostředků:

Vysvětlivky:

*)v tlakových okruzích možno vodu použít i při vyšších teplotách

**) lze potlačit upravením vody

Vzduch se používá zejména při volném proudění (při odvodu tepla z povrchu formy a při chlazení tvarových částí, po čas otevření formy) nebo nuceném proudění působením přetlaku, případně podtlaku. Vzhledem k jeho malé účinnosti se používá jen tehdy, kdy použití kapaliny není pro nedostatek prostoru možné (chlazení tenkých tvárníků, jader, vyhazovačů).

Topné elektrické články se využívají především k temperaci forem o vyšší teplotě v případě, kdy ztráty do okolí jsou větší než teplo dodané vstřikovaným plastem. Vyrábí se jako topné patrony pevné, ohebné a jiná prstencová topná tělesa s větší povrchovou zátěží, umožňující v relativně malých objemech předat značné množství energie do vytápěné části formy.

Při jejich instalaci je třeba dbát na to, aby aktivní povrch topného tělesa byl vždy v těsném kontaktu s povrchem formy. Nedochází pak k lokálnímu přehřátí a k předčasnému porušení topných článků. K dosažení dobrého tepelného kontaktu se též využívá teplo-směnných tmelů. Kromě zlepšení vodivosti odstraněním vzduchových mezer mezi povrchem topného tělesa a formou slouží také k zamezení možného přivaření topných těles k formě v případě jejich přepálení. Styčné plochy formy a topného článku mají být vyrobeny s vysokou jakostí.

Obrázek upevnění topných patron ve formě:

Dokonalejší, ale technicky náročnější způsob je zalití topných těles přímo do daného dílce formy, který může být odlit z CuBe, Al slitin apod., nebo mohou být odporové vrstvy naneseny přímo na povrch vybraných částí forem.

Elektrické vývody topných článků mají být vyvedeny a upevněny na tělese formy, nejlépe do konektoru, jehož uzemňovací kolík má být spojen s tělesem formy.

Pro umístění topných článků platí podobné pravidlo jako pro temperační kanály. Pokud je požadováno dostatečně homogenní teplotní pole, neměly by být mezery mezi nimi větší, než je vzdálenost tvarové dutiny od povrchu rozváděcích kanálů a jiných temperovaných míst.

Výkon topení P se dimenzuje podle empirického vzorce:

P = (20 až 25) . m [W]

m ...celková hmotnost formy [kg]

Tepelně izolační materiály jsou častým pasivním temperačním prostředkem. Využívají se především pro omezení přestupu tepla z formy do upínacích desek vstřikovacího stroje. K tomu jsou vhodné pevnostně a tepelně odolné materiály na bázi vyztužených reaktoplastů, nekovových organických látek apod. (sklotextit ARU, sklotextit SI, ...). Prvky forem lze tepelně izolovat…