Podstawowym urządzeniem linii technologicznej jest wytłaczarka, której zadaniem jest dostarczenie do głowicy uplastycznionego tworzywa o odpowiednim natężeniu przepływu, temperaturze, ciśnieniu oraz stopniu homogenizacji materiałowej i termicznej. Zadaniem głowicy wytłaczarskiej jest nadanie przetwarzanemu materiałowi odpowiedniego kształtu przy zapewnieniu odpowiedniej jego jednorodności, jak również wytworzenie odpowiedniego spadku ciśnienia umożliwiającego realizację całego procesu. Proces ten realizowany jest poprzez stopniową zmianę przekroju poprzecznego kanału przepływowego głowicy lub poprzez zastosowanie kanałów rozprowadzających. Końcowe ukształtowanie materiału ma miejsce w dyszy wytłaczarskiej. Na skutek zjawiska rozszerzania się strumienia tworzywa wypływającego z dyszy przekrój poprzeczny wytłoczyny nie jest taki sam jak przekrój poprzeczny wylotu dyszy, dlatego też wprowadza się najczęściej poprawki kształtu dyszy, zwykle w sposób doświadczalny, choć istnieją już metody komputerowe wspomagające ten proces.
Linia technologiczna klasycznego procesu wytłaczania
Kolejnymi elementami linii technologicznej wytłaczania są urządzenia kalibrujące i chłodzące, których zadaniem jest nadanie i utrwalenie ostatecznego, żądanego kształtu wyrobu. Kalibrowanie polega na przeprowadzeniu wytłoczonego profilu przez długą, chłodzoną tuleję przy odpowiednim docisku. W procesie tym, na skutek różnicy temperatur pomiędzy chłodną tuleją a uplastycznionym tworzywem materiał zestala się, utrwalając swój kształt i wymiary, które są określone poprzez kształt i wymiary tulei. Wyeliminowane zostają zatem dwa podstawowe negatywne efekty, wpływające na zmianę kształtu profilu po procesie przetwórstwa: efekt Barusa oraz skurcz wytłaczarski. W celu efektywnego przebiegu procesu, materiał musi zostać dociśnięty do tulei, co przeprowadza się na dwa sposoby.
Pierwszy z nich to tzw. kalibrowanie ciśnieniowe, polegające na wprowadzeniu do wnętrza profilu powietrza pod pewnym nadciśnieniem, przy czym metoda ta ma zastosowanie wyłącznie do profili zamkniętych (pustych w środku). Drugi sposób to tzw. kalibrowanie próżniowe.
Zasadę kalibrowania ciśnieniowego przedstawiono na poniższym rysunku. Wewnątrz wytłaczanego profilu, w pewnej odległości od głowicy umieszcza się przyczepiony do niej tzw. korek uszczelniający (3). Sprężone powietrze (4) jest doprowadzane pomiędzy głowicę (1) a korek, powodując dociskanie zewnętrznej ścianki profilu do wewnętrznej ścianki tulei kalibracyjnej (2).
Zasadę kalibrowania próżniowego przedstawiono na kolejnym, poniższym rysunku. Docisk profilu do tulei kalibrującej przeprowadzany jest poprzez wytworzenie podciśnienia (3) na jej powierzchni.
W czasie procesu kalibrowania materiał jest chłodzony, ale zazwyczaj stosuje się również dodatkowe chłodzenie profilu po opuszczeniu kalibratora w urządzeniach chłodzących, które stanowią zwykle długie wanny z doprowadzeniem i odprowadzeniem wody chłodzącej. Profil przesuwa się w wannie po zamontowanych w niej rolkach będąc zanurzony w wodzie lub jest spryskiwany wodą za pomocą zraszaczy.
Kalibrowanie ciśnieniowe: 1 – głowica, 2 – tuleja kalibrująca, 3 – korek uszczelniający, 4 – sprężone powietrze
Kalibrowanie próżniowe: 1 – głowica, 2 – wlot wody chłodzącej, 3 – doprowadzenie próżni, 4 – wylot wody chłodzącej
Urządzenia odbierające służą do odbierania wytłoczonego profilu z głowicy, który przeciągany jest kolejno przez kalibrator i urządzenie chłodzące, oraz podawania go do następnych urządzeń linii technologicznej, a więc urządzenia obcinającego i składującego. Materiał jest przesuwany wykorzystując siły tarcia pomiędzy nim a elementami napędowymi urządzenia. W zależności od kształtu tych elementów, urządzenia odbierające podzielić można na rolkowe, taśmowe i gąsienicowe. Ważnym parametrem urządzenia odbierającego jest prędkość odbioru, którą można regulować, dostosowując ją do prędkości kalibrowania.
BIBLIOGRAFIA do ćwiczenia "Wytłaczanie tworzyw sztucznych" :
[1] Praca zbiorowa pod red. K. Wilczyńskiego, „Przetwórstwo tworzyw sztucznych”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000
[2] Stasiek J., „Wytłaczanie tworzyw polimerowych. Zagadnienia wybrane”, Wyd. Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno - Przyrodniczego, Bydgoszcz 2007
[3] Praca zbiorowa pod red. H. Zawistowskiego, „Wytłaczanie tworzyw sztucznych”, PLASTECH Wyd. Poradników i Książek Technicznych, Warszawa 1999
[4] Sikora R., „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, Wyd. Edukacyjne Zofii Dobkowskiej, Warszawa 1993
