Formowanie wtryskowe krok po kroku – technologia i etapy procesu 

Formowanie wtryskowe jest jedną z kluczowych metod wytwarzania elementów z tworzyw sztucznych, umożliwiającą produkcję zarówno małych, jak i dużych serii. Dzięki niej powstają detale o wysokiej precyzji wymiarowej i powtarzalności, wykorzystywane m.in. w elektronice, motoryzacji, medycynie czy przemyśle opakowaniowym. Sprawdźmy, jak krok po kroku wygląda ten proces.

Dobór i przygotowanie tworzywa

Pierwszym etapem jest wybór odpowiedniego materiału. Mogą to być termoplasty takie jak ABS, PA, PET, PMMA czy POM, a w przypadku wymagań specjalnych – tworzywa wysokotemperaturowe, np. PEEK. Każdy z nich ma odmienny zakres temperatury topnienia, skurczu czy odporności chemicznej.

Granulat przed wtryskiem przechodzi proces suszenia w suszarkach laboratoryjnych lub przemysłowych. Usunięcie wilgoci zapobiega powstawaniu pęcherzyków gazu i mikropęknięć. Na tym etapie można dodać masterbatch – skoncentrowany barwnik lub inne dodatki modyfikujące właściwości mechaniczne.

Transport surowca i uplastycznianie

Granulat trafia do zasobnika, a następnie przez lejek podawany jest do cylindra wtryskarki. Ruch obrotowy ślimaka oraz nagrzewnice rozmieszczone w strefach grzewczych powodują stopienie tworzywa.

Proces uplastyczniania musi być kontrolowany – zbyt niska temperatura spowoduje niedolewy, a zbyt wysoka może doprowadzić do degradacji polimeru. W nowoczesnych wtryskarkach stosuje się czujniki temperatury i ciśnienia, które automatycznie korygują parametry pracy.

Wtrysk stopionego tworzywa

Po odmierzeniu odpowiedniej dawki, ślimak przesuwa się do przodu, tłocząc uplastycznioną masę przez dyszę do gniazda formy. Faza ta trwa od kilku milisekund do kilku sekund, w zależności od wielkości detalu.

Parametry wtrysku – ciśnienie, prędkość, czas – dobiera się indywidualnie, aby zapewnić dokładne wypełnienie formy i uniknąć wad takich jak jamy skurczowe, smugi czy wypływki.

Docisk i chłodzenie

Po wypełnieniu gniazda formy utrzymuje się ciśnienie docisku. Jego zadaniem jest kompensacja skurczu objętościowego materiału podczas stygnięcia.

Następnie rozpoczyna się chłodzenie – w kanałach formy krąży medium chłodzące, najczęściej woda o kontrolowanej temperaturze. Czas chłodzenia może stanowić nawet 60% całego cyklu wtryskowego, dlatego jego optymalizacja ma duże znaczenie dla wydajności produkcji.

Otwieranie formy i wyrzut detalu

Po osiągnięciu odpowiedniej temperatury powierzchniowej elementu forma zostaje otwarta. Wypychacze, płyty zrzutowe lub systemy pneumatyczne usuwają detal z gniazda formy.

Przy produkcji części o skomplikowanej geometrii stosuje się formy z ruchomymi rdzeniami, suwakami lub formy gorąco-kanałowe, które minimalizują ilość odpadów w postaci wlewków.

Obróbka wtórna i kontrola jakości

Świeżo wyjęte elementy mogą wymagać operacji wykończeniowych: odcięcia pozostałości po kanałach wlewowych, szlifowania czy nadruku.

Kontrola jakości odbywa się zarówno manualnie, jak i z wykorzystaniem systemów wizyjnych analizujących każdy detal. Mierzy się wymiary, ocenia wygląd powierzchni, a w niektórych branżach przeprowadza testy wytrzymałościowe lub chemiczne.

Automatyzacja i nowoczesne rozwiązania

Współczesne zakłady przetwórstwa tworzyw wykorzystują roboty pick-and-place, które odbierają detale z formy, układają je w opakowaniach lub kierują do dalszych procesów. Systemy monitoringu online rejestrują parametry każdego cyklu, co pozwala szybko reagować na ewentualne odchylenia.

Dzięki integracji wtryskarek z liniami montażowymi możliwe jest tworzenie elementów gotowych do użycia bez konieczności dodatkowej obróbki.

Formowanie wtryskowe to złożony proces technologiczny, w którym każdy etap – od przygotowania surowca po kontrolę gotowego wyrobu – ma wpływ na końcową jakość produktu. Precyzyjne ustawienie parametrów oraz stosowanie nowoczesnych systemów automatyzacji pozwalają na produkcję elementów o wysokiej powtarzalności i minimalnej ilości odpadów.

Dzięki uniwersalności i elastyczności technologii, wtryskiwanie pozostaje jednym z filarów współczesnego przemysłu przetwórstwa tworzyw sztucznych.