Cel mai raspandit procedeu industrial de obinere a articolelor din material plastic este [608237]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ – NAPOCA
FACULTATEA DE CONSTRUCȚII DE MAȘINI
SPECIALIZAREA: PACSF

PROIECT DE SEMESTRU
ACTIVITATE DE CERCETARE

Coordonator : Student: [anonimizat]. Calin NEAMTU Bogdan CILICA

2017

Stadiul actual matrite de injectare

1. Prelucrarea prin injectie

Cel mai raspandit procedeu industrial de obinere a articolelor din material plastic este
prelucrarea prin injectie.
Ca aplicatii a prelucrarii prin injecti e: se pot obtine piese de la dimensiuni mari utilizate in
industria auto pana la piese mult mai mici cum ar fi componentele electromecanice.

Avantaje:
 obtinerea uor piese cu forma complexa
 productivitate ridicată.
 pret scazut

Prelucrarea prin injecție este procesul te hnologic unde materialul plastic prin actiunea
caldurii este adus în stare de curgere , este introdus sub presiune în cavitatea unei matrițe u nde este
răcită și solidificată .
Odată ce forța de presare a încetat, materialul răcit păstrează forma cavității in terioare a matriței
în care a fost injectată și care, după un anumit timp, poate fi îndepărtată.

Procesul de injectare cuprinde următoarele etape [1]:
 alimentarea cu material (dozarea);
 încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii;
 închiderea m atriței;
 introducerea materialului topit sub presiune în matriță;
 solidificarea și răcirea materialului din matriță;
 deschiderea matriței;
 eliminarea piesei injectate din matriță.

Parametrii tehnologici care influențează calitatea unui produs obținut prin injecție sunt [1]:
 presiunea pistonului în cilindru;
 temperatura materialului injectat, temperatura matriței;
 durata unui ciclu de injecție.

Fig.1. Principiul injectarii [1]:

1 -platoul mobil; 2 -matriță; 3 -platou fix; 4 -duza; 5 -cilindru;
6-corp de încălzire; 7 -melc; 8 -pâlnie de alimentare; 9 -sistem de antrenare în mișcarae de rotație;
10-sistem de acționare în mișcarea de translație; A-piesa injectată
a- injectarea materialului în matriță; b – răcirea și solidificarea topiturii;
c- deschiderea ma triței și aruncarea reperului din matriță.

Presiunea

Pe parcursul procesului procesului se dezvoltă o serie de forțe care exercită presiuni
importante asupra materialului termoplastic.

Fig.2. Presiunile din process[1] .
1-matriță;2 -cilindru;3 -melc;4 -cilindru hidraulic;
pi- presiune interioară; pe – presiune exterioară; ph – presiune hidraulică

 presiunea exterioară pe reprezintă presiunea exercitată de piston asupra cilindrului mașinii
de injectat . Prin intermediul materialului presiunea exterioară se transmite în interiorul
matriței.
 presiunea interioară pi reprezintă presiunea din interiorul matriței. Presiunea interioră este
mai mică decât presiunea exterioră datorită faptului că o parte se pierde la trecerea
materialului prin duza mașinii, duza matriței, canalele de alimentare.
 presiunea ulterioră pu, sau presiu nea de compactizare, reprezintă presiunea exercitată de
melc as upra materialului din cavitatea matriței, după umplerea matrițe i cu material. Această
presiune compenseaz ă contracția rezultată în urma răcirii materialului topit.
 presiunea în punctul de s igilare ps este corespunzătoare momentului solidificării
materialului în digul de la intrarea în cuibul matriței, sigilându -se astfel materialul în
matriță;
 presiunea inter ioară remanentă pr, reprezintă presiunea din piesa injectată, în momentul
deschiderii matriței.

Fig.3. Procesul de injectare [1].

 umplerea matriței, în momentul umplerii, crește la valorea pi; (porțiunea de curbă 1 -2);
 compactizarea –se aplică o presiune ulterioară, (porțiunea de curbă 2 -3)
 după care presiunea va scădea până la valorea presiunii de sigilare ps (porțiunea de curbă 3 –
4);
 răcirea și evacuarea obiectului din matriță scădere mai lentă a presiunii (porțiunea de curbă
4-5);

Temperatura

Topirea materialului thermoplastic se face prin transmiterea căldurii de la peretele
cilindrului la material sau prin transformarea energiei mecanice în energie termică prin fricțiune.
Temperatura matriței este hotărîtoare pentru calitatea pr oduselor injectate. Dinamica
temperaturii materialului termoplastic de -a lungul cilindrului și a matriței, este reprezentată grafic în
figura .
În interiorul cilindrului, la timpul t1 are loc încălzirea la temperature Tc și plastifierea.
Topitura curge în cilindrul și duza mașinii și se încălzește pînă la temperature Ts. După umplerea
matriței, temperatura materialului din matriță scade mult datorită transferului termic prin pereți.

Fig.4. Temperatura in process [1].
t0-temperatura polimerului la intr area în cilindru; t1 – temperatura de topire a polimerului;
t2-temperatura de injecție; t3 – temperatura în matriță; l1 -l5- coordinate pe lungimea mașinii.

2. Clasificarea mașinilor de injectat

a)După sistemul de acționare , mașinile se pot clasifica în :

 manuale, pot produce componente cu o greutate de 5 pana la 15 g;
 pneumatice, partea de închidere a matriței este acționată manual si pistonul de injecție e ste
acționat pneumatic;
 electromecanice, pot produce componente pana la 2000g;
 electrohidraulice, cele mai răspîndite și pot produce componente cu greutatea între 20 g și
20 kg;
 mecanohigraulice, folosesc acționarea mecanică pentru închiderea matriței și acționarea
hidraulică pentru injectarea materialului plastic.

b)După direcția de lucru, mașinile pot fi:

 mașini orizontale, la care axa agregatului și direcția închiderii matriței sunt orizontale (fig.
a);
 mașini verticale, la care închiderea matriței și injectarea materialului se face vertical;
prezintă avantajul că ocupă o suprafață utilă mai mică (fig.b);
 mașini cu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare vertical (fig.c);
 mașini cu unitatea de închidere verticală și unitatea de injectare orizontală (fig.d);
 mașini cu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare orizon tală (fig.e).

Fig.5. Clasificarea masinilor de injectat dupa directia de lucru [1].
a-mașini orizontale; b -mașini vertical; c -mașini cu unitatea de închidere orizontală și
unitatea de injectare verticală; d -mașini cu unitatea de închidere verticală și unitatea de
injectare orizontală; e) mașinicu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare
orizontală.

c)După tipul agregatului de topire și de injectare, mașinile pot fi:

 mașini cu piston și cu cilindru de încălzire, cu sau fără torpilă (a );
 mașini cu piston -melc, având unul sau doi melci (b);
 mașini cu piston și dispozitiv auxiliar de preplastifiere (c).

Fig.6. Clasificarea masinilor de injectat dupa tipul agregatului de topire si injectare [1].
1-duza mașinii; 2 -cilindru; 3 -piston; 4 -melc; 5 -supapă; 6 -melc extruder; 7 -cilindru extruder.

3. Matrițe de injectat

Clasificare [1].

După numărul de cuiburi:

 matrițe cu un singur cuib;
 matrițe cu două cuiburi;
 matrițe cu mai multe cuiburi.

După sistemul de injectare:

 cu injectare directă prin culee;
 cu injectare punctiformă;
 cu injectare cu canale de distribuție;
 cu injectare peliculară sau film;
 cu injectare tip umbrelă;
 cu injectare inelară;
 cu injectare cu canal tunel;
 cu injectare cu canale izolate;
 cu injectare cu canale încălzite.

După modalitatea de acționare a sistemului de aruncare:

 cu aruncare mecanică;
 cu aruncare pneumatică;
 cu aruncare hidraulică.

După numărul planelor de separație:

 cu un singur plan de separație;
 cu două plane de separație;
 cu mai multe plane de separație.

După modul de realizare a matriței în funcție de forma piesei:

 simple;
 cu bacuri;
 cu deșurubare;
 cu mai multe planuri de separație.

Fig.7. Matriță de injectat cu două cuiburi [1].

1-tija de aruncare; 2 -bucșa de conducere; 3 -șurub; 4 – placă de prinde re; 5-placă aruncătoare;
6-placă postaruncătoare; 7 -șurub; 8 -placă distanțier; 9 – placă suport; 10,11 -placă de formare;
12-bucșă de ghidare; 13 -placă de prindere; 14 -coloană de ghidare; 15 -,16-pastilă; 17 -poanson;
18-duza de injectare; 19 -inel de centrare; 20 -bucșă centrală; 21 -știft; 22 -știft tampon ;23 -șurub;
24-știft readucător; 25 -aruncător central; 26 -aruncător; 27 -șurub; 28 -inel de centrare.

Matrita cu tije aruncatoare –se utilizeaza pentru piese de dimensiuni mari care nu au orificii.

Fig.8. Matrita cu tije aruncatoare [1].

1-placă de sprijin; 2 -placă; 3 -culee; 4 -tijă aruncătoare; 5 -cuib; 6 -placă distanțieră;
7- placă de sprijin; 8 -tijă extractoare de culee; 9 -șurub de fixare; 10 -tijă readucătoare;
11-placă distanțieră; 12 – bucșă; 13 -pastilă; 14 -coloană; 15 -șurub de fixare; 16 -duză; 17 -miez;
18-plunjer.

Matrita cu tija extractoare –se utilizeaza pentru piese care au dimensiuni mici si care au forma
corespunzatoare.

Fig.9. Matrita cu tija extractoare [1].

1-placă de sprijin; 2 -duza matriței; 3 -placă port miez; 4 -culee; 5 -bucșă de ghidare;
6- coloană de ghidare; 7,9 -plăci distanțiere; 8 -tija extractoare de culee; 10 -plăcuțe extractoare;
11-șurub de fixare; 12 -placă de sprijin; 13 -arc elicoidal; 14 -plunjer; 1 5- tije extractoare; 16 -cuib.

Matrite cu placa aruncatoare –se utilizeaza pentru piese care au orificii .

Fig.10. Matrite cu placa aruncatoare [1].

1-cuib; 2 -miez; 3 -tijă extractoare de culee; 4,5 -plăci de fixare; 6 -plunjer; 7 -tijă extragere;
8,9-plăci intermediare; 10 -placă extractoare; 11 -duza.

Matrita cu bacuri inclinate

Fig.11. Matrita cu bacuri inclinate [1].

1-duza; 2 -suport; 3 -șurub de fixare; 4 -plăci prismatice; 5 -bacuri; 6 -cuib; 7,9 -placă;
8- tije;10 -pană specială

Matrita cu bacuri laterale.

Fig.12. Matrita cu bacuri laterale [1].

1-aruncător ; 2-tijă aruncătoare; 3 -coloană înclinată; 4 -placă port coloane; 5 -elemente cuib; 6 -duză;
7-arc readucător; 8 -tijă tampo n; 9-elemente cuib; 10,11 -plăci aruncătoare; 12-tijă; 13 -plunjer .

Matrita pentru piese cu filet interior

Fig.13. Matrita pentru piese cu filet interior [1].
1-placă fixă; 2 -coloană de ghidare; 3 -limitator de cursă; 4 -miez; 5 -cuib; 6 -duza;
7-placă; 8 -limitator; 9,10 -placă; 11 -șurub cu pas rapid; 12 -piuliță fixă; 13 -bucșă;
14-pinion; 15,16,17 -placă intermediară; 1 8-arc elicoidal; 19 -opritoare; 20 -roată dințată

Bibliografie.

1. Curs “Matrite de injectie” Profesor: Hancu Daniela