INTRODUCERE…………………………………………………………………………..2 1. APARIȚIA MATERIALELOR TERMOPLASTICE…………………………………….3 1.1 Necesitatea introducerii maselor plastice în… [305533]

CUPRINS

INTRODUCERE…………………………………………………………………………..2

1. APARIȚIA MATERIALELOR TERMOPLASTICE…………………………………….3

1.1 Necesitatea introducerii maselor plastice în industria constructoare de masini…;.…5

2. MATERIALE TERMOPLASTICE…………………………………………………;…..7

2.1. Obținerea materialelor termoplastice…………………………………………;…..7

2.2 Structura materialelor termoplastice……………………………………………;…8

2.3 Materiale adăugate în structura materialelor termoplastice……………………;…..9

3. MAȘINI ȘI SCULE UTILIZATE ÎN PROCESUL DE INJECȚIE………………;……11

3.1 Definirea elementelor componente ale procesului de injecție mase plastice…….11

3.2 Mașini de injecție………………………………………………………………….14

3.3 Matrițe de injecție…………………………………………………………………18

PARTEA A II-A, STUDIUL DE CAZ……………………………………………….…21

4. PREZENTAREA FIRMEI…………………………………………………….……….21

4.1. Prezentarea generală a firmei……………………………………………………21

4.2. Prezentarea departamentului Cumparari…………………………………….…..23

5. PREZENTARE Element de ranforsare plansa bord X90………………………………23

5.1. Rolul functional………………………………………………………………….23

5.2. Materialul piesei……………………………………………………….…………24

5.3 Matrita utilizata…………………………………………………………………..25

5.4 Masina utilizata…………………………………………………………………..26

6. PREZENTARE situatie actuala…………………………………………………….…..29

6.1. Modul de asamblare pe caroserie………………………………………………….29

[anonimizat] “Reproiectarea procesului de productie al reperului Element de ranforsare plansa bord X90 “, a fost realizată în timpul stagiului de practică in cadrul companiei “SC Euro Auto Plastic SRL” în departamentul Achizitii.

Proiectarea procesului de productie a pieselor din plastic se realizează în anumite etape în care se selectează procedeul de realizare (injectare/suflare), [anonimizat].

Obiectivul urmărit prin reproiectarea procesului tehnologic de injectie constă în solutionarea problemei de calitate privind zgomotul produs de elementul de ranforsare la imbinarea cu caroseria . In urma reproiectarii procesului rezultand obținerea pieselor de calitate conformă cu condițiile impuse de client.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat].

Pe parcusul stagiului am realizat următoarele activități principale:

identificarea si implementarea actiunilor de productivitate in scopul reducerii de cost;

coordonarea negocierilor pentru schimbarea definitiei tehnice a reperelor;

lansarea cererii de cotatie catre furnizori pentru repere noi sau pentru repere cu definitie tehnica modificata;

pregatirea fisierului de nominlizare furnizor pentru injectare reper;

identificare, urmarirea si implementarea actiunilor de optimizare mod de ambalare pentru imbunatatirea calitatii pieselor si reducere de costuri;

Lucrarea este structurata în trei parți importante. [anonimizat]. Partea a II-a este rezervată studiului de caz realizat in SC Euro Auto Plastic Systems. Studiul presupune prezentarea și analizarea metodei de reproiectare a procesului de injecție. În ultima parte sunt prezentate concluziile privind tema analizată și contribuțiile personale aduse.

Proiectul a fost realizat sub îndrumarea doamnei Prof dr. ing Monica Bîldea din cadrul Facultății de Mecanică și Tehnologie a Universității din Pitești și a domnilor Alin Nita, manager departament Achizitii in cadrul societatii Euro APS și Laura Marin manager productivitati Romania – Turcia in cadrul grupului Faurecia.

APARIȚIA MATERIALELOR TERMOPLASTICE

În 1847 Jöns Jacob Berzelius a produs primul polimer de condensare , poliester , din glicerină (propantriol) și acid tartric. Berzelius este, de asemenea, creditat și cu originea termenilor chimici cataliză, polimer, izomeri, și allotrope, deși definițiile sale originale diferă dramatic de la utilizarile moderne. De exemplu, el a inventat termenul de "polimer" în 1833 pentru a descrie compuși organici care partajază formule empirice identice dar care diferă în greutate moleculară totală, cel mai mare dintre compușii care sunt descriși ca "polimeri" de cel mai mic. Conform acestei definiții ( acum învechită ), glucoza (C6H12O6) ar fi un polimer de forma aldehidă ( CH2O ) .

Primul plastic commercial, utilizat de om a fost inventat în Marea Britanie în 1861 de către Alexander Parkes. El a demonstrat public la expoziția Internațională din anul 1862 de la Londra , proprietățile materialului "Parkesine". Derivat din celuloză, parkesine a putea fi încălzită , turnată în formă, și păstrează in forma respectivă după racire. Cu toate acestea, materialul inventat de Alexander, era costisitor de produs , predispus la fisurare și extrem de inflamabil .

În 1868, inventatorul american John Wesley Hyatt a dezvoltat un material plastic numit “Celluloid”, îmbunătățind invenția lui Parkes, astfel încât să poată fi procesat în formă finală fară să sufere modificari atat de drastice ca materialul Parkesine. Împreună cu fratele lui, Isaia , Hyatt patențează prima masină de turnare prin injecție în 1872(fig. 1). Această mașină a fost relativ simplă în comparație cu mașinile utilizate în prezent : . A funcționat ca un ac hipodermic mare, folosind un piston pentru a injecta plastic printr-un cilindru încălzit într-o matriță. Industria a progresat încet de-a lungul anilor. Se produceau nasturi, butoane, pieptani.

Industria de injecție mase plastice s-a extins rapid în anii 1940, deoarece al doilea război mondial a creat o cerere mare pentru produse ieftine , produse în masă . În 1946 , inventatorul american James Watson Hendry a construit prima masină de injecție șurub (fig.2) , ceea ce a permis un control mult mai precis asupra vitezei de injecție și a calitații articolelor produse . Această mașină a permis, de asemenea mixarea materialelor, materialul trebuia amestecat înainte de injectare, astfel încât plastic, colorat sau reciclat poate fi adăugat la materialul nou și se crează o topitură cu noi caracteristici . Astăzi, marea majoritate a masinilor de injectie sunt masini de injectie cu șurub. (http://www.avplastics.co.uk/njection-moulding-history, accesat la data de 27.04.2014, ora 00.45.)

În anii 1970, Hendry a mers mai departe si a dezvoltat primul proces de turnare prin injecție asistată de gaz , ceea ce a permis producerea de articole complexe , cu goluri care permiteau răcirea rapidă. Acestă nouă modalitate de injectare îmbunătațea foarte mult flexibilitatea, designului , precum și puterea și finisarea pieselor fabricate în timp ce reducerea timpului de producție, costuri, greutate și deșeuri.

Industria de turnare prin injecție de plastic a evoluat de -a lungul anilor de la pieptene și butoane la a produce o gamă largă de produse pentru multe industrii , inclusiv industria auto, medicală, industria aerospațială, produse de consum, jucarii , instalatii sanitare, de ambalare, și construcții (fig. 3).

Fig.1. Evoluția pieselor injectate în matriță.

Necesitatea introducerii maselor plastice în industria constructoare de masini

Potrivit unei surse a Directivei Europene 2000/53/EG, administrată de Comisia Europeană din 2005, 85% din greutatea unui vehicul trebuie să fie reciclabilă. Această condiție va creste cu la 95% pînă în 2015. Mașinile trebuie să fie construite din materiale reciclabile cu pînă la 95%, 85% dintre ele sun materiale 100% reciclabile iar restul de 10% se va recupera ca energie prin reciclarea caldurii.

Una dintre marile probleme ale autovehiculelor, atat contemporane cat și cele mai noi aparute, a fost greutatea (masa), problemă care nu doar îngradea posibilitatea de realizare a unor autovehicule cu formă complexă ci și creșteau consumul de carburant foart mult. Odată cu această problemă s-a pus și intrebarea, “Cum să reduci consumul de energie al unei mașini?”.

Raspunsuri la această intrebare nu au întarziat să apară, printrea acestea se numară:

reutilizarea caldurii-aparent 75% din energia produsă de o masină este transformata in caldură, reutilizand aceasta energie se poate crește eficiența motorului și a trenului de rulare.

sisteme ’’stop and go’’-utilizate cu preponderența în trafic intens, in ambuteiaje și la semafoare, acest tip de sisteme reduc foarte mult consumul de carburant.

Dar niciunul dintre aceste sisteme nu reduc greutatea efectiva a autovehiculului, asa ca industria constructoare de masini a fost nevoită să abordeze o noua tactica și anume aceea a inlocuirii pieselor din metal cu piese din plastic injectat (fig1.1)

Fig.1.2. Difereța dintre o masină convențională și una care utilizează materiale compozite (Constantin Opran, 2003)

Odata cu creșterea performanțelor motorului si reducerea efectiva a greutatii masinii si rularea la viteză înalta a provocat o noua problemă, rzistenta la aer (aerodinamicitatea).

Noile modele de masini trebuiau să fie aerodinamice, problemă rezolvata cu ajutorul componentelor din materialoe compozite (fig.1.3).

Urmarind fig.1.3 putem observa cum șasiul unei mașini care, construit din oțel, ar conține 28 de piese disctincte și ar cântari 45 de kilograme. Pe când acelas ansamblu realizat din materiale compozite pe baza de carbon, ar fi compus dintr-o singura piesă si ar cantari 22 de kilograme cu 50% mai putin decat predecesorul lui din oțel. (Constantin Opran ”Conception des Outilages d’injection, Universitatea din Bucuresti, 2003).

Concluzi:

Înaintand, industria de automotive are nevoie de soluții complete de tip end-to-end care se pot adresa provocorilor de designe, analiză și fabricație. Realizarea de autovehicule cu parți componente din materiale termoplastice de înalta calitate, aducerea lor pe piața într-un ritm din ce în ce mai alert și la un preț de cost cat mai redus reprezintă chiea catre o industrie sustenabilă.

Unul dintre principalele motive pentru care autovehiculele convenționale renunță la componentele din oțel, în favoarea celor din plastic este reducerea mesei autovehiculuilui și reducerea de carburant. O piesa din materiale plastic termostatat poate inlocui, în portbagajul unei mașini, pâna la 6 piese de otel, astfel reducând greutatea cu până la 50%.

Dupa cum se poate obeserva odata cu apariția noilor conecpte de automobile care necesitau o aerodinamicitate foarte bună, o masă a totului unitar redusă, și un preț de cost cat mai accesibil, era imperios necesară folosirea la o scară cat mai largă a pieselor realizate prin injecție mase plastice.

MATERIALE TERMOPLASTICE

2.1 Obținerea materialelor termoplastice

Principalele reacții chimice pentru obținerea materialelor termoplastice sunt :

a) polimerizarea

b) policondensarea

c) poliadiția

a) Reacția de polimerizare este reacția chimică prin care în condiții speciale de presiune și temperatură moleculele aceluiași monomer sunt legate una de cealaltă obținându-se un polimer macromolecular fig 2.1.

2.1 Reactia de polimeizare

Principalele materialele plastice obținute prin reacția de polimerizarea sunt:

1. polietilena de joasă densitate= Pejd sau PELD;

2. polietilena de înaltă densitate= Pied sau PEHD;

3. polipropilena=PP;

4. policlorura de vinil=PVC;

5. polistirenul=PS;

6. acrilo-butadien-stiren=ABS;

7. polimetacrilatul de metil=PMMA;

8. polioxidul de metilen=POM;

9. politeta-fluor-etilen =PTFE. [vezi Anexa 1]

b) Reacția de policondensare este reacția chimică prin care în condiții speciale de presiune și temperatură capetele moleculelor a doi monomeri diferiți reacționează intre ele și se leagă unul de celălalt rezultând un polimer macromolecular fig.2.2.

Fig.2.2 Reacția de policondensare

Principalele materialele plastice obținute prin reacția de policondensare sunt:

1. polietilen tereftalat =PET;

2. polibutilen tereftalat =PBT;

3. poliamida=PA;

4. policarbonat =PC;

5. polisulfura =PSU.

c) Reacția de poliadiție este reacția chimică prin care în condiții speciale de presiune și temperatură capetele moleculelor a unui monomer și a unui polimer reacționează între ele si se leagă unul de celălalt rezultând un polimer macromolecular fig. 2.3.

Fig. 2.3 Reacția de poliadiție

Principalele materiale plastice obținute prin reacția de poliadiție sunt:

1) poliuretanul=PUR;

2) poliamidă=PA.

c) Reacția de poliadiție este reacția chimică prin care în condiții speciale de presiune și temperatură capetele moleculelor a unui monomer și a unui polimer reacționează între ele si se leagă unul de celălalt rezultând un polimer macromolecular fig.2.4.

Fig. 2.4 Schema reacției de poliadiție

Principalele materiale plastice obținute prin reacția de poliadiție sunt:

1) poliuretanul=PUR;

2) poliamidă=PA.

Structura materialelor termoplastice

Elementul cel mai mic din structura internă este atomul format dintr-un nucleu și electroni.

Ex:atomul de hidrogen (H).

Molecula este un ansamblu de mai mulți atomi care își pun în comun unul sau mai mulți electroni.

Ex: molecula de apă=H2O.

Molecula de bază din structura internă a materialelor plastice se numește Monomer și este formată din mai mulți atomi de carbon (C) (care formează scheletul moleculei), de hidrogen (H),de oxigen (O),de clor(Cl),de siliciu (Si),si alții.

Ex: monomerul de etilenă = CH2=CH2.

Macromolecula obținută printr-o înlănțuire de monomeri puși cap la cap se numește polimer și are o formă fibroasă datorită lanțurilor de polimeri care se împletesc unele cu altele rezultînd astfel molecule gigante.

Ex: polietilena= -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-…(fig.2.8.)

Atunci când polimerul este obținut din exact același tip de monomer acesta se numește homopolimer.

De exemplu: propilenă+propilenă = polipropilenă homopolimer;

Etilenă + etilenă = polietilenă.

Proprietăți: rigiditate ridicată, rezistență la șoc redusă, indice de curgere redus.

Atunci cînd polimerul este obținut din doi monomeri diferiți acesta se numește copolimer.

De exemplu: propilenă + etilenă = polipropilenă copolimer.

Materiale adaugate in structura materialelor termoplastice

Chimiștii au introdus în structura materialelor termoplastice diferite componente pentru:

1= modificarea proprietăților fizice și chimice ale polimerului;

2= ușurarea prelucrării prin injectare a maselor plastice.

Introducerea materialelor de adaos se poate face fie în timpul polimerizării fie după în timpul prelucrării. Se disting 3 mari categorii de materiale de adaos:

1= aditivi;

2= materiale de umplutură;

3= materiale de ranforsare.

Aditivi

Se introduc în structura maselor plastice pentru:

îmbunătățirea elasticității materialului plastic;

diminuarea: prețului de cost a materialului, oxidării termice a materialului plastic, contracției termice la injectare, greutății piesei

creșterea: rezistenței la atacul razelor UV, rezistenței la foc sau flamă, rezistenței împotriva biodegradării, rezistența la atacul micro-organismelor, conductivității termice, colorării materialului, ușurinței la prelucrarea prin injectare, agenți de odorizare, agenți de demulare

Materiale de umplutură

Sunt substanțe sau amestecuri de substanțe inerte ,minerale sau organice dispersate sub formă de particule în matricea macromoleculară a polimerului.

Ele determină:

diminuarea: prețului de cost, contracției materialului

creșterea: rigidității și a durității materialului, rezistenței termice și electrice a materialului, rezistenței la rupere

modificarea aspectului pieselor

Materialele de umplutură pot fi:

produse elastomere (butilenul)-determină creșterea elasticități materialului plastic,de ex.:ABS,PBT,PS antișoc,PA,…

produse minerale cum ar fi: carbonați bie-sulfură de molibden pentru diminuarea frecării, oxizi cum ar fi: mică, pudre, argile pentru creșterea rezistenței la UV ,atacul agenților chimici, silicați cum ar fi: nisip,făină de siliciu pentru creșterea conductivității termice, talc pentru diminuarea contracțiilor și pentru creșterea rezistenței la temperatură

produse organice cum ar fi: teflon pentru creșterea rezistenței la temperaturii, rumeguș de lemn pentru reducerea contracțiilor

pudre metalice.

Materiale de ranforsare

Materialele de ranforsare sau de armare sunt materiale care adăugate unui polimer au drept scop principal îmbunătățirea unor proprietăți mecanice cum ar fi :rezistență la tracțiune ,la forfecare ,la abraziune ,la șoc,…

Materialele de ranforsare pot fi sub formă de:

fibre cum ar fi: fibre de sticlă, fibre de carbon, fibre aramidice, fibre sintetice poliamidice (Kevlar), fibre anorganice de: aluminiu, beriliu, oxid de titan.

microbile care pot fi de: sticla, polimeri

fulgi din: sticlă, borură de aluminiu, carbură de siliciu mică.

(CURS TEHNOLOGIA DE INJECȚIE A MATERIALELOR TERMOPLASTICE elaborat și îmbunătățit după cursul dlui ing.Vascu Vladimir)

3. MAȘINI ȘI SCULE UTILIZATE IN PROCESUL DE INJECȚIE

3.1 Definirea elementelor componente ale procesului de injecție mase plastice

Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinde următoarele etape:

alimentarea cu material (dozarea) – caracterizat de parametrul general „n” turația melcului;

încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașini (plastifierea) caracterizată de:

parametrii de intrare: Ttr – temperatura termoregulator, n – turația melcului,

pe – contrapresiunea de plastifiere, tcm – întarzierea de cuplare a melcului;

parametrii de ieșire: Tm – temperatura mesei de formare, trm – timpul de rotație al melcului, Pi – proprietățile reperului injectat;

închiderea matriței – caracterizată de forța de închidere Fn;

introducerea materialului topit sub presiune în matriță (umplerea matriței) caracterizată de urmatorii parametrii:

parametrii de intrare: Q-debitul de transport, pu – presiunea de umplere,

Tm – temperatura materialului,TM – temperatura matriței;

parametrii de ieșire: tu – timpul de umplere al matriței, Pi – proprietați ale reperelor injectate,

menținerea (compactizarea) caracterizată de urmatorii parametrii:

parametrii de intrare: Pu – presiunea ulterioară, tu – timp de presiune ulterioara, Tm – temperatura materialului topit, TM – temperatura matriței;

parametrii de ieșire: m – masa piesei injectate, pi – presiunea interioară a metriței, Pi – proprietație piesei injectate,

solidificarea și răcirea materialului din matriță (racirea) caracterizată de urmatorii parametrii:

parametrii de intrare: Tt – temperatura matriței, Vt – debitul de curgere al lichidului de temperare, tt – timpul de ciclul, tr – timpul de răcire, Tc – temperatura mediului (camerei, cuibului matriței);

parametrii de ieșire: TM – temperatura matriței, Td – temperatura de demulare,

Pi – proprietați ale reperului,

deschiderea matriței;

eliminarea piesei injectate din matriță.

Principalii parametrii tehnologici care influențează calitatea unui produs finit obținut prin injecție sunt:

Presiunea pistonului în cilindru;

Temperatura materialului injectat, temperatura matriței;

Durata unui ciclu de injecție. (fig.3.1)

Fig. 3.1. Procesul de injectare in matriță

Injecția în matriță – se definește ca fiind operația de introducere sub presiune ridicată și cel mai adesea sub acțiunea caldurii, a unui material de tip monomaterial sau compozit în stare fluidă, semifluidă sau a suspensiilor unui corp într-un spatiu inchis, respectiv cavitatea activă intrioară a unei matrițe de injecție unde are loc răcirea și solidificarea lui, în scopul obținerii unui produs cu caracteristici bine determinate (fig. 3.2).

Fig. 3.2. Injecția în matriță

Matrița de injecție – se definește ca fiind un echipament alcătuit din mai multe piese componente asamblate, cu cel puțin o piesă numită semimatriță cu o suprafață internă concavă reprezentand negativul produsului final, aceasta fiind cavitatea activă interioară a matriței, folosită pentru prelucrarea injecției sau combinat deformare plastică și injecție a unui material plasticizat pentru ca aceasta sa obtina forma interioară a produsului final (fig.3.3).

Matriță de injectat cu două cuiburi 1-tija de aruncare; 2-bucșa de conducere; 3-șurub; 4- placă de prindere; 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.

Materiale polimerice – denumire a materialelor artificiale de sinteză, de obicei de natură organică și constituite în general dintr-o structură macromoleculară la care se adauga alte componente. Materialele polimerice pot fi utilizate și ranforsate cu elemente de ranfosare fibre sau particule din diversa meteriale, dimensiuni și aranjamente spațiale caz în care se denumesc compozite polimerice. Materialele polimerice cuprind doua subclase mari de materiale:

Materiale plastice;

Elastomeri.

Materialele plastice se definesc ca fiind materiale artificiale de sinteză, de tip materie primă de obicei de natura organică, constituite dintr-o structură macromoleculară la care se adaugă diferite ingrediente precum plastifianți, coloranți, stabilizatori, din care se obțin produse finite.

Elastomeri se definescca fiind materiale polimerice capabile de mari deformții suportate pe o perioadarelativ limitată, după care prin continuarea solicitarilor de deformare materialul se poate rupe elastic.

Masă plastică – este denumirea dată unui produs sintetic obținut prin polimerizare sau policondensare și modificarea chimică a unor compuși chimici macromoleculari. Mesele plastice sunt în generl rezistente la agenții chimici obișnuiți, unele având rezitență electrică mare și putand fi prelucrate ușor. Se întrebuințează la înlocuirea metalelor la confecționarea diverselor component de mașini sau a unor obiecte casnice etc. Numele de “Masă plastică” este o prescurtare din “Mase termoplastice” dat primelor materiale din aceasta catogorie care au fost obținute și devin plastice prin încălzire.

Materiale plastice inginerești – se definesc ca fiind materiale plastice pe care proiectantul unui produs le selectează pentru înlocuirea altor materiale inginerești precum metlele, lemnul cu scopul de a înbunătații performntele produsului nou în utilizare.

Injecția în matriță a produselor din materiale plastice inginerești – este procedeul de prelucrare prin care un material plastic ingineresc macromolecular adus în stare termo-vasco-elastică sub actiunea căldurii, este injectat sub presiune ridicată și sub acțiunea căldurii în cavitatea activă interioară a unei matrițe de injecție, unde are loc racirea și solidificarea lui, în scopul obținerii unui produs cu caracteristici bine determinate.

Mașini de injecție

La prelucrarea prin injectare trebuie să se indeplinească exigențe privind calitatea pieselor precum și preocuparea de reducere a costurilor de fabricatie. Realizarea acestor deziderate este in mod hotărâtor influențată de masina de injectat. Pentru prelucrarea materialelor termoplastice au fost realizare o mare varietate de tipuri constructive de masini de injectat. Îmbunatațirle aduse permanent masinilor de injectat vizează creșterea preciziei, cresterea fiabilitații, economicitatea constructivă și posibilitați sporite de automatizare.

Mașinile de injectare cuprin: sistemul de alimentare cu material, sistemul de plastifiere și sistemul de injectare.

Unitatea de injectare cuprinde sistemul de alimentare cu material, sistemul de plastifiere și injectare.

Unitatea de inchidere realizează mișcarile de descidere si inchidere a matriței de injectat.

Cele mai raspandite sunt mașinile de injectat cu un singur cilindru de injecatre.

Clasificarea mașinilor de injectat:

După sistemul de acționare ,mașinile se pot clasifica în:

manuale, acestea pot produce obiecte cu o greutate de 5-15 g;

pneumatice, care de obicei au partea de închidere a matriței acționată manual, iar pistonul de injecție e acționat pneumatic;

electromecanice, care pot produce piese în greutate de 2000g;

electrohidraulice, care în prezent sunt cele mai răspîndite și pot produce obiecte cu greutatea între 20 g și 20 kg;

mecanohigraulice, care folosesc acționarea mecanică pentru închiderea matriței și acționarea hidraulică pentru injectarea materialului plastic.

După direcția de lucru, mașinile pot fi:

mașini orizontale, la care axa agregatului și direcția închiderii matriței sunt orizontale (fig.3.4. a);

mașini verticale, la care închiderea matriței și injectarea materialului se face vertical; prezintă avantajul că ocupă o suprafață utilă mai mică (fig.3.4.b);

mașini cu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare verticală (fig.3.4.c);

mașini cu unitatea de închidere verticală și unitatea de injectare orizontală (fig.3.4.d);

mașini cu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare orizontală (fig.3.4.e).

Fig. 3.4. Tipuri de mașini de injecție.

a-mașini orizontale, b-mașini verticale, 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- mașini cu unitatea de închidere orizontală și unitatea de injectare orizontală.

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

mașini cu piston și cu cilindru de încălzire, cu sau fără torpilă(fig.3.5.a);

mașini cu piston-melc, având unul sau doi melci(3.5.b);

mașini cu piston și dispozitiv auxiliar de preplastifiere(fig3.5.c).

Fig. 3. Tipuri de agregate de topire și injectare.

1-duza mașinii; 2-cilindru; 3-piston; 4-melc; 5-supapă; 6-melc extruder; 7-cilindru extruder

Elementele constructive de bază ale unei mașini de injecție sunt:

Unitatea de injecție – realizează plastifierea materialului, introducerea acestuia sub presiune în matriță și menținerea presiuni în stadiul de compresie.

Unitatea de injecție este alcatuită din:

Duză – este azustajul din capatul cilindrului de injecție prin care materialul patrunde din cilindru in matrița de injectare.

Melcul – este organul activ al mașinii de injectat care indeplinește uramătoarele funcții: preia, transportă și compatizează materilalul care curge din pâlnia de alimentare a mașinii, transformă materialul solid în topitură, omogenizează topitura, generează prin frecare o anumita cantitate de caldură, dozeaza cantitatea de material topit necesară injectarii, împinge materialul topit din capatul cilindrului prin duza de injecție în matrița de injectat, asigură presiunea necesara umplerii și compensarii de material după contracîția materialului în matriță.

Cilindrul – împreună cu melcul formează cuplul activ al mașinii de injectat. Cilindrul asigură încalzirea și omogenizarea materialului precum și generarea presiunii necesare.

Palnia de alimentare – este așezată pe cilindrul mașinii de injactat în zona gaurii de alimentare a melcului.

Unitatea de inchidere – îndeplinește urmatoarele funcții: realizează închidrea matriței, asigură forța de închidere a matriței în timpul injectarii, realizaeză deschiderea matriței dupa solidificarea piesei în matriță, asigură eliminarea piesei injectate din matriță. Părțile principale ale unei unități de injecție sunt:

Sistemul de închidere;

Sistemul de reglarea cursei de închidere;

Coloanele de ghidare;

Platourile de prindere;

Sistemul de aruncare a piesei din matriță.

Batiul – este o construcție mecanică care servește ca suport pentru subansamblurile componente ale mașinii de injecție.

Sistemul de comandă.

Sistemul de acționare.

Elementele auxiliare mașinii de injecție – sisteme de protecție, dispozitive de prindere, dispozitive de transport și uscare granule, dispozitive de transport piese.

Fig. 3.6 mașina de injectie Krauss Maffei seria AX (www.kraussmaffei.com)

Matrițe de injecție

Matrița de injecție – se definește ca fiind un echipament alcătuit din mai multe piese componente asamblate, cu cel puțin o piesă numită semimatriță cu o suprafață internă concavă reprezentând negativul produsului final, aceasta fiind cavitatea activă interioară a matriței, folosită pentru prelucrarea injecției sau combinat deformare plastică și injecție a unui material plasticizat pentru ca aceasta sa obtina forma interioară a produsului final (fig.3.3).

Matrișele pentru injectare se pot clasifica după mai multe criterii cum sunt:

Dupa numarul de cuiburi:

Matrițe de injectție cu un cuib:

Matrite de injecție cu mai multe cuiburi.

După sistemul de injectare:

Cu injectare directă;

Cu injectare tip umbrellă;

Cu injectare cu canale izolate;

Cu injectare cu canal tunel;

Cu injectare cu canale încălzite;

Cu injectare peliculară sau cu film;

Cu injectare cu canale de distribuție;

Cu injectare punctiformă;

Cu injectare inelară.

După modalitatea de acționare a sistemului de aruncare:

Cu aruncare mecanică;

Cu aruncare pneumatică;

Cu aruncare hidraulică.

După numarul planelor de separație:

Cu un singur plan de separațe;

Cu două plane de separație;

Cu mai multe plane de separație.

După modul de scoatere a piesei din matrița:

Cu tijă aruncătoare;

Cu placa aruncatoare;

Cu bacuri.

Cu deșurubare;

Exemple de matrițe utilizate curent:

Matrită cu tije aruncatoare – pentru piese de dimensiuni mari și fară orificii (fig.3.6).

1-placă de sprijin; 2-placă; 3-culee; 4-tijă aruncătoare; 5-cuib; 6-placă distanțieră; 7- placă de sprijin; 8-tijă extractoarede 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.

Matrită cu placă aruncatoare – pentru piese cu orificii (fig3.7.)

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-duză

Matrită cu coloane înclinate (fig.3.8)

1-disc tampon; 2-placă dezbracatoare; 3- pană; 4-adaos; 5-prismă; 6-adaos; 7-pană paralelă; 8-arc elicoidal; 9-coloană înclinat; 10-bac; 11-piesă.

Matrită pentru piese cu filet interior (fig.3.9.)

1,10-inele de centrare; 2-placă; 3-cuib; 4- coloană de ghidare; 5-bucșă de ghidare; 6, 7,18, 19 –roți dințate; 8-bucșă filetată; 9-placă de cap mobilă; 11-arc elicoidal; 12-plunjer; 13-rulmenți; 14-șurub cu pas mărit; 15-inel distanțier;.16- bucșă cu pas mărit; 17,20,21 -plăci intermediare; 22-placă intermediară; 23- extractor de culee și a rețelei de alimentare; 24- placă de formare; 25-duză.

PARTEA A-II-A. STUDIU DE CAZ

4. PREZENTAREA FIRMEI

4.1. Prezentarea generală a firmei

Euro Auto Plastic Systems produce și livrează, printre altele, panouri de uși, bare de protecție și sisteme de amortizare a zgomotului pentru uzina Dacia din Mioveni, a grupului francez Renault. Euro Auto Plastic Systems a fost înființatǎ in anul 2002 de cǎtre AD Plastik Croația și Simoldes Plasticos din Portugalia și este cel mai important furnizor de repere de mase plastice pentru clientul RENAULT – DACIA. În ianuarie 2007, Faurecia a preluat acțiunile companiei Simoldes Plasticos. Activitatea firmei se bazeazǎ pe producția de piese injectate din plastic și piese termoformate și are în prezent 661 de angajați.

In figura 4.1 este prezentata organigrama generala a companiei .

Fig. 4.1. – Organigramă generală

Activitatea firmei se bazează pe producția de piese injectate din mase plastice și piese termoformate, astfel este structurată în 3 unități autonome de producție:

• UAP 1 – reprezentată prin injecția de mase plastice (piese de proveniență interioară și exterioară: panouri de ușă, planșă bord, bare și alte piese mici);

• UAP 2 – specializată pe asamblare de piese injectate (asamblare panouri de ușă, asamblare bord, parasolar) și piese termoformate

• UAP 3 – reprezentată prin piese termoformate (pavilion, garnituri laterale, isonorizant, carpete, etc).

De-a lungul celor 14 ani de activitate în care Euro APS a colaborat cu grupul DACIA – RENAULT au fost lansate pe piață proiecte precum:

Solenza;

Logan;

Break;

Van;

Pick Up;

Sandero;

Stepway;

Duster;

In figura 4.2 sunt prezentate o parte din proiectele lansate pe piata de catre grupul DACIA-RENAULT, in perioada de colaborare cu Euro APS.

Fig.4.2. – Programe de lansate pe piață

4.2. Prezentarea departamentului Cumparari

Toate organizațiile au nevoie de intrări în procesul de producție a unor bunuri și servicii provenind de la furnizori sau producători externi. În prezent, toate organizațiile de succes consideră că achizițiile sunt o activitate de importanță strategică esențială. Pe măsură ce crește atenția acordată achizițiilor și aprovizionării, activitățile din acest domeniu tind să aibă un caracter mai strategic, concentrîndu-se mai mult asupra unor aspecte precum negocierea relațiilor pe termen lung, perfecționarea furnizorilor și reducerea costurilor totale, decît asupra operațiunilor de rutină prin care se comandă bunurile și se realimentează stocurile.

In figura 4.3. este prezentata organigrama generala a companiei .

Fig 4.3. Organigrama Departament Cumparari

5. PREZENTARE Element de ranforsare plansa bord X90

5.1 Rolul functional

Piesa aleasă face parte din ansamblu bord pentru proiectul X90 , din care fac parte versiunile Sandero, Logan MCV, Logan Van, Logan Pick up, produse de uzina DACIA-Reanult de la Mioveni si este prezentat in fugura 5.1. Principala proprietate a acestui reper este aceea de a asigura prinderea etansa dintre caroseria autivechiculului si plansa bord, unul dintre cele mai importante repere din habitaclul unui autoturism. Elementul de ranforsare contribuie , de asemenea, la imbunatatirea performantei acustice si ajuta la amortizarea vibratiilor.

.

Fig. 5.1. – Element de ranforsare plansa bord X90

Elementele cu care piesa intra în contact sunt:

usa torpedou

conducta centrala

conducta laterala stanga

conducta laterala dreapta

presor dreapta (aripă spate)

caroserie

5.2. Materialul piesei

In fabricarea unui produs materialul este unul dintre cei mai importanti factori, deoarece in functie de principalele caracteristici ale acestuia se observa daca piesa finala va corespunde anumitor cerinte de calitate. Materia prima a elementului de ranforsare pentru plasa bord X90 este reprezentata de granule de polipropilenă, de SYNOVA CPP15T20 (figura 5.2) .

Fig. 5.2. – Granule de polipropilena

Proprietati fizice

densitatea variaza intre 0,895-0,910 g/cm3 sau poate depasi 1,0 pentru materialele ranforsate cu fibra de sticla;

este un material cristalin cu grad de cristalinitate de 60 % ;

toate tipurile de polipropilene sunt vascoase, iar piesele injectate se fragilizeaza numai sub sarcina ridicata ;

temperatura de topire pentru polipropilena homopolimer este cuprinsa intre 155-175°C, iar temperatura de vitrifiere aproximativ 5°C ;

polipropilena este un foarte bun izolator: rezistivitate slaba si rigiditate electrica ridicata.

Comportarea la ardere

– se aprinde usor si arde dupa indepartarea flacarii; – gonfleaza, picura si se intareste la suprafata; – flacara este albastra cu extremitati galbene; – viteza de ardere este lenta; – are miros dulceag de parafina.

Proprietati chimice

– este rezistenta la acizi si baze slabe, la solutii de saruri anorganice;

– este instabila la acizi concentrati, baze concentrate, tetraclorura de carbon;

– are stabilitate partiala la alcooli, cetone, eteri, esteri, ulei si grasimi.

5.3 Matrita utilizata

Modelul tridimensional virtual pentru matrița experimentală de injecție, respectiv pentru reperul ce se dorește a se obține în urma procesului de injecție, sub forma unui ansamblu, este realizat în modulul Assembly Design al aplicației CATIA V5. Matrița care realizeză piesa ELEMENT DE RANFORSARE PLANSA BORD X90 , se numeaște DR 4 si este o matriță cu o singura cavitate. Compunera matriței este simplă, fiind alcatuită din semimatrița fixă și semimatrița mobilă . Analiza cotelor de gabarit ale matriței se rezumă la determinarea cotelor de lungime, lățime, înalțime și masa totală a matriței. Mărimile acestor parametrii trebuie cunoscute pentru a se putea alege masina de injectie. Acesti parametrii sunt centralizati in tabelul 5.1.

Tabelul 5.1 Centralizarea cotelor de gabarit

Determianrea cotelor de gabarit s-a realizat cu ajutorul softului CATIA V5, după cum se poate observa in figura 5.3 .

Determinarea lungimii, lățimii, înălțimii matriței (fig.5.3)

5.4 Masina utilizata

În cadrul companiei EAPS, există actualmente 23 de mașini de injecție, dintre care :

1 masina HUSKY (2700Tf);

2 masini HAITIAN (800Tf);

2 masini ENGEL (una cu o forță de închidere a matriței de 1300 Tf și cealaltă de 2300 Tf)

18 mașini KRAUSSMAFFEI (cu forțe cuprinse între 500 și 2700 Tf). Luand in considerare cotele de gabarit s-a observant ca mașinile ENGEL (1300 Tf) si KRAUSSMAFFEI (1300 Tf), pot susține ganaritul matritei DR 4.

Din cele 2 mașini posibile, mașina care înteplinește toate condițiile, tehnice, manageriale și organizatorice este mașina KRAUSSMAFFEI (1300 Tf) . In cadrul companiei Euro APS sunt utilizate masini Krauss Maffei ce fac parte din seria mașinilor de injecție MX (fig 5.4), acestea dezvoltand forte de inchidere mari , cuprinse intre 500 TF si 2700 TF.

.

Fig. 5.4. – Mașină de injecție Krauss Maffei seria MX (www.kraussmaffei.com)

Debitul si presiunea corespunzatoare sunt asigurate masinii de catre pompa de actionare. Acesti parametrii reglandu-se in interiorul pompei reduc consumul de energie. Toate presiunile și vitezele sunt introduse digital în unitatea de comandă. Ventilele proporționale, acționate electric asigură o repetabilitate ridicată și sunt capabile să mențină valorile setate, perioade lungi de timp. Acest lucru este foarte important pentru un ciclu uniform al producției și o calitate excepțională a produselor. Pentru o reglare mai exactă a presiunii și a vitezei și pentru o repetabilitate a valorilor, mașinile din seria MX au un ventil de reglare adițional pentru procesul de injecție și de plastifiere. Componentele hidraulice sunt legate la unitatea centrală de comandă a mașinii prin cea mai modernă tehnologie BUS. Acest lucru asigură o prelucrare rapidă și exactă a datelor și în același timp oferă imunitate față de diverse influențe exterioare. Patru cilindri acționează forța de închidere simetric și asigură distribuția egală a acesteia. Chiar și la o presiune maximă a injecției, mișcările de deschidere și închidere ale matriței sunt controlate și nu există riscul deschiderii matriței (fig. 5.5.). Sistemul de închidere este complet hidraulic, are cilindrii încorporați și pemite mișcări rapide de deschidere și închidere.

Fig. 5.5. – Unitatea de închidere a mașinii

(www.kraussmaffei.com)

Platanul mobil al matriței se fixează cu foarte mare precizie pe batiul mașinii și, astfel platanele sunt paralele fără a exista riscul basculării.

Seria MX are o unitate de injecție (fig. 5.6.) și un șnec potrivite pentru orice fel de producție, putând alege dintr-o diversitate de capacități de lucru și șnecuri cu diferite diametre, astfel încât să se obțină performanțele necesare producției.

Fig. 5.6. – Unitatea de injecție a mașinii (www.kraussmaffei.com)

Pentru a putea satisface diverse cerințe de mixare, mașinile Krauss Maffei pot fi echipate cu diverse tipuri de șnecuri (fig. 5.7.).

Fig. 5.7. – Tipuri standard de șnecuri de mixare (www.kraussmaffei.com)

Cilindrii șnecurilor sunt tratați special pentru a putea funcționa la temperaturi înalte. Mișcările pentru plastifiere sunt acționate hidraulic, dar se poate opta de asemenea, pentru o acționare electromotorică, dacă plastifierea trebuie să decurgă paralel cu alte mișcări ale mașinii. Forța este transferată direct la șnec prin pistonul de injecție – care este un piston rotativ. Acest mecanism contribuie la reducerea frecării și are ca rezultat un proces controlat.

Unitatea de comandă (fig. 5.8.) oferă control simplu asupra mașinii și este utilizată pentru realizarea programelor de injecție, introducerea parametrilor și vizualizarea datelor din timpul procesului.

Fig. 5.8. Unitatea de comndă tip MC6 (www.kraussmaffei.com)

Procesul este reprezentat simplu și exact fără a excela prin detalii nesemnificative. Reprezentarea grafică a procesului este clară, împiedică introducerea unor date eronate și înlesnește în același timp memorarea programului potrivit. Operatorul poate să-și dea seama imediat dacă mașina lucrează așa cum trebuie și dacă necesită unele îmbunătățiri.

6. PREZENTARE situatie actuala

6.1. Modul de asamblare pe caroserie

Asa cum s-a mentionat si in capitolul anterior, se va analiza reperul ELEMENT DE RANFORSARE PLANSA BORD X90 , mai exact se va face analiza zonei de imbinare a acestui reper cu caroseria autovehiculului. La asamblarea plansei de bord pe autovehicul se are in vedere montarea in prealabil a elementului de ranforsare (fig 6.1.) .

Fig. 6.1. Asamblarea Elementului de ranforsare pe plansa de bord X90

Elementul de ranforsare realizeaza imbinarea dintre caroseria autovehiculului si tot ansamblul de bord prin intermediul a 3 pini de imbinare (fig 6.2. )

Fig. 6.2. Pinii de imbinare ai elementului de ranforsare