Metody przetwórstwa tworzyw sztucznych

Ze względu na swoje właściwości tworzywa sztuczne mogą być poddawane bardzo różnym procesom przetwórczym, których wyboru dokonuje się najczęściej z uwagi na pożądane właściwości finalnego produktu. Do najważniejszych technik w tym zakresie zaliczyć można prasowanie, wytłaczanie, wtrysk i obróbkę mechaniczną, która bywa też etapem wykończeniowym po zastosowaniu którejś z trzech pierwszych metod.

Łatwość formowania wyrobów z tworzyw sztucznych wynika ze zmian w plastyczności tych ostatnich w zależności od temperatury. Powyżej pewnej granicy cieplnej możliwe jest praktycznie dowolne kształtowanie wytwarzanego przedmiotu, który się następnie schładza celem zestalenia tworzywa.

Prasowanie

Prasowanie tłoczne to jednak proces, w którym ciepło z zewnątrz może być doprowadzane bądź nie. Tworzywo umieszczone jest tutaj w formie prasowniczej składającej się ze stempla i matrycy. Matryca nadaje kształt zewnętrzny wyprasce, natomiast stempel – kształt wewnętrzny.

Wytłaczanie

W procesie wytłaczania z kolei mamy do czynienia zasadniczo z wytłaczarką i z głowicą wytłaczającą. Umieszczone w tej pierwszej tworzywo sztuczne w postaci granulatu lub proszku zostaje podgrzane aż do stanu uplastycznienia. Wówczas wprowadza się je do głowicy, gdzie ulega wstępnemu kształtowaniu. Formuje się w ten sposób między innymi różnego typu rury, profile, folie i płyty, ale dzięki wytłaczaniu można również np. powlekać tworzywem sztucznym chociażby przewody elektryczne. Po opuszczeniu głowicy wytłaczającej formowany w niej materiał zostaje schłodzony, co przygotowuje go do dalszej obróbki, czyli nadania ostatecznych wymiarów tudzież wykończenia powierzchni wyrobu.

Obróbka mechaniczna

Jak już wspomniano, może się to odbyć metodą obróbki mechanicznej. Doskonale nadają się do niej klasyczne obrabiarki, w których należy oczywiście zastosować inne parametry. Istnieją maszyny przeznaczone specjalnie do obróbki tworzyw sztucznych, bywa jednak, że obrabiarki np. do aluminium czy innych lekkich stopów sprawdzą się tutaj znacznie lepiej. Ostatecznie i tak cały proces należy zacząć od przeprowadzenia serii testów w celu znalezienia optymalnego rozwiązania.

Narzędzia jednak zawsze powinny być gładkie i dobrze zaostrzone oraz stykać się z obrabianym materiałem wyłącznie powierzchnią tnącą. Ogranicza to nagrzewanie się poddawanych obróbce tworzyw (w wyniku tarcia), co zmniejsza ryzyko, że pod wpływem podwyższonej temperatury zmienią one barwę lub wymiar albo wręcz zaczną się topić. Czasem należy wręcz zastosować chłodzenie dodatkowe, np. emulsją olejową, czystą wodą bądź sprężonym powietrzem.

Metoda wtryskowa

Mimo stosunkowo wysokiego kosztu maszyn i dość długiego czasu przygotowania form, w produkcji masowej i wielkoseryjnej wciąż jednym z najpopularniejszych rozwiązań pozostaje metoda wtryskowa. To w sumie nic dziwnego, zważywszy na to, że jest to technologia pozwalająca istotnie ograniczyć zużycie energii bezpośredniej i wody, jak również emisję szkodliwych substancji, a jednocześnie uzyskać wysoką jakość i powtarzalność nawet najbardziej skomplikowanych wyrobów. 

– I to w ramach tylko jednego procesu, ponieważ bardzo rzadko zachodzi tu konieczność zastosowania dodatkowej obróbki wykańczającej – dodaje specjalista z firmy Dkal, która zajmuje się produkcją dodatków kaletniczych z tworzyw sztucznych.

Zaletą jest też możliwość pełnej automatyzacji tego procesu, co jednak nie eliminuje konieczności zatrudnienia przy jego obsłudze wysoko wykwalifikowanych pracowników odpowiedzialnych za prawidłowy dobór parametrów takich jak czas wtrysku, ciśnienie i temperatura. Ich wartości zależą m.in. od właściwości tworzywa sztucznego, które w postaci granulek lub krajanki jest ogrzewane i uplastyczniane w specjalnym cylindrze. Stamtąd przez dyszę oraz tuleję jest ono wtryskiwane do formy, w której się zestala, po czym zostaje z niej usunięte w postaci gotowej wypraski i cały cykl zaczyna się od nowa.