Optyka
Realizacja technologii optycznych w przetwórstwie tworzyw sztucznych wymaga dużego stopnia precyzji pod względem inżynierii maszynowej, form lub procesów, w połączeniu z dużym stopniem powtarzalności i czystości środowiska produkcyjnego. Nawet najmniejsze uszkodzenia lub wady podzespołów, takie jak rybie oko, srebrne żyłki lub ślady płynięcia spowodują natychmiastowe ich odrzucenie. Dlatego też przetwórca musi posiadać znajomość produktu i procesu produkcji na najwyższym poziomie. Sektor optyczny stawia najwyższe wymagania.
Wspólny projekt technologii optycznych 1 + 2
Wspólny projekt pod kierownictwem Kunststoffinstitut Lüdenscheid, ISK Iserlohner Kunststoff-Technologie GmbH oraz Fachhochschule Südwestfalen (Uniwersytet Techniczny Południowej Westfalii)
Celem tego wspólnego projektu jest rozwiązanie i wyjaśnienie otwartych zagadnień związanych z tematem "złożonych optycznych elementów wykonanych z tworzyw sztucznych" z wyraźnym odniesieniem do doświadczeń praktycznych. Firma Sumitomo (SHI) Demag wykorzystując najnowszą technologię maszynową bierze udział w dalszym rozwoju wtryskarek całkowicie elektrycznych.
Porównanie procesów doprasowania - podejście do rozwiązań dla złożonych elementów optycznych
Poprzez formowanie wtryskowe z doprasowaniem, można wywierać dodatkowy wpływ na warunki produkcji, a przez to na właściwości elementów optycznych. Oprócz wydajności, która ma zasadniczy wpływ na cykle wypełniania i ciśnienia dotłaczania, doprasowanie oferuje korzyści związane z wpływem na jakość optycznych detali wytwarzanych w procesie formowania wtryskowego. To, jakie korzyści ten proces oferuje pod kątem jakości i powtarzalności, zbadano w porównawczym studium różnych materiałów optycznych wytworzonych na modelu IntElect – wtryskarki całkowicie elektrycznej. Dodatkowe informacje dostępne są w artykule w specjalistycznym czasopiśmie Kunststoffe international 06/2010, "Playing with Light".
Optyka
Przygotowanie granulatu do wtrysku detali optycznych
W idealnym przypadku, przetwarzanie materiałów optycznych rozpoczyna się od inspekcji surowca (granulatu). Po przyjęciu materiał musi zostać poddany odpowiedniemu suszeniu wstępnemu przez określony czas i w odpowiedniej temperaturze. Zalecana jest ciągła kontrola pozostałej wilgoci tworzywa. Oprócz tego, systemy podawania i suszenia muszą być odporne na pył i nie mogą powodować ścierania materiału i na odwrót. Dodatkowe systemy gromadzenia pyłu mogą być umieszczone w miejscu, w którym materiał wchodzi do strefy napełniania wtryskarki. Charakterystyka podawania, stabilność dozowania oraz odgazowanie dla wtrysków precyzyjnych mogą zostać poprawione przez utrzymywanie równomiernego poziomu wypełnienia leja. Podstawowa zasada jest taka, że droga materiału powinna być krótka i kontrolowana, a prędkość podawania granulatu niezbyt duża.
Długoterminowa, przejrzysta plastyfikacja
Układ plastyfikacji, czyli cylinder oraz ślimak, jak również zawór zwrotny z zabezpieczeniem przed adhezją lub ścieraniem, muszą być zaprojektowane odpowiednio dla danego przeznaczenia. Wymagany wkład energii oraz charakterystyki podawania przetwarzanego materiału mają szczególne znaczenie. W wielu przypadkach strefy napełniania, kompresji lub dozowania muszą zostać zoptymalizowane poprzez dostosowanie długości, głębokości, skoku i współczynnika kompresji. Ponieważ materiały optyczne mają silną skłonność do adhezji, zabezpieczenie przed zużyciem jest tak samo ważne. Obecne systemy oferują różne opcje ciągłego eliminowania pozostałości materiału i tego, co jest nazywane "czarnymi plamkami". Blokada przepływu wstecznego tworzywa musi być realizowana bardzo szybko i w sposób powtarzalny, nawet w przypadku, gdy dekompresja ślimaka jest bardzo minimalna lub nie występuje wcale. W wielu przypadkach geometrie czy przekroje przepływu regulowane są w zależności od zastosowania. Należy unikać ostrych krawędzi, ugięć lub martwych stref.
Odpowiednia wielkość cylindra pozwala uniknąć późniejszych kompromisów
Prawidłowa wielkość cylindra jest decydującą miarą dla późniejszej jakości produkcji. Specyficzne parametry, takie jak waga wtrysku, obciążenie skoku ślimaka, czas przebywania tworzywa w cylindrze lub wymagane ciśnienie wtrysku mają szczególne znaczenie. Waga wtrysku jest określana przez wymiary detalu i specyfikację materiału. Należy stosować takie wielkości cylindra, aby uzyskać odpowiedni stopień wykorzystania skoku ślimaka: idealnie w zakresie od 20 do 60%, a w przypadku ekstremalnym, nie więcej jak 75%. Wymagane ciśnienie wtrysku musi być bardzo rygorystycznie traktowane podczas projektowania i konfiguracji systemu, ponieważ przeźroczyste materiały są najczęściej bardzo lepkie. W tym kontekście należy również odpowiednio ocenić ciśnienie dotłaczania.
Odpowiednio czyste otoczenie pracy formy
Obszar formy lub jego otoczenie określa spójną i długotrwałą czystość wszystkich podzespołów. Należy unikać niepotrzebnych przedmiotów czy przestrzeni. Podczas wchodzenia do wrażliwych obszarów należy zawsze zagwarantować wysoki stopień dokładności i ostrożności. W niektórych przypadkach zamknięte szczelnie jednostki zamykania maszyn lub manipulatorów odbierających, wyposażonych w urządzenia e laminarnego przepływu powietrza oraz kompletnie niezależne urządzenia peryferyjne mogą być stosowane dla utrzymywania obszaru produkcyjnego w czystości. Warto rozważyć antystatyczne lakierowanie maszyny. W obszarze, w którym produkowane są detale, nie mogą znajdować się podzespoły hydrauliczne. Zawory pneumatyczne należy wyposażyć w odpowiednie systemy filtrów o drobnych sitach. Węże sterowania temperatury powinny być jak najkrótsze i powinny zapewniać odpowiedni poziom bezpieczeństwa i elastyczności, nawet w bardzo wysokiej temperaturze.
Wybór odpowiedniej maszyny: całkowicie hydrauliczna, całkowicie elektryczna czy hybrydowa?
Decyzja na korzyść całkowicie hydraulicznych, całkowicie elektrycznych, czy może hybrydowej koncepcji uzależniona jest od kilku czynników. Jaka będzie waga wtrysku? Jaka będzie geometria detalu, a co się z tym wiąże - jaki będzie wymagany czas ciśnienia dotłaczania? Jaka wysoka precyzja jest wymagana i dla jakiego poziomu czystości? Generalnie rzecz biorąc, osie całkowicie elektrycznych maszyn będą poruszać się w sposób bardziej precyzyjny i będą w stanie realizować równoległe ruchy maszyny w bardziej bezpośredni sposób. Jest to istotny wymóg, w szczególności dla równoczesnych procesów wtrysku z doprasowaniem przez mechanizm zamykania wtryskarki. Ze względu na mechaniczne przeniesienie siły, zapewniona jest precyzyjna i powtarzalna pozycja. Zatem większą oszczędność energii można uzyskać na pasywnych funkcjach procesu, takich jak pozostały czas chłodzenia. Nie mniej jednak, maszyny elektryczne będą również posiadać znacznie wyższą moc zainstalowaną w porównaniu z maszynami hydraulicznymi. Główną zaletą wtryskarek hydraulicznych jest bez wątpienia ich duże ciśnienie dotłaczania utrzymywane w dłuższym czasie. Jest ono uzupełniane przez większą prędkość wtrysku, którą zapewnia akumulator hydrauliczny. Wniosek jest taki, że warto jest wykonać porównanie różnych koncepcji maszyn dla danego produktu, celem przeanalizowania, które rozwiązania są najlepsze.
Aplikacje
- soczewki
- elementy transmisji światła
- soczewki lamp przednich i tylnych w motoryzacji
- wzierniki optyczne i przeszklenia
- wyświetlacze i czujniki optyczne
- strukturalne komponenty świetlne i powierzchnie optyczne
- ogólne funkcjonalne komponenty optyczne