FORMSPRUTNING: Mycket på en gång
BEARBETNING FRÅN A TILL Ö A Ö De flesta tandborstar tillverkas idag med hjälp av multikomponentsprutning. Många består av tre plaster i kombination, nämligen SAN, PP och TPE. FOTO: BASF MYCKET PÅ EN GÅNG Formsprutning med flera komponenter ger möjligheter att kombinera olika material och/eller färger i en produkt som tillverkas i en enhet. En mängd soft-touch-produkter har Formsprutning med flera färger och funktioner översvämmat marknaden Försök har gjorts för att systemaEn annan tysk författare har gett sedan 1980-talet och satt tisera de olika teknikerna. metoderna det gemensamma namnet fart på vidareutvecklingen En författare (B Rief, Kunststoffe flermaterialformsprutning, som i sin 6, 2003) indelar multikomponenttur indelas i ”multicomponent”, ”mulav multikomponentteksprutning i additionsprocesser och ti-shot” och ”over-moulding”. Sandniken inom marknader sekventiella processer. Additionswichformsprutning ingår i den första som fordon, medicin och processer innebär att två eller flera kategorin liksom bi-injection- och smälta material insprutas samtidigt intervallformsprutning. Multi-shot mobiltelefoni. i ett formrum genom skilda insprut- innefattar tekniker med roterande ■ Vid tillverkning av formsprut- PLASTFORUM Nr 2 2005 ningsställen. Om två smälta material insprutas gemensamt och mer eller mindre blandas med varandra benämns processen ”bi-injection” eller ”smälta/smälta-processen”. En betydligt vanligare metod är att låta ett material stelna för att därefter påsprutas med ett annat i en så kalllad ”fast kropp/smälta-process”. Det senare förfarandet indelas i tre undergrupper; komposit-, flerfärgsoch montageformsprutning. Den sekventiella processerna innefattar sandwichformsprutning och intervallformsprutning. formbord samt rörliga kärnor. I följande artikel används för enkelhetens skull samformsprutning som en lämpligt kort benämning då flera material ingår i formsprutningsprocessen. Samformsprutningen innefattar redan nu ett stort antal olika processer. Nämnda försök att reda ut begreppen påverkas ständigt av nya metoder och det är troligen för tidigt att fastställa en hållbar systematisering. Samformsprutningen innebär att man kan kombinera egenskaper och färger hos olika material vid ▲ gods, som innehåller två eller flera plaster med olika egenskaper används metoder som fått benämningar som tvåfärgsprutning, tvåkomponentsprutning (tyskans 2K-Spritzgiessen), flerfärgsformsprutning (tyskans Mehr-K-Spritzgiessen), multikomponent-sprutning, kompositformsprutning mm. Terminologin är mångskiftande men multikomponentsprutning (multi-component injection moulding) tycks bli vanligare, som ett gemensamt namn för processerna. 53 BEARBETNING FRÅN A TILL Ö A Ö FOTO: ERICSSON Samformsprutning kan spara pengar vid tillverkning av mobiltelefoner. 54 formsprutning. Sedan många år har vi sett kombinationer av gummiartade TPE-material och hårda plaster på marknaden i tandborstskaft och verktygshandtag (”soft-touch”). Exempel är kombinationer av PP och SEBS. Komponenterna har vanligen olika färger. Syftet med den gummiartade påsprutningen är att öka säkerheten vid hantering av verktyg som elektrisk borrar och sågar samt att förbättra ergonomin vid hanteringen av skruvmejslar, tänger, tandborstar, rakapparater m m. Dessutom har elasterna en ljud- och vibrationsdämpande effekt. Flerfärgsformsprutning dök upp redan på 1940-talet för att framställa marmorerade ytor på plastprodukter. Formsprutning med skarpt avgränsade färger kom senare vid formsprutning av tangenter för skrivmaskiner och kassaregister samt för bakljus på bilar. Tangenter tillverkades med rörliga kärnor i formen, som gav plats åt siffrorna. Bakljusen tillverkades tidigare genom att först formspruta den röda delen i en formspruta och sedan flytta över den till en annan för påsprutning av den glasklara delen. Det färgade och glasklara materialet var då som nu PMMA. I dag används metoden endast för att tillverka prototyper. För tillverkning av bakljus finns särskilt utvecklade maskiner. I dag kan man samformspruta i ett stort antal färger och materialkombinationer. Man formsprutar även tätningar av termoelaster på komponenter av hård plast. Dessa tätningar infördes i början på 1990-talet och innebar förenklingar. Man kunde placera tätningar på svåråtkomliga ställen i ett steg utan besvärligt montage i underskärningar. Nu förekommer även formsprutning av vulkanisat och härdplaster i kombination med konstruktionsplaster. Exempel på kombinationen elast/termoplast är flytande silikongummi (LSR) sprutad mot PBT (Engels Combimelt) och tvåkomponent PUR sprutad mot en konstruk- tionsplast (Krauss-Maffeis SkinForm). Ytterligare ett exempel är ytbehandlad PPS parat med vulkaniserat gummi, som ger en kombination för höga temperaturer lämplig i motorrummet och bromsar hos bilar. Problemet med kombinationen termoplast/tvärbundet material är att komponenternas stelning sker vid olika temperatur- och tryckförhållanden. Således värms forminsatsen för LSR med en värmepatron medan forminsatsen för termoplasten kontrolleras med vatten under högt tryck. Det förekommer också utrustningar för sprutning av gummi mot gummi (2KGummispritzgiessen). Material som kombineras måste vara kompatibla så att de häftar till varandra. Men det räcker inte med hög kompatibilitet utan vidhäftningen beror också på processparametrar som den tid som åtgår mellan insprutningarna, insprutningstrycket för den andra komponenten, varje materials smälttemperatur och formens temperatur. Den först insprutade komponenten får inte bli för kall innan nästföljande insprutas. Det förekommer att man kombinerar polymerer, som inte häftar till varandra. Det går således att formspruta ett gångjärn av två konstruktionsplaster, som inte är kompatibla. Tekniken har använts vid tillverkning av leksaker med rörliga delar (automatiskt montage). Samformsprutningen är en etablerad teknik som blivit ett starkt konkurrensmedel inom många branscher. Tekniken ger konstruktören och formgivaren obegränsade möjligheter men kan innebära dyra lösningar, som måste motiveras. Samverkan med tillverkaren av formverktyget är viktigare än någonsin. Formverktygen blir alltmer komplicerade och formtillverkare som de tyska utvecklingsföretagen, formbyggarna och underleverantörerna Weber och Balda har specialiserat sig på lösningar för bil- respektive mobiltelefonbranschen. Rätt utformade kan produkter tillverkas i ett steg och man slipper stora kostnader för montage och dekor men tekniken kan som sagt bli komplicerad och dyrbar. I slutändan är emellertid ekonomin beroende på marknadens acceptans då en produkt med särpräglat utseende och unika funktioner lanseras. Kompatibla material ■ Additionsprocesserna innebär att ett material insprutas i ett formrum och stelnar och därefter påsprutas av ett annat material. Formrummet görs större genom att den ena formhalvan (på utkastarsidan) vrids till ett nytt läge (se figur). Vanligast är det två kompatibla material, som adderas till varandra. Som bekant är det få polymerer som kan blandas för att åstadkomma en användbar legering. En vanlig legering är till exempel (PC+ABS) med handelsnamnet Bayblend. I denna legering liksom andra kommersiella legeringar är polymererna kompatibla. Samma typ av kompatibilitet är förutsättningen för att komponenter häftar till varandra vid samformsprutning. Det är inte lätt att avgöra hur kompatibla olika material är. Kompatibiliteten kan förändras med tillsatser. Acetalplast har låg kompatibilitet med de flesta andra polymer men slagsega kvaliteter med tillsatser av PUR kan visa god kompatibilitet med termoplastisk PUR (TPU). Tillsats av mjukningsmedel kan helt fördärva kompatibiliteten mellan två plaster. Dessutom måste som nämnts processparametrarna var väl avvägda för att åstadkomma god vidhäftning. I senare modeller av mobiltelefoner, som ska tåla väder och vind fungerar exempelvis kombinationen PA och termoelasten TPU.Vid val av materialkombinationer bör man utföra ett kompatibilitetsprov med hänsyn till eventuella tillsatser och komponenternas reaktivitet. Som redan nämnts kan man dra nytta av plaster som inte häftar till varandra. Man har till exempel formsprutat en tandborste, som kan ställas lodrätt i ett ställ, som ej är bundet till skaftet men som formsprutats på en gång som tandborsten. Några termoplasters kompatibilitet (Kompatibiliteten är beroende av tillsatser) + God bindning 0 Dålig bindning – Ingen bindning – Tillämpas i vridbara förband (gångjärn) Bindning mellan termoplaster och termoelaster + God bindning Tillämpas för att ge gummikänsla hos handtag till verktyg och tandborstar samt pågjutning av elastisk tätning – Tillämpas i vridbara förband (gångjärn) Lars-Erik Edshammar PLASTFORUM Nr 2 2005 BEARBETNING FRÅN A TILL Ö A Ö Typer av samformsprutning och utrustningar ■ Vinsten med samformsprutning ligger bland annat i möjligheten att tillverka en produkt i ett steg och därmed kringgå en rad kostsamma operationer. Dessutom kan samformsprutningen leda till helt nya och förhoppningsvis publikdragande produkter. Metoderna kan indelas beroende på när och hur de olika materialen sprutas in i formrummet. Samformsprutningen indelas här i följande fyra huvudkategorier: 1. Sandwichformsprutning 2. Flermaterialsprutning med roterande formhalva 3. Flermaterialsprutning med rörlig kärna 4. Monosandwich 5. Vridbart etageverktyg Sandwich- och monosandwichmetoden innebär formsprutning av en kärna med två respektive ett täckskikt som bildar ett skinn. Vid flermaterialsprutning används två eller flera på vanligt sätt fungerande plasticerings- och insprutningsenheter arrangerade kring ett vertikalt eller horisontellt form- verktyg. Den rörliga formhalvan vrids stegvis. Varje enhet sprutar efter hand in sitt material så att formgodset byggs upp av partier med olika egenskaper. Vanligtvis har partierna olika färg och/eller hårdhet och styvhet. Formrummet blir större efter en rotation eller vridning för att fyllas med nästkommande skott. Tvåfärgssprutning är en vanlig benämning på svenska eftersom formsprutning av två material är det vanliga. I USA använder man uttrycket two-shot-molding. Sandwichformsprutning PLASTFORUM Nr 2 2005 insprutningscykel. Sandwichformsprutningen har inte fått den spridning, som man en gång tänkte sig. Hjärtat i utrusningen är munstycket, som styr materialflödet. Formverktygen är emellertid relativt enkla och det är många gånger möjligt att använda samma verktyg, som vid formsprutning av en komponent. Flera typer av munstycken har utvecklats under åren. Battenfelds patenterade munstycke är det vanligaste och består av två koncentriska kanaler, som var och en drivs av en hydrauliskt styrd avstängningsmekanism. Det finns också specialmunstycken av olika slag för t ex pulserande insprutning av två eller flera material med olika färger (interval injection). Denna ”marmoreringsteknik” används bland annat för att åstadkomma dekorativa ytor med skiftande färger och har tidvis varit populär vid framställning av bl a slalompjäxor, skidskor och simglasögon. Kärnan brukar uppta 60 procent av sandwichens volym. Kärnan kan bestå av ett sekunda material bestående av en återanvänd kompatibel plastblandning medan skinnet är av hög kvalitet och får stå för yta, briljans, nötningshärdighet, styvhet, väderbeständighet etc. Kärnan kan vara solid med eller utan fiberarmering eller expanderad när det gäller tjocka detaljer. För en expanderad kärna är tjockleken lämpligen 3,5 till 4 mm. Är godset för tjockt kan processen bli olönsam på grund av långa cykeltider. Låskraften är högre vid tillverkning av en sandwich med expanderad kärna är för ren integralcellplast och därför används ofta dyrare stålverktyg. Genom att fylla kärnmaterialet med ledande rostfria fibrer, aluminiumflingor eller nickelbelagd kolfiber kan man tillverka plastkåpor, som verkar skärmande för elektromagnetisk strålning. Utan skinn syns de metalliska fyllmedlen och ytan är grå och trist. Det förekommer också att man tillverkar plastmagneter med kärnmaterialet fyllt med magnetiska legeringspulver. Ytskiktet ska täcka hela kärnan med ett så jämntjock skikt som möjligt men avvikelser är svåra att undvika om det förekommer bommar och andra tjockare partier. Dessutom fås anhopningar av ytskiktet vid sammanflytningar. Det går inte att formspruta alltför komplicerade detaljer. Skillnaden i krympningen mellan skinn- och kärnmaterial får inte vara för stor så att det uppstår spänningar, som kan leda till deformation. Om kärnan krymper kraftigare än ytskiktet uppstår insjunkningar. Det går emellertid att tillsätta ett lämpligt fyllmedel för att balansera krympningen och därmed åstadkomma ett spännings- ▲ ■ Ursprungligen utvecklades sandwichformsprutningen av ICI omkring 1970. I början utvecklades tekniken för att maskera en integralcellplasts ojämna yta. Särskilt när det gäller lågtrycksmetoden vid tillverkning av integralcellplast uppstår det virvelmönster i ytan, vilket beskrevs i Plastforums föregående nummer. Virvlarna uppkommer genom att celler kollapsar och bildar kratrar vid kontakt med formytan. ICI upprättade licensavtal med tillverkare av formsprutningsutrustningar och Battenfeld blev en av de ledande i vidareutvecklingen av sandwichmetoden. Även moderna mikrocellulära material som MuCell ger ett lätt mönster, som kan maskeras genom sandwichformsprutning. I maskinen för sandwichformsprutning ingår två vanliga plasticeringsenheter med fram och återgående skruv. Processen inleds med insprutning av en mindre portion av det material, som ska bilda formgodsets skinn eller ytskikt. Då skinnmaterialet hamnat i formen börjar insprutningen av det material som ska bilda en kärna (sekventiell process). De båda materialen fyller formrummet gemensamt och skinnet trycks mot formväggarna och kärnmaterialet fullbordar fyllningen. De båda materialen blandas inte och den inre kärnan blir totalt inkapslad av skinnet. Den skiktade uppbyggnaden består på grund av det laminerade flödet i formrummet. Insprutningen avslutas med rent ytmaterial, som fyller inloppet för att inte kärnmaterialet ska synas då inloppstappen avlägsnas och för att munstycket ska vara fyllt med skinnmaterialet inför kommande Sandwichformsprutning 55 BEARBETNING FRÅN A TILL Ö A Ö friare gods. Vid val av material tas också hänsyn till skillnader i termisk utvidgning. Den största begränsningen beror på att endast få material kan kombineras. Om sandwichen ska fungera vid belastning måste skinnet vara bundet till kärnan d v s materialen ska vara kompatibla. Då ytskikt och kärna består av samma basplast uppstår sällan problem. Kombinationen högglansig polystyren och slagseg polystyren förekommer i tvättställ av plast. UV-stabiliserad polypropen fylld med glasfiber och mineral i ytskiktet och expanderad polypropen i kärnan är en vanlig kombination i exklusivare trädgårdsmöbler. Tvåfärgssprutning med roterande formhalva Arrangemang kring stående formverktyg Arrangemang kring liggande formverktyg 56 Flermaterialsprutning med roterande formhalva ■ Tekniken bygger på att formen öppnas och att det rörliga formbordet med infäst formhalva vrids kring formsprutans horisontella axel. Det förekommer, men mer sällan, att vridningen sker inne i själva formhalvan, som är fäst i den rörliga fästplattan. Först insprutas och formas ett material som är en del av den färdiga detaljen. Efter vridningen sluts formen och denna del hamnar i ett större formrum i den fasta formhalvan som fylls av ytterligare ett material. Kaviteten i den fasta formhalvan (på insprutningssidan) är således större än den i den rörliga formhalvan (på utkastarsidan). Formrummet blir således större i steg för att fyllas med nästföljande skott. Stora krav ställs på att kaviteternas mått stämmer överens och att krympningen hos de båda materialen utjämnas. Vanligast är en rotation av 180 grader men det förekommer också att vridvinkel är 120 grader och 90 grader. För att materialen ska häfta vid varandra, eller svetsas ihop, måste materialen vara kompatibla. Vid formsprutningen används två eller flera på vanligt sätt fungerande plasticerings- och insprutningsenheter. Varje enhet sprutar efter hand in sitt material så att formsprutgodset byggs upp av delar med olika egenskaper; styvhet, hårdhet, friktion, färg etc. De utrustningar, som en gång användes för att tillverka tangenter till skrivmaskiner och kassaregister framtogs ofta av bearbetarna själva. Men då flerfärgade ”glas” för bakljus på bilar började formsprutas väcktes intresset hos tillverkare av formsprutor, som såg en givande marknad för utrustningar som var uppbyggda av två eller fler plasticeringscylindrar och andra delar av vanliga formsprutor. Man kan indela maskiner med roterande formhalva i två kategorier: A) Arrangemang av plasticeringsenheter kring en stående form, det vill säga formen öppnas och stängs i horisontell riktning, som i en konventionell formspruta. B) Arrangemang av plasticeringsenheter kring en liggande form det vill säga formen öppnas och stängs i vertikal riktning. Horisontell anordning ■ Maskiner av detta slag är de vanligaste och består av ett arrangemang av två eller tre insprutningsenheter. Dessa kan vara placerade parallellt, i vinkel eller vinkelrätt mot varandra. Två enheter kan placeras parallellt med varandra i sida men om en enhet placeras ovanför en i horisontellt läge bildar de av utrymmesskäl en vinkel med varandra (engelskans piggyback, tyskans Hucke-Pack). Insprutningsenheterna är sådana som används vid konventionell formsprutning och kan väljas och kombineras med hänsyn till användningsområdet. Varje enhet har sitt inlopp med fördelningskanaler i den stationära fästplattan. Först formsprutas den mindre delen av detaljen, som därefter transporteras till en ny rymligare kavitet genom vridning av den rörliga formhalvan. Formen sluts och fylls med ytterligare material. Maskintillverkaren Engel kallar metoden för Rotary Table Method. Vertikal anordning ■ Maskiner av denna typ har en formlåsningsenhet med vertikal axel omgiven av tre eller fyra insprutningsenheter, som kan vara av olika dimensioner. Insprutningen sker i sidan av formen. Man roterar en av formhalvorna kring den vertikala axeln för att transportera en part från det första insprutningstället till nästa och det följande. I varje steg blir formrummet större för att ge plats åt nästa insprutade material. Efter första insprutningen öppnas således formen och övre formhalvan med det avsvalnande godset vrids 90 grader till nästa insprutningsställe. Formen sluts och i formrummet finns nu plats för insprutning av nästa material. Vid varje station insprutas ett nytt material. Eftersom en sida måste ge plats åt avformning placeras två insprutningsenheter parallellt med varandra vid en sida om man ska spruta fyra material/ färger. Om man tillverkar ett bakljus kan färgsekvensen vara klar, beige (gul) och röd akrylplast som fäster till varandra sida vid sida. En annan möjlighet är att gjuta den ofärgade plasten i ett helt stycke vid den första stationen och därefter gjuta på ett beigt eller gult fält och vid nästa ett rött (adding up technique). PLASTFORUM Nr 2 2005 BEARBETNING FRÅN A TILL Ö Skal till mobiltelefoner ■ Maskinfirman Arburg har tillsammans med en tillverkare av formverktyg utvecklat en form med ena formhalvan monterat på ett vertikalt bord, som vrids i tre steg (3x120 grader). Två komponenter formsprutas vid två stationer. En plasticeringscylinder är horisontell med insprutning i mitten av formen (gul i vidstående figur) och den andra vertikal (grön i vidstående figur). Man avformar den färdiga detaljen vid den tredje stationen på så sätt att insprutning kan ske vid de två andra stationerna. I den första stationen formsprutas skalets bas. Formen öppnas inte mer än att den roterande formhalvan (på utkastarsidan) kan vridas 120 grader till den andra stationen där en olikfärgad ram till mobilens fönster och fältet kring knapparna insprutas. Därefter öppnas formen och genom en ytterligare vridning på 120 grader transporteras det färdiga skalet till stationen där det avformas. En schematisk beskrivning ges i den vidstående figuren. En del av insprutningssidan förskjuts vid den tredje stationen så att en robot kan ta hand om det färdiga skalet med ingötstappar under det att insprutning sker vid stationerna 1 och 2. Cykeltiden förkortas genom detta system och genom att bordet vrids snabbt av en elektrisk motor. Arburg utvecklar ett liknande system med fyra stationer. Vissa senare modeller av Nokias mobiltelefoner är inte delade i skalhalvor längs telefonens sida utan delas tvärs längsriktningen ungefär på mitten av telefonen. Formsprutning av skalhalvorna sker i formar med kärnor. Telefonen består huvudsakligen av polyuretan och ramen kring fönstret, delningen mellan halvorna samt området kring tangenterna består av polyamid. De båda materialen har perfekt vidhäftning till varandra. Modellen är både fuktoch stötsäker och kallas Outdoor Mobil. Flermaterialsprutning med rörlig kärna PLASTFORUM Nr 2 2005 A Ö Tvåfärgssprutning med 3 stationer, vridning 120 grader Tvåfärgssprutning med rörlig kärna Monosandwichmetoden ■ Den tyska maskintillverkaren Ferromatik Milacron har tagit fram en metod som man kallar monosandwich och som skiljer sig från den konventionella sandwichmetoden. Utrustningen består förutom formstället av en huvudextruder och en sidoextruder. Först plasticeras det material som ska bli kärna i huvudextrudern. Därefter trycker en sidoextruder in plasticerat material i huvudextrudern framför kärnmaterialet så att det tvingas ett stycke bakåt. Därefter sprutar huvudextrudern in de båda materialen i formen. Skillnaden mot sandwhichmetoden är att skinnet hamnar på en sida av kärnan. Fördelen med metoden är att processkontrollen är densamma som vid vanlig formsprutning och att rengöringen vid färgbyte är enklare än vid sandwichformsprutning. Metoden kan användas för relativt komplexa geometrier utan att kärnmaterialet bryter igenom. Exempelvis har man tillverkat ett underrede till en videokamera med ett skinn av termoplast och en kärna av termoelast. Konstruktionen är stötsäker. Man har också tillverkat dörrhandtag till personbil av ren polyamid i kärnan och polyamid förstärkt med 60 procent glasfiber i skinnet. Konstruktionen är styv och ytan går att både lackera och galvanisera. I likhet med konventionell sandwichformsprutning ger metoden fina ytor på kärnor av integralcellplast. Formsprutning med rörlig slid Monosandwich Tvåkomponentsprutning med monosandwich-teknik ▲ ■ Med hjälp av en rörlig kärna kan man tillverka detaljer i flera färger och/eller i flera material utan att öppna formverktyget. Först formsprutas ett material på konventionellt sätt. Den i formrummet införda rörliga kärnan ger plats för insprutning av ytterligare ett material. När det första materialet stelnat förs kärnan ur formrummet med hydraulik och den kavitet som kärnan lämnar efter sig fylls sedan med ett nytt material. Battenfeld benämner tekniken Composit Injection Moulding och har infört varubetäckningen Combiform för metoden. Inom fordonsindustrin har man använt tekniken för att eliminera spalter vid montering genom att kombinera styva material i karossdetaljer med punktvis införda överskott av elastiskt material. En liknande metod används vid påsprutning av en tätande elastisk list av TPE på ett formgods av konstruktionsplast. Först formsprutas den styvare parten men plastmassan hindras från att fylla hela formrummet med hjälp av en slid. När den styva delen kallnat dras sliden ur formrummet varefter det tomma utrymmet fylls med det material som formar en tätningslist. Metoden kallas av Engel för Slide Method. 57 BEARBETNING FRÅN A TILL Ö A Ö En viss typ av tvåkomponentsprutning är en vidareutveckling av monosandwichprocessen. Huvudextrudern laddas med två material enligt sandwichmetoden. Vid insprutningen i formen formas först ett hjul av det material, som härrör från sidoextrudern. Inloppet till formverktyget är utrustat med en ventil och formen är utrustad med en cylindrisk kärna, som kan dras i den rörliga formhalvan. Ventilen öppnas och kärnan dras för att ge plats åt ett material, som hamnar i hjulets periferi. Det yttre materialet motsvarar det material som ger kärnan enligt monosandwichmetoden. Materialet som hamnar i periferin kan vara en slitstark fyll konstruktionsplast eller mjuk termoelast beroende på hjulets tillämpning. Etageverktyg ■ Den klassiska flerkomponenttekniken innebär att den delvis formsprutade detaljen överförs till ett nytt läge genom att den rörliga formhalvan vrids kring en horisontell axel. Formhalvan är fäst på det rörliga formbordet på utstötarsidan. Arrangemanget behöver ett stort avstånd mellan holmarna och en tämligen hög låskraft (Engel har emellertid maskiner utan holmar). Ferromatik Milakron hävdar att ett etageverktyg, som vrids kring en lodrät axel har fördelar framför det roterande formbordet. Tekniken kallas 180o-Etagen-Wendetechnik Principen för 180 graders etage-vändningsverktyg grön blå gul Principen för 90 graders etage-vändningsverktyg Kubverktyg eller 180o stack-turning technology. Hjärtat i systemet är ett roterande (vridbart) paket av formverktyg och formställ placerat mellan formsprutningsenheterna. Olika formverktyg kan monteras i formstället och de är således utbytbara. Formstället vrids kring en övre och undre axeltapp. Formstället vilar på rullar mot maskinfundamentet för att bära upp stora vikter. Formstället håller formen på plats och vridningen sker via en växel och en hydraulmotor. Formverktygets läge kontrolleras av en kodomvandlare och systemet vrids 180o till nytt läge på endast 1,0 till 1,6 sekunder beroende på maskinens storlek och formverktygets vikt. Samtliga tilledningar för kylning, uppvärmning, hydraulik, luft och elektronik leds centralt genom den övre och undre centrerade vridenheten. Man har infört särskilda kopplingssystem för dessa funktioner för att underlätta omkopplingar vid byte av formverktyg. Fördelarna med systemet i jämförelse med konventionell teknik är bland annat att man kan införa fler fack i formen vid samma låstryck med en symmetrisk tryckfördelning. Till fördelarna med tekniken hör hög tillåten vikt hos formverktygen och fortfarande en snabb vertikal vridning. (Ett liknande system presenterades av ett japanskt företag i början av 1980talet). En vidareutveckling av nämnda system är kubsystemet där det roterande centrala paketet har formen av en kub. Vridningen sker i intervaller av 90o på 0,4 till 0,8 sekunder. Kubsystemet ger möjligheten till flera operationer på en gång som formsprutningen pågår. Därmed förkortas cykeltiden med moment som i vanliga fall utförs på annat sätt. Vridningen på 90o ger möjligheter till att införa märkningar eller andra delar vid en station, extra kylning av halvfärdig eller färdig detalj i den motsatta stationen och en snabb avformning. Cykeltiden kan minskas med upp till 25 procent jämfört med 180-gradersmetoden. En fördel är att formverktyget är lättåtkomligt. Externa och interna överföringar ■ Inledningvis nämndes hur man en gång tillverkade plastglas till bakljus. Först formsprutades en rött parti av akrylplast i en formspruta och därefter överflyttades partiet manuellt till en annan formspruta 58 med ett större formrum. Därefter blev det naturligt att överföra det röda partiet till det större formrummet i samma form med hjälp av en robot. Sedan roboten utfört transporten sluts formen och fylls med den glasklara delen. Fördelen med denna metod är att det inte behövs en särskild multikomponentmaskin med roterande bord men å andra sidan innebär roboten en kostnad. Frågan är hur noggrant roboten placerar det först sprutade formgodset i det större formrummet. Tillförlitligheten beror på robotens precision men också av formgodsets toleranser, som är beroende av både temperatur, insprutningstryck och variationer i formens geometri på grund av förslitning. Roboten rör sig i allmänhet i banor som är mindre exakta än formgodsets eller åtminstone formrummens måttnoggrannhet. Problem med roboten som ett externt överföringsdon minskas genom att införa ett integrerat överföringssystem, som sköter om transporten inne i själva formen. Ett sådant har konstruerats av den tyske formbyggaren Zahoransky Formenbau GmbH, som har specialiserat sig på tillverkning av tandborstar med flerkomponentteknik. Zahoransky byggde sin första 2komponentmaskin för tandborstar 1984. Man är nu marknadsledande leverantör av formar och maskiner för tillverkning av tandborstar. Cirka 70 procent av alla tandborstar bestående av flera material tillverkas med hjälp av företagets produkter. I en av sina mer avancerade lösningar använder man en överföringsteknik som arbetar internt i formen vid tillverkning av tandborstar, som byggs upp av de tre materialen SAN, PP och TPE. Två gripstänger, som aktiveras av en pneumatiska enhet, transporterar de 16 först sprutade komponenterna av tandborsten från den första stationen till den andra för påsprutning av följande komponent och vidare till en tredje station för ytterligare en påsprutning. Avformningen sköts av en extern hanteringsenhet. Formen innehåller således totalt 3x16 formrum. Gripstängerna arbetar i utkastarsidans formhalva och formrummet på insprutningssidan blir större i steg 2 och 3. Fördelar med detta system är avsaknaden av ett roterande formbord och ett högt utnyttjande av formhalvornas area. PLASTFORUM Nr 2 2005
© Copyright 2024