pensoidaan puristamalla muottiin lisää sulaa. Vaihe on painekontrolloitu ja sitä ohjaavat parametrit ovat jälkipainetaso ja -aika. Ruuvin liikenopeus on jälki- painevaiheessa selvästi ruiskutusvaihetta hitaam- pi. Jälkipainevaihe päättyy viimeistään syöttökana- van portin jähmettymiseen, jolloin siirrytään osit- tain saman aikaisesti tapahtuviin plastisointi ja jääh- dytysvaiheisiin. Plastisoinnin aikana ruuvi pyörii ja liikkuu taaksepäin annosmatkan verran. Raaka-ai- ne kulkeutuu ruuvin pyöriessä ruuvikanavaa pitkin kiinteänä syöttövyöhykkeeltä kompressiovyöhyk- keelle, jossa ruuvikanavan syvyys pienenee ja muo- vi plastisoituu. Raaka-aineen tehokkaan kulkeutu-
neen sekä pitää suuttimen tiiviisti painettuna muotin valuka- navaa vasten. Ruiskutusyksikkö voidaan tarvittaessa liikuttaa irti muotista esimerkiksi puhdistuksen ajaksi. Sulkuyksikkö koostuu pääosin kiinteästä ja liikkuvasta muotti- pöydästä, sulkusysteemistä ja yleensä myös johteista. Johteiden avulla ruiskutusyksikön rungosta saadaan tukeva, mutta samal- la ne rajoittavat käytettävän muotin kokoa. Tämän vuoksi on ole- massa myös johteettomia malleja, jotka mahdollistavat joissain tilanteissa suurempien muottien käytön. Sulkuyksikön tehtävä on avata ja sulkea muotti, pitää muotti suljettuna ruiskutus- ja jälkipainevaiheiden aikana eli muodostaa tarvittava sulkuvoi- ma sekä tuottaa kappaleen ulostyöntöliike. Koneen sulkuvoima saattaa rajoittaa valmistettavan kappaleen kokoa, sillä vaadittu sulkuvoima riippuu muottipesän projektiosta jakotasolla sekä muottipesässä vallitsevasta paineesta. Täyssähköisissä koneis- sa käytetään mekaanisia sulkuyksiköitä, joissa liikkeet ja sulku- voima saadaan aikaan sähkömoottorien liikuttamilla niveltan- kosysteemeillä. Hydraulisissa koneissa nämä toteutetaan hyd- raulisylinterien avulla, joko suoraan tai sylinterien liikuttamilla niveltankosysteemeillä. Toiminnallisten yksikköjen lisäksi ruiskuvaluprosessi vaatii muotin. Muotissa on vähintään kaksi puoliskoa, jotka koostu- vat useista osista. Muotin valmistukseen käytetään osin stan- dardikomponentteja, mutta vähintään muodonantavat muot- tipesät pitää työstää yksilöllisesti valmistettavalle kappaleelle. Muotin tärkein tehtävänä on antaa valmistettavalle kappaleelle sen muoto. Tämän lisäksi muotti vastaanottaa ruiskutusyksiköl- tä tulevan muovisulan, jakaa sen tasaisesti eri ruiskutuspisteil- le (jos muotti on monipesäinen tai yksi muottipesä täytetään eri ruiskutuspisteistä), jäähdyttää muovisulan kiinteään muotoon ja työntää jäähtyneen kappaleen ulos muotista. Ruiskuvaluprosessin vaiheet Ruiskuvalu on syklinen prosessi, jossa on eri vaiheita. Proses- sin vaiheet ja niiden suhteelliset pituudet on esitetty kuvassa 4. Ensimmäinen vaihe on muotin sulkeminen. Tässä tilanteessa ruuvin etupuolella on jo annos, joka voidaan ruiskuttaa muot- tiin. Ruiskutusvaiheen aikana ruuvi liikkuu eteenpäin pyörimät- tä. Ruuvissa oleva sulkurengas estää sulan takaisinvirtauksen, jolloin ruuvi toimii mäntämäisenä elementtinä ja pakottaa sulan virtaamaan suuttimen läpi muotin valukanavaan. Ruiskutusvai- heessa muotin tilavuudesta täytetään yleensä noin 95 %. Vaihe on nopeuskontrolloitu ja sitä ohjaava parametri on ruiskutusno- peus eli ruuvin liikenopeus, joka voidaan tarvittaessa profiloida. Ruiskutusta seuraa jälkipainevaihe, jossa muotti ensin täytetään, jonka jälkeen muovin jäähtymisen aikaista kutistumaa kom- Kuva 3. Sähköhydraulisen ruiskuvalukoneen ruiskutusyksikkö. [Lähteestä Järvelä, P., Syrjälä, K., & Vastela, M. (1999). Ruiskuvalu. Plastdata.]
misen kannalta on tärkeää, että sylinterin seinämän ja muo- vin välinen kitka on suurempi, kuin ruuvin pinnan ja muovin välinen kitka. Tämän vuoksi sylinterin seinämä on karkeam- pi, kuin ruuvin pinta, joka on usein kiillotettu. Plastisointi tapah- tuu pyörivän ruuvin ja lämmitysvastusten yhteisvaikutuksesta. Lämmitysvastusten avulla plastisointi saadaan käynnistymään, mutta pyörivä ruuvi tuottaa suurimman osan plastisointiin tar- vittavasta energiasta kitkalämmön kautta. Lämmitysvastus- ten avulla sylinterin lämpötilaprofiili säädetään niin, että plasti- sointi on tehokasta ja haluttu sulan lämpötila saavutetaan. Ruu- vin lopussa muovisula virtaa sulkurenkaan ohi ruuvin etupuolel- le muodostaen annoksen. Samanaikaisesti plastisoinnin kanssa muovi jäähtyy ja kiinteytyy muotissa. Jäähdytys on tyypillises- ti syklin pisin vaihe ja siten se vaikuttaa prosessin tuottoon. Se vaikuttaa lisäksi tuotteen ominaisuuksiin, kuten mittatarkkuu- teen ja jäännösjännityksiin. Jotta mahdollisilta ongelmilta väl- tyttäisiin, tulisi kappaleen jäähdytyksen tapahtua materiaalista riippumatta mahdollisimman tasaisesti. Kappaleen jäähdyttyä riittävän kovaksi muotti aukeaa ja se poistetaan muottipesäs- tä. Poisto tapahtuu yleisimmin mekaanisella ulostyöntömeka- nismilla, kuten ulostyöntötapeilla, mutta siihen voidaan käyt- tää myös paineilmaa tai robottia. Prosessin lopussa voi olla lyhyt taukovaihe, jonka jälkeen se alkaa alusta.
Kuva 4. Ruiskuvalusyklin vaiheet ja niiden tyypilliset suhteelliset pituudet. [Lähteestä Järvelä, P., Syrjälä, K., & Vastela, M. (1999). Ruiskuvalu. Plastdata.]
MuoviPlastissa aloittaa uusi vakiopalsta, joka käsittelee koneiden toimintaa ja periaatteita. Aluksi käsitellään ruiskuvalua muutaman artikkelin verran. Otamme oikein mielellämme vastaan ideoita palstan sisällön suhteen.
1/2025 MUOVIPLAST 33
Made with FlippingBook - Online magazine maker