Ugrás a tartalomhoz

A polimertechnika alapjai

Czvikovszky Tibor, Nagy Péter, Gaál János (2007)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

10.2 Fröccsfúvás

10.2 Fröccsfúvás

A fröccsfúvásnál a polimerömledéket egy előgyártmány szerszámban elhelyezett fém betétre (tüske) fröccsöntik. A még meleg előgyártmányt ezután a tüskével együtt áthelyezik a készterméknek megfelelő alakú szerszámba, és a betéten keresztül felfújják, 10.13 ábra. Van arra is eljárás, hogy a teljesen lehűlt előformát (tüske nélkül) egy másik gépen újramelegítve fújják fel.

A fröccsfúvás vázlata

10.13 ábra:A fröccsfúvás vázlata [10.1] balra: az előgyártmány fröccsöntése és eltávolítása az előgyártmány szerszámból jobbra: a préslevegő a betéten keresztül fújja fel az előgyártmányt

A betét segítségével a fröccsfúvásnál a kisebb ömledékszilárdságú polimerek is alkalmazhatók, mint például általános célú PS vagy PET, amelyeket extrúziós fúvással nem lehetne feldolgozni. A technológiának vannak korlátai is, például fröccsfúvással csak tömör fogantyúval ellátott palackot lehet készíteni, míg az extrúziós fúvással üreges fogantyú is készíthető. A fröccsfúváshoz használt szerszámok ára kb. háromszorosa az extrúziós fúvásnál használtakénak, mert ott alumíniumból készíthetők a szerszámok. Nagy térfogatú és nagy tömegű termékek előállítására is az extrúziós fúvás alkalmasabb, fröccsfúvással leggyakrabban 500 ml-nél kisebb űrtartalmú palackokat állítanak elő. Nagy sorozatú, kis térfogatú termékeknél a fröccsfúvás a leggazdaságosabb technológia.

A fröccsfúvási technológiánál sokkal kevesebb sorja keletkezik, mint az extrúziós fúvásnál. A palackok nyak-kialakítása is precízebben oldható meg, mint az extrúziós fúvásnál. A pontosan fröccsöntött előgyártmány miatt a késztermék térfogata is pontosabban tartható, a nyomástartó üdítőitalos palackok így készülnek.

10.2.1 A fröccsfúvás berendezései

Az első fröccsfúvó berendezések hagyományos fröccsgépek voltak, a fúvási technológiának megfelelő szerszámmal. Ennek a megoldásnak a hátránya a fröccsgép kapacitásának rossz kihasználása volt (meg kellett várni a fúvást és a termék lehűlését). 1961-ben az olasz Gussoni bevezette a 3 fejes, folyamatos szerszámmozgatást; ma is ezen az elven működik szinte minden korszerű fröccsfúvó berendezés. A három szerszámot vízszintes vagy függőleges síkban, általában 120°-os szögeltolással szerelik fel egy mozgató karusszelre, 10.14 ábra. Az első pozícióban történik az előgyártmány fröccsöntése, a másodikban a fúvás, a harmadikban a késztermék eltávolítás.

Vízszintes elrendezésű három fejes szerszámmozgató vázlata

10.14 ábra:Vízszintes elrendezésű három fejes szerszámmozgató vázlata [10.4]

Két és több pozíciós termékmozgató rendszerek vázlata

10.15 ábra:Két és több pozíciós termékmozgató rendszerek vázlata [10.4]

A három pozíciós elrendezés továbbfejlesztett változatainál további pozíciókat alakítottak ki a három alap-pozíció között. Ezeknél az újabb pozícióknál lehet temperálni a fúvótüskét, előnyújtani az előgyártmányt, festeni/dekorálni a kész palackot. Néhány elrendezési vázlatot a 10.15 ábrán mutatunk be.

10.2.2 Terméktervezés

Fröccsfúvásnál két szerszámot használnak, egyet az előgyártmány, és egyet a késztermék előállítására. A következőkben néhány alapvető szempontot ismertetünk a késztermék, illetve a szerszámok kialakításához.

Az ideális előgyártmány hossz/átmérő (L/D) viszonya 10:1, vagy annál kisebb érték. Ennél az aránynál a tüske még nem hajlik ki túlzottan a fröccsnyomás hatására, így egyenletes lesz az előgyártmány falvastagsága és hőmérsékleteloszlása. Nagyobb L/D viszony esetén a tüske kihajlását csúszógyűrűkkel szükséges megakadályozni.

Az ideális előgyártmány palack méretarány (a felfúvási arány) 3:1, vagy ennél kisebb érték. Nagyobb felfúvási aránynál az előgyártmány felfúvás közben hajlamos kilengeni, ami megnöveli az egyenetlen falvastagság kialakulásának valószínűségét.

Az ideális előgyártmány falvastagság 2 és 5 mm között van. 6 mm-nél vastagabb előgyártmánynál nehéz biztosítani a szükséges hőmérsékleti viszonyokat. A 6 mm-nél vastagabb és a 2 mm-nél vékonyabb falú előgyártmányok felfúvás közben előre nem látható módon viselkedhetnek.

A fröccsfúvás előnye, hogy az előgyártmány falvastagságát könnyű „programozni” a fröccsszerszám-üreg, illetve a tüske kialakításával. Ez különösen az ovális alakú palackoknál fontos. Itt azt a szabályt célszerű betartani, hogy a legvastagabb terület falvastagsága ne haladja meg 30 %-nál nagyobb mértékben a legvékonyabb terület falvastagságát. Általában az ovális formát a szerszámüreg kialakítása biztosítja, a tüske kör keresztmetszetű marad. Ha az oválisság, vagyis a gyártmány szélességének és mélységének viszonya nagyobb 2:1-nél, a gyártmányon (palackon) függőleges összecsapási vonal alakulhat ki, amit mindenképpen célszerű elkerülni az oválisság fenti értéken tartásával.

A késztermék alakját meghatározó fúvószerszám kiképzésének egyetlen korlátja az előbb említett oválissági mérték betartása. A polimer zsugorodását a szerszámüreg kismértékű növelésével tudjuk kompenzálni. A zsugorodást a feldolgozási körülmények és a felhasznált polimer típusa határozza meg. Poliolefineknél a formazsugor 1,6 és 2 % közötti érték.