Cześć,
dzisiejszym wpisem poruszę pewną kwestię dotyczącą chłodzenia. Chodzi mi głównie o to „czy chłodzenie ma znaczenie”.
W mojej krótkiej nazwijmy to karierze 😊 spotkałem się już wielokrotnie z problemem fenomenu jakim jest pomijanie, zaniedbywanie, ignorowanie i nie wiem jak to jeszcze określić niedostatecznego podejścia do chłodzenia w procesie wtryskiwania tworzyw. Ten wpis nie ma za zadanie wskazanie winnego zaistniałej sytuacji, ale wyjaśnienie, że to wszystko ma OGROMNE znaczenie. Chodzi mi tutaj zarówno o inżynierów, technologów, ustawiaczy, młodszych ustawiaczy, starszych ustawiaczy, ustawiaczy od ustawiaczy, mechaników utrzymania ruchu (bądź zatrzymania ruchu 😊, wiem wiem jak to jest nazywane w firmach produkcyjnych) liderów wtrysku, managerów, dyrektorów i kto tam jeszcze wie kogo.
Temat mógłbym ciągnąć w nieskończoność, uwierzcie mi proszę. Jest wiele artykułów dotyczących chłodzenia-termostatowania przy przetwórstwie. Mnie najbardziej fascynuje, skąd bardzo często jest to ignorowane, pomijane lub traktowane po macoszemu.
Może zacznijmy od początku, wtryskiwanie tworzyw termoplastycznych polega na podaniu tworzywa w stanie stałym (granulatu) do leja wtryskarki, uplastycznieniu tworzywa, wtryśnięciu do formy wtryskowej oraz do schłodzenia wypraski – i tutaj mamy słowo klucz. Po schłodzeniu tworzywa termoplastyczne twardnieją i mamy nazwijmy to gotową wypraskę.
Poniżej zamieściłem przykładowy wykres, na którym widnieją orientacyjne czasy poszczególnych składowych całościowego czasu cyklu. Może to się oczywiście zmieniać, bo to wszystko zależy od wielu czynników. Tak szacunkowo to czas chłodzenia to około od 40% do około 55%.
Źródło: opracowanie własne
Jak sami widzicie, czas chłodzenia ma jednak ogromy wpływ na cały czas cyklu więc należy bezwzględnie dbać o chłodzenie. No i właśnie na tym nieszczęsnym chłodzeniu chciałbym się na troszeczkę zatrzymać. Słowo trochę jest oczywiście żartobliwe.
A więc, może warto sobie wyjaśnić, że jak już wcześniej przytoczyłem skrócony opis cyklu wtryskiwania, podajemy tworzywo w stanie stałym do leja wtryskarki, następnie podczas dozowania granulki zmieniają swoją postać z fazy stałej w fazę plastyczną po czym zostają wtryśnięte do gniazda formy wtryskowej. I tutaj zaczyna się ciekawie 😊, bo te tworzywo musi zostać schłodzone do temperatury wyformowania, żeby coś nam z tej formy wtryskowej wyszło. Chodzi o to, żeby to coś co wyjdzie z formy wtryskowej nadawało się do użytku a nie wypłynęło nam z formy 😛 i żeby nasza firma mogła jeszcze na tym zarobić 😊 Jednym z problemów który często się pojawia to przykład ze zdjęcia poniżej (zdjęcia nie zostały spreparowane, lecz było to moje podejście do maszyny i dlatego też powstały te przepiękne zdjęcia jako świetne obrazy ukazujące problemy z chłodzeniem).
Źródło: opracowanie własne. Powyżej po lewej, zadana temperatura to 20°C a rzeczywista to 23°C, znowu po prawej stronie to temperatura zadana 30°C a rzeczywista to 22°C.
No i jak sami się domyślacie detale które były produkowane miały jakieś wady jakościowe (wymiary, problem z deformacją, nadlewami lub niedolaniami). I teraz najgorsze co mógłbym zrobić to zacząć zmieniać parametry wtryskarki, żeby próbować poprawić detale a to cudo co się urodziło na termostatach zignorować. Zrobił bym po raz, efekt kuli śniegowej potęgując problemy a po drugie postąpił bym wbrew podstawom których się nauczyłem będąc młodym człowiekiem, który zaczął pracę na wtryskarkach. Zdarza się dosyć często, że stan układu chłodzenia wygląda tak (zdjęcie poniżej).
Źródło: opracowanie własne
No i teraz powinno pojawić się pytanie, gdzie są pływaki i jakie mamy przepływy? 😊
Pod powyższe zdjęcie aż ciśnie się opis, żeby to tych rotametrów dodać jeszcze kiełbasę oraz jajko i mamy ładny żurek 😊
Teraz należy sobie zdać z tego sprawę, że jak tak wyglądają rotametry to, jak wyglądają kanały w środku formy wtryskowej. Jeśli producent formy wykonał kanały chłodzące o średnicy przykładowo Ø8mm to, jeśli osad, który się odłoży w tym kanale chłodzącym wyniesie zaledwie 1mm to średnica kanału chłodzącego zmieni się tym samym z Ø8mm do Ø6mm. W tym momencie już jest inny odbiór ciepła i zaczynają się problemy. Sprawa komplikuje się już całkowicie, jeśli mamy liftery w formie i przeważnie znajdują się w ich środku cienkie rurki. Tam przekrój jest już w oryginale znacznie mniejszy z racji konstrukcji samej formy i wynosi około Ø4mm a nawet mniej. Teraz jak odłoży się w takiej rurce kawałek rdzy lub to zacznie zarastać to robi się praktycznie przepływ zerowy. I jak zwykle pojawiają się problemy na detalach.
Poniżej następny przykład jak można sobie ładnie sprawić następne problemy z chłodzeniem na formie 😊 Tutaj chodzi i zmianę średnicy przepływu, bo mostek jest za krótki i przewód został zagięty. To tak jakby przykręcić chłodzenie na tym obiegu mając przewody bez takich zagnieceń.
Źródło: opracowanie własne
Wyjaśniając jeszcze inaczej to należy pamiętać, że wtryskujemy tworzywo np. PP do zimnej formy (tak, do zimnej formy. Nawet jak forma będzie miała 50°C to nadal jest to bardzo duża różnica temperatur pomiędzy temperaturą masy a temperaturą formy) po ówczesnym uplastycznieniu tego PP do około 230°C, gdzie do formy podłączone jest medium chłodzące o temperaturze około 20°C. Czas cyklu został oszacowany na około 20 sekund. Coś sobie wtryskujemy i na tą chwilę nie jest ważne co, ale jak wygląda proces. Produkcja jest realizowana bezproblemowo. Następnie forma zostaje zmieniona, robione jest przezbrojenie na wtryskarce i forma, która została ściągnięta idzie sobie odpocząć na regał, paletę lub idzie na przegląd do narzędziowni. Po jakimś czasie ta forma wraca na maszynę i się zaczyna 😊. „Panie kierowniku, detale coś jakieś zdeformowane wychodzą”, „jakieś plamy na detalach się pojawiają”, „detale zostają przebite przez wypychacze”, „detale zostają nie po tej stronie formy co powinny”, „wciągi mamy kierowniku”, „nadlewy mamy takie, że nie można ich nawet skalpelem obcinać”, „opalarka nie daje rady”, „musiałem dodać parę sekund do czasu chłodzenia i dopiero detale są OK” itd., itd. Wiem o czym piszę, uwierzcie mi. Kierownik słysząc, że jest mega problem dzwoni do inżynierów, technologów, ustawiaczy, młodszych ustawiaczy, starszych ustawiaczy, ustawiaczy od ustawiaczy i mówi, że coś ty za proces ustawił, że teraz to nie działa.
No więc jak to akurat na mnie padło więc działam, podchodzę do wtryskarki i zaczynam węszyć jak wąż albo taki detektyw 😊, przecież ostatnio maszyna pracowała z zadanym cyklem, detale w porządku, klient podziękował ładnie, że wszytko w porządku a tym razem Mój proces już nie działa.
Więc sprawdzam wszystko krok po kroku i przy kontroli układu chłodzenia okazuje się, że przy przezbrojeniu ktoś z ekipy inżynierów, technologów, ustawiaczy, młodszych ustawiaczy, starszych ustawiaczy, ustawiaczy od ustawiaczy nie postarał się i że coś jest nie tak z chłodzeniem formy wtryskowej. Jeden pływak nie został odkręcony, chłodzenie formy nie zostało odpowiednio podpięte zgodnie ze schematem, który posiada dana firma. Może się również okazać, że narzędziownia coś tam w formie wymieniła, nikogo nie poinformowała, bo przecież to tylko zwykła rurka, przegroda, oring itd. Może się też zdarzyć, że akurat jak było przezbrojenie to ktoś podmienił termostaty, bo tamten poprzedni był popsuty 😊
No więc wracając do tematu, idę i widzę, że detale mają jedną z wyżej wymienionych wad jakościowych. Sprawdzam wszystko oraz koncentruję się na tak zwanych chłodzeniu. Uwierzcie mi lub nie, bardzo duża część problemów związanych z wadami, które występują na detalach to wpływ chłodzenia. I tak dla przykładu okazuje się, że ktoś źle podłączył wodę i jedna strona formy była chłodzona a druga nie. Ludzie czasami mają to do siebie, że jak już coś podepną to nie kontrolują chłodzenia, bo stwierdzają, że będzie OK. Następny przykład z życia wzięty, pewna firma, układ chłodzenia zaniedbany, rotametry wyglądają podobnie jak na zdjęciu powyżej, ustawiacz uruchamia produkcję. Maszyna pracuje około 4 godzin i okazuje się, że detal posiada deformację (duże detale były produkowane) którą klient oczywiście nie zaakceptuje. Podchodzę do maszyny i zaczynam się domyślać czy pływak w rotametrze jest w górze czy może w dole. Po przeprowadzeniu doświadczeń (zamiast po prostu odczytać ze skali rotametru) okazuje się, że chłodzenie było źle podpięte. Cała produkcja poszła jako odpad. Później dowiedziałem się, że ktoś kiedyś chciał oszczędzić na układzie chłodzenia i rotametry dosłownie zarosły. Jeden przykład, 4 godziny produkcji do kosza i już mamy koszt utrzymania układu chłodzenia przez firmę zewnętrzną która ogarnia takie tematy.
Powiem jeszcze ciekawy przykład z życia wzięty a nawet dwa. Rozmawiałem kiedyś ze znajomym, który gościł pewnego razu w firmie, w której ja zaczynałem karierę na wtrysku. Przechodząc do finału opowieści, ten ów znajomy powiedział, że sam nie był świadomy jak ogromne znaczenie ma chłodzenie, bo zobaczył to na własnych oczach jak detale wyglądały powykrzywiane. Problemem okazało się brak chłodzenia na formie.
Drugi przykład to na pewnym spotkaniu z różnymi osobami związanymi w wtryskiem miałem zaszczyt siedzieć koło dwóch panów, okazało się, że byli to dwaj znajomi, którzy pracowali w jednej firmie. Produkowali jakieś komponenty w tworzyw. Zaczęła się rozmowa i przytoczony został wątek chłodzenia form. Ciekawa wymiana doświadczeń i na sam koniec jeden z tych rozmówców mówi, że osoba, która siedzi koło niego to jego bardzo dobry kolega. Ten ów kolega odpowiedzialny jest za utrzymanie ruchu i oczywiście za stan całego układu chłodzenia na firmie. Padł bardzo ciekawy tekst, a mianowicie że jeśli jego kolega zaniedba układ chłodzenia u nich na firmie to on go osobiście zwolni, bo sam wie jak istotny wpływ na cały proces produkcji ma chłodzenie. I tutaj okazało się, że jeśli ktoś ma świadomość problemów wynikających z chłodzeniem to tego pilnuje.
Na sam koniec chciałem przytoczyć pewien cytat mojego przyjaciela, który podczas jednej z naszych ciekawych rozmów powiedział „Przestańmy kwestionować, czy chłodzenie ma sens. PRZECZYTAMY o tym w książkach, ale ZROZUMIEMY to dopiero po wielu latach dociekliwej pracy przy formach wtryskowych”. I ja się z tym zgadzam 😊
Tak więc na sam koniec dodam, że sama produkcja na wtryskowni składa się z wielu czynników które wpływają na wynik końcowy jakim jest ilość odpadów, wydajność maszyn oraz czas przestojów. To w sumie od nas zależy jak to wygląda i nigdy nie należy ignorować chłodzenia, bo to podstawa.
Tyle i aż tyle, ale czułem się zobowiązany, żeby choć trochę przybliżyć „czy chłodzenie ma znaczenie” i mam nadzieję, że już wiecie na co zwracać uwagę. Życzę czystych rotametrów, czystych układów chłodzenia, stabilnej pracy urządzeń odpowiedzialnych za chłodzenie i termostatowanie form. Niech wydajne chłodzenie będzie z Wami 😊