Typowe wady i sposoby ich eliminacji w procesie wtryskiwania preform PET

W procesie wtryskiwania preform PET, mimo ciągłego postępu technologicznego, różnego rodzaju wady występują od czasu do czasu. Dogłębne zrozumienie najczęstszych wad oraz ich przyczyn, a także skuteczne rozwiązania, są kluczowe do zapewnienia jakości produkcji preform PET.

 

Wada na powierzchni uszczelniającej szyjki butelki

Dokładność powierzchni uszczelniającej gąsiorka ma bezpośredni wpływ na właściwości uszczelniające butelki PET. W rzeczywistym procesie produkcji, nawet jeśli wymiary gąsiorka mieszczą się w dopuszczalnych tolerancjach, na powierzchni uszczelniającej mogą nadal występować mikroskopijne nierówności, powodujące przecieki po dokręceniu nakrętki butelki. Dzieje się tak głównie z powodu niewystarczającej mikropowierzchniowości powierzchni formy, wahań ciśnienia wtrysku oraz zbyt szybkiego spadku ciśnienia w fazie docisku. Konkretne rozwiązania obejmują: stosowanie precyzyjnej technologii obróbki iskrowej do osiągnięcia powierzchni lustrzanej w formie w miejscu uszczelnienia oraz kontrolowanie wartości chropowatości Ra poniżej 0,2 μm; wprowadzenie serwo-systemu hydraulicznego, umożliwiającego liniowe tłumienie ciśnienia w fazie docisku, aby zapobiec skurczowi i odkształceniom powierzchni uszczelniającej spowodowanym nagłym spadkiem ciśnienia; opracowanie specjalistycznego sprzętu kontrolnego, który z wykorzystaniem interferometru laserowego wykonuje trójwymiarowe skanowanie profilu powierzchni uszczelniającej gąsiorka, zwiększając dokładność pomiaru do 0,1 μm, co gwarantuje wprowadzenie na rynek wyłącznie produktów 100% zgodnych z normami.

Punkty Koncentracji Naprężeń Resztkowych

Punkty koncentracji naprężeń łatwo powstają w korzeniu gwintu, przejściu barkowym i innych częściach preformy w wyniku problemów z projektem lub procesem. Te niewielkie obszary są narażone na lokalne przeciążenia podczas procesu formowania zdmuchowego lub napełniania, co może prowadzić do powstawania pęknięć. Tradycyjne projekty często polegają na wzorach empirycznych i nie pozwalają dokładnie przewidzieć rozkładu naprężeń; dodatkowo, turbulencje ciekłego polimeru i nierównomierne chłodzenie podczas procesu wtryskiwania nasilają koncentrację naprężeń.

Innowacyjne rozwiązania zaczynają się od projektu. Do symulacji i optymalizacji struktury zastrzykowej butelki wykorzystywane jest oprogramowanie do analizy metodą elementów skończonych. Poprzez dobór parametrów takich jak promień zaokrąglenia czy gradient grubości ścianki, współczynnik koncentracji naprężeń został zmniejszony o ponad 30%. W formie umieszczane są chłodzone wkłady umożliwiające wzmocnione chłodzenie lokalne kluczowych miejsc, co prowadzi do bardziej równomiernego rozkładu naprężeń. W procesie produkcji stosowana jest technologia formowania z zmienną temperaturą formy. W fazie wypełniania temperatura formy wzrasta, co zmniejsza opór przepływu ciekłego polimeru, natomiast w fazie chłodzenia temperatura jest szybko obniżana, aby ograniczyć naprężenia resztkowe już na etapie ich powstawania.

 

Niejednakowa Grubość Ścianki Zastrzyku

Niejednakowa grubość ścianki wstępnego formowania będzie miała wpływ na kolejny proces formowania zdmuchowego, powodując problemy takie jak deformacja butelki i nierównomierne wytrzymałość. Główne przyczyny tego wadu to nieracjonalne zaprojektowanie formy, nierównomierne rozłożenie ciśnienia wtrysku oraz niejednolity system chłodzenia. Dokładność wymiarowa wnęki formy, położenie i wielkość wlewu będą wpływać na przepływ i wypełnienie masy stopionej, powodując różnice w grubości ścianki. Dodatkowo, niejednolite chłodzenie spowoduje nierównomierne kurczenie się różnych części preformy, co nasili problem nierównej grubości ścianki.

Aby poprawić ten problem, konieczne jest rozpoczęcie pracy od początku projektowania formy, optymalizacja struktury formy przy użyciu oprogramowania do analizy przepływu, racjonalne ustalenie liczby, położenia i wielkości wlewów oraz zapewnienie równomiernego wypełnienia komory przez ciekły materiał. W trakcie procesu produkcji dokładnie kontroluje się ciśnienie i prędkość wtrysku oraz stosuje się metodę wtrysku segmentowego, aby zagwarantować płynne wypełnienie formy przez ciekły materiał. Jednocześnie optymalizuje się system chłodzenia formy, by zapewnić równomierne rozprowadzenie czynnika chłodzącego, a tym samym stałą prędkość chłodzenia każdej części półfabrykatu.

Trudności z demontażem półfabrykatów

Trudne wyjmowanie powoduje nie tylko zmniejszenie wydajności produkcji, ale także łatwe odkształcanie się i pękanie wstępnie uformowanego produktu. Typowe powody obejmują wysoką chropowatość powierzchni formy, niewystarczający kąt wysuwu, nieracjonalne zaprojektowanie mechanizmu wyrzutu itp. Jeżeli powierzchnia formy nie jest wystarczająco gładka, wzrośnie tarcie między wstępnym formowaniem a formą; natomiast zbyt mały kąt wysuwu lub nieprawidłowe umiejscowienie punktu wyrzutu utrudni gładkie usunięcie wstępnego formowania z formy. Aby rozwiązać ten problem, można polerować powierzchnię formy, aby zmniejszyć jej chropowatość i tarcie. Na etapie projektowania formy należy racjonalnie zwiększyć kąt wysuwu. Ogólnie rzecz biorąc, kąt wysuwu formy do produkcji preform PET powinien wynosić od 1° do 2°. Ponadto należy zoptymalizować projekt mechanizmu wyrzutu, aby zapewnić równomierne rozłożenie siły wyrzutu i zapobiec uszkodzeniom preformy spowodowanym nierównomiernym obciążeniem. Można również rozpylić środek antyadhezyjny na powierzchni formy, należy jednak uważnie wybrać taki środek, który spełnia normy higieny żywności, aby uniknąć zanieczyszczenia preformy.

 

 

Problemy z jakością wstępnych form PET wynikają często z wielu czynników i wymagają systematycznej analizy takich aspektów jak surowce, wyposażenie, proces technologiczny i środowisko. Warto, aby przedsiębiorstwa tworzyły kompleksowy system śledzenia jakości, który rejestruje pełne parametry procesu dla każdej partii produktów i zapewnia wsparcie danych do poprawy jakości. Jednocześnie, wzmocnienie szkoleń operatorów oraz zapewnienie rygorystycznego przestrzegania zasad procesowych pozwoli osiągnąć stabilną produkcję.