Strona: Program studiów KFW / Katedra Przeróbki Plastycznej

RAMOWY PROGRAM STUDIÓW

KONSTRUKCJA FORM WTRYSKOWYCH

       Treść zajęć 

      Wiadomości podstawowe, krystaliczność i amorficzność polimerów, rodzaje polimerów do wtryskiwania, kryteria doboru, właściwości cieplne, chemiczne, mechaniczne i użytkowe polimerów, właściwości przetwórcze: reologiczne, wykresy pVT; przegląd modyfikacji polimerów w procesie przetwórstwa: napełnianie, wzmacnianie, blending.

      Treść zajęć 

      Cykl wtryskiwania, parametry procesu, praca formy wtryskowej. Zjawiska zachodzące w formie wtryskowej: stan tworzywa w formie – wpływ ciśnienia, tempe­ratury, prędkości i prze­pływ stopu; przemiany fazowe; krystalizacja i orientacja. Odkształcenia objętościowe i kierunkowe wynikające z chłodzenia, kształtowanie skurczu wypraski, naprężenia własne i wypaczenia. Istota procesu wtryskiwania termoplastów i duroplastów. Optymalizacja wtryskiwania. Diagnostyka i sposoby usuwania wad wyprasek. Wpływ wła­ściwości tworzyw na konstrukcję wyrobów, form oraz technologię wtrysku. Modyfikacje techniki wtryskiwania.

      Treść zajęć

      Założenia projektowe do opracowania koncepcji konstrukcyjnej formy. Gniazdo formujące: technologiczność konstrukcji wypraski i gniazda, sztywność gniazda a sztywność obudowy, obliczenia sztywności, faktura wypraski i jej wpływ na budowę gniazda, odpowietrzenia. Układy kanałów wlewowych: wlew zimno i gorąco kanałowy, rodzaje kanałów i przewężek, wady wypełniania (jetting), równowaga wypełniania gniazd formy wielogniazdowej, imbalans jako skutek ścinania tworzywa w kanale, technologia obrotu strugi – Meldflipper. Regulacja temperatury formy wtryskowej. Uwalnianie i wyrzucanie wypraski: wypraski proste, wypraski z podcięciem wewnętrznym i zewnętrznym, wypraski z gwintem, realizacja napędów prostoliniowych i obrotowych, zabezpieczenie mechanizmów przed kolizją. Prowadzenie i ustalenie połówek formy.

      Treść zajęć

    Podstawowe pojęcia reologii – kinematyka odkształcenia, reologiczne równanie stanu, ciała sztywne, ciecze lepkie, pojęcie lepkosprężystości polimerów, modele mechaniczne, lepkość polimerów przy pro­stym płynię­ciu. Właściwości reologiczne stopów i roztworów polimerów. Prak­tyczne zastoso­wanie reologii polime­rów: płynięcie izoter­miczne i nieizotermiczne stopów poli­merowych w kanałach formy o wybranych przekrojach, płynięcie jedno- i dwuślimakowe (reżim izotermiczny, adiabatyczny i politropowy). Badanie krzywych płynięcia stopionych po­limerów za pomocą wiskozymetru kapilarnego, badanie płynięcia cieczy tiksotropowych, badanie krzywych płynięcia polimerów za pomocą reometru obrotowego.

      Treść zajęć

    Pomiary kształtu i położenia, nowoczesne współrzędnościowe systemy pomia­rowe. Pomiary i ocena mikrogeometrii powierzchni. Lasery w metrologii warszta­towej. Zasady ustalania, badania i oceny poziomu jakości wyrobów.

      Treść zajęć

Systemy CAD w projektowaniu form wtryskowych: Zasady projektowania wyprasek wtryskowych z uwzględnieniem kryteriów konstrukcyjnych (pochylenia technologiczne, grubości ścian, żebra wzmacniające itd.). Problemy z translacją geometrii wyprasek w formatach neutralnych. Naprawa geometrii modelu wypraski przed przystąpieniem do projektowania form. Zasady orientacji modelu wypraski w globalnym układzie współrzędnych w kontekście stosowania specjalizowanych modułów CAD, przeznaczonych do projektowania form. Analiza technologiczności wypraski z wykorzystaniem specjalizowanych narzędzi CAD; skalowanie modelu wypraski z uwzględnieniem właściwości  tworzywa (skurcz). Projektowanie linii podziału wypraski - metody. Linia podziału w obszarach modelu bez jawnych krawędzi. Przygotowanie modelu wypraski  pod kątem  podziału objętości roboczej na wkładki. Podział na wkładki na podstawie analizy wyciągania wypraski z formy. Asocjatywność modelu wypraski z gniazdem formy. Modelowanie kształtu powierzchni podziału z punktu widzenia obróbki  gniazd i zapewnienia dokładności wykonania. Tworzenie powierzchni podziału w przypadku występowania podcięć i otworów w wypraskach. Wykorzystanie alternatywnych narzędzi do tworzenia skomplikowanych powierzchni podziału w przypadkach, gdy występują trudności z jej automatycznym wygenerowaniem. Projektowanie skrzynki korpusu formy z wykorzystaniem wbudowanych w system baz elementów znormalizowanych. Projektowanie układów funkcjonalnych formy (m. in układu zasilania, chłodzenia i usuwania wypraski) z wykorzystaniem narzędzi specjalizowanych CAD. Wirtualna kontrola poprawności mechanicznej formy.

Systemy CAE do symulacji wtryskiwania: Teoretyczne podstawy prowadzenia symulacji CAE procesów przetwórstwa TS. Modele zjawisk fizycznych (np. reologiczne) implementowane w systemach CAE. Rodzaje analiz CAE wykorzystywanych w symulacjach procesu wtryskiwania. Banki danych właściwości tworzyw sztucznych oraz materiałowe bazy danych w programach do symulacji. Zapoznanie z budową i działaniem programu MoldFlow MPI; zasady importu modeli CAD do środowiska CAE. Wstępne symulacje procesu wtryskiwania; ustalanie optymalnego rozmieszczenia oraz liczby punktów wtrysku,  symulacja wypełniania gniazda; analiza wyników w postprocesorze dla ogólnych i szczególnych przypadków; generowanie raportów. Analizy układu wypraska-forma wtryskowa w systemie MoldFlow MPI; zasady przygotowania modelu ES do symulacji; budowa modelu ES wypraski, projektowanie układu zasilania, układu chłodzenia gniazd formy wtryskowej oraz bloku wymiany ciepła. Ustalenie parametrów procesu wtryskiwania,  możliwość modyfikacji właściwości tworzywa. Symulacje podstawowych etapów procesu wtryskiwania: wypełnianie gniazda, faza docisku, chłodzenie wypraski, analizy deformacji powtryskowych wyprasek itp. Analiza mechaniczna sztywności korpusów form z wykorzystaniem komercyjnych systemów do obliczeń MES. Analiza numeryczna specyficznych przypadków technologii formowania wtryskowego z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania do zagadnień nieliniowych i kontaktowych MSC MARC/Mentat.

      Treść zajęć

     Korpusy normalne (proste, suwakowe, możliwe konfiguracje, materiały). Standar­dowe elementy funkcjonalne (elementy napędowe, suwakowe prowadzące, pozo­stałe). Zasady dobory dyszy w aspekcie zjawisk termicznych i reologicznych towa­rzyszących procesowi wtrysku. Poprawna konstrukcja formy ze względu na system GK (sztywność, szczelność, analiza odkształceń termicznych i jej wpływ na po­prawną pracę formy, budowa rozdzielaczy GK, wytyczne doboru stref regulacji temperatury i termostatowania). Zalecenia wykonawcze i eksploatacyjne (montaż systemu GK, podłączenie układu elektrycznego, rozruch formy, regulacja). Analiza wybranych konstrukcji GK. Systemy GK (STRACK, Rabourdin, PSG, Wadim Plast). Ćwiczenia: Korzystanie z katalogów, składanie płyt w korpusy. Dobór ele­mentów napędowych do realizacji założonych ruchów. Podłączenie elektryczne systemu. Współpraca regulatora z systemem KonVis.

      Treść zajęć

       Procedura kalkulacji wykonania formy wtryskowej – dane niezbędne do wykonania kalkulacji; przyjęcie zlecenia od Klienta – ustalenie szczegółów; wykonanie formy i pierwsze próby; analiza pierwszych wyprasek jako niezbędny czynnik podjęcia kolejnych kroków poprawy ich jakości; procedura odbioru formy wtryskowej -protokoły odbioru.

      Treść zajęć

     Aspekty stosowania metod Rapid Prototyping: SL, SLS, LOM, FDM. Charaktery­styka oraz zalety i wady stosowania metod Rapid Tooling: proces 3D Keltool, metoda Direct AIM, proces Direct Metal LaserSintering (DMLS), proces Rapid­Tool (RTSR, RTLR), metoda Spray Form. Trendy rozwojowe Rapid Tooling.

      Treść zajęć

    Wymiana ciepła w układzie forma wtryskowa - wypraska - ma­szyna. Bilans cieplny formy wtryskowej. Aspekty stosowania twardych i miękkich systemów chłodzenia wypra­sek. Projektowanie układów chłodzenia, nowoczesne rozwiąza­nia techniczne w zakresie chłodzenia wypra­sek, m.in. system Contura, chłodzenie impulsowe itp.

      Treść zajęć

   Wprowadzenie do sterowania jakością w narzędziowni. Podstawowe pojęcia: kontrola, sterowanie, zapewnianie i zarządzanie jakością, zasady sterowania ja­kością. Cel sterowania jakością. Ciągłe doskonalenie. Narzędzia sterowania ja­kością a praca narzędziowni. Zdolność jakościowa maszyn, procesów i narzędzi (Gage R&R). Wymagania normy IS0 9001:2000 w narzędziowniach (ana­liza, monitorowanie, pomiary, legalizacja, wzorcowanie). Wzrastające znacze­nie pomiarów, dokładność a precyzja doboru narzędzi i przyrządów, konserwa­cja urządzeń pomiarowych. Kontrola jakości. Istota kontroli. Proces kontroli. Zadania i funkcje kontroli. Rodzaje kontroli. Kontrola 100%. Kontrola ciągła. SPC. Zalet wady. Możliwości stosowania. SPC - Karty kontrolne. Przygotowa­nie do projektowania kart kontrolnych. Analiza normalności rozkładu. Projektowanie wybra­nych kart kontrolnych do oceny liczbowej i alternatywnej. Analiza kart kontrolnych. Komputerowe wspo­maganie SSJ.

      Treść zajęć

Materiały na formy wtryskowe i możliwości ich obróbki. Metody obróbki gniazd form wtryskowych – obróbka skrawaniem, obróbka elektroerozyjna. Tradycyjna oraz wspomagana komputerowo obróbka skrawaniem gniazd form wtrysko­wych. Systemy CAD/CAM w wytwarzaniu form wtryskowych. Istota obróbki HSM. Narzędzia i parametry obróbki HSM. Współczesne kierunki badań w ob­róbce skrawaniem. Nowoczesne oprzyrządowanie technologiczne wykorzysty­wane w wytwarzaniu form wtryskowych. Komputerowo wspomagany dobór parametrów obróbki. Projektowanie obróbki z wykorzystaniem systemów CAD/CAM.

      Treść zajęć

Technologiczność wykonania płyt obudowy formy; technologiczność wykonania matryc w tym: linii podziału i powierzchni zamknięcia oraz chłodzenia matrycy, technologiczność wykonania stempli i rdzeni oraz chłodzenia stempli i rdzeni; technologiczność wykonania suwaków, wypychaczy i płyt spychających: wykonawstwo, montaż i pasowanie suwaków, stosowanie wypychaczy skośnych jako alternatywa suwaków, uwalnianie wyprasek, wypychacze i płyty spychające; technologiczność wykonania elementów pomocniczych formy oraz napędów formy, w tym: elementów centrujących, elementów pomocniczych układu wtryskowego, elementów pomocniczych układu chłodzenia, napędów pomocniczych formy (dodatkowego podziału formy, uwalniania wypraski) oraz elementów wykręcających; technologiczność montażu form.

    Konstrukcja formy w CAD 3D, w tym: dokumentacja formy, specyfikacja elementów znormalizowanych, interpretacja symulacji wtryskiwania, karta technologiczna wykonania gniazda i płyty obsady, kalkulacja formy itp.