Główne metody przetwórstwa tworzyw sztucznych – technologie i zastosowania

Przetwórstwo tworzyw sztucznych to złożony proces technologiczny, którego celem jest nadanie polimerom pożądanego kształtu, właściwości mechanicznych oraz estetycznych. Wybór metody zależy od rodzaju tworzywa, kształtu wyrobu, wymagań jakościowych i skali produkcji. Poniżej przedstawiono główne techniki stosowane w przemyśle.

Wtryskiwanie tworzyw sztucznych

Wtryskiwanie to jedna z najpopularniejszych metod masowej produkcji wyrobów z tworzyw termoplastycznych i niektórych termoutwardzalnych. Proces polega na uplastycznieniu granulatu w cylindrze wtryskarki, a następnie wtłoczeniu go pod wysokim ciśnieniem do formy. Po schłodzeniu wyrób jest gotowy do wyjęcia.

Zalety:

• wysoka powtarzalność wymiarów,
  
• możliwość tworzenia skomplikowanych kształtów,
  
• automatyzacja procesu.
  

Zastosowania:
Elementy motoryzacyjne, obudowy sprzętu elektronicznego, opakowania wielokrotnego użytku, zabawki.

Wytłaczanie

Wytłaczanie (ekstruzja) jest technologią ciągłą, w której uplastycznione tworzywo jest przepychane przez odpowiednio ukształtowaną głowicę formującą. Uzyskany profil jest chłodzony i cięty na odpowiednią długość.

Zalety:

• efektywność przy produkcji długich odcinków,
  
• możliwość stosowania różnych tworzyw,
  
• niski koszt jednostkowy przy dużej skali.
  

Zastosowania:
Rury, profile okienne, listwy, folie, powłoki kabli.

Rozdmuchiwanie

Metoda rozdmuchiwania jest stosowana głównie do produkcji pustych wyrobów o cienkich ściankach, takich jak butelki czy kanistry. W procesie tym formuje się wstępnie rozgrzany preform (rurkę), który następnie jest rozdmuchiwany sprężonym powietrzem wewnątrz formy, aż uzyska finalny kształt.

Odmiany rozdmuchiwania:

• rozdmuchiwanie wytłaczarkowe,
  
• rozdmuchiwanie wtryskowe,
  
• rozdmuchiwanie rozciągowe (m.in. PET).
  

Zastosowania:
Opakowania spożywcze, chemiczne i kosmetyczne.

Termoformowanie

Termoformowanie polega na podgrzaniu arkusza tworzywa termoplastycznego do temperatury uplastycznienia, a następnie jego odkształceniu na formie pod wpływem podciśnienia, ciśnienia lub mechanicznego docisku.

Zalety:

• niskie koszty form w porównaniu do wtryskiwania,
  
• szybka zmiana projektu,
  
• możliwość tworzenia dużych elementów.
  

Zastosowania:
Tacki, kubki, osłony, elementy karoserii pojazdów specjalnych.

Odlewanie żywic

Odlewanie stosuje się głównie w przypadku żywic epoksydowych, poliuretanów i silikonów. Materiał w stanie ciekłym wlewa się do formy, gdzie zachodzi proces utwardzania chemicznego.

Zalety:

• wysoka precyzja odwzorowania detali,
  
• brak konieczności wysokiego ciśnienia,
  
• możliwość produkcji krótkich serii.
  

Zastosowania:
Prototypy, elementy optyczne, detale artystyczne, formy przemysłowe.

Kalendrowanie

Kalendrowanie to technologia przetwarzania tworzyw w postaci folii i arkuszy o określonej grubości. Polega na przepuszczaniu uplastycznionego materiału między ogrzewanymi walcami, które nadają mu odpowiednią grubość i fakturę.

Zastosowania:
Folie PVC, sztuczna skóra, podłogi winylowe.

Druk 3D z tworzyw sztucznych

Coraz większe znaczenie w przetwórstwie ma druk addytywny. W technologii FDM/FFF filament z tworzywa termoplastycznego jest stapiany i nanoszony warstwa po warstwie.

Zalety:

• szybkie prototypowanie,
  
• swoboda projektowania,
  
• brak konieczności kosztownych form.
  

Zastosowania:
Prototypy, elementy zamienne, personalizowane produkty.

Wybór metody a właściwości wyrobu

Dobór technologii przetwórstwa zależy od:

• rodzaju polimeru (termoplastyczny, termoutwardzalny, elastomer),
  
• oczekiwanego kształtu i wymiarów,
  
• wielkości serii produkcyjnej,
  
• wymagań mechanicznych i estetycznych,
  
• kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.
  

W praktyce zakłady często łączą różne metody, aby uzyskać optymalny efekt – np. wtryskiwanie elementów i ich późniejsze termoformowanie lub nadruk. Metody przetwórstwa tworzyw sztucznych obejmują zarówno klasyczne techniki, jak wtryskiwanie czy wytłaczanie, jak i nowoczesne, jak druk 3D. Każda z nich ma swoje specyficzne zalety, ograniczenia i obszary zastosowań. Dynamiczny rozwój materiałów polimerowych oraz automatyzacji procesów sprawia, że możliwości produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych są coraz szersze i bardziej dopasowane do indywidualnych potrzeb rynku.

Źródło: https://www.w-m.com.pl/