Napjainkban egyre nagyobb teret hódítanak a különböző polimerek. Míg a 90-es években alig 100 millió tonna műanyagot dolgoztak fel évente, addigra ez a szám mára már meghaladja a 300 millió tonnát. Ennek több, mint egyharmadát fröccsöntéssel állítják elő. A fröccsöntés nem más, mint az olvadáspontja fölé melegített polimer ömledék nagy sebességgel szűk beömlőnyíláson át zárt szerszámba fecskendezése. A szerszámban a kis viszkozitású ömledék kitölti a termék geometriájának megfelelő teret, majd nagy nyomáson a zárt szerszámban hagyjuk kihűlni, megszilárdulni a fröccsöntött terméket. Mivel a fröccsöntés egy szakaszosan ismétlődő eljárás, ezért gazdaságosságát döntően befolyásolja az ismétlődő szakaszok hossza, az az a ciklusidő.
A fröccsöntési ciklus legmeghatározóbb része a hűlési idő, amely:
- szerszámtól,
- feldolgozási hőmérséklettől,
- darabtérfogattól
- geometriai összetettségtől
függően a teljes ciklus több mint felét is kiteheti. A termék minőségét nagymértékben befolyásolja a hőelvonás egyenletessége, tehát a hűtés intenzitását úgy célszerű fokozni, hogy az minél egyenletesebb legyen. A termék hűtésének optimalizálása tehát rendkívül fontos része a szerszámtervezési folyamatnak. Az ún. formakövető hűtőcsatornák kialakításával, amely szinte csak a gyors prototípus gyártási technológiákkal lehetséges, nemcsak a hűtés hatékonysága, de a termék minősége is javítható.
Ez a kettős cél a hagyományos hűtési rendszereknél – ahol a hűtőköröket fúrással állítják elő – sokszor nem megvalósítható. Az ideális hűtőrendszer olyan lenne, ahol szoftveresen vagy tapasztalati úton tervezett hűtőkörök, akár változó keresztmetszetű csatornái tetszőleges nyomvonalon haladhatnának.
Számos kutatás foglalkozik az optimális furatméret és -elhelyezés meghatározásával, de egyértelmű irodalmi ajánlások nincsenek. Általános megállapítás, hogy a hűtőfurat darabhoz közelebbi vezetésével csökken a ciklusidő, de minőségi problémák léphetnek fel. Az EOS cég ajánlásait a következő táblázat foglalja össze.
Egyszerű darabok esetében, amelyek hagyományos forgácsoló megmunkálásokkal elkészíthetők, a szelektív lézeres szinterezés egy költséges eljárás. A
rétegről-rétegre építő eljárások gyártási költségét a tervező az anyagköltség és a várható
gyártási idő minimalizálásával tudja csökkenteni.
Az anyagköltséget első sorban az építési térfogat befolyásolja. Az építési idő két tényezőre
bontható, az olvasztás és a porterítés idejére. Az olvasztás idejét döntően az építési térfogat
befolyásolja. A porterítés ideje egyedül a munkadarab építés irányú kiterjedésétől
(magasságától) függ. Tehát valószínűsíthető, hogy egy kisebb térfogatú kis magasságú darab
költséghatékonyan gyártható.
Amennyiben a betét nem a teljes magasságában tartalmaz hagyományos úton nem gyártható belső üregeket, sok esetben célszerű megosztani a betétet, egy forgácsolt és egy felépített részre, ahogy azt az alsó ábra is mutatja.
Munkáink
