Nowoczesna wtryskownia dla każdej branży
Od projektu do gotowego produktu
Kontynuujemy nasz przegląd najpopularniejszych tworzyw stosowanych do produkcji części i komponentów metodą wtrysku. Tym razem pod lupę bierzemy popularny polioksymetylen, który z powodzeniem stosowany jest w różnego rodzaju branżach. Przyjrzymy się jego właściwościom oraz przeanalizujemy, w jaki sposób należy się z nim obchodzić w trakcie obróbki syntetycznej.
Polioksymetylen (POM), nazywany również poliacetalem lub poliformaldehydem, to wysokowydajny tworzywo sztuczne należące do grupy polimerów termoplastycznych. Jego główną cechą charakterystyczną jest wyjątkowa sztywność, odporność na ścieranie i bardzo dobre właściwości mechaniczne. Dzięki swojej budowie chemicznej, opartej na powtarzających się jednostkach -CH₂O-, wyróżnia się wysoką stabilnością wymiarową oraz niskim współczynnikiem tarcia.
Polioksymetylen powstaje w wyniku polimeryzacji formaldehydu (H₂C=O), a następnie stabilizacji termicznej i chemicznej. W zależności od metody syntezy może przyjmować formę homopolimeru (POM-H) lub kopolimeru (POM-C). Homopolimer charakteryzuje się większą sztywnością i twardością, natomiast kopolimer wykazuje lepszą odporność chemiczną oraz wytrzymałość na hydrolizę, czyli rozkład pod wpływem wody.
Ze względu na swoje właściwości fizyczne i chemiczne jest szeroko stosowany jako zamiennik metali i innych materiałów konstrukcyjnych w wielu gałęziach przemysłu.
POM znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie niezbędne są precyzja wykonania, trwałość oraz odporność na ścieranie i działanie substancji chemicznych.
Polioksymetylen łączy w sobie cechy materiałów metalowych i polimerów. Jest wystarczająco mocny i odporny na zużycie, by zastępować elementy metalowe, ale jednocześnie lżejszy, tańszy i łatwiejszy w obróbce niż metal. Dzięki technologii wtrysku można z niego formować bardzo precyzyjne detale, co czyni go idealnym materiałem do produkcji części o wysokich wymaganiach dokładności i trwałości.
Polioksymetylen to tworzywo sztuczne, które wyróżnia się wyjątkowymi właściwościami mechanicznymi, termicznymi i chemicznymi. Dzięki nim jest szeroko stosowany do produkcji precyzyjnych elementów w różnych gałęziach przemysłu. Precyzja w produkcji oznacza, że dany komponent musi zachowywać swoje wymiary, nie deformować się pod wpływem obciążeń czy temperatury oraz pracować płynnie w mechanizmach, gdzie wymagana jest niska tolerancja błędu.
Co sprawia, że POM doskonale sprawdza się w takich zastosowaniach? Odpowiedź tkwi w jego unikalnym połączeniu właściwości fizycznych, chemicznych i technologicznych.
Jednym z najważniejszych czynników, które decydują o przydatności POM do precyzyjnych zastosowań, jest jego niska podatność na odkształcenia.
Współczynnik rozszerzalności liniowej wynosi ok. 1,1 × 10⁻⁴ K⁻¹, co oznacza, że materiał ten zmienia swoje wymiary w niewielkim stopniu pod wpływem zmian temperatury. Jest to kluczowe w produkcji elementów precyzyjnych, np. kół zębatych i prowadnic, które muszą zachować swoje rozmiary, niezależnie od warunków pracy.
Pełzanie to zjawisko powolnej deformacji materiału pod wpływem długotrwałego obciążenia. POM, w przeciwieństwie do wielu innych tworzyw sztucznych, nie ulega znacznym odkształceniom nawet przy długotrwałym nacisku.
Precyzyjne mechanizmy często wymagają elementów o bardzo dobrych właściwościach ślizgowych, aby zapewnić płynną pracę i minimalne zużycie.
W przypadku tego surowca wynosi ok. 0,2–0,4 (w zależności od rodzaju smarowania i obciążenia), co oznacza, że komponenty wykonane z niego mogą pracować niemal bez oporu. W ten sposób redukowane są straty energii i zwiększa się trwałość mechanizmów.
W niektórych materiałach ruch elementów ślizgowych może być nierównomierny, co powoduje drgania i przyspieszone zużycie. POM eliminuje ten efekt, zapewniając płynne działanie przekładni, łożysk i prowadnic.
Dzięki swojej gładkiej powierzchni i wysokiej twardości (ok. 80-85 w skali Shore’a D), surowiec jest odporny na mechaniczne zużycie. Oznacza to, że elementy z niego wykonane mogą pracować przez długi czas bez utraty swoich właściwości.
Materiał ten nie wymaga dodatkowego smarowania w wielu zastosowaniach, ponieważ jego powierzchnia ma naturalne właściwości ślizgowe. Jest to szczególnie ważne w miejscach, gdzie stosowanie smarów jest niewskazane, np. w przemyśle spożywczym i medycznym.
Syntetyk może wytrzymać obciążenia do 60-70 MPa, co czyni go jednym z najmocniejszych tworzyw konstrukcyjnych.
Wynoszący ok. 2,5–3,5 GPa zapewnia odpowiednią sztywność, ale jednocześnie elastyczność pozwalającą na absorpcję uderzeń i drgań.
Dzięki tym właściwościom POM nadaje się do zastosowań wymagających zarówno wytrzymałości, jak i precyzyjnej geometrii, np. w produkcji mikromechanizmów, przekładni czy precyzyjnych zaworów.
Elementy precyzyjne często pracują w trudnych warunkach środowiskowych, gdzie są narażone na działanie chemikaliów lub wilgoci.
Tworzywo sztuczne jest odporne na działanie rozpuszczalników organicznych, olejów, paliw i wielu kwasów, dzięki czemu chętnie stosuje się je w przemyśle motoryzacyjnym i chemicznym.
W przeciwieństwie do wielu innych tworzyw, POM prawie nie absorbuje wody (≤0,8% przy długotrwałym zanurzeniu), co sprawia, że zachowuje swoje właściwości nawet w wilgotnym środowisku.
Technologia wtrysku pozwala na produkcję bardzo dokładnych detali z polioksymetylenu, przy minimalnych tolerancjach błędu (rzędu 0,05 mm). Stabilność wymiarowa po formowaniu sprawia, że gotowe elementy nie zmieniają swoich kształtów ani wymiarów po ostygnięciu, co jest szczególnie ważne w produkcji precyzyjnych komponentów.
Proces wtrysku polioksymetylenu składa się z kilku etapów, które wymagają precyzyjnego podejścia, zarówno pod względem parametrów technologicznych, jak i przygotowania surowca. Materiał ten charakteryzuje się bowiem specyficznymi właściwościami, które wpływają na jego przetwarzanie – między innymi niską lepkością stopionego tworzywa, podatnością na degradację termiczną oraz koniecznością kontroli wilgotności.
Poniżej przedstawiamy krok po kroku, jak wygląda proces wtrysku POM, uwzględniając jego specyficzne wymagania technologiczne.
Zanim granulat trafi do maszyny wtryskowej, musi zostać odpowiednio przygotowany. Choć polioksymetylen jest tworzywem o niskiej nasiąkliwości, absorpcja nawet niewielkiej ilości wilgoci może powodować problemy podczas wtrysku, np. powstawanie porowatości i pęcherzyków w wypraskach.
Na tym etapie szczególnie ważne jest zadbanie o granulat. Powinien być suszony w temperaturze 80–100°C przez 2–4 godziny w suszarce z obiegiem gorącego powietrza lub suszarce próżniowej. Wilgotność surowca nie powinna przekraczać 0,1% – zaleca się stosowanie higrometrów do kontroli zawartości wody.
Po wysuszeniu granulat jest transportowany do zasobnika maszyny wtryskowej. Ze względu na niską lepkość stopionego tworzywa, system podawania musi być szczelny, aby zapobiec przypadkowemu zanieczyszczeniu surowca, które mogłoby wpłynąć na jakość gotowych detali.
Ważne jest, aby stosować zamknięty system podawania. Dzięki niemu unika się ponownego pochłaniania wilgoci. W przypadku stosowania barwników lub modyfikatorów, muszą one być kompatybilne z POM i dokładnie wymieszane przed podaniem do cylindra maszyny.
Granulat trafia do cylindra maszyny wtryskowej, gdzie jest stopniowo podgrzewany i uplastyczniany przez obrotowy ślimak. Ze względu na specyfikę tego tworzywa, konieczna jest precyzyjna kontrola temperatury, aby uniknąć jego degradacji termicznej, która mogłaby prowadzić do wydzielania niebezpiecznych gazów, np. formaldehydu.
Temperatury stref cylindra:
Ważne wskazówki:
Stopiony POM jest wtryskiwany do formy w odpowiednio dobranych parametrach ciśnienia i temperatury, co zapewnia precyzyjne odwzorowanie geometrii detalu.
Kluczowe parametry:
Dodatkowo warto zadbać o odpowiednią wentylację formy. POM, ze względu na niską lepkość, może uwięzić powietrze w formie podczas wtrysku. Zastosowanie odpowietrzników zapobiegnie powstawaniu defektów, takich jak przypalenia i puste przestrzenie. Podczas tego etapu warto również uwzględnić tzw. skurcz przetwórczy na poziomie 1,8–2,5%.
Po wypełnieniu formy, tworzywo zaczyna się schładzać i zastygać. Polioksymetylen ma stosunkowo wysoką przewodność cieplną (ok. 0,31 W/mK), co pozwala na efektywne chłodzenie detali, ale jego skurcz może powodować deformacje, jeśli proces nie jest odpowiednio kontrolowany.
Ważne:
Po zastygnięciu materiału forma otwiera się, a gotowy element jest usuwany za pomocą wypychaczy. W przypadku POM proces ten powinien być przeprowadzany ostrożnie, aby uniknąć uszkodzeń wypraski, ponieważ materiał ten jest stosunkowo twardy i kruchy. Należy stosować delikatne wypychacze, najlepiej w miejscach o większej grubości wypraski. W przypadku skomplikowanych geometrii można używać powietrznych układów wypychających, aby uniknąć zarysowań.
Po wyrzuceniu z formy elementy są poddawane kontroli jakości. W przypadku POM nadlewki są minimalne, jednak w razie potrzeby mogą być usuwane mechanicznie. Ze względu na skurcz materiału, wymiary muszą być precyzyjnie sprawdzane. Ponadto, polioksymetylen charakteryzuje się gładką powierzchnią, ale może wystąpić efekt "przypaleń", jeśli wentylacja formy była niewystarczająca. W przypadku elementów o wysokich wymaganiach precyzji stosuje się testy wytrzymałościowe.
Proces tego typu odbywa się w najlepszych zakładach produkcyjnych, w tym w Good Molding. Od lat tworzymy z różnych surowców części i komponenty do wybranych urządzeń oraz produktów zamawianych przez naszych Klientów. Sprawdź, co możemy dla Ciebie stworzyć na naszej oficjalnej stronie www.
Polioksymetylen, jak większość tworzyw sztucznych, budzi pytania dotyczące jego wpływu na środowisko. Z jednej strony jest materiałem trwałym, odpornym na ścieranie i korozję chemiczną, co sprawia, że produkty z niego wykonane mają długi cykl życia. Z drugiej strony, nie jest biodegradowalny i jego utylizacja może stanowić wyzwanie.
Czy polioksymetylen można uznać za ekologiczny materiał? Aby odpowiedzieć na to pytanie, warto przyjrzeć się jego procesowi produkcji, możliwości recyklingu oraz metodom utylizacji.
Jednym z kluczowych argumentów przemawiających za ekologicznym aspektem POM jest jego trwałość. Dzięki wysokiej odporności mechanicznej i chemicznej, wyroby z polioksymetylenu są stosowane przez długi czas, co zmniejsza potrzebę ich częstej wymiany i ogranicza ilość odpadów.
Przykłady zastosowań, które zmniejszają wpływ na środowisko:
Dzięki tym właściwościom syntetyk wpisuje się w ideę zrównoważonego rozwoju poprzez zmniejszenie zużycia surowców i energii potrzebnej do produkcji nowych części.
Polioksymetylen jest tworzywem termoplastycznym, co oznacza, że teoretycznie może być poddany recyklingowi mechanicznemu. Jednak w praktyce przetwarzanie odpadów z jest ograniczone, ponieważ:
Pomimo tych trudności, recykling wewnętrzny (czyli przetwarzanie odpadów produkcyjnych bezpośrednio w fabrykach) jest stosowany przez niektórych producentów, pozwalając na ograniczenie strat surowca.
Syntetyk nie jest biodegradowalny, co oznacza, że nie rozkłada się naturalnie w środowisku w rozsądnym czasie. Dlatego nie powinien trafiać na wysypiska śmieci, gdzie może zalegać przez dziesiątki lat.
Możliwe sposoby utylizacji:
Chociaż obecnie nie jest powszechnie stosowany, istnieją metody depolimeryzacji, które mogą go rozkładać na pierwotne składniki, np. formaldehyd, który może być ponownie wykorzystany w przemyśle chemicznym.
Materiał ma wysoką wartość opałową (około 27 MJ/kg, porównywalną z węglem), co sprawia, że jego spalanie w kontrolowanych warunkach pozwala na odzyskanie energii. Należy jednak pamiętać, że w przypadku nieodpowiednich warunków spalania mogą powstawać szkodliwe związki, takie jak tlenki węgla i formaldehyd.
W niektórych przypadkach odpady z tego tworzywa sztucznego można ponownie wykorzystać do produkcji mniej wymagających technicznie elementów, np. w budownictwie czy w produkcji elementów dekoracyjnych.
Mimo że polioksymetylen nie jest biodegradowalny, istnieją sposoby na zmniejszenie jego negatywnego wpływu na środowisko:
Szukasz sprawdzonego zakładu, który zajmie się dla Ciebie produkcją części i komponentów niemal z dowolnego tworzywa sztucznego? Sprawdź ofertę Good Molding! Na potrzeby naszych Klientów wykonujemy projekty w oparciu o nowoczesną metodą wtrysku oraz prototypowanie 3D. Zobacz nasze portfolio realizacyjne i przekonaj się, że warto zaufać profesjonalistom, którzy znają się na swoim fachu.
Powiększ
Ta strona korzysta z plików cookie, aby poprawić wrażenia podczas przeglądania witryny. Część plików cookies, które są sklasyfikowane jako niezbędne, są przechowywane w przeglądarce, ponieważ są konieczne do działania podstawowych funkcji witryny.
Używamy również plików cookies stron trzecich, które pomagają nam analizować i zrozumieć, w jaki sposób korzystasz z tej witryny. Te pliki cookies będą przechowywane w przeglądarce tylko za Twoją zgodą. Możesz również z nich zrezygnować, ale rezygnacja z niektórych z tych plików może mieć wpływ na wygodę przeglądania.
Klikając „Przejdź do serwisu” udzielasz zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych dotyczących Twojej aktywności na naszej stronie. Dane są zbierane w celach zgodnych z naszą polityką prywatności oraz polityką cookies. Zgoda jest dobrowolna. Możesz jej odmówić lub ograniczyć jej zakres klikając w "Preferencje cookies".
W każdej chwili możesz modyfikować udzielone zgody w zakładce: informacje i regulaminy — zresetuj ustawienia cookies.
Dane są zbierane w celach zgodnych z naszą polityką prywatności. Zgoda jest dobrowolna. Możesz jej odmówić lub ograniczyć jej zakres.
Przyczyniają się do użyteczności strony poprzez umożliwianie podstawowych funkcji takich jak nawigacja na stronie i dostęp do bezpiecznych obszarów strony internetowej. Strona internetowa nie może funkcjonować poprawnie bez tych ciasteczek.
Umożliwiają Serwisowi zapamiętanie informacji, które zmieniają wygląd lub funkcjonowanie Serwisu, np. preferowany język lub region w którym znajduje się Użytkownik.
Pomagają zrozumieć, w jaki sposób różni Użytkownicy Serwisu zachowują się na stronie, gromadząc i zgłaszając anonimowe informacje.
Marketingowe pliki cookie stosowane są w celu śledzenia użytkowników na stronach internetowych. Ich celem jest wyświetlanie reklam, które są istotne i interesujące dla poszczególnych Użytkowników, a tym samym bardziej cenne dla wydawców, reklamodawców i strony trzecie (np. Google, Facebook).
