Vliv geometrie tokových cest vstřikovacího nástroje na vlastnosti gumárenské směsi

Abstract

Disertační práce se zabývá studiem vlivu délky a tvaru vtokových kanálů nástroje na konečné vlastnosti vstřikovaného materiálu, zejména tvrdost a pevnost v tahu, za použití různých teplot stěny vstřikovací formy i rychlosti vstřikování. Nejprve byly provedené tokové analýzy s použitím metody koncových prvků pro reologické konstanty, jako je index nenewtonského chování a relaxační čas. Pomocí získaných výsledků byla navržena, zkonstruována a vyrobena testovací forma s různými tvarovými deskami, která je určena pro vstřikovací stroj elastomerních směsí REP V27 Y125. Výsledky z tokových analýz ukázaly, jak se pro danou trajektorii mění čas nutný k získání optima vulkanizace při různých velikostech reologických parametrů. Pro dané podmínky a trajektorii bylo zjištěno, že se zvyšující se hodnotou těchto parametrů se zvyšuje teplota uvnitř kanálu pomocí disipace a tím se zkracuje doba vulkanizace. Další výsledky z analýz byly podpořeny i praktickým výzkumem a ukázaly, že změnou šířky, délky a tvaru kanálu je možné upravit koncové vlastnosti výrobku a s použitím správné kombinace lze ušetřit čas i energie při výrobě elastomerního produktu. Nejprve byla testována tlustostěnná tělesa ve tvaru krychle o délce hrany 30 mm, kde byly výsledky vyhodnocovány pomocí tvrdosti IRHD. Ukázalo se zde, že u kanálu, který vyvíjí větší odpor vůči toku, lze dosáhnout rychleji optima vulkanizace než u přímého krátkého kanálu. Tyto výsledky byly podpořeny ještě u vstřikování tenkostěnných těles, která měla tvar pro tahovou zkoušku a strukturní zkoušku typu Crescent. U těchto těles byla potvrzena stejná úměra jako u tlustostěnných výrobků.