Vládci barev pro plastikářský průmysl
Plasty jsou všude kolem nás a vstřikování je univerzální výrobní metoda používaná k jejich formování. K hlavním výhodám plastů patří i možnost libovolného zbarvení, přičemž barvicí proces může proběhnout i těsně před vstřikováním dílu.
Existují různé způsoby, jak dát neutrální surovině barevný charakter. Pokud jsou díly stejné barvy vyráběny ve velkém množství, je obvykle výhodnější nechat barvení suroviny na dodavatelích plastů. Granulát pak již má barvu finálního produktu.
Klíčové dávkování
V tomto případě je řešením přidávání kapalného barviva do toku granulátu přímo na vstupu do šnekového podavače – tzv. dávkování vstřikovacího stroje, kdy se ve válci granulát zahřívá, promísí a pomocí rotačního šneku dopraví do formy. Rovnoměrné rozložení barviva v granulátu zajišťuje dávkovací systém, a šnek vstřikovacího stroje zajišťuje ve spojení s tlakem pístu důkladné promíchání barviva. Pro kvalitu barvy je proto rozhodující přesné dávkování, což je kritický faktor zejména v případech, kdy mohou být dávkovaná množství extrémně malá. Stěžejní roli v mikrolitrovém dávkování tekutého barviva hrají pohony Faulhaber.
„Kompaktní dávkovací systém colorDoS byl vyvinut speciálně pro procesy, kde je potřeba rychle změnit barvu. Na jednu dávku lze dávkovat 0,02 až 100 gramů barviva,“ vysvětluje Olaf Lang z HNP Mikrosysteme.
Sofistikovaná technologie HNPM zajišťuje nejen vysoce přesné dávkování jednotlivých barev, ale zabraňuje i riziku tzv. přenosu barvy. Díky speciální konstrukci dávkovací trysky a hadicových spojek je možné rychle, plynule a bez prodlevy na čištění přepínat mezi různými barvami. Tyto prvky umožňují dávkovacímu systému colorDoS německé firmy HNP Mikrosysteme přecházet mezi barvami v rekordním čase. To je důležité pro aplikace, kdy je zásadní možnost rychlé adaptace barevné palety v rámci výrobního procesu.
O jemné dávkování se stará prstencové zubové čerpadlo, což je miniaturizované objemové čerpadlo s vnějším a vnitřním rotorem. Vnitřní rotor má o jeden zub méně než vnější statické kolo a komory vytvořené tímto uspořádáním mají pevný výtlačný objem. Kapaliny se dávkují objemově, množství barviva lze flexibilně regulovat změnou rychlosti při zachování stejné doby dávkování.
Rychlost určuje barvu
Mimořádně důležitým faktorem je opakovatelnost. Aby produkty měly vždy stejnou barvu, musí být množství barviva na dávku náplně stejné.
„Množství barviva závisí na rychlosti a době dávkování. Čím rychleji se rotory otáčejí, tím více barviva je za stejnou dobu přiváděno, a proto je rychlost čerpadla přizpůsobována době dávkování vstřikovacího stroje. Doba cyklu zahrnuje i chlazení a vyhazování obrobku. Poté se čerpadlo krátce zastaví. Dávkování barviva je proto extrémně dynamický proces," vysvětluje Olaf Lang.
V systému colorDoS je použito modulární čerpadlo mzr-7245. Nejmenší dávkované množství je 20 mikrolitrů na dávku, což je méně než jedna kapka, ale speciální geometrie dávkovací trysky zajišťuje, že i toto extrémně malé množství je dodáváno s vysokou přesností a opakovatelností.
„Stěžejní roli tu má kvalita pohonu čerpadla. Kromě motoru mají zvláštní význam i analogové Hallovy senzory pro přesné polohování. Mikromotory Faulhaber používáme už mnoho let a pro colorDoS jsme zvolili bezkomutátorový DC-servomotor řady BX4," říká Lutz Nowotka, specialista na pohony v HNPM.
Mezi silné stránky motoru 3268 BX4 CS patří kromě vysokého krouticího momentu 96 Nm i malý zástavbový prostor, extrémně dlouhá životnost a integrované, vysoce přesné řízení pohybu.
Uživatelé těží i z dalších výhod systému colorDoS. Ovládání displeje komunikuje přímo se vstřikovacím strojem a zobrazuje např. čas zbývající do další výměny nádoby. K ukládání opakujících se receptur barviv lze použít systém správy barevných kódů, alarmový manažer upozorní na nízkou hladinu barviva a v případě poruchy zastaví vstřikování. Podle HNPM je však základní složkou colorDoS – a dalších dávkovacích systémů – vlastní mikroprstencové zubové čerpadlo poháněné motorem Faulhaber a jeho zpětnovazebním polohovým řízením s pomocí lineárních Hallových senzorů.
Přes sériové rozhraní získává regulátor podrobné informace o provozu měniče. Pohotovostní proud, rychlost, poloha, odchylka a teplota jsou zachyceny s maximální přesností a data jsou k dispozici pro hloubkovou analýzu stavu zařízení. Požadavky na údržbu tak lze odhalit včas, když se tato potřeba objeví, tedy dlouho předtím, než by hrozilo riziko selhání. Tím je zajištěno konzistentní dávkování barviva pro každý vstřikovaný kus a také spolehlivý provoz.
Faulhaber BX4
Bezkomutátorové stejnosměrné servomotory se
4pólovou technologií nabízejí širokou škálu využití. Od dynamického
start/stop provozu až po řízení rychlosti a vysoce přesné řízení polohy v
extrémně stísněných zástavbových prostorech díky volitelným analogovým
Hallovým senzorům. Modulární montážní koncept pro magnetické a optické
enkodéry s vysokým rozlišením BX4 lze kombinovat s širokou paletou
planetových převodovek a pohybových aktuátorů. Dostupné jsou kompaktní
verze integrovaných rychlostních či polohových regulátorů. Tato
modularita dovoluje sestavit pohonný systém dle reálných potřeb
aplikace. Dynamicky vyvážený rotor, tichý hladký chod a nízká úroveň
vibrací předurčuje tyto pohony i v medicínských aplikacích,
automatizační technice, robotice a konstrukci přesných strojů a
přístrojů. Motory Faulhaber se samonosným vinutím jsou pro své špičkové
konstrukční a technologické vlastnosti široce využívány i v mnoha
dalších odvětvích. Kontakty, informace a technickou podporu naleznete
na: www.routech.cz
www.routech.cz
Foto: Routech
130
