Statikus keverők hatásfokának elemzése
A fröccsöntés a műanyagipar egyik legmeghatározóbb tömegtermelésre alkalmas gyártástechnológiája. Fröccsöntéssel bonyolult 3D-s termékeket tudunk előállítani. Az alig több mint 100 éve létező eljárás az utóbbi években egyre nagyobb mértékű szerepet játszik a polimer termékek gyártásában. A világon feldolgozott műanyagok körülbelül negyedét fröccsöntéssel állítják elő és Magyarországon is a termékek körülbelül 30%-a így készül. Az így készült termékeket különböző területeken alkalmazzák, mint például az autóipar, csomagolóipar, orvostechnika, játékipar. Sok esetben a legyártott termékeknek magas minőségi előírásoknak kell megfelelnie nem csupán műszaki, de esztétikai, funkcionális, ergonómiai szempontból is.
Az esztétikai hibák közül a termék színében lévő inhomogenitások a legszembeötlőbbek. Az inhomogenitások megjelenésének egyik fő oka a színezőanyagok nem megfelelő eloszlatása a polimer mátrixban. A színezőanyagok olyan pigmenteket és elegyedő színezékeket tartalmaznak, amelyek megváltoztatják az alapanyag optikai tulajdonságait. Ezek nagy előnye, hogy csökkentik a termék gyártásának költségeit, mivel így nincs szükség utómunkálatokra (festés, matricázás stb.). A színezőanyagok megfelelő eloszlatására különböző eszközök és módszerek állnak rendelkezésünkre. A termék homogenitására hatással van maga a fröccsöntő gép, a technológiai paraméterek megválasztása, keverőelemek, a csiga kialakítása, a szerszám geometriája és az alap- és színezőanyag tulajdonságai.
Az iparban a keverőelemek alkalmazása elterjedt. A keverőelemek két nagy típusba sorolhatók, a dinamikus és a statikus keverők csoportjába. Mindkét típusnak megvannak a maga előnyei és hátrányai. A statikus keverők előnye, hogy az aggregátba a csiga elé beépítve nem csökkentik annak hasznos hosszát, így nem rontva a plasztikálási teljesítményt. A dinamikus keverők nagy előnye, hogy jóval nagyobb nyírást vihetünk bele az alapanyagba, ami a keveredés alap feltétele. A keverők hátránya azonban, hogy az ömledék szerszámba juttatásához szükséges nyomásigényt növelik. Ez a nyomásesés függ a keverő kialakításától, annak méretétől, az alkalmazott keverőelemek számától, a keverőelemek geometriájától, az ömledék folyóképességétől stb.
Dolgozatomban célul tűztem ki a statikus keverők minősítését. Ezen belül vizsgáltam a statikus keverőelemek számának növelésével és a keverő geometriájának megváltoztatásával együtt járó nyomásszükséglet növekedését. A nyomásszükséglet változását a fröccsöntőgépre felszerelt szenzorok segítségével mértem, illetve szimulációs programok segítségével határoztam meg. A mérések segítségével validáltam a szimulációs eredményeket, majd a számításokat kiterjesztettem más geometriájú statikus keverőkre is. A statikus keverő keverési hatékonyságát. A keveredés minősítésére a tanszéken kifejlesztett színegyenetlenség mérő programot, valamint szimulációs programokat használtam.
