MŰANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2014
49
Bevezetés
A műanyaggyártó- és feldolgozóipar mára a gaz-
daság egyik meghatározó ágazatává nőtte ki ma-
gát, a 2012-es adatok alapján a világ műanyagipari
termelése meghaladta a 280 millió tonnát a 2011-
es évben. Az ágazaton belül az egyik legfontosabb
feldolgozási technológiának számít a fröccsöntés,
amellyel a műanyag termékek több, mint harma-
dát állítják elő. Magyarországon több mint 21ezer
tonna polimer alapanyagot dolgoztak fel fröccs-
öntéssel 2011-ben, ami a teljes műanyaggyártó-
és feldolgozóipar által előállított termékek kb.
27,6%-a [1, 2].
A fröccsöntési ciklus legmeghatározóbb része a
termék hűtési ideje, amely – a nagy térfogatú és
feldolgozási hőmérsékletű, összetett geometriájú
fröccsöntött termékek esetében – a teljes ciklus
több mint felét teszi ki. Az ilyen termékeknél a
hűtési idő csökkentése jelentősen javítja a terme-
lési hatékonyságot. A hűtési idő csökkentésére az
egyik legjobb megoldás a formakövető hűtéssel
ellátott szerszámbetétek alkalmazása. A hagyomá-
nyos hűtőrendszerhez képest ez a megoldás követi
a termék geometriáját, így több hőt képes elvonni
a fröccsöntött darabtól és a hőelvonás is egyen-
letesebb. Ennek következményeként csökken a
ciklusidő és javul a termék minősége. Az összetett
formájú hűtőkörök gyártása hagyományos meg-
munkálási technológiákkal is lehetséges, de az
anyaghozzáadás elvén működő eljárásokkal ösz-
szetettebb geometriájú és alakú hűtőkörök alakít-
hatóak ki. A formakövető hűtőrendszerrel ellátott
szerszámbetétek gyártására a legelterjedtebb tech-
nológia a szelektív lézer szinterezés, amely lehe-
tővé teszi a különböző keresztmetszetű és alakú
hűtőkörök kialakítását [3].
Formakövető hűtések
A formakövető hűtési rendszerek olyan alternatív
hűtési rendszerek, amelyek követik a formaüreg
geometriáját, így a hűtőkör és a termék fala kö-
zötti távolság állandó. A hagyományos hűtőkö-
röket fúrással alakítják ki, emiatt csak egyenes
részekből állhat, így egy összetett geometriájú
termék esetén kialakulhatnak olyan részek a da-
rabon, ahol a hűtési rendszer nem tud megfelelő
hőmennyiséget elvonni, emiatt a termék felüle-
ti hőmérséklet-eloszlása egyenetlenné válik. A
kontúrkövető hűtés ezzel ellentétben a termék
geometriáját követve minden részről ugyanany-
nyi hőt képes elvonni, ezáltal lényegesen kisebb
vetemedést és belső feszültséget okozva. A for-
DMLS SZERSZÁMBETÉTEK
SZIMULÁCIÓS VIZSGÁLATA
Az RPT technológiák fejlődésével lehetőség nyílik fröccsöntő szerszámokban for-
makövető hűtés megvalósítására. Az ilyen szerszám betéteket közvetlenül fémporból
lézerszinterezéssel állítják elő. A formakövető hűtés során olyan hűtési rendszereket ala-
kítanak ki, amelyek pontosan követik a fröccsöntött termék geometriáját, így nagyobb
mennyiségű hőt képesek elvonni. Emellett a hőelvonás egyenletesebben megy végbe, mint
a hagyományos hűtési rendszereket esetében. A formakövető hűtő rendszerek tervezése
összetett feladat, amelyben kitüntetett szerepet kap a fröccsöntési szimuláció alkalmazása.
With the development of the Rapid Prototyping technologies, injection mold inserts with conformal cooling
systems can be manufactured from metal powder by direct metal laser sintering (DMLS). The conformal
cooling channels are placed along the geometry of the injection molded product, so they can extract more
heat where the heat removal is even comparing to the conventional cooling systems. To design conformal
cooling systems is a complex process; a proper design can only be achieved by applying injection molding
simulation.
