”Hyvä Tietää Muovista” on MuoviPlast-lehdessä jo vuodesta 2012 lähtien ilmestynyt artikkeleiden sarja, joissa esitellään perustietoa tavallisimmista muoveista.

Teksti Ulf Bruder / Brucon Ab, käännös Erik Lähteenmäki / Polymerik Oy.
  • Lämminvesijärjestelmän kiertovesipumpun yksi puolisko valmistetaan lasikuituvahvistetusta PA66 muovista. Sen muotoilussa on käytetty paljon negatiivisia päästöjä. Negatiiviset päästöpinnat valmistetaan vasemman kappaleen sisällä näkyvän metallikeernan avulla. Metallikeernan sulattamisen jälkeinen kappale kuvassa oikealla.
  • Muotti jossa liikkuva muottipuolisko pyörii. Liikkuva muottipuolisko on kiinnitetty pyörivään muottipöytään (1). Musta raaka-aine ruiskutetaan pesään (2) ensimmäisessä vaiheessa. Muotin 180° kääntymisen jälkeen ruiskutetaan toinen raaka-aine pesään (3). Lähde: Ferbe Tools
  • Muotti, jossa ulostyöntö kiinteässä muottipuoliskossa. Vasemmalla muotin halkaisukuva. Oikealla näkyy varsi, joka vetää avauksen aikana mukanaan ulostyöntölevyn.
  • Kerrosmuotin toimintaperiaate. Muottitilat sijaitsevat keskilevyn molemmin puolin. Sekä kiinteässä että liikkuvassa muottipuoliskossa on ulostyöntömekanismi.
  • Muotti pyörivillä keernoilla. Kuvan muotissa on neljä pesää ja sillä valmistetaan pullonkorkkeja (1), jotka putoavat muotista kun pyörivät keernat (5), jotka muovaavat korkin ulkopinnan pyörittävät ne irti kiinteiltä keernoilta, jotka muovaavat korkin kierteet. Pyörivät keernat saavat liikkeensä kun kehäratas (3) pyörii kiinteän ruuvin (2) päällä ja välittää liikkeen pyörivien keernojen hammaspyöriin (4).
  • Kuvassa keernamuotti, jolla valmistetaan alla oleva kansi. Muotissa olevat vinot tapit liikuttavat sivukeernoja, jotka muovaavat kannen kahvan että bajonettilukituksen. Keernoissa on kuvassa näkyviin messinkiputkiin kytkettävä erillinen temperointipiiri. Tehokkaan temperoinnin aikaansaamiseksi keernat on valmistettu berylliymkupariseoksesta nimeltä ”Moldmax”. Sen toimittaja on Uddeholm Tooling.
  • Kolmilevymuotin rakenne. 1. kiinteä levy, jossa valukanava sijaitsee, 2. ensimmäinen liikkuvista levyistä, muovaa kappaleen ulkopinnan, 3. toinen liikkuvista levyistä, muovaa kappaleen sisäpinnan ja siinä sijaitsee myös ulostyöntö, joka irrottaa kappaleen muotista, 4. valukanava, 5. kappale, 6. ulostyöntörengas, 7. vetovarsi vetää 2. levyn muotin avauksen aikana mukanaan jolloin valukanava putoaa muotista, päätyasennossa kytkin vapauttaa 2. levyn, 8. toinen vetovarsi avaa 2. ja 3. levyn välin ja kappale työnnetään ulos.
  • Kuvassa yksinkertainen kaksilevymuotti jolla valmistetaan alla oleva säilytyskori. Kuvasta on helppo todeta että oikeanpuoleinen muottipuolisko on liikkuva puoli, koska ulostyöntölevy (alimpana) näkyy selvästi. Vasemmassa, kiinteässä muottipuoliskossa, sijaitsee kuumakanavajärjestelmällä toteutettu valukanavisto. Oikeassa puoliskossa näkyvät neljä ohjaintappia keskittävät muottipuoliskot tarkasti kohdakkain kun muotti suljetaan.

Tässä jaksossa esitellään erilaisia ruiskuvalumuotteja ja niissä käytettyjä ratkaisuja. Seuraavassa jaksossa perehdytään tarkemmin muotin yksittäisiin osiin.
Ruiskuvalukoneen käyttäjältä kysyttäessä, minkälaisia ruiskuvalumuotteja heillä on käytössä, on vastaus usein: ”tavallisia sekä kuumakanavamuotteja”. Kuumakanavamuoteilla tarkoitetaan tietyn tyyppistä valukanavajärjestelmää (käsitellään seuraavassa jaksossa), joten voidaankin miettiä mikä oikeastaan on se ”tavallinen muotti”. Mahdollisesti tarkoitetaan jotain seuraavista:

  • Perinteinen kaksilevymuotti
  • Kolmilevymuotti
  • Keernamuotti
  • Muotti pyörivillä keernoilla sisäpuoleisille kierteille
  • Kerrosmuotti
  • Muotti ulostyönnöllä kiinteästä muottipuoliskosta
  • Perhemuotti
  • Monikomponenttimuotti
  • Muotti sulakeernoilla

Lista kattaa useimmat eri muottityypit, mutta ei ole mitenkään täydellinen. Useimmissa luetelluista muottiratkaisuissa voidaan sitä paitsi valita kylmä- tai kuumakanavajärjestelmä valukanavistoa varten.

Kaksilevymuotti

Kaksilevymuotti on yksinkertaisin ja tavallisin ruiskuvalumuotin rakenne

Kolmilevymuotti

Kolmilevymuotissa valukanava putoaa muotin avaamisen yhteydessä levyn 1 ja 2 välistä ja erotetaan itse kappaleesta, joka tulee muotista levyn 2 ja 3 välistä. Toiminnon etuna valukanavia ei tarvitse erikseen erotella muotin avaamisen jälkeen.

Keernamuotti

Keernamuoteilla tarkoitetaan muotteja joissa on liikkuvia sivuluisteja tai keernoja. Niitä voidaan pakko-ohjata vinoilla ohjaintapeilla (katso kuva), jotka saavat ne liikkumaan avaus- ja sulkuliikkeen aikana. Vaihtoehtoisesti keernoja ohjataan sähköisesti, tai hydraulisilla/pneumaattisilla sylintereillä.

Muotti pyörivillä keernoilla

Oletko joskus ihmetellyt miten muovipullon korkki valmistetaan? Vastaus on, pyörivien keernojen avulla.

Kerrosmuotti

Kerrosmuotti muistuttaa kolmilevymuottia, mutta sen sijaan että valukanava erotetaan, on muotissa kaksi muottitilaa, joista valmistuu valmiita kappaleita. Kerrosmuotin etuna on lisääntynyt tuotantokapasiteetti ilman konekoon suurentamista.

Muotti ulostyönnöllä kiinteästä muottipuoliskosta

Erinäisistä syistä johtuen saattaa joskus olla hyvä, että kappaleiden ulostyöntö toimii kiinteästä muottipuoliskosta (esim. syöttöpisteen piilottaminen). Kerrosmuotissa tämä on pakollinen toiminto, mutta sitä voidaan käyttää myös kaksilevymuotissa. Käytännössä asia ratkaistaan usein vetämällä avauksen aikana mukana kiinteään muottipuoliskoon asennettu ulostyöntölevy ketjujen tai tankojen avulla.

Perhemuotti

Perhemuotti on monipesäinen muotti, jossa pesillä on eri geometria. Etuna on edullisempi muottikustannus, koska jokaiselle kappaleelle ei tarvitse valmistaa erillistä muottia. Ratkaisua käytetään usein kun halutaan pitää kustannukset kurissa pienillä tuotantosarjoilla. Haittana on jaksoaika, joka määräytyy paksuimman tai suurimman kappaleen mukaan ja siten ohjaa myös pienempien kappaleiden valmistuskustannuksia. Riskinä on lisäksi että ei ehditä pakata kaikkia pesiä (kompensoida kutistumista) ennen kuin portti tai valukanava on jäähtynyt kiinni. Toisena epäkohtana voi olla suuri hukka, jos kaikkia kappaleita ei tarvita yhtä monta. Alla kappaleita valukanavineen 1+1 perhemuoteista.

Monikomponenttimuotti

Kun halutaan valmistaa kappale, johon ruiskutetaan monta eri raaka-ainetta, on olemassa monta eri ratkaisua. Tavallisin tapa on kahden eri raaka-aineen yhdistäminen joko eri värisinä tai pehmeän tartuntaystävällisen elastomeerin ruiskuttaminen jäykemmän raaka-aineen päälle.

Muotti sulakeernoilla

Sulakeernatekniikka on hyvin harvinainen valmistusmenetelmä. Kappale valmistetaan yhtenä osana ja siinä käytetään irrallista metallikeernaa muovaamaan kappaleen muotoja, jotka olisivat mahdottomia tavallisille aukeaville muoteille. Metallikeerna, joka on valmistettu helposti sulavasta metallista (kuten tina), asetetaan muottiin ja sen päälle ruiskutetaan muovi. Ulostyönnössä irtokeerna seuraa kappaleen mukana. Seuraavaksi kappale asetetaan uuniin, jonka lämpötila on alle muovin sulamispisteen, mutta yli metallin sulamispisteen. Kun metallikeerna on sulanut ja valunut pois muovikappaleesta voidaan metallista valaa uusia sulakeernoja.

Menetelmän kalleudesta huolimatta voi menetelmä usein kilpailla metallista valmistetun tuotteen kanssa. Kuvassa näkyvät neljä messinkistä kierreholkkia voidaan joko asettaa muotiin ennen ruiskutusta tai asentaa valmiiseen ruiskuvalukappaleeseen jälkeenpäin.

Sami Keskiaho Tietoa muovista