Kanały gorące i zimne w formach wtryskowych – co warto wiedzieć przed podjęciem decyzji?

Początkiem życia każdego plastikowego elementu jest forma wtryskowa. To właśnie od niej zależy jakość, efektywność i koszt całego procesu produkcji. W świecie form wtryskowych wyróżniamy dwa główne typy układów doprowadzania tworzywa: zimno- i gorąco-kanałowe. Każdy z nich ma swoje zalety i ograniczenia, a wybór odpowiedniego rozwiązania powinien być oparty na charakterystyce danego projektu.

W 3DForce specjalizujemy się w projektowaniu i produkcji zarówno form zimno-, jak i gorąco-kanałowych, dobierając rozwiązania idealnie dopasowane do wymagań klienta – zarówno pod kątem technologicznym, jak i budżetowym.

Zimny kanał – prostszy, tańszy, ale z odpadami

Formy zimno-kanałowe zbudowane są najczęściej z 2 lub 3 płyt, zamontowanych w skrzynce formierskiej. Tworzywo sztuczne jest wtryskiwane przez dyszę, przepływa przez układ kanałów i trafia do gniazda formy.

Jeśli kiedyś miałeś do czynienia z modelarstwem, z pewnością pamiętasz plastikowe modele połączone cienkimi przewężkami – to klasyczny przykład formy zimno-kanałowej. W przemyśle przewężki są najczęściej usuwane mechanicznie, czasem laserowo. Stosuje się również tzw. zabierak wlewka lub specjalne mechanizmy odcinające przewężkę podczas otwierania formy.

Wadą zimnych kanałów jest fakt, że tworzywo z układu wlewowego nie trafia do wyrobu – musi zostać odzyskane lub zutylizowane, co generuje odpady.

Gorący kanał – nowoczesność, czystość, oszczędność materiału

Jak widać na zdjęciu powyżej gorące kanały potrafią być naprawdę zaawansowanym oraz precyzyjnym przyrządem.

Formy gorąco-kanałowe są bardziej zaawansowane. Składają się zazwyczaj z dwóch płyt, a kanał doprowadzający tworzywo posiada własny system grzania (grzałki i termopary). Dzięki temu tworzywo cały czas znajduje się w stanie uplastycznionym, a odpady w postaci przewężek i wlewków praktycznie nie występują.

W systemach gorąco-kanałowych wyróżniamy:

• Systemy grzane zewnętrznie – idealne do przetwórstwa tworzyw wrażliwych na przegrzanie.
• Systemy grzane wewnętrznie – zapewniają bardziej równomierny przepływ, lepsze dla większych lub bardziej skomplikowanych detali.

W 3DForce stosujemy gorące kanały w projektach premium oraz przy produkcji wielkoseryjnej, eliminując odpady i podnosząc jakość detali.

Estetyka wyprasek – gorący czy zimny kanał?

Oprócz kosztów, cyklu produkcyjnego i poziomu automatyzacji, bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na wybór systemu kanałów w formie wtryskowej jest estetyka gotowej wypraski. W zależności od zastosowania (np. obudowa elektroniki, elementy użytkowe, części ekspozycyjne), różnice mogą mieć kluczowe znaczenie.

Wypraski z form zimno-kanałowych

• Ślad po przewężce (np. krawędziowej) najczęściej znajduje się na bocznej lub dolnej powierzchni detalu i wymaga dodatkowego usuwania – ręcznego, maszynowego lub laserowego.
• W zależności od typu przewężki i użytego tworzywa, mogą pojawić się niedoskonałości w miejscu wtrysku, np. niewielkie wybrzuszenia lub wypłynięcia materiału.
• Nieco większe ryzyko powstawania linii łączenia i śladów płynięcia w miejscach przecięcia frontów przepływu.

Wypraski z form gorąco-kanałowych

• Dzięki precyzyjnemu sterowaniu przepływem materiału oraz wyeliminowaniu wlewków, możliwe jest uzyskanie bardziej jednorodnej powierzchni.
• Brak konieczności cięcia przewężki oznacza brak śladów po jej odłamaniu, co jest istotne przy detalu eksponowanym (np. pokrywy, fronty, obudowy premium).
• Systemy punktowe w gorących kanałach (np. typu valve gate) pozwalają na wtrysk w niemal dowolnym miejscu – również w niewidocznych strefach produktu.

Czy wiesz jak wygląda ślad po gorącym kanale? Weź do ręki butelkę wody mineralnej i sprawdź sam! Specjalnie dla was przygotowałem zdjęcie. Zwróćcie uwagę na mały ślad na literke "y":

A oto jak wygląda masowa produkcja nakrętek z wykorzystaniem form gorącokanałowych:

Jeżeli wygląd końcowego detalu jest dla Ciebie priorytetem, warto rozważyć zastosowanie formy gorąco-kanałowej – szczególnie w połączeniu z materiałami transparentnymi, połyskliwymi lub wymagającymi bardzo gładkiej powierzchni.

W 3DForce doradzimy Ci nie tylko pod kątem technologii wykonania formy, ale też uwzględnimy estetyczne oczekiwania względem wypraski. Nasi inżynierowie pomogą wybrać najlepszy system doprowadzania tworzywa do formy – zgodnie z funkcją, materiałem i wyglądem produktu końcowego.

Wydajność form gorąco- i zimno-kanałowych

Wydajność formy wtryskowej – rozumiana jako liczba cykli produkcyjnych w określonym czasie – jest bezpośrednio powiązana z konstrukcją układu doprowadzającego tworzywo. W zależności od tego, czy forma wykorzystuje zimny czy gorący kanał, efektywność procesu może się znacząco różnić.

Formy zimno-kanałowe – klasyczne i ekonomiczne

• Cykl produkcyjny często jest nieco dłuższy – trzeba poczekać aż wlewki ostygną i zostaną usunięte.
• Usuwanie wlewków (ręczne, robotyczne lub mechaniczne) może wydłużać czas produkcji i wymagać dodatkowych operacji.
• Wielokrotne przetwarzanie wlewków (regranulacja) to dodatkowy czas, sprzęt i energia.

Formy gorąco-kanałowe – maksymalna automatyzacja i krótsze cykle

• Brak wlewków oznacza krótszy czas chłodzenia i szybsze przejście do kolejnego cyklu.
• Brak potrzeby cięcia przewężek lub manipulowania wlewem = niższy koszt jednostkowy detalu.
• Możliwość integracji z wtryskarkami w pełni zautomatyzowanymi, co znacznie zwiększa wydajność linii.

W zastosowaniach przemysłowych, gdzie liczy się czas cyklu, powtarzalność i koszt jednostkowy – formy gorąco-kanałowe są bezkonkurencyjne. W przypadku krótszych serii lub ograniczonego budżetu, zimny kanał może być jednak w pełni wystarczający.

Porównanie systemów – plusy i minusy

System zimno-kanałowy – zalety:

1. Niższy koszt wykonania i serwisowania formy
2. Szybsza zmiana tworzywa i koloru
3. Niższe zużycie energii
4. Możliwość wykorzystania robota do usuwania przewężek
5. Prostsza konstrukcja i krótszy czas przygotowania formy

System zimno-kanałowy – wady:

1. Więcej odpadów (przewężki i wlewki)
2. Dłuższy cykl produkcyjny
3. Potrzeba recyklingu lub utylizacji odpadów
4. Możliwość nierównomiernego ścinania przewężek

System gorąco-kanałowy – zalety:

1. Brak odpadów – cały materiał trafia do wypraski
2. Potencjalnie krótszy czas cyklu
3. Większa automatyzacja produkcji
4. Lepszy przepływ materiału, szczególnie w dużych elementach

System gorąco-kanałowy – wady:

1. Wyższe koszty wykonania formy
2. Trudniejsza zmiana koloru
3. Wyższe koszty utrzymania i energii
4. Większa wrażliwość na temperaturę – nie dla każdego tworzywa

Alternatywa dla gorącego kanału - system wielopłytowy, zimnokanałowy, samozrywający

Bardzo ciekawą alternatywą, która pozwala na oszczędności jest wystem wielopłytowy.

System 3-płytowy jest znacznie tańszy, pozwala przy tym na uzyskanie bardzo estetycznego punktu wtrysku. Układ wlewowy może zostać w procesie produkcyjnym przejmowany przez robota/pickera a następnie trafić do młynka, co umożliwi na pracę bez generowania odpadów.

Które rozwiązanie wybrać?

Wybór między zimnym a gorącym kanałem zależy od wielu czynników:

• Rodzaju tworzywa
• Złożoności i wielkości wypraski
• Liczby planowanych cykli
• Stopnia automatyzacji procesu
• Budżetu inwestycyjnego

3DForce pomoże Ci wybrać najlepsze rozwiązanie – niezależnie od tego, czy potrzebujesz formy do krótkiej serii, czy narzędzia produkcyjnego na miliony cykli. Oferujemy doradztwo, projektowanie i realizację form wtryskowych dostosowanych do Twoich celów.

Potrzebujesz formy wtryskowej? Skonsultuj się z 3DForce

Skontaktuj się z nami, jeśli chcesz dobrać odpowiedni system do swojego projektu. Nasz zespół inżynierów przeanalizuje Twoje potrzeby i przygotuje optymalne rozwiązanie – od koncepcji po realizację.