V podjetju smo za pregled stanja odzračevanja izbrali dve orodji, ki se uporabljata za izdelavo batkov za zavorni sklop. Izmed obeh je bilo eno orodje slabo, drugo pa dobro. Pri slabem orodju se med oz. po brizganju pojavljajo razne težave, značilne za slabo zastavljeno odzračevanje (ožganine, prelitja, fini prah), pri drugem – dobrem orodju ni večjih težav, so pa še vedno opazna prelitja, ki bi jih želeli zmanjšati oz. odpraviti, ter fini prah. Na orodjih je odzračevanje izvedeno prek oblikovnih trnov, po demontaži orodja smo trne tudi poslikali in na njih s pomočjo merilnega mikroskopa izmerili širino odzračevalnih kanalov. S pomočjo mikrometra smo nato izmerili notranji premer puše, v katero je ob vgradnji nameščen oblikovni trn, ter zunanji premer trna. Glede na načrt ima puša nazivni notranji premer 12,8 mm s toleranco H7, trn pa zunanji nazivni premer 12,8 mm s toleranco h7, kar pomeni, da je med pušo in trnom predpisan vmesni ujem. Princip merjenja notranjega premera puš je prikazan na sliki 3.1, princip merjenja premera trna pa na sliki 3.2. Rezultate meritev notranjega premera puš prikazuje preglednica 4.1, rezultate meritev premera trna pa preglednica 4.2.
Nekateri kanali oblikovnega dela dobrega orodja so prikazani s slikama 3.3 in 3.4. Poudariti je treba, da so imeli vsi trni dobrega orodja odzračevanje narejeno strojno. Na njihovi površini se vidi raze, iz česar lahko sklepamo, da se hrapavosti površine ni namenjalo posebne pozornosti. Nasploh je opazno, da je površina odzračevalnih kanalov pri obeh orodjih nekoliko poškodovana oz. dokaj groba. Pri obeh orodjih je na mestu odzračevanja moč opaziti naslednje poškodbe in napake:
‐ raze,
‐ udarnine,
‐ ožganine,
‐ nalepke plastike,
‐ nejasne prehode med utori in valjasto površino – večinoma prisotni in bolj izraziti na slabem orodju.
Metodologija raziskave
Metodologija raziskave
Slika 3.2: Princip meritve premera oblikovnega dela oz. trna
Slika 3.3: Slike kanalov dobrega orodja na mestu začetka kanala v orodni votlini, ki so bile posnete z optičnim mikroskopom
Metodologija raziskave
Slika 3.4: Slike kanalov dobrega orodja pri 50-kratni povečavi na mestih, kjer je moč opaziti največ raznih nepravilnosti
V 3D prikazu površine na sliki 3.5 je vidno, da profil ni raven, raze pa tvorijo vrhove in doline, kar smo že prej označili kot nezaželeno.
Metodologija raziskave Za opredelitev dejanskega stanja odzračevalnih kanalov smo oblikovni del premerili s pomočjo optičnega mikroskopa. Merilna veriga za zajem širin odzračevalnih kanalov je prikazana na sliki 3.6.
Slika 3.6: Merilna veriga za zajem širine odzračevalnega kanala
Računalnik
Optični mikroskop
Merilna miza
Metodologija raziskave
S pomočjo optičnega mikroskopa smo izmerili širino kanalov. Rezultate meritev prikazuje preglednica 4.3. Princip zajema mer kanalov pa slika 3.7.
Slika 3.7: Princip meritev širin odzračevalnih kanalov na dobrem in slabem orodju. S pomočjo tega podatka smo lahko prek izračuna dobili informacijo o višino oz. globini kanala. Slika je posneta pri
50-kratni povečavi
Ker nas je zanimala višina kanala, ki jo je za našo obliko izmetača težje izmeriti, smo za ugotovitev te dimenzije uporabili preračun, v katerem smo vključili izmerjene vrednosti širine kanala in premer izmetača, ki je dimenzioniran na mero ϕ12,8 h7, pri čemer smo v izračunu zaradi poenostavitve uporabili samo imenski premer. Princip meritve širine kanala prikazuje prej omenjena slika 3.7. Veličine, uporabljene za preračun, so kotirane na sliki 3.8.
Za preračun višine si lahko pomagamo na več načinov – s Pitagorovim izrekom (3.1) ali pa s kotnimi funkcijami, kot prikazujeta enačbi (3.2) in (3.3). Rezultate preračuna prikazuje preglednica 4.4.
𝑅2= (𝑅 − ℎ𝑘𝑎𝑛𝑎𝑙𝑎)2+ (𝑊 )
2
→ 𝑅 − ℎ𝑘𝑎𝑛𝑎𝑙𝑎 = √𝑅2− (𝑊 )
2
→
Metodologija raziskave
sin𝛼 =(𝑊 2 )
𝑅 → 𝛼 = arcsin(𝑊 2 ) 𝑅
(3.2)
cos𝛼 = (𝑅 − ℎ𝑘𝑎𝑛𝑎𝑙𝑎)
𝑅 → ℎ𝑘𝑎𝑛𝑎𝑙𝑎= 𝑅 − 𝑅 ∙ cos𝛼 (3.3)
Slika 3.8: Veličine, s katerimi se preračuna višina kanala
Po pregledu izmetačev dobrega orodja smo na enak način pregledali še izmetače na slabem orodju. V primerjavi z dobrim orodjem tu s prostim očesom na izmetačih ni bilo moč tako lepo razločiti mej kanalov z okroglo površino oblikovnega trna, več pa je bilo tudi raznih ožganin in nalepkov brizganega materiala. Primerjavo enega od kanalov na dobrem in slabem orodju prikazuje slika 3.11. Sliki 3.9 in 3.10 prikazujeta površino na mestu odzračevalnih kanalov. Vidi se, da tudi na povečani sliki ni moč jasno razločiti mej odzračevalnih kanalov. Vzrok za to so zagotovo tudi ročne dodelave med fazami prototipnih brizgov in nastavitev stroja, ki so bile izvedene z ročno pilo. Temu primerno je tudi površina bistveno slabša v primerjavi s tisto na dobrem orodju. Iz tega lahko sklepamo, da je to zagotovo eden izmed vzrokov za prelitja na mestu odzračevanja – oblikovni trn je namreč vstavljen v pušo, ki skupaj z njim zagotavlja določen ujem, zaradi ročne dodelave površine pa so ostri prehodi med površino kanala in okroglo površino trna nekoliko zaglajeni, kar je lahko vzrok za slabše prileganje med njim in pušo. Iz prej navedenega vzroka lahko potegnemo še eno ugotovitev, in sicer, da je ne glede na način obdelave lahko vplivna veličina pri napakah tudi integriteta površin, pri kateri v največji meri na rezultat vpliva hrapavost. Pri zasnovi odzračevanja imamo namreč priporočene minimalne in maksimalne
Metodologija raziskave
predpisano vrednost višine kanala in je lahko vir za kasnejše napake (prelivanja, nalepki …), ki se lahko pojavijo bodisi sčasoma z obrabo orodja ali pa že med samim procesom brizganja.
Drugi vzrok za nastanek prelivanja je lahko nepravilna zasnova kanalov – kot je bilo na enem izmed sestankov v podjetju razjasnjeno, je bilo odzračevanje zasnovano na podlagi izkušenj pretežno iz področja brizganja termoplastov, ker pa je brizganje duroplastov v podjetju novost, je lahko takšna zasnova nekonzervativna, kot omenja že avtor v literaturi [13]. Ostali vzroki za slabo delovanje odzračevanja so lahko tudi druge poznane in nepoznane procesne veličine, ki nastopajo med brizganjem in jih je potrebno s celostne analize tudi upoštevati kot možen dejavnik pri pojavu napak.
Na podlagi odkritih možnih vzrokov za napake lahko takoj priporočimo izogibanje ročnim nenatančnim poseganjem v komponente orodja iz dveh razlogov – ker je tako vnašanje popravkov/izboljšav že v splošnem slabo popisljivo in neponovljivo ter zato, ker podjetje na tem področju nima velikih izkušenj in lahko vsaka ročna sprememba v proces vnese novo spremenljivko, ki lahko še dodatno upočasni uresničitev projekta, saj zaradi že omenjenega pomanjkanja izkušenj pri zasnovi pravilnega odzračevanja ali pa sanaciji nepravilnega že narejenega odzračevanja v procesu načrtovanja/iskanja rešitev zberemo vse možne vzroke za napake, število katerih pa zelo povečamo, če se popravkov in dodelav ne lotimo sistematično. Nesistematičen način dela lahko poleg kasnejše rešitve prinese tudi dodatne stroške, ki se kažejo npr. v nedoseganju rokov, ki jih postavi naročnik izdelka. V prihodnje bi bilo dobro odzračevanje podrobneje zasnovati že v fazi razvoja izdelka in pozornost nameniti tudi integriteti površine.
Metodologija raziskave
Slika 3.10: Slike kanalov slabega orodja na mestu, ki je med brizganjem nameščeno v puši. Posnete so bile z optičnim mikroskopom pri 50-kratni povečavi
Oster rob, dobro viden prehod
Gladka površina
a)
b)
Grobe raze, prehod ni viden
Metodologija raziskave