Medžiagos pasirinkimas ertmėms ir šerdims
Ertmė ir šerdis yra pagrindiniai komponentai, kurie tiesiogiai liečiasi išlydytu PET ir suteikia ruošiniui formą. Jie veikia aukštos temperatūros (270-290 laipsnių) ir aukšto slėgio (150-200 MPa) sąlygomis ir turi atlaikyti nuolatinį išlydyto PET šveitimą ir trintį. Todėl renkantis jų medžiagas reikia sutelkti dėmesį į atsparumą dilimui, poliravimą ir atsparumą korozijai.
Atsparumas dilimui yra pagrindinis ertmių medžiagų rodiklis. Užpildant dideliu greičiu, išlydytas PET stipriai šveičia ertmės paviršių, ypač šalia vartų ir išsikišusiose vietose, pvz., ruošinių sriegiuose, kur susidėvėjimas yra ryškesnis. Dėl nepakankamo atsparumo dilimui sumažės matmenų tikslumas ir padidės ertmės paviršiaus šiurkštumas, o tai turės įtakos ruošinio išvaizdai ir matmenų stabilumui. Todėl ertmės medžiaga turi būti didelio kietumo (paprastai didesnė nei HRC45 arba lygi jam) ir gerą atsparumą dilimui. Dažniausiai naudojamos medžiagos yra martensitinis nerūdijantis plienas (pvz., S136, STAVAX) ir miltelinės metalurgijos greitasis plienas (pvz., ASP{21}}60). S136 po terminio apdorojimo gali pasiekti HRC48-52 kietumą, jame yra 13–17 % chromo, pasižymintis puikiu atsparumu dilimui ir korozijai, todėl tinka bendroms maisto pakavimo formoms. ASP-60, pagamintas naudojant miltelinę metalurgiją, gali pasigirti HRC60-65 kietumu, volframu, molibdenu ir kitais legiravimo elementais viršija 20%. Jo atsparumas dilimui yra 3–5 kartus didesnis nei S136, todėl jis tinkamas didelės spartos, didelės apimties gamybos formoms mineralinio vandens buteliams, gazuotų gėrimų buteliams ir kt.
Poliravimo efektyvumas tiesiogiai veikia ruošinio paviršiaus kokybę. PET ruošiniams reikalingas lygus paviršius (Ra Mažiau arba lygus 0,01 μm), kad būtų užtikrintas vienodas tempimas ir estetinė išvaizda vėlesnio formavimo pūtimu metu. Tam būtina, kad ertmės medžiaga pasižymėtų puikiomis poliravimo savybėmis, o šlifuojant ir poliruojant būtų pasiekta veidrodinė apdaila. Martensitinis nerūdijantis plienas (pvz., S136) yra pagrindinis pasirinkimas dėl jo didelio grynumo (sieros, fosforo ir kitų priemaišų, 0,01 %) ir vienodos mikrostruktūros, todėl po poliravimo pasiekiamas Ra0,005 μm paviršiaus šiurkštumas. Kita vertus, paprastas anglinis įrankių plienas (pvz., Cr12) turi daugiau priemaišų ir jį sunku poliruoti iki aukšto blizgesio, todėl tinka tik pramoninėms ruošinių formoms, kurioms keliami mažesni paviršiaus kokybės reikalavimai. Be to, grūdų rafinavimas taip pat turi įtakos poliravimui. Pavyzdžiui, kontroliuojant kalimo ir terminio apdorojimo procesus, patobulinus S136 grūdelių dydį iki mažesnio nei 5 μm, gali sumažėti „apelsino žievelės efektas“ poliravimo metu.
Atsparumą korozijai reikia parinkti pagal PET žaliavos savybes. Gaminant PET ruošinius, kurių sudėtyje yra rūgščių, šarminių ar priedinių medžiagų (pvz., antioksidantų ir dažiklių), ertmės paviršius yra jautrus cheminei korozijai, dėl kurio atsiranda duobių arba rūdžių, o tai turi įtakos ruošinio kokybei. Todėl reikia pasirinkti medžiagas, turinčias didelį atsparumą korozijai. Pavyzdžiui, nerūdijantis plienas S136, kurio chromo kiekis yra didesnis nei 13%, gali sudaryti tankią chromo oksido pasyvavimo plėvelę, kurios atsparumas druskos purškiamai korozijai viršija 1000 valandų, todėl jis tinkamas PET ruošinių, kuriuose yra priedų, gamybai. Dar stipresnei korozijai (pavyzdžiui, pesticidų ruošiniams) galima naudoti dvipusį nerūdijantį plieną (pvz., 2205). Jo didesnis chromo, nikelio ir molibdeno kiekis užtikrina didesnį atsparumą korozijai, palyginti su įprastu martensitiniu nerūdijančiu plienu, tačiau kaina yra atitinkamai didesnė.
Medžiagų parinkimas šablonams ir struktūriniams komponentams
Šablonai (judantis šablonas, fiksuotas šablonas), kreipiamieji stulpeliai, kreipiamosios movos ir kiti konstrukciniai komponentai sudaro formos karkasą, atlaikantį suspaudimo jėgą, palaikant ertmę ir perduodant judesį. Norint užtikrinti bendrą formos stabilumą, reikia atidžiai apsvarstyti jų medžiagų stiprumą, standumą ir apdirbamumą.
Stiprumas ir standumas yra pagrindiniai šablonų medžiagų reikalavimai. Suspaudimo proceso metu šablonas turi atlaikyti tūkstančius kiloniutonų suspaudimo jėgą. Nepakankamas stiprumas lems šablono deformaciją (plokštumo nuokrypis viršija 0,01 mm/m), dėl to ertmės uždarymo prošvaisa bus netolygi ir ruošinio blyksnis. Todėl šablono medžiaga turi turėti didelį atsparumą tempimui (didesnis arba lygus 800 MPa) ir tamprumo modulis (didesnis arba lygus 200 GPa). Dažniausiai naudojamos medžiagos yra iš anksto grūdintas plienas (pvz., 718H ir NAK80). 718H, po išankstinio grūdinimo apdorojimo, jo kietumas yra HRC30-35, tempiamasis stipris viršija 1100 MPa ir geras grūdinimas, todėl tinka 15 arba 0 mm didesniam tempimui. NAK80 yra senėjimo -plastikinis liejimo plienas, kurio iš anksto{20}}grūdintas kietumas yra HRC38-42, kurio prieš apdirbant nereikia papildomai termiškai apdoroti, jis deformuojasi minimaliai ir tinka mažiems ir vidutinio dydžio tiksliams šablonams. Itin didelėms formoms (pvz., 144 ertmių ruošinių formoms) galima pasirinkti didelio stiprumo legiruotą konstrukcinį plieną (pvz., S50C), kurio bendras standumas pagerinamas grūdinant (kietumas HRC28-32).
Apdirbimo našumas turi įtakos pelėsių gamybos sąnaudoms ir ciklo trukmei. Šablonai paprastai reikalauja kelių apdirbimo procesų, tokių kaip frezavimas, gręžimas ir šlifavimas; Medžiagos apdirbamumas tiesiogiai veikia apdirbimo efektyvumą ir įrankių susidėvėjimą. Iš anksto grūdintas plienas (pvz., 718H) yra vidutinio kietumo ir mažo atsparumo pjovimui, todėl jį galima apdirbti karbido įrankiais. Galima pasiekti Ra1,6 μm paviršiaus šiurkštumą, todėl jis tinkamas paketiniam apdorojimui. Anglies plienas (pvz., 45# plienas), nors ir pigesnis, prieš naudojimą jį reikia grūdinti, todėl apdorojimo ciklai pailgėja, o pjovimo metu susidaro užaugęs{9}} briaunas, o tai turi įtakos paviršiaus kokybei. Be to, reikia atsižvelgti į medžiagos suvirinamumą. Nors 718H galima pataisyti suvirinant argonu lankiniu būdu, kai formos šablone atsiranda vietinių įtrūkimų, kai kurie labai{13}}legiruoti plienai po suvirinimo yra linkę įtrūkti, todėl jį taisyti sunku.
Atsparumas dilimui ir nukreipimo tikslumas yra labai svarbūs kreipiamųjų stulpų ir įvorių. Kreipiamieji stulpeliai ir įvorės dažnai slysta (30{5}}50 kartų per minutę) atidarant ir uždarant formą, todėl reikia tvirtai pritvirtinti (0,005-0,01 mm) ir sklandžiai judėti. Todėl medžiaga turi turėti gerą atsparumą dilimui ir matmenų stabilumą. Kreipiamieji stulpeliai dažniausiai gaminami iš daug{13}}anglies chromo turinčio plieno (pvz., SUJ2), kuris po grūdinimo ir grūdinimo pasiekia HRC60{15}}62 kietumą. Paviršius yra šlifuotas iki storio, mažesnio nei Ra0,4 μm, pasižymintis puikiu atsparumu dilimui. Kita vertus, kreipiančiosios įvorės yra pagamintos iš bronzos lydinio (pvz., ZCuSn10Pb1), kuris pasižymi savaiminio sutepimo savybėmis, mažina kreipiamųjų stulpų susidėvėjimą ir todėl tinka tepimui be alyvos. Didelės spartos formoms (atidarymo ir uždarymo greitis > 500 mm/s) kreipiamieji stulpeliai ir įvorės gali būti apdorojami azotavimu (paviršiaus kietumas HV800-1000), siekiant dar labiau pagerinti atsparumą dilimui ir pailginti tarnavimo laiką.
