Лиття під тиском основи технології
Основи технології лиття під тиском Виключне різноманітність штучних виробів з полімерних матеріалів, широкий комплекс пропонованих до них вимог (споживчі, експлуатаційні, технологічні, економічні, дизайну) диктує необхідність застосування і вдосконалення різноманітних методів лиття під тиском, кожен з яких дозволяє найбільш повно вирішувати поставлені завдання .
Пластикація, тобто розплавлення полімерного матеріалу під тиском, під мно¬гом визначає якість виробу. Розрізняють червячную пластикации і поршневу. Черв'ячні пластикатора мають високу продуктивність, забезпечують відмінну гомогенізацію розплаву, що особливо важливо при використанні дробленки або суперконцентрату, і тому мають найбільшого поширення. Поршневі пластикатора використовуються значно рідше, оскільки вони не мають перераховані вище якостями. Але і вони не без достоїнств, серед яких: здатність забезпечувати високу швидкість інжекції розплаву в форму, можливість реалізовувати ефект мармуру або, якщо необхідно, яшми, пластикацией суміші різних за кольором пластмас.
Іноді застосовують роздільну пластикации, при якій полімер спочатку надходить з бункера в вищевказаний черв'ячний предпластікатор, який виробляє розплав, а потім через регулюючий кран розплав направляється в поршневий пластикатор, який здійснює дозування і високошвидкісну инжекцию в форму. Зауважимо, що таке нехитре виріб як гребінець, найбільш ефективно проводиться на ливарних машинах з роздільним червячно- поршневий пластикацией.
На етапі пластикации основними технологічними параметрами є: температура розплаву по довжині циліндричної частини матеріального циліндра, температура сопла, встановленого на виході з матеріального циліндра, швидкість обертання черв'яка і величина протитиску при його відході.
Методи лиття під тиском
Необхідний обсяг розплаву (доза) накопичується в матеріальному циліндрі ЛМ і потім під високим тиском (100-200 МПа) впорскується, інжектується, в форму за короткий, що вимірюється секундами, інтервал часу. Це найбільш поширений спосіб. Він дозволяє отримувати вироби складної конфігурації, з різною товщиною стінок, як з термопластів, так і з термореактивних пластиків, допускає використання многогнездная форм з різною літніковой системою. Особливість технології - обсяг виробів з литниками не перевищує паспортного об'єму уприскування використовуваної ЛМ.
Застосовується при черв'ячному способі пластикации для отримання товстостінних виробів. Його суть - обертанням черв'яка розплав в режимі екструзії подається в прес-форму і заповнює її, після цього черв'як зупиняється і осьовим рухом підживлює форму, компенсуючи природну усадку остигаючого розплаву. Особливість подібного способу - обсяг вироби може перевищувати паспортний обсяг вприскування ЛМ, але розвивається в литтєвий формі тиск невеликий, внаслідок чого геометрія виробу не повинна бути складною, гнездность форми обмежена, отримання тонкостінних виробів утруднено, крім того, необхідно враховувати термостабільність полімеру.
Метод використовується для отримання виробів значних за площею пресування, коли заповнення форми супроводжується істотним падінням тиску розплаву в її периферійних частинах, що викликає ефект різноміцних вироби. Сутність технології полягає в тому, що тиск на розплав в формі створюється не тільки зусиллям інжекції, але і за рахунок пресового механізму вузла змикання. З цією метою застосовуються ливарні форми, конструкція яких допускає переміщення пуансона і після змикання форми.
Інжекційно-газове лиття (ІГЛ)
Відноситься до нових методів переробки термопластів з допомогою ЛМ, і тому, зокрема, його назви ще до кінця не визначився. У літературі можна зустріти назву типу «лиття з газом», «лиття з подачею стисненого газу», GJD-TEHNJKA, GAS-Jngection Molding і ін. Технологічно процес ІГЛ полягає в наступному: розплав полімеру інжектується в форму, заповнюючи її на 70-95 %. Потім в форму через спеціальне сопло, або через ніпель в формі подається під тиском газова суміш, яка «роздуває» розплав, збільшуючи тим самим товщину шару полімеру, що утворився при його зіткненні з холодною стінкою форми, і сприяючи заповнення конструктивних поглиблень. Після утворення вироби газова суміш видаляється з форми в приймач, пластикатор впорскує залишок розплаву, «запечатує» форму.
Газова суміш (азот, вуглекислий газ) може підводитися від компресора або від балона, важливо щоб її тиск був близько 80 МПа. Введення газу в форму може бути одиничним або багаторазовим, ступінчастим за величиною тиску.
Технологія ІГЛ дозволяє економити до 40% дорогого полімерного матеріалу за рахунок зменшення товщини стінки виробу, скоротити цикл виготовлення на 25-35%, зменшити ймовірність шлюбу за рахунок виключення таких видів дефектів, як Утяжк, викривлення, розвинений облой. Крім того, як показує практика, инжекционно-газова технологія дозволяє спростити конструкцію і знизити вартість формуючої оснастки.
Істотні труднощі ІГЛ-технології полягає в необхідності високоточного управління литтєвий машиною, ускладнюється конструкція сопла, підвищуються вимоги до розрахунку та якості виготовлення літніковойсистеми і сполучень ливарних форм.
багатошарове лиття
Відноситься до спеціальних видів, іноді званим соінжекціоннимі. Ця назва відображає загальну особливість цих методів - обов'язкова участь в процесі двох, а в деяких випадках і трьох інжекційних вузлів, в кожному з яких пластикується полімерний матеріал з індивідуальними властивостями. Таким чином, з'являється можливість отримувати багатобарвні вироби, вироби, що складаються з різних видів пластмас (поверхня з ПЕВП, а основний обсяг зі спіненого полістиролу), використовувати вторинну полімерну сировину для внутрішніх, невідповідальних частин деталей, виробляти вироби гібридної конструкції та ін. Багатошарове лиття здійснюється декількома способами.
Полягає в попеременной подачі в ливарні форми полімерних розплавів з двох пластикатора. Два інжекційних вузла приєднуються до сопла, в конструкції якого передбачено перемикаючий пристрій. Як правило, це керований голчастий клапан (ІК). Клапан поперемінно або одночасно з'єднує з литтєвий системою форми Пластікаціонная вузли. Матеріал з першого вузла під високим тиском і з високою швидкістю інжектується в форму, утворюючи зовнішнє покриття вироби. Потім внутрішній обсяг вироби заповнюється матеріалом з другого вузла, після чого в роботу відновить перший вузол, який додає залишки розплаву в форму і «запечатує» виріб.
Соінжекщюнное лиття
Вимагає застосування сопла спеціальної конструкції, званого також розділової головкою. Ця технологія дозволяє отримувати вироби з числом шарів більше двох, з повним або частковим поділом кольорів.
Лиття в багатокомпонентні форми (Multi-component injection molding)
Дозволяє отримувати вироби з чітким поділом кольорів, а також деталі гібридної конструкції, в яких з кожного полімерного матеріалу виконана центральна або периферійна частина. В цьому випадку інжекційні вузли виконують традиційні функції, а конструкція деталі визначається пристроєм литтєвий форми. Ливарна форма має дві ливникових системи, постійно зімкнуті з інжекційними вузлами I і II. У пуансоні форми є рухливі вставки, що переміщуються пневмоприводами. Вставки оформляють той чи інший конструкційний елемент вироби. Особливість цього методу полягає в тому, що робота вузлів інжекції відбувається ізольовано один від одного. Тому якщо вузол II в наведеному прикладі працює в режимі інжекції, то вузол I може діяти в інтрузіонном режимі, завдяки чому обсяг частини виробу, формуемой з полімеру I, може мати досить значний розмір.
Ротаційне лиття (не плутати з ротаційними ЛМ)
Є різновидом описаного вище способу, оскільки дозволяє вирішувати ті ж завдання, однак вимагає використання знімною вставки. Після оформлення центральної частини виробу (вузол I) вставка витягується, а в утворився обсяг інжектується розплав з вузла II. В цикл виробництва вироби ротаційним литтям введена додаткова операція розмикання форми і видалення (установки) вставки, що не сприяє високій продуктивності методу.
Особливості лиття під тиском різних термо- і реактопластів
Відомості, що містяться в цьому розділі, не включають рекомендації по пуску і наладці процесу, вимог до умов експлуатації ЛМ і ливарних форм, правил неухильного дотримання параметрів методу, призначених компетентним фахівцем, що володіє інженерним рівнем знань. Таким чином, пропоновані рекомендації діють для сталого режиму роботи обладнання і оснастки.
ПЕНП переробляється легко, при охолодженні здатний до кристалізації зі зміною твердості, чутливий до рівномірності розподілу температури в формі. Місце входу охолоджуючої води в форму слід розташовувати поруч з литниково каналами, а її відведення - якнайдалі. Заповнення форми швидке, в зв'язку з чим необхідна її ефективна вентиляція.
ПЕВП - в порівнянні з попереднім полімером має велику ступінь кристалічності і менш текучий в розплаві, але дозволяє отримувати вироби з меншою товщиною стінки при більш високій жорсткості.
ПП - кристалличность до 60%, температура переробки для деяких марок до 280 0 С, інжекційне тиск до 140 МПа. В'язкість розплаву в більшій мірі залежить від швидкості зсуву, ніж від температури. З підвищенням тиску ПТР зростає, охолоджується в формі швидко. Процес ведуть при високих температурах циліндра і низькому тиску лиття.
ПС - легкотекучая в розплаві, дозволяє отримувати тонкостінні жорсткі вироби, чутливий до перегріву.
УПС відрізняється від ПС дещо меншою плинністю і більшою усадкою.
АБС-пластик відноситься до конструктивних маркам, має велику в'язкість в розплаві, важче переробляється в тонкостінні вироби.
ПММА має невисоку термостабільність, чутливий до перегріву, вимагає підсушування і ретельного контролю температури. При уприскуванні розплаву в холодну форму можливе утворення пухирів; переходи в формі повинні бути плавними, а їх число мінімальним.
ПВХ переробляється без особливих труднощів, але вельми чутливий до дотримання температурного режиму і особливо перегріву. В'язкотекучий стан нестабільно, може супроводжуватися автокаталитической деструкцією зі зміною кольору від слонової кістки до темно-вишневого. Тривалість пластикации повинна бути мінімальною.
ПА - кристалічні, гігроскопічні термопласти з високою плинністю розплаву. При розплавленні обсяг зростає до 15%. Термостабільність невисока, тому тривалість пластикации обмежена. При нагріванні в розплаві утворюються бульбашки. Вимагає обов'язкової ретельної сушки. Бажаний попередній прогрів. Тиск лиття до 100 МПа. При лиття наповнених ПА можлива орієнтація частинок подрібненого волокна. Бажаний отжиг виробів.
ПК - відносяться до теплостійким полімерів, характерна висока в'язкість розплаву, термічно стабільний. В'язкість в основному залежить від температури. Температура форми до 100 ° С. Гігроскопічний, вимагає тривалої сушки і попереднього підігріву, в тому числі і в бункері ЛМ.
ПЕТФ, ПБТФ і ПОМ відносяться до полімерів з підвищеною термостійкістю. Вимагають ретельного сушіння до вмісту вологи менше 0,01%. Термостабільним. В'язкість розплавів середня і низька зі збільшенням температури знижується. Тонкостінних виробів нерідко досягається подальшим роздуванням (ПЕТ-пляшки).
Редакція оплачує на договірній основі
технічні статті, маркетингові звіти, рецептури, огляди ринку
і іншу галузеву інформацію та права не її розміщення
Повне або часткове використання будь-яких матеріалів, розміщених на Plastinfo.ru,
в ЗМІ, друкованих виданнях, маркетингових звітах, дозволяється тільки за умови посилання
на «Plastinfo.ru» і в деяких випадках вимагає письмового дозволу ТОВ Пластінфо