ДОСТУПНЫЕ

Литье пластика под давлением – это процесс, во время которого пластик меняет свое агрегатное состояние на вязко-текучее, после чего под давлением подается в форму, где и происходит формование конечного изделия.

Методом литья под давлением можно изготовить изделие массой от нескольких долей грамма до десятков килограмм. Данным методом можно изготавливать монолитные, полые, комбинированные, многоцветные и даже армированные изделия. Спектр применяемых в промышленности материалов довольно велик. Метод литья пластика под давлением получил широчайшее распространение в промышленности.

Термопластавтомат является главным оборудованием при производстве, именно в нем находится пресс форма на выходе из которой получается готовое изделие. (рис. 1).

Рис. 1. Термопластавтомат фирмы Engel.

Отличительной особенностью метода является его цикличность, ограничивающая производительность, повысить которую в некоторых случаях помогает наборная пресс форма в которую единовременно отливается сразу несколько или более изделий из пластика.

Достоинства литья пластика под давлением:

• Широкий спектр перерабатываемых термопластов;
• Возможность получить изделие превосходного качества;
• Высокая производительность и огромный запас репродукции пластикового изделия;
• Возможность изготовления тонкостенных изделий из пластика или изделий со сложной геометрией.
• За исключением операций по удалению литников практически отсутствует необходимость дополнительной обработки изделия;
• Полная автоматизация всего цикла производства пластикового изделия.

Недостатки литья пластика под давлением:

• Термопластавтоматы являются довольно габаритными и дорогостоящими устройствами;
• Самая дорогостоящая часть производственного процесса является пресс форма, это высокотехнологичное устройство, которое проектируется и конструируется на заказ под каждое изделие, выполняется из высококачественных материалов и имеет конечный ресурс изготовления изделий. От качества пресс формы напрямую зависит качество конечного изделия.

Суть технологии литья пластика под давлением заключается в следующем (рис. 2).

Гранулированный или порошкообразный пластик из бункера через загрузочное отверстие подается в материальный цилиндр, захватывается вращающимся червяком и транспортируется к выходу из цилиндра, который в зависимости от назначения пластикатора может завершаться формующей головкой, мундштуком и пр. Пластикация полимера происходит в винтовом канале червяка. Глубина винтовой нарезки по длине червяка не постоянна, ее значение зависит от состояния полимерного материала в конкретном сечении материального цилиндра. По мере продвижения материала вдоль цилиндра от его загрузочного отверстия частицы полимера сначала нагреваются и уплотняются, затем расплавляются, после чего расплав подготавливается к процессу подачи в сомкнутую пресс форму и формования пластикового изделия. При заполнении пластиком материальный цилиндр плотно прижимается к узлу смыкания формы до тех пор пока не будет подано достаточное количество материала, достаточного для заполнения всей полости пресс формы. После полного затвердевания пластика пресс форма размыкается и готовое изделие извлекается, при этом, для облегчения процесса съема изделия, материальный цилиндр может отодвинуться от узла смыкания. На этом цикл литья пластика под давлением завершается и можно приступать к следующему.

Рис. 2. Принципиальная схема процесса.

Проще говоря весь процесс можно поделить следующим образом:

1. Загрузка материала в бункер, из которого через специальное отверстие он попадает в цилиндр;
2. Разогрев материала в цилиндре до вязко-текучего состояния;
3. Впрыск под давлением расплава в сомкнутую пресс-форму;
4. Охлаждение заполненной формы до полного затвердевания пластикового изделия;
5. Размыкание пресс-формы и извлечение готового изделия.

Основными технологическими параметрами литья пластика под давлением являются:

• Температура материального цилиндра;
• Температура пресс формы;
• Удельное давление литья пластмассы;
• Усилие смыкания пресс формы;
• Продолжительность каждой стадии в полном цикле.

Температура пластикации при которой полимер меняет свое агрегатное состояние, должна быть на 10-20°С выше температуры текучести. При повышении этой температуры пластик становится более текучем, повышается производительность термопластавтомата, однако вместе с этим повышается скорость термической деструкции.

Температура формы должна быть не выше температуры текучести полимера, при этом не слишком низкой, в противном случае сильное отклонение может служить препятствием для полного и равномерного заполнения пресс формы. Выбор температуры определяется теплофизическими свойствами полимера, конструктивными особенностями пресс формы, давлением литья, а также температурой расплава, поступающего в форму.

Время цикла формования определяется следующими величинами:

• Временем пластикации полимера;
• Временем заполнения пресс формы материалом и выдержки под давлением;
• Временем охлаждения изделия в пресс форме.

Время пластикации напрямую зависит от теплопроводности полимера и характеристик нагревательного цилиндра.

Заполнение пресс формы и выдержка под давлением прекращается в момент застывания полимера во впускных каналах. Затрачиваемое время зависит от конструкции формы, температуры расплава, а также размеров и конструкции системы литников.

Время охлаждения также зависит от температуры расплава, объемов отливки, а также системы охлаждения пресс формы, что наибольшим образом влияет на общее время цикла.

Усилие смыкания пресс формы и удельное давление литья определяют объем и максимальную площадь отливаемого изделия, а также характеризуют конструктивные особенности узла смыкания (рис. 3).

Рис. 3. Узел смыкания и впрыска.

Метод литья пластика под давлением, является одним из самых безотходных, единственные отходы составляет материал, застывший в литниковых каналах. Впрочем и эти отходы можно полностью исключить используя пресс формы с горячеканальной литниковой системой, которая в дополнение к этому увеличивает производительность термопластавтомата, сокращает общее время производственного цикла за счет исключения процесса выдержки и многое другое.