что такое подушка расплава

Как работают термопластавтоматы

Полимерные материалы востребованы в быту, на производстве, в сельском хозяйстве. Столь высокая распространенность стимулирует спрос на детали из пластика и позволяет построить бизнес на их изготовлении. Поэтому предприниматели и проявляют открытый интерес к технике по переработке полимерного сырья. Из-за габаритов данного оборудования требования по обслуживанию достаточно скромны, благодаря чему затраты по закупке и содержанию техники небольшие. Принцип работы легко изучить в процессе подготовки к эксплуатации.

Что представляет собой термопластавтомат

Впервые о литье пластмассы под давлением заговорили в XIX веке. Тогда был создан самый первый в мире аппарат по переработке полимеров. Данное устройство стало прототипом для последующих моделей, хотя каждое очередное поколение фактически создавалось заново, приходилось кардинально пересматривать технологические условия. Принцип работы остался прежним, хотя в течение XX века выдано несколько патентов, которые имели отношение к некоторым блокам термопластавтомата.

На современных аппаратах можно отливать пластмассовые изделия следующего типа:

Представленный перечень неполный, его можно продолжать, но на практике именно эти направления оказываются ключевыми потребителями готовой продукции. Модернизация процесса литья продолжается. Разработчики преимущественно работают по улучшению формообразующих в пресс-форме определяющих конфигурацию, точность габаритов готового изделия. То же относится к исследованиям по подбору надежного и безопасного для человека сырья. Общий алгоритм работы долгие годы остается без изменений, обновление происходит на уровне отдельных узлов вроде предмундштуковой зоны, конструкции узла смыкания, процесса заполнения формы материалом или выдержки на охлаждение.

Как устроены термопластавтоматы, различия

Оборудование состоит из нескольких базовых блоков, позволяющих в итоге организовать процесс литья. Производством данных устройств занимается целый ряд стран – Китай, Южная Корея, Гонконг, Тайвань, Германия, Италия. Принцип действия большинства этих аппаратов похож, ведь любой из них состоит из одинаковых узлов.

Типовое устройство выглядит так:

Различают автоматы для производства пластиковых деталей по нескольким признакам. В основу разделения обычно входит наличие дополнительных узлов (несмотря на одинаково реализуемый принцип работы). Встречаются такие технологические и конструктивные различия:

Независимо от особенностей устройства функциональные узлы размещаются на жесткой раме. Полимерный материал в виде гранул поступает в бункер, где захватывается шнеком и транспортируется в предмундштуковую зону, откуда после расплавления под давлением поступает в формообразующую пресс-формы.

Типовые характеристики, особенности

Ключевыми характеристиками данного оборудования, на которых заостряют внимание покупатели, являются:

В зависимости от технических характеристик выбранного термопластавтомата владелец может рассчитывать на производство определенных деталей. Вместе с параметрами будет меняться точность изготовления, применяемое сырье (промышленного назначения, для пищевых продуктов и т.д.). Способность данного оборудования удерживать давление в процессе производства напрямую влияет на физические свойства изготавливаемых деталей.

В продаже встречаются угловые, горизонтальные и вертикальные модификации. Первые разделяют на устройства с горизонтальным пластификатором и вертикальным узлом смыкания и вертикальным узлом инжекции, но горизонтальным узлом смыкания. Вторые и третьи обычно не имеют дополнительных различий по расположению узлов. По общему принципу работы все разновидности аппаратов похожи друг на друга. Меняются лишь отдельные моменты – процесс выдержки на охлаждение, время охлаждения без давления, скорость заполнения формы, срок выдержки под давлением, иные части программы ЧПУ.

Как работает термопластавтомат

Процедура литья на данном оборудовании предполагает цикличность операций, за счет чего обучиться работе на нем относительно просто. Процесс управления осуществляется встроенным контроллером. Его можно программировать на изготовление разных изделий, начиная с момента прижатия литниковой втулки, заполнения формы и вплоть до съема детали.

Последовательность изготовления одного образца выглядит таким образом:

В зависимости от особенностей конструкции термопластавтомата на этапе охлаждения без давления литниковая втулка может разъединяться от предмундштуковой зоны для исключения переливания в нее части полимерного материала или оставаться прижатой на весь цикл изготовления товаров. Во втором случае процесс охлаждения может проходить дольше, т.к. сырье вне формы остается в нагретом состоянии и температуры передается на изготавливаемую продукцию.

Перспективы применения в бизнесе

Наиболее востребованы в малом, среднем бизнесе горизонтальные термопластавтоматы с конструкцией, не требующей значительных площадей для монтажа. Они отличаются от аналогов высокой производительностью, совместимостью с широким спектром сырья и удобством в эксплуатации и обслуживании. Ключевыми параметрами данных устройств являются объем впрыскиваемого материала и характеристики узла смыкания формы.

Наиболее востребована данная категория промышленного оборудования в производстве небольших партий штучных изделий из пластика. Постепенно все больше отраслей берут во внимание замену дорогих металлических деталей на дешевые полимерные изделия. Такая тенденция создает благоприятную почву для покупки автоматически работающих аппаратов по литью пластика. Современная система управления большинства термопластавтоматов позволяет обходиться минимальным штатом обслуживающего персонала, что гарантирует низкие накладные затраты при запуске собственной линии производства.

При вводе в эксплуатацию оборудования по переработке пластика, следует заострить внимание на безопасности. Процесс изготовления предполагает этап выдержки под давлением, что при технических неисправностях грозит опасностью для персонала. Необходимо придерживаться правил эксплуатации и при выталкивании, съеме готовых моделей. Они могут оказаться еще слишком горячими. Пока аппарат работает, в предмундштуковой зоне находится постоянно расплавленный материал. Поломки узлов, приводящие к выдавливанию сырья наружу, способны привести к ЧП на предприятии. Если всегда поддерживать исправность оборудования, следовать инструкции по эксплуатации, оно будет работать безукоризненно.

Источник

ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ ПЛАСТМАСС ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Детали из пластмассы широко используются во всех отраслях промышленности. Сфера деятельности человека также связана с использованием пластика от строительных материалов и бытовой техники до кухонной утвари. Самым популярным способом изготовления различных изделий является технология литья пластмасс под давлением. Современное оборудование предоставляет возможность автоматизировать производственный процесс и получать продукцию с отличными техническими характеристиками в сжатые сроки при минимальных вложениях средств. Полимерные изделия подлежат вторичной переработке, поэтому являются экологичным материалом.

Мы проконсультируем вас по любым вопросам!

Что такое литье пластмасс под давлением

Крупносерийное и массовое производство пластиковых деталей предусматривает сложный технологический процесс по впрыскиванию расплавленного пластика под высоким давлением в подготовленную литьевую форму, изготовленную из металла. Жидкая масса равномерно заполняет объем и кристаллизируется, приобретая требуемую форму. Благодаря технологии литья под давлением удается получить качественные изделия. Для реализации метода применяется сложное дорогостоящее оборудование, обеспечивающее высокую производительность. С использованием данного способа производится почти половина полимерных деталей. В качестве сырья для производственного процесса применяются гранулы термопластов, а также термореактивные порошки, придающие готовым изделиям требуемые физические и эксплуатационные качества. Термопластичные компоненты сохраняют свои параметры при вторичной переработке, а термореактивные подвергаются невозвратным химическим реакциям и образуют неплавкий материал.

Подготовленные полимерные компоненты загружаются в бункер литьевой машины, в котором они плавятся и гомогенизируются. Далее масса на скорости, благодаря создаваемому давлению, впрыскивается через специальные каналы в подготовленную форму. Происходит быстрое заполнение полости. После застывания образуется отливка. От скорости впрыска зависит качество полимерных изделий. Большей популярностью пользуются червячные пластикаторы. Они характеризуются высокой производительностью и лучшей гомогенизацией расплавленной массы. Менее популярное оборудование поршневого типа. Оно обеспечивает подачу расплавленного полимера с высокой скоростью в литьевую форму и предоставляет возможность получить эффект мрамора в случае подготовки смеси из разноцветных пластмасс. На производстве допускается использование раздельного метода. Он предусматривает подготовку расплавленной массы в предпластикаторе с червячным механизмом, а дозирование и впрыскивание вязкой массы в форму выполняется благодаря оборудованию поршневого типа.

Сырье, материалы для литья пластмасс под давлением

Сырьем для литья пластмасс являются термореактивные порошки, а также гранулы термопластов и термоэластопластов. Все материалы обладают различными механическими и физическими характеристиками.

Преимущество термопластичных материалов в том, что их можно подвергать повторной переработке после процесса формовки. Термореактивные материалы в процессе формовки изделия подлежат химическим процессам, которые приводят к превращению сырья в неплавкий и нерастворимый материал.

Область применения литья полимеров под давлением

Применяя технологию, которая предусматривает литье пластмасс под давлением, предоставляется возможность изготовить простые и сложные пластиковые детали. При этом отсутствуют ограничения по габаритам и количеству изделий. Данный способ применяется в автомобилестроении, электронике, химической и многих других отраслях промышленности. С использованием способа литья пластмасс удается быстро и с требуемым уровнем качества изготовить:

Преимущества данной технологии

Для производства крупных партий изделий из полимеров технология литья пластмасс под давлением характеризуется достоинствами, которые заключаются в высокой точности отлива. Благодаря инжектированию расплавленной массы с повышенной скоростью обеспечивается равномерное наполнение формы, включая микроскопические отверстия. Метод характеризуется многими достоинствами, благодаря которым он пользуется популярностью:

Технология, предусматривающая давление литья, отличается существенными затратами на этапе подготовки, поэтому для изготовления единичных изделий или мелких партий ее использование является нерентабельным.

Поэтапное производство

Процесс, организованный по технологии литья под давлением, выполняется поэтапно. Комплексные работы состоят из подготовительных операций и формирования изделия.

Подготовительные работы предусматривают 3D моделирование будущих изделий. С целью создания модели специалистами анализируются и изучаются чертежи, фотографии и описания продукции. После создания с помощью специального программного обеспечения и утверждения трехмерной модели выполняются следующие операции:

В зависимости от сложности изделий на выполнение подготовительных работ может потребоваться несколько недель или месяцев. От полноты и точности проведения операций на этом этапе, зависит качество будущей полимерной продукции.

Процесс формирования изделий предусматривает:

Окончательная стоимость продукции рассчитывается индивидуально для каждого вида и зависит от конструктивной сложности изделия, типа полимерного материала, объема партии продукции и прочих факторов.

Методы, используемые для литья пластмасс под давлением

Для реализации технологии производства изделий из расплавленных полимеров применяются термопластавтоматы (ТПА), представляющие собой специальные литьевые агрегаты, отличающиеся расположением инжекционных узлов. Обеспечивается впрыск расплава вертикально вниз или в горизонтальной плоскости. По типу применяемого сырья классифицируют ТПА, обеспечивающие однокомпонентное или многокомпонентное литье пластмасс под давлением, выполняемое разными способами.

Инжекционный

Данный способ является самым распространенным. Нужная порция расплавленной массы скапливается в цилиндре и под напором инжектируется в форму. Давление литья обеспечивается на уровне 200 МПа. Процесс подачи массы происходит за секунды. В результате удается изготовить сложные по конфигурации детали. Предоставляется возможность получить разную толщину стенок. В качестве сырья могут использоваться термопласты и термореактивные пластикаты. Возможно использование многогнездной литьевой формы. Объем расплавленной массы должен точно соответствовать литникам.

Интрузионный

Разработан для отлива толстостенных пластмассовых изделий. Данный метод литья пластмасс предусматривает подачу расплавленного материала в пресс-форму благодаря вращению червячного механизма. С целью компенсации естественной усадки, образуемой после охлаждения массы, червяк уже осевым движением подает недостающий расплав. При реализации этого способа количество впрыскиваемой массы может превышать объем, требующийся для отлива детали. Давление литья незначительное, поэтому метод применяется для получения изделий простой формы с ограниченной гнездностью.

Инжекционно-прессовый

Этот метод литья пластмасс позволяет производить изделия, характеризующиеся большой прессовочной площадью. Падение давления в процессе наполнения объема обуславливает разные прочностные характеристики в центре и в крайних зонах деталей. Особенность технологии в формировании давления массы не только благодаря инжекции, но и благодаря применению прессового механизма перемещающегося узла. Поэтому применяются формы, конструктивно предусматривающие перемещение частей после их соединения.

Инжекционно-газовый

ИГЛ является новым методом, использующимся для переработки полимеров. Сущность технологии заключается в расплаве сырья и подачи массы через инжекционные узлы с целью заполнения формы на 80‒95%. Через специальный ниппель с помощью компрессора под давлением 80 МПа закачивается газовая смесь (углекислый газ). Она раздувает расплав, заполняя все углубления и увеличивающая толщину пластика. После формирования детали газ испаряется в специальный приемник, а в форму подается необходимое количество расплавленной массы для окончания изготовления изделия.

Инжекционно-газовое литье под давлением предоставляет возможность сэкономить почти половину используемого дорогостоящего сырья, уменьшить вероятность получения брака, сократить время производственного цикла, а также оптимизировать стоимость оснастки. Технология требует точного управления ЛМ, отличается сложной конструкцией сопел и повышенными требованиями к литьевой системе.

Многослойный

Данный способ предусматривает применение для процесса двух или трех инжекционных узлов с целью пластикации полимера, отличающегося определенными свойствами. В результате получаются многоцветные детали, структуру которых составляют полимерные материалы разного вида. Многослойный метод литья пластмасс используется для производства гибридных конструкций, у которых неответственные части изготавливаются из вторичного сырья.

Сэндвич-литье

Технологией предусматривается переменная подача в форму расплавленного полимера из разных пластикаторов. С этой целью к литнику с переключающим механизмом, в качестве которого используется игольчатый клапан, подключаются два инжекционных модуля. Клапан с определенной последовательностью или одновременно подключает их к пресс-форме. Из первого под давлением инжектируется масса для формирования наружного покрытия изготавливаемой детали. Внутренние полости заполняются полимером, поступающим из второго узла. На последнем этапе снова коммутируется первый узел для добавления расплава.

Соинжекционный

С целью обеспечения литья под давлением данного типа используются сопла, изготовленные по специальной конструкции в виде разделительной головки. Этот способ широко используется с целью получения деталей, имеющих более двух слоев, полностью или частично отличающихся цветом.

Литье в многокомпонентные формы

Метод MСIM предоставляет возможность организовать производство разноцветных изделий, отличающихся разноплановой конструкцией. В этих деталях центральные и периферийные части изготавливаются из разного полимерного материала. При реализации этого способа инжекционные узлы работают в стандартном режиме, а конфигурация детали формируется с помощью особенной структуры пресс-формы. Она конструктивно состоит из двух систем, замыкающихся с первым и вторым узлом, а также включает подвижные вставки, сдвигающиеся с помощью пневмоприводов. Каждая вставка формирует конструктивные элементы детали. Узлы работают в разных режимах (инжекции или интрузионном) независимо друг от друга. Благодаря такой конструктивной особенности удается формировать изделия больших размеров.

Ротационный

Данный способ представляет собой разновидность литья пластмасс в сложные формы с применением вставки съемного типа. После того, как сформируется центральная часть детали (работает первый узел), вставка удаляется. В освободившийся объем поступает расплавленная масса из второго модуля. Производственный цикл отличается дополнительной операцией, предусматривающей разъединение литьевой формы с целью удаления или установки вставки. Данный метод отличается более низкой производительностью.

Мы проконсультируем вас по любым вопросам!

Особенности применения различных полимеров

Для литья пластика под давлением используются разные компоненты, отличающиеся физическими параметрами.

Полиэтилен низкой плотности

ПЭНП характеризуется быстрым расплавлением. После охлаждения кристаллизируется и меняет твердость. Требуется соблюдать определенное давление и обеспечить максимально равномерный нагрев пресс-формы. Поэтому для охлаждения, вход воды обеспечивается возле литниковых сопел, а отвод в дальней точке. Заполнение охлаждающей жидкостью выполняется быстро с хорошей вентиляцией формы.

Полиэтилен высокой плотности

ПЭВП по сравнению с полиэтиленом НП отличается лучшей кристаллизацией и меньшей степенью текучести в расплавленном виде. Литье пластмассы этого типа широко практикуется для получения изделий с тонкими стенками, но при этом обеспечивается достаточная жесткость конструкции.

Полипропилен

ПП отличается кристалличностью, не превышающей 60%. Процесс выполняется при пониженном давлении и достаточно высокой температуре пластикации, которая в зависимости от марки материала может достигать 280 ºС. Давление расплава формируется на уровне 140,0 МПа. Вязкость полученной массы регулируется скоростью сдвига и незначительно зависит от температурного режима.

Полистирол

ПС представляет собой материал, который в результате применения технологии литья под давлением отличается легкой текучестью в расплавленном виде. Позволяет изготавливать изделия, которые характеризуются жесткостью конструкции и тонкими стенками. Полимер чувствительный к перегреву.

Полистирол ударопрочный

УПС – полимер, отличающийся несколько большей вязкостью, чем обычный полистирол и дает при охлаждении большую усадку. Применяется для тонкостенных деталей с повышенной устойчивостью против механического воздействия.

Акрилонитрил-бутадион-стирольный пластик

АБС-пластик характеризуется большой вязкостью в расплавленном состоянии, отличается трудной переработкой и требует повышенного давления. Применяется для изготовления деталей с тонкими стенками, но в отличие от, например, полистирола, АБС-пластик имеет высокую жесткость и устойчивость к ударам.

Полиметилметакрилат

ПММА позволяет получать изделия разной формы и конфигурации. Отличается низкой термической стабильностью и чувствительностью к перегреву с потерей физических параметров. Требует дополнительной сушки. В процессе обработки нужен точный температурный контроль. Особенность материала в образовании пузырей при инжектировании в холодную пресс-форму, поэтому в ней минимизируется количество плавных переходов.

Поливинилхлорид

Для литья под давлением широко применяется ПВХ, характеризующийся легкостью обработки. Материал чувствителен к соблюдению температурного режима и теряет свойства при перегреве. При нахождении в расплавленном состоянии отличается нестабильностью и автокаталитической деструкцией, проявляющейся в разном цветовом оттенке. Диапазон цвета может меняться от слоновой кости до вишневого оттенка. Для получения всех свойств полимера требуется осуществлять процесс пластикации за минимальное время.

Полиамид

ПА представляет собой кристаллический термопласт, отличающийся гигроскопичностью и хорошей текучестью массы. При нахождении в расплавленном состоянии объем увеличивается на 15%. По причине низкой термической стабильности процесс литья пластмасс этого типа выполняется за минимальное время. В расплаве возможно образование пузырей. Материал требует дополнительного времени для тщательной просушки. Процесс пластикации обеспечивается при давлении 100 МПа. При наполнении литьевых форм допускается ориентация частиц.

Поликарбонат

ПК является теплостойким полимером. Характеризуется высокой термостабильностью и повышенной вязкостью в расплавленном состоянии, зависящей от температурного режима. Пресс-форма нагревается до температуры 100 ºС. По причине повышенной гигроскопичности материала, для нормального литья под давлением требуется предварительный прогрев в цилиндре литьевой машины и тщательная сушка.

Полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и полиоксиметилен

ПЭТФ, ПБТФ и ПОМ классифицируются как полимеры, отличающиеся высокой термической стабильностью. Процесс литья пластмасс этого типа предусматривает дополнительную сушку, выполняемую до снижения влаги на уровень 0,01%. В расплавленном состоянии имеют вязкость средней степени, которая снижается при уменьшении температуры. Для получения тонкостенных изделий используется раздув с использованием воздуха.

Основные виды брака и методы его устранения

В процессе литья под давлением по причине нарушения технологичного процесса, превышения температуры расплава и по причине других факторов возникают дефекты, которые снижают качество продукции:

Примеры браков и способы устранения

Качественное и соответствующее требованиям стандартов литье пластмасс под давлением обеспечивается при условии использования технически исправной машины, строгого выполнения технологических этапов и применения качественного сырья. В таблице перечислены типы брака и действия по их недопущению.

Технология литья под давлением, реализуемая на современном оборудовании с соблюдением требований процесса и применением качественного сырья позволяет изготавливать в большом количестве качественные изделия, востребованные в разных отраслях промышленности и бытовых условиях. При выборе оптимального метода пластикации удается наладить рентабельное производство деталей любой сложности.

Источник