Производство пластмасс с помощью литья под давлением

Для изделий из пластмасс характерна низкая стоимость как сырья, так и самого производства. Технология литья пластмасс под давлением позволила существенно увеличить качество готового продукта.

В производстве выделяют два типа пластмасс: термореактивные и термопластичные. Первые, после застывания необратимо изменяются и становятся непригодны к вторичной переплавке, а вторые, напротив, могут быть снова расплавлены, после чего им можно придать иную форму. Существует огромное количество добавок, которые изменяют свойства конечной продукции из полимеров в широких пределах.

Доступность сырья и низкая стоимость производства литых изделий из пластмасс широко известны, однако при таком виде обработки, как литье в силиконовые формы, высок процент бракованных изделий, которые уходят на переплавку. Решением этой проблемы стало использования давления, оно позволяет избежать появления литейных дефектов.

Список готовых продуктов, получаемых с помощью технологии литья пластмасс под давлением, огромен, вот только некоторые из них:

• корпуса электронных приборов;
• детали для автомобилей;
• пластиковые изделия для бытовых нужд;
• игрушки для деталей;
• детали бытовых приборов;
• корпуса медицинских аппаратов.

Преимущества и недостатки литья пластмасс под давлением

Для обработки этого синтетического материала существует несколько распространенных методов. Литье с использованием давления имеет следующие преимущества по сравнению с другими методами обработки:

• работа практически с любыми видами пластика;
• высокопроизводительные установки;
• высокое качество литья;
• работа с формами сложной конфигурации, в том числе для отливки тонкостенных изделий;
• высокая степень автоматизации процесса литья;
• дополнительная обработка изделий не требуется.

При всех неоспоримых достоинствах установки для литья пластмасс под давлением имеют следующие недостатки:

• стоимость литьевых станков практически любого уровня высока;
• применение технологии литья под давлением должно быть обосновано экономически.

Принципиальная схема установки для литья

Процесс литья можно разбить на пять основных этапов:

1. Материал для готового изделия попадает в пластикатор определенными порциями.
2. С помощью электрических нагревательных элементов происходит расплавление пластмассы.
3. Под давлением расплав устремляется в форму и там выдерживается.
4. Охлаждение готового изделия.
5. Изделие удаляется из формы и цикл повторяется вновь.

Неизменными в любой литьевой машине являются три основных детали: форма для литья, пластикатор и материальный цилиндр. Смыкание материального цилиндра и формы обеспечивает герметичный объем для создания изделия. Нагретый в пластикаторе при помощи электрического тока материал впрыскивается с помощью винта в закрытый объем пресс-формы. Выдержка под давлением позволяет избежать большей части распространенных литейных дефектов. Охлаждение детали происходит вместе с пресс-формой, в это время пластикатор может приступить к работе с новой формой.

Современные термопластавтоматы (ТПА) состоят из многих десятков узлов и деталей. Управление всем этим комплексом происходит с помощью специализированного программного обеспечения. С его помощью оператор станка может не только контролировать различные параметры цикла, но и влиять на конечные характеристики изделия.

Температуру пластмассы и узлов ТПА выбирают исходя из следующих предпосылок: материал необходимо нагреть на десять или двадцать градусов выше точки текучести и при заполнении формы не должно происходить резкого уменьшения температуры. Чем больше температура в пластикаторе, тем проще, а значит быстрее, происходит заполнение формы, однако при этом увеличивается термический износ станка. Недостаточная температура пресс-формы замедляет процесс заполнения или может даже стать препятствием нормальному формированию объема детали.

Основными производственными отходами является лишний материал, застывающий в литниковых формах. Для уменьшения затрат пластмассы сегодня производители предлагают так называемые горячеканальные пресс-формы. Они позволяют держать литники в вязком состоянии и обеспечивают возможность использования станков с более низким впрыском.

Характеристика станков для литья

Для выбора оптимально производственного оборудование следуют ознакомиться со следующими характеристиками ТПА:

• Сила, с которой материальный цилиндр смыкается с формой для литья. Она измеряется в килоньютонах.
• Максимальный объем впрыска. Несмотря на название, это масса, так как измеряется он в граммах. Чем он больше, тем большее количество форм может обслуживать аппарат.
• Давление, которое создает пластикатор при впрыске материала в литьевую форму.
• Максимальный размер используемой пресс-формы.

Приведенные характеристики находятся в зависимости друг от друга, часто производитель указывает лишь силу действия материального цилиндра. Для полного сравнения аппаратов между собой этого, конечно же, недостаточно.

Даже не обладая глубокими познаниями в экономической теории можно указать, что полное время цикла имеет огромное значение. Чем оно меньше, тем большее количество изделий можно изготовить за тот же период времени. Время складывается из четырех составляющих:

• пластикация материала;
• время впрыска;
• время воздействия давления и охлаждения изделия.

Время плавления сырья зависит от его типа и варьируется в нешироких пределах, оно практически не влияет на изменение общего времени цикла. Длительность впрыска и воздействия давлением зависит от общего объема литейной формы и устройства литниковой системы. Наибольший вклад в общую продолжительность производства приходится на время охлаждения. Оно, к сожалению, больше зависит от характеристик формы, чем сложнее деталь, тем дольше она будет отдавать тепло.