Литье пластмасс под давлением

Одним из направлений деятельности ООО "Промсервис" является изготовление полимерных деталей методом литья под давлением на термопластавтоматах. Литье под давлением изделий из пластмасс - один из наиболее эффективных и производительных методов их изготовления. Это обусловлено полной автоматизацией процесса, возможностью получения деталей сложной конфигурации, разной толщины и с арматурой, другими приемуществами.

Переработка реактопластов литьем под давлением осуществляется на червячных и плунжерных литьевых машинах в литьевых формах. Плунжерные литьвые машины получили распространение для переработки премиксов, они позволяют существенно уменьшить - по сравнению с червячными машинами - разрушение стекловолокнистого наполнителя и тем самым обеспечить более высокую прочность изделий. Особенностью этих машин является наличие дополнительных цилиндров питания и дозирования, служащих для принудительного заполнения под давлением инжекционного цилиндра материалом. Поскольку премикс находится в вязкотекучем состоянии даже при комнатной температуре, в инжекционный цилиндр можно загрузить большую массу материала. В связи со способностью премиксов формоваться при пониженных давлениях в литьевых машинах для их переработки плиты для кремления форм имеют увеличенные размеры, следовательно, можно изготавливать изделия относительно больших габаритов.

Значительный прогресс в технологии литья под давлением реактопластов связан с использованием червячных литьевых машин. Материал попадает в цилиндр пластикации в виде твердых холодных порошкообразных частиц или гранул. Эти частицы при прохождении по винтовому каналу уплотняются, перемешиваются и равномерно прогреваются. При пластикации материал в цилиндре нагревается не только под действием внешних источников теплоты, но и за счет сдвиговых усилий в канале червяка. Нагретая порция материала впрыскивается в горячую форму. Далее происходит одновременно два основных процесса: отверждение материала в форме и подготовка новой порции материала (пластикация) в цилиндре для следующего цикла литья.

Схемы литья под давлением
Рис. 1. Схемы литья под давлением реактопластов с плунжерной (а) и червячной (б) пластикацией
1-цилиндр, 2-поршень, 3-литьевая форма, 4-червяк

Изготовление деталей из реактопластов литьем под давлением осуществляется по нескольким технологическим схемам.

Наиболее широко распространенный способ - формование изделий при впрыскивании расплава в замкнутую форму поршнем или червяком движущимся поступательно.

В машинах поршневого (плунжерного) типа возникают значительные потери давления между поршнем и литниковой системой; скорость впрыска на этих машинах определяется степенью прогрева материала, находящегося перед поршнем.

В литьевых машинах с червячной пластикацией (при впрыске в предсопловой зоне перед червяком материал находится в вязкотекучем состоянии) создаются благоприятные условия для широкого регулирования скорости заполнения формы и режима приложения давления на формуемый материал, а это обеспечивает лучшее качество изделий, более полное использование мощности машины, меньшие отходы материала. Поэтому такая технология переработки получила преимущественное развитие. Обычная схема литья с центральным литником показана на рис. 2,а.

Дальнейшее совершенствование процесса привело к разработке способа формования деталей в литьевых формах через так называемые холодноканальные литниковые системы, когда в каналах поддерживается температура, обеспечивающая текучесть расплава и в то же время исключающая его отверждение.

Способы формования изделий из реактопластов
Рис. 2. Способы формования изделий из реактопластов с обычным центральным литником (а), без отверждения в центральном литниковом канале - с применение втулки (б) и удлиненного сопла (в):
1 - литьевая форма; 2 - изделие; 3 - центральный литник; 4 - инжекционный цилиндр;
5 - втулка; 6 - удлиненное сопло

Этот способ получил название холодноканального формования. Существует несколько его вариантов: без отверждения материала в центральном литниковом канале, без отверждения в разводящих (распредилительных) литниковых каналах.

Холодноканальное формование по первому варианту может производиться с применением втулки (рис. 2,б) или удлиненного сопла (рис. 2,в). Втулка и сопло инжекционной части имеют удлиненную конструкцию и доходят почти до плоскости разхема формы, сводя до минимума длину литника. Для охлаждения сопла по всей его длине имеется рубашка, куда от термостата через специальные каналы подается охлаждающая жидкость. Сама рубашка изолирована от стенок формы воздушным зазором. Термостатирование канала сохраняет материал в вязкотекучем состоянии и дает возможность использовать его при следующем цикле литья. При отверждении массы в канале втулки отвержденный остаток легко удаляется; независимое регулирование температуры во втулке обеспечивает высокую стабильность процесса.

Более сложным является способ холодноканального формования реактопластов без отверждения в распределительных литниковых каналах (в системе с тепловым коллектором). Этот вариант соответствует горячеканальному литью термопластов и позволяет полностью исключить потери материала в виде центральных и распределительных литников. Сущность способа заключается в следующем: создается теплоизоляция между формующей полостью литьевой формы и системой распределительных каналов; благодаря регулированию температуры расплава в литниковых каналах исключается возможность отверждения материала в них в течение всего цикла формования; оставшаяся в распределительных каналах масса при каждом последующем цикле литья впрыскивается в формующую плоскость.

При изготовлении крупных деталей с большими поверхностями и тонкими стенками требуется, как правило, высокое давление для обеспечения большой длины течения и для уплотнения расплава в форме. При формировании таких деталей возникает также опасность раскрытия пресс-формы, если усилие формования превышает усилие запирания формы. Эти трудности удается преодолеть, применяя особый способ литья под давлением - так называемое инжекционное прессование. Сущность этого способа заключается в том, что формование детали осуществляется не только за счет усилия инжекционного узла термопластавтомата, но и усилия замыкания пресс-формы, т.е. прессового узла. Обычно назначение последнего сводится только к запиранию, замыканию пресс-формы. При инжекционном прессовании усилие и перемещение механизма запирания используются для формовании материала и поддержания давления при его отверждении.

Схема инфекционного прессования реактопластов
Рис. 3. Схема инжекционного прессования реактопластов:
а - впрыск расплава; б - прессование; 1 - пуансон (подвижная часть);
2 - матрица (неподвижная часть); 3 - изделие; 4 - литниковая втулка; 5 - сопло

Пуансон (рис.3) входит в матрицу, образуя плоскости сдвига, благодаря чему пуансон пресс-формы может применяться как поршень для передачи давления на материал. Замыкание формы осуществляется при небольшом усилии. Затем точно дозируемое количество материала подается в форму (рис. 3,а), причем толщина полости формы при впрыске значительно больше, чем конечная толщина стенки детали. После заполнения формы (сразу или через небольшой промежуток времени) давление в прессовой части повышается и через пуансон формы на материал передается усилие, необходимое для окончательного формования изделия (рис. 3,б).

На рис. 4 показана схема, в которой сочетаются приемущества инжекционного прессования и холодноканального формования (в этом случае к высоким требованиям по изготовлению пресс-форм добавляются еще трудности тепловой изоляции холодноканальной системы). Расплав впрыскивается в не полностью сомкнутую форму через холодноканальную литниковую систему (рис. 4,а), а затем происходит смыкание формы с одновременным отделением деталей от литниковой системы (рис. 4,б).

Схема инфекционного прессования реактопластов
Рис. 4. Схема холодноканального инжекционного прессования реактопластов:
а - впрыск расплава; б - прессование; 1 - пуансон (подвижная часть);
2 - матрица (неподвижная часть); 3 - термостатируемая литниковая втулка; S - ход пресса

В целом инжекционное прессование - важный шаг в повышении экономичности производства высококачественных изделий из реактопластов. Помимо лучшего качества поверхности и высокой размерной стабильности изделий уменьшаются износ пресс-формы и продолжительность цикла изготовления изделий по сравнению с методом прямого прессования.

Полимерные детали

разрядник рво-6 разрядник рво-6
Изделия из пластмасс

На сегодняшний день наша компания осуществляет производство деталей из всех групп термопластичных материалов:
- Полиолефины - полиэтилен и сополимеры этилена, полипропилен и сополимеры пропилена.
- Стирольные пластики - полистирол общего назначения, ударопрочный полистирол, АБС - пластики, САН - пластики и др.
- Акрилаты - полиметилметакрилат и сополимеры метилметакрилата.
- Поливинилхлорид, его сополимеры и производные - поливинилхлорид, пластикат поливинилхлорида, жесткий поливинилхлорид.
- Термопластичные эластомеры общетехнического назначения - термопластичные полиолефины, термопластичные вулканизаты, полиолефиновые пластомеры, термопластичные стирольные эластомеры, термопластичные полиэфирные эластомеры, термопластичные полиуретановые эластомеры, термопластичные полиамидные эластомеры.
- Полиамиды алифатические - полиамид 6, полиамид 66, полиамид 610, полиамид 612, полиамид 11, полиамид 12.
- Сложные полиэфиры инженерно-технического назначения – полибутилентерефталат, поликарбонат, полиэтилентерефталат.
- Простые полиэфиры – полиформальдегид, сополимеры формальдегида, полиацетали, полиоксиметилен.

Специалисты нашей компании проводят полный спектр инжиниринговых работ по разработке и внедрению в производство деталей из полимерных материалов:
- Создание и проработка конструкции детали.
- Подбор полимерного материала, обеспечивающего требования к эксплуатационным свойствам детали.
- Оценка технологичности детали и расчет пресс-форм.
- Компьютерный анализ процесса литья под давлением.
- Создание конструкторской документации и изготовление пресс-форм любой сложности.
- Подбор оптимальных режимов литья под давлением на термопластавтоматах Заказчика.
- Подбор оптимального оборудования для обеспечения производства полимерных деталей.
- Услуги литья под давлением на пресс-формах заказчика.