Лиття пластмас під тиском, Статті , Новини полімерної промисловості

27.09.2015

Новини полімерної промисловості

Лиття пластмас під тиском

Методи лиття під тиском

Для вирівнювання тиску та поліпшення умов заповнення форми застосовують лиття під тиском з попередніми стисненням розплаву, инжекционное пресування, лиття під тиском з накладенням механічних коливань та ін. методи.

Лиття під тиском з попередніми стисненням розплаву здійснюють на литтєвий машини, сопловый блок якої забезпечений краном. При закритому крані виробляють стиснення розплаву полімеру в нагрівальному циліндрі машини до тиску лиття. Після відкриття крана розплав під високим тиском з великою швидкістю заповнює порожнину литтєвий форми і додатково нагрівається за рахунок роботи сил тертя. Для запобігання механодеструкции полімерного матеріалу швидкість течії литтєвого розплаву по ливникової каналах іноді обмежують. Попереднє стиснення розплаву дозволяє в 1,5-2 рази зменшити час заповнення форми та збільшити шлях течії розплаву до моменту його застигання, що дозволяє відливати довгомірні тонкостінні деталі.

Инжекционное пресування відрізняється від звичайного лиття під тиском тим, що впорскування дози розплавленого полімерного матеріалу виробляють в неповністю сомкнутую форму. Ущільнення матеріалу здійснюють при остаточному змиканні форми (пресування). Метод дозволяє отримувати дуже тонкостінні, так і товстостінні деталі з термо — і реактопластів. Вироби, виготовлені цим методом, мають меншу анізотропію (залежність фізичних властивостей речовини від напрямку) механічних властивостей і меншу усадку.

Лиття під тиском з накладенням механічних коливань застосовують для виготовлення виробів з полімерних матеріалів, розплави яких володіють яскраво вираженими властивостями псевдопластичных рідин. Вплив механічних коливань викликає різке зниження в’язкості таких розплавів, в результаті чого зменшується час заповнення форми і відбувається більш рівномірний розподіл тиск по довжині оформляє порожнини.

Інтрузія – метод формування товстостінних виробів на гвинтових ливарних машинах, обсяг вприскування яких може бути значно менше об’єму виробу, що формується. В процесі заповнення форми литьевая машина працює в режимі екструдера, нагнітаючи розплав полімеру через широкі ливникові канали в оформляющую порожнину при порівняно невисокому тиску; після заповнення форми гвинт (шнек) під дією гідроциліндра як поршень рухається вперед і подає у форму під більш високим тиском кількість розплаву, необхідний для оформлення деталі і компенсації усадки матеріалу.

Pim-Технологія

Новий процес формування складних виробів, що виготовляються з керамічних або металевих порошкових матеріалів. Технологія лиття під тиском порошкових матеріалів все частіше використовується при виготовленні складних деталей промислового або побутового призначення. Поряд з іншими технологічними процесами формування, такими, як прецизійне лиття, лиття порошкових матеріалів широко застосовується при осьовому або изостатическом формуванні. Деталі, виготовлені з керамічної або металевого порошкового матеріалу, що знаходять застосування в автомобілебудуванні, верстатобудуванні, при виробництві магнітів, в текстильній промисловості, в часовий промисловості, для виробництва товарів народного споживання, в прецизійних механізмах, в медицині, стоматології і порцелянової промисловості. В принципі, усі матеріали, представлені у формі спікається порошку можуть бути змішані з відповідним пластикатом і перероблені на литтєвий машини. В якості найбільш часто зустрічаються слід згадати металеві порошки, а також порошкові оксиди, карбіди і силікати. Для переробки металевих або керамічних порошкових матеріалів необхідно здійснити перемішування порошкового підстави і пластикату, забезпечивши таким чином гомогенізацію суміші, після чого (з допомогою спеціального екструдера) отримати гранульований матеріал. Цей гранулят, іншими словами сировину, підготовлене для лиття під тиском, пластифікується в циліндрі пластикации ТПА (термопластавтомата), а потім впорскується в пресформи. З отриманої деталі спочатку видаляється пластикат — речовина, після чого отримана заготовка піддається термічній обробці в спеціальних печах спікання. Лиття металевих і керамічних матеріалів стає економічно ефективним, коли складні деталі високої точності виконання потрібно виробляти у великих кількостях. Сувора послідовність литтєвого робочого циклу і стабільність процесу дозволяють виробляти первинні заготівлі з порошкових матеріалів. Деталі з внутрішніми різьбами, виїмками складної форми і високою якістю поверхні можуть проводитися швидко і якісно на термопластавтоматах в ручному або автоматичному режимах.

Мультикомпонентное лиття.

Завданням мультикомпонентного лиття є автоматичне виробництво виробів з більш, ніж одного полімерного компонента в межах одного робочого циклу. У цьому процесі кожен колір або компонент чітко розмежований один від одного; наступний компонент впорскується поверх попереднього — як це має місце у випадку виготовлення автомобільної оптики або рамкових компонентів з інтегрованими елементами індикації. Мультикомпонентное (багатобарвне) лиття може передбачати два, три або чотири компонента. При цьому значно збільшується складність конструкції прес-форми. Для складних конфігурацій стикування компонентів часто використовують прес-форми з поворотними модулями.

Індексний поворотний механізм, необхідний для цих типів завдань, може являти собою як модуль, інтегрований в прес-форму, так і обладнання, змонтоване на самій машині. В залежності від конструкції прес-форми, можна повертати або цілу половину форми, або лише одну внутрішню плиту форми.

Багатошарове лиття належить до спеціальним видам, іноді званим соинжекционными. Ця назва відображає загальну особливість цих методів — обов’язкова участь у процесі двох, а в деяких випадках і трьох інжекційних вузлів, в кожному з яких пластицируется полімерний матеріал з індивідуальними властивостями. Таким чином, з’являється можливість отримувати багатобарвні вироби, вироби, що складаються з різних видів пластмас (поверхня з ПЕВЩ, а основний обсяг з спіненого полістиролу), використовувати вторинна полімерна сировина для внутрішніх, невідповідальних частин деталей, виробляти вироби гібридної конструкції та ін. Багатошарове лиття здійснюється кількома способами.

Сендвіч-лиття полягає в поперемінної подачі в литну форму полімерних розплавів з двох пластикаторов. При використанні черв’ячних пластикаторов процес може виглядати наступним чином. 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 пластикационные вузли. За схемою матеріал з сайту під високим тиском і з високою швидкістю инжектируется у форму, утворюючи зовнішнє покриття виробу. Потім внутрішній об’єм виробу заповнюється матеріалом з сайту II, б), після чого в роботу повторно включається вузол I, додає залишки розплаву у форму і «запечатувальні» виріб.

Соинжекционное 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 (рис. 10.33), в яких з кожного полімерного матеріалу виконана центральна або периферійна частина. У цьому випадку інжекційні вузли виконують традиційні функції, а конструкція деталі визначається пристроєм литтєвий форми. На представленій схемі ливарна форма має дві ливникових системи, постійно зімкнуті з інжекційними вузлами I і II. В пуансоні форми є рухливі вставки, що переміщуються пневмоприводами. Вставки оформляють той чи інший конструкційний елемент виробу. Особливість цього методу полягає в тому, що робота вузлів інжекції відбувається ізольовано один від одного. Тому якщо вузол II у наведеному прикладі працює в режимі інжекції, то вузол I може діяти в интрузионном режимі, завдяки чому обсяг частини виробу, формуемой з полімеру I, може мати досить значний розмір.

Ротаційне лиття є різновидом описаного вище способу, оскільки дозволяє вирішувати ті ж завдання, однак вимагає використання знімною вставки. Після оформлення центральної частини виробу (вузол I) вставка виймається, а в утворений обсяг инжектируется розплав з сайту II. У цикл виробництва виробу ротаційним литтям введена додаткова операція розмикання форми і видалення (установки) вставки, що не сприяє високій продуктивності методу.

Лиття з газом є найекономічнішим методом отримання візуально-товстостінних виробів. При литті великогабаритних виробів (бампера, панелі приладів, корпуси телевізорів, моніторів тощо) лиття з газом дозволяє отримувати якісний виріб, зменшуючи вимоги до зусилля замикання литтєвий машини. При лиття з газом застосовуються звичайні ливарні машини, і це є однією з причин популярності таких технологій. Одна з переваг лиття газом — можливість використання ливарних машин з істотно меншим зусиллям замикання, що дає великий економічний ефект при литті великогабаритних виробів.При традиційному лиття під тиском ущільнення полімеру в формуючої порожнини відбувається за рахунок тиску, створюваного в гідроциліндрі вузла вприскування литтєвий машини (стадія витримки під тиском). Тиск передається у віддалені області виливки через остигає полімер, при цьому на утолщениях, навпаки ребер або бобышек з’являються утяжки. Нерівномірне ущільнення є причиною нерівномірності усадочних процесів, що веде до викривлення, викликає високі залишкові напруги.

При лиття з газом ущільнення полімеру відбувається за рахунок тиску газу (зазвичай 50-200 атм), тому процес ущільнення проходить легше (навіть при невеликому тиску газу), ніж у звичайному лиття під тиском. В якості газу застосовується азот, який має низьку ціну, інертний і доступний. Джерелом газу є балони з азотом (при невеликих обсягах виробництва) або спеціальні генератори азоту. Лиття з газом дозволяє отримати вироби з гарною якістю поверхні, без утяжек і жолоблення, з мінімальним рівнем залишкових напружень, тобто з високою стабільністю розмірів.Технологія лиття з газом дозволяє отримати ряд переваг, таких як:- Висока якість поверхні виробу (відсутні утяжки);- Зменшення часу циклу;- Можливість застосування ТПА з меншим зусиллям змикання;- Економія матеріалу.Безліч варіантів технологій лиття з газом можна розділити на 2 типу.

До першого типу належать технології, в яких газ подається в розплав полімеру, утворюючи внутрішні порожнини («gas-assisted injection molding» (GAIM або GAM) або «gas innendruck technik» (GIT або GID)).

В технології другого типу газ подається в порожнину форми і створює зовнішнє тиск на виріб («external gas molding»). Обидва типи технологій можуть бути реалізовані на одному і тому ж обладнанні.Існує кілька різновидів технологій з подачею газу в розплав полімеру (перший тип), які можуть бути класифіковані за особливостями проведення технологічного процесу, за місцем подачі газу, за типами одержуваних виробів:

1. Лиття з неповним уприскуванням полімеру — (blow up process, short shut process);

2. Лиття з повним уприскуванням із застосуванням прибутку — 100%-е заповнення формуючої порожнини розплавом перед подачею газу (overflow process/side cavity process/spill-over process а також plastic expulsion process);

3. Лиття з повним уприскуванням з витісненням розплаву полімеру в матеріальний циліндр литтєвий машини (push back process);

4. Лиття з локальної подачею газу в область вироби для усунення утяжек (compensation process);

5. Лиття зі зсувом знаків пресформи (core-pull process).У технології лиття із зовнішнім тиском газу (другий тип) процес проводиться як в звичайному лиття під тиском з тією лише різницею, що після вприскування полімеру в порожнину форми подається газ. Газ подається між зворотним (нелицьової) стороною вироби і стінкою форми. Процес дозволяє отримати високу якість лицьової поверхні виробу, при цьому поверхня зворотного боку виробу, на яку безпосередньо діє тиск газу, виявляється нерівною. Порожнину форми в цьому процесі повинна бути надійно ущільнені для запобігання витоку газу

Короткий опис статті: лиття пластмас

Джерело: Лиття пластмас під тиском — Статті — Новини полімерної промисловості — Вторинна гранула поліетилен,полістирол,ПЕ-100,ПЕ-80

Також ви можете прочитати