Производство пластических масс - Технология - Скачать бесплатно
|Высокий уровень гидравлической системы |
|Пресс-форма|Горячеканальная система |
| |Интенсивное и равномерное охлаждение |
| |Повышенные требования к центрированию |
| |Повышенная точность изготовления литниковой системы |
| |Увеличенное усилие выталкивания |
| |Увеличенные литьевые уклоны |
| |Хорошая вентиляция |
| |Надежность работы всех систем пресс-формы |
| |Повышенная прочность и износостойкость материалов пресс-формы |
|Материал |Высокая текучесть |
|изделия |Стабильность |
| |Способность к "быстрому литью" |
| |Высокие механические свойства |
|При литье тонкостенных изделий из термически нестабильных материалов одним |
|из наиболее критических параметров литьевой машины является скорость |
|впрыска. При тонкостенном литье необходима очень высокая скорость впрыска |
|т.к. материал очень быстро застывает. Литьевая машина для тонкостенного |
|литья должна иметь гидроаккумулятор. Гидроаккумулятор увеличивает подачу |
|масла в гидроцилиндр узла впрыска, что позволяет повысить скорость впрыска |
|в 3 раза по сравнению с обычной машиной. |
|Если тонкостенное изделие отливается из термически стабильного материала, |
|обычно можно взять машину с большим объемом - это обеспечивает повышение |
|скорости впрыска. Для термически нестабильных материалов объем впрыска |
|должен соответствовать объему отливки и время пребывания материала при |
|высокой температуре должно быть минимальным. |
|Машина для тонкостенного литья должна обеспечивать высокое давление впрыска|
|(1800-2500 кгс/см2 и более) и соответствующее высокое усилие замыкания. |
|Например, для литья корпуса источника питания толщиной менее 0.5 мм из |
|поликарбоната потребовалась машина с давлением литья, превышающем 2760 |
|кгс/см2 . |
|Важнейшее условие получения качественных тонкостенных изделий - высокий |
|уровень системы управления машины (управление с обратной связью по основным|
|параметрам процесса, контроль процесса), надежность и стабильность работы |
|машины. Изменение времени впрыска на 0.1 с может привести к недоливу. |
|Применение холодноканальных литников при тонкостенном литье неэффективно |
|из-за большого времени охлаждения литников и значительных потерь давления |
|расплава в литниковой системе. По этой причине для литья тонкостенных |
|изделий используют горячеканальные литниковые системы или реже - для |
|термически стабильных материалов - системы с незастывающими литниками, |
|которые имеют меньшую стоимость, но менее надежны в работе. |
|При тонкостенном литье должна быть обеспечена высокая надежность работы |
|всех систем пресс-формы. Особое внимание должно быть уделено центрированию |
|формообразующих элементов. Смещение пуансона относительно матрицы на 0.01 |
|мм может привести к резкому изменению характера течения полимера при |
|впрыске. Высокая скорость впрыска требует хорошей вентиляции оформляющей |
|полости. |
|В многогнездных формах важным фактором является точность изготовления |
|литниковой системы. Небольшие различия в размерах литниковых каналов |
|(особенно впускных литников) могут вызвать резкие изменения характера |
|заполнения гнезд отливки. |
|При тонкостенном литье часто необходимо более высокое усилие выталкивания и|
|увеличенные по сравнению с обычным литьем литьевые уклоны - следствие |
|более высокого давления литья. |
|Высокие давление и скорость впрыска накладывают особые требования к |
|материалам пресс-формы. При литье тонкостенных изделий рекомендуется |
|применять более износостойкие и прочные стали, типа стали H13 |
|(отечественный аналог 4Х5МФ1С) /1/. |
|Высокие требования к пресс-формам для тонкостенного литья приводят к ее |
|удорожанию на 30-40% по сравнению с обычным литьем. Более высокая стоимость|
|пресс-формы окупается за счет меньшего веса изделия и большей |
|производительности процесса. |
|Высокая текучесть - одно из обязательных свойств материала для |
|тонкостенного литья. Выпускаемый в настоящее время марочный ассортимент |
|зарубежных термопластов включает достаточное количество материалов с низкой|
|вязкостью различного применения. Необходимо учитывать, однако, что |
|повышение текучести материала сопровождается уменьшением основных |
|механических характеристик. |
|При толщинах стенки меньше 1 мм "окно переработки" становится очень узким. |
|Это накладывает жесткие требования к стабильности характеристик материала. |
| |
|Уменьшение времени цикла литья ограничено теплофизическими характеристиками|
|материала (для кристаллизующихся материалов - скоростью кристаллизации). |
|Некоторые марки материалов разработаны специально для тонкостенного литья. |
|Они характеризуются как материалы с "быстрым циклом" (fast cycle, high |
|cycle). |
|Тонкостенное литье требует более точного учета технологических и |
|эксплуатационных особенностей материала при конструировании изделия. |
|Оптимальное решение может быть найдено в компьютерном анализе. |
|Оптимизация толщины стенки изделия, литниковой системы и технологического |
|режима |
|В таблице приведены результаты анализа впрыска для кофейной чашки из |
|полипропилена марки Каплен 01250 в программном продукте MPI/FLOW фирмы |
|Moldflow при различной толщине стенки. Анализ проводился при температуре |
|расплава 220С и температуре формы 40С. |
|Толщин|Вес |Оптимал|Общая толщина |Время |Потери |Распорное |
|а |издели|ьное |2-х застывших |охлаждения |давления|усилие при |
|(мм) |я |время |слоев при | |: |впрыске |
| |(г) |впрыска|окончании |(с) |изделие |(тс) |
| | |(с) |впрыска (мм) | |+ литник| |
| | | | | |(кгс/см2| |
| | | | | |) | |
|0.4 |5.7 |0.18 |0.21 |0.3 |990 |40 |
|0.5 |7.1 |0.24 |0.22 |0.5 |780 |30 |
|0.6 |8.5 |0.30 |0.20 |0.8 |680 |25 |
|0.7 |10.0 |0.35 |0.26 |1.1 |600 |22 |
|0.8 |11.4 |0.43 |0.30 |1.4 |530 |19 |
|0.9 |12.8 |0.53 |0.34 |1.7 |460 |16 |
|1.0 |14.2 |0.64 |0.38 |2.1 |410 |14 |
|Уменьшение толщины стенки изделия приводит к быстрому росту потерь |
|давления расплава на стадии впрыска. Если эти потери давления превышают |
|допустимое давление для используемой литьевой машины, может появиться |
|недолив. |
|При тонкостенном литье большую роль играет застывший пристенный слой, |
|толщина которого сопоставима с толщиной полости. Величина застывшего слоя|
|очень сильно зависит от скорости впрыска, поэтому при тонкостенном литье |
|правильный выбор скорости впрыска имеет особое значение. |
|Одним из наиболее критических мест горячеканальной литниковой системы |
|является впускной литник. Слишком тонкий впускной литник является |
|причиной недолива, дефектов изделия вблизи впуска. При большой толщине |
|впускного литника ухудшается внешний вид изделия. Оптимальная толщина |
|впускного литника зависит от текучести материала, толщины изделия и длины|
|потоков расплава. Оптимальная толщина впускного литника может быть |
|определена в компьютерном анализе. |
|Оптимизация системы охлаждения пресс-формы |
|Особое значение при тонкостенном литье имеет конструкция системы |
|охлаждения пресс-формы. Оптимизация системы охлаждения проводится в |
|компьютерном анализе. Расчеты, представленные в данной работе выполнены в|
|программном продукте MPI/COOL фирмы Moldflow. |
|Для обеспечения стабильности процесса охлаждение пресс-формы для литья |
|тонкостенных изделий должно осуществляться с помощью специального |
|термостата. |
|При малых временах цикла в пресс-форму от расплава поступает очень |
|большое количество тепла. Поэтому при тонкостенном литье отвод тепла от |
|изделия должен быть более интенсивным. |
|Еще одним требованием является равномерность охлаждения изделия. |
|Неравномерное охлаждение приводит к резкому изменению характера течения |
|расплава и является причиной многих дефектов (коробление, воздушные |
|ловушки, нестабильность размеров при хранении и эксплуатации изделия и |
|т.д.). Часто условия охлаждения матрицы и пуансона очень сильно |
|различаются. В этом случае требуется два независимых контура охлаждения |
|(используется термостат с двумя баками или два термостата). |
|Особые проблемы при тонкостенном литье могут вызвать так называемые |
|"горячие пятна" - участки формообразующей поверхности с повышенной |
|температурой. "Горячие пятна" возникают из-за затрудненного отвода тепла |
|от некоторых областей изделия. Причиной этого может быть большое |
|расстояние до канала охлаждения (превышающее 3 диаметра канала), а также |
|конструктивные особенности изделия (наличие ребер и пр.). |
Список литературы
1. Энциклопедия полимеров, т, 1-2, М., 1972-74.
2. Технология пластических масс, под ред. В. В. Коршака, М., 1972.
3. Лосев И. П., Тростянская Е. Б., Химия синтетических полимеров, 3 изд.,
М., 1971.
4. Видгоф Н.Б. Точечное литье термопластов. ЛДНТП, 1961.
Видгоф Н.Б. Основы конструирования литьевых форм для термопластов. М.,
Машиностроение, 1979.
5. В.В. Абрамов, Н.М. Чалая. Оценка состояния рынка оборудования для
переработки пластмасс в России. Пластические массы, 2001, № 5.
6. В.В. Абрамов. Состояние и перспективы развития промышленности
переработки пластмасс в России. Пластические массы, 1999, № 5.
7. Новости производства пластмасс / http://abuniversal.webzone.ru/news.htm
|
