Пластмассовые детали широко используются в различных отраслях промышленности и быту. Пластик задействуют как в строительстве, так и приборах, кухонных принадлежностях и т.д.
Один из популярных методов изготовления таких деталей – двухкомпонентное литье пластмасс под давлением. Благодаря современному оборудованию есть возможность сделать процесс производства автоматизированным, а технические характеристики изделий будут на высоте.
Особенности пластикового производства
В ходе двухкомпонентного литья пластмасс под давлением осуществляется впрыскивание полимерной смеси в расплавленном состоянии на отдельных стадиях с использованием различных матриц, формующих полостей и прочего дополнительного оборудования с разными геометрическими формами.
Изготовление изделия предполагает, что сначала выливается пластиковая вставка, которая затем перемещается в другую форму, где ее заливают вторым материалом полимерного типа.
Применяются несколько способов литья под давлением изделий разной функциональности. Любой метод технологии литья пластмасс требует создания специального оборудования с 2 или несколькими узлами. Каждый из них впрыскивает один из компонентов.
Выделяют следующие технологии литья:
1. Перемещение заготовки переносом. Сначала направляется одна заготовка в оформляющую полость, сделанная вручную либо роботизировано, затем переносится в другую ее часть.
2. Перемещение заготовки поворотом. Осуществляется из литьевой формы, что приводит к ее повороту вокруг своей оси по горизонтали или вертикали.
3. Совмещение литья 2 компонентов. Осуществляется подача двух компонентов в одну и ту же полость формы одновременно либо с небольшой задержкой.
4. Последовательное литье. В этом случае поочередно подаются расплавы двух компонентов в одну форму. При этом для второго материала удаляется заслонка, чтобы было место согласно объему впрыскивающегося элемента. Изделия получаются слоистыми. В итоге будет получена универсальность, так что уменьшается цена сырья, давление, а также остаточные напряжения в полученной конструкции изделия.
Также есть вариант с использованием многокомпонентных форм. В данном процессе каждый цвет будет иметь четкое разделение. Кроме того, можно получить гибридные изделия, когда полимерные материалы, литье которых отличается, находятся только в центре или по бокам. Кстати, сначала подают более прочный компонент, а потом сразу происходит впрыск другого.
Выбор материала влияет на возможности производства. Требуется тщательно изучить, совместимы ли они, какая у них износостойкость, химическая устойчивость и прочее. Часто используют комбинации тех веществ, у которых схожая вязкость. На сцепление между ними влияют совместимость, температура процесса, размер контактируемой площади, текстура, последовательность впрыска, конструкция деталей при их механическом сцеплении.
Основные области применения пластмассовых изделий разнообразны: автомобилестроение, химическая промышленность, электроника и прочее. Можно изготавливать детские игрушки, различные крышки, упаковки, детали для техники, медицинского и прочего оборудования. Благодаря литью под давлением получают детали как простого, так и сложного типа. Лимиты по размерам и количеству не установлены.
Двухкомпонентное литье под давлением обладает следующими преимуществами:
1. Изделие получается точным. Жидкий пластик подается под давлением и равномерно распределяется в пресс-формы, поэтому после охлаждения он застывает и превращается в изделие, где будут правильно сделаны даже самые мелкие выемки.
2. Можно получить детали любой сложности даже с тонкими стенками, множеством отверстий и изгибов. Изначально создается форма, в которой подобные моменты будут учтены.
3. Для полученного изделия требуется минимальное механическое воздействие. Но чаще всего оно не понадобится.
4. Возможность изготовить большое количество деталей. Форма прослужит долго.
5. Небольшая цена. Но только если изготавливается большая серия различных полимеров. Чем больше произведено изделий, тем меньше стоимость за каждое из них. Связано с тем, что большая часть бюджета идет на подготовительные мероприятия, а они проводятся только раз.
Но нужно учитывать, что пластиковое литье под давлением имеет и минусы. Касается высокой стоимости предварительных мероприятий. Поэтому невыгодно изготавливать только одну деталь либо небольшую серию.
Крупногабаритное литье пластмасс
Литье пластмассы представляет собой технологию, при которой полимер становится вязким под воздействием температуры, а потом помещается в специальную форму под давлением, где охлаждается. Получается требуемое изделие.
Что касается крупногабаритного литья, то это конструкции из полимеров, которые получены в термопластавтоматах, когда усилие смывания составляет не меньше 1200 т. Примером является разнообразная мебель (стулья и столы), изделия для корабле-, автомобиле- и авиастроения, различные тары, ящики, ведра, лотки, упаковки и прочее.
Конструирование пресс-форм
Выделяют следующие фазы проектирования пресс-форм:
1. Продумывание схем, разработка модели в 3Д.
2. Улучшение расположения деталей в оснастке.
3. Расчет конструкции литниковой системы – горяче- или холодноканальный вариант. Последний отличается надежностью, простотой применения, но из минусов выделяют возрастание цикла по времени. Что касается горячеканальной системы, то в ней отсутствуют литники, которые во время каждого цикла выпадают вместе с готовой продукцией. Но нужно учитывать, что подобный метод отличается высокой стоимостью. К тому же обслуживание бывает затруднительное.
4. Подготовительные работы по полному сбору комплекта документов на формы. Это касается инструкции к ним, модели, схем.
Проект по созданию пресс-форм включает расчеты:
Работа
Производство изделия условно делится на подготовительные работы и непосредственно литье.
Первая фаза включает следующее:
1. Моделирование будущей детали. Для этого используют фото и схемы, создают 3Д-модель. Все делает специалист в соответствующей программе.
2. Создание прототипа. Он считается образцом и требуется для оценки и тестирования детали, чтобы при необходимости ее доработать.
3. Составление проекта пресс-формы. За основу берется 3Д-модель детали.
4. Создание самой пресс-формы. Каждую часть делают отдельно, а потом соединяют.
5. Литье для теста. Делают первый экземпляр. Его тщательно изучают, а при необходимости дорабатывают пресс-форму.
Обычно такие действия занимают несколько недель, а иногда и месяцев. Это чрезвычайно важный этап, так что нельзя спешить.
Сам процесс литья под давлением заключается в следующем:
1. Перемещение разогретого пластика в форму под высоким давлением.
2. Равномерное распределение всей массы по форме, заполняя все выемки.
3. Охлаждение конструкции с массой для затвердевания.
4. Открывание формы для извлечения готовой детали.
Подобные действия происходят по кругу для создания все новых и новых изделий.
Изготовление пресс-форм
Конструкция пресс-формы зависит от свойств используемого материала, внешнего вида изделия, объемов производства. Если применяется прямое прессование, то камера будет выглядеть как продолжение полости, которая формирует нижнюю область изделия. Материал, который загружается в матрицу, нагревается до необходимой вязкости, а потом уплотняется. Полностью смыкается, когда окончательно формируется изделие.
Виды пресс-форм бывают как с загрузочным отделом, так и без него. В зависимости от эксплуатации выделяют съемные и стационарные. Первые используют редко – только для небольших партий. В стационарных готовые изделия извлекают специальным толкателем.
В зависимости от количества создаваемых деталей формы бывают одно- и многоместными. Последний вариант уменьшает себестоимость продукции.
Литье пластмасс с газом
Во время такого литья полимер уплотняется благодаря давлению газа именно на часть изделия либо возле него, поэтому затвердевание осуществляется легче, чем при обычном способе.
Благодаря такой методике можно получить качественный предмет с хорошей поверхностью, без различных дефектов, а уровень остаточного напряжения будет невысоким. Т.е. и размеры будут стабильными.
К главным преимуществам такого метода относится следующее:
Критерии выбора оборудования
Выбирая оборудование для литья, необходимо ориентироваться на следующие технические параметры машин:
Машины подразделяются по объему впрыска в зависимости от максимального количества подаваемого вещества за цикл. Выделяют оборудование с пластикацией шнека и поршня. В последние годы используют комбинированный вариант. Также, в зависимости от перерабатываемого полимера, выделяют термопластавтоматы и реактопластавтоматы.
