Принцип работы термопластавтомата: как работает ТПА и его устройство

Принцип работы термопластавтомата такой: гранулы термопласта плавятся в нагретом цилиндре, шнек выдавливает расплав в пресс-форму, там он остывает и застывает, форма раскрывается, и готовое изделие выталкивается. Потом цикл повторяется. Термопластавтомат представляет собой специализированное оборудование для литья термопластов под давлением. Сейчас это самый распространенный способ делать детали из полимерных материалов, и на то есть несколько причин:

высокая технологичность;
отличная производительность;
возможность автоматизации;
дальнейшая механическая обработка изделия не нужна.

Термопласты, которые нужны для литья, отличаются широким набором физических и химических свойств. Что такое ТПА и какие они бывают, читайте в статье Подробнее о термопластавтомате. Здесь разберем, как работает термопластавтомат и как он устроен.

Как ТПА превращает гранулы в изделие

Сырьем для литья под давлением служат гранулы термопластичного полимера. Классический ТПА проходит несколько этапов:

1
сырье сушат: Подробнее о сушилке для полимеров;
2
гранулы кладут в приемный отсек (бункер) машины;
3
материал ссыпается в шнек и плавится;
4
затем расплав поршнем подается в пресс-форму;
5
проходит литниковые каналы и заполняет полость формы;
6
пластик застывает в охлажденной форме;
7
форма открывается, изделие готово.

Устройство термопластавтомата и принцип работы ТПА

Основные узлы, на которых держится работа машины: узел пластикации и узел смыкания. Они двигаются с помощью гидроприводов и электродвигателя. Центральный блок ЧПУ управляет всеми стадиями, электро- и гидроприводами и задает настройки цикла.

Чтобы выбрать подходящую под задачу модель, для начала достаточно узнать одну характеристику: усилие смыкания. По ней можно понять, какие у машины опции и габариты. Остальные параметры разобраны в статье Подробнее о характеристиках термопластавтомата.

Узел пластикации и впрыска

Это главный узел всего цикла литья под давлением. Он расплавляет термопласт и подает его в пресс-форму. Устройство термопластавтомата в этой части работает так:

пластик кладут в бункер;
дальше материал попадает в материальный цилиндр;
шнек вращается и передает его к соплу;
пластик греется и плавится;
расплав впрыскивается в пресс-форму.

Какую форму ставят на машину, зависит от изделия. На снимках ниже пресс-формы на вентилятор и на ящик. Подробнее об изготовлении пресс-форм.

Пресс-форма на вентилятор

Пресс-форма на ящик

Стадии цикла литья

Цикл литья проходит в несколько стадий разной длительности:

1
закрытие пресс-формы, движение узла впрыска вперед, подача расплава в формующую полость;
2
выдержка под давлением;
3
движение узла впрыска назад, пластикация, возврат шнека;
4
открытие формы, из которой извлекают деталь.

Больше всего времени занимают выдержка под давлением и охлаждение детали. Как правило, их длительность зависит от толщины стенок изделия. Обычно эти стадии длиннее «сухого цикла», то есть самих движений машины без литья. Как ту же последовательность видит оператор и какие параметры он задает, описано отдельно: Подробнее об этапах процесса литья под давлением.

Смыкание и впрыск

Это первая стадия. Впрыск делится на несколько частей с разной скоростью. Благодаря такому делению можно держать нужную скорость движения пластика по каналам формы.

Обработка под давлением

На второй стадии шнек поддерживает давление, под которым материал заходит в форму. Если давление превысит нужное, части формы разойдутся, и расплав будет вытекать в щели.

Пластификация

На этой стадии шнек вращается и возвращается в исходное положение. Одновременно в шнековую полость подается следующая порция материала.

Открытие формы

Изделие остывает в форме, затем подвижная плита отодвигается и открывает полость, где формировалась деталь. Обычно машину конструируют так, чтобы после раскрытия изделие оставалось на пуансоне, подвижной части формы. С пуансона изделие снимают толкатели, которые приводит в движение гидроцилиндр машины с хвостовиком.