Спецтехнологическая оснастка: пресс-формы для литья пластмасс

Спецтехнологическая оснастка: пресс-формы для литья пластмасс

Пресс форма для литья пластмасс относится к категории спецтехнологической оснастки. Ее конструкция зависит от вида полимера и его характеристик. На настоящий момент существует множество пластических масс, которые отличаются друг от друга рядом показателей. Соответственно, методы изготовления изделий из пластика разные.

Методы изготовления изделий из пластмасс

  • формованием в пресс-формах: таким способом перерабатываются термореактивные полимеры. Изделия прессуются на прессах гидравлических под давлением 100 – 25 кгс/см 2 . Пресс-материал помещается в матрицу, нагретую до 130-200 градусов. После смыкания пресс-формы под давлением масса заполняет ее полость и в течение определенного времени выдерживается до отверждения. По окончании процесса форма размыкается и из нее при помощи толкателей выталкивается готовое изделие;
  • формованием методом штамповки: такой способ пригоден для изготовления изделий из листового материала (винипласта, полиэтилена, органического стекла). В процессе формовки материал разогревается до 40 – 45 градусов, так же, как и в предыдущем варианте, выдерживается под давлением. Затем охлаждается и только после полного охлаждения снимается с формообразующих деталей штампа. Одной из областей применения штамповки является производство подоконников из ПВХ.
  • формованием вакуумным и пневматическим: этот способ похож на штамповку, но вместо формообразующих рабочих элементов (матрицы или пуансона) используется упругая среда – сжатый воздух или атмосферное давление. Вакуумным и пневматическим формованием получают изделия не только из термопластичных материалов, но и крупногабаритные детали из термореактивных пластмасс с наполнителями высокой прочности (стеклотканью, стекловолокном и пр.). Этим способом изготавливают ПЭТ-бутылки и упаковку для яиц;
  • экструзией: метод применяется для изготовления труб, лент, стержней и прочих безразмерных изделий. Оборудованием для получения данной группы продукции служат экструдеры (червячные прессы);
  • литьем термопластов под давлением: данный способ является на данный момент самым высокопроизводительным и технологичным. Материалы, пригодные для литья под давлением, отличаются между собой физическими и химическими свойствами, что является определяющим при выборе конструкции формы и назначении геометрических размеров формообразующим элементам. Но у всех полимеров есть одно общее свойство: все они легко поддаются повторной переработке.

Сырье для производства пластиковых бутылокПолиэтилентерефталат — термопластик, используемый в качестве сырья для производства пластиковых бутылок. Заготовкой для изготовления служит преформа, в процессе литья принимающая нужную конфигурацию.

В наше время актуален вопрос о загрязнении окружающей среды изделиями из пластика, переработка пэт тары позволяет снизить его вредное влияние. Читать подробнее

Технологический маршрут литья пластика под давлением

  1. Предварительная подготовка исходного материала. Пластмассовое сырье поставляется в виде гранул термопластичного полимера, которое содержит избыточное содержание влаги. Для ее удаления материал подвергается сушке в специальных сушильных шкафах.
  2. Процесс литья. Просушенные гранулы засыпаются в бункер термопластавтомата. Из бункера пластмасса попадает в шнек автомата, где она расплавляется. Затем поршень машины под давлением подается в литниковую систему пресс-формы и заполняет ее рабочие полости. Заполненная форма охлаждается водой, пластмасса застывает. Далее пресс-форма размыкается и деталь выпадает.
  3. Зачистка облоя и литника. В зависимости от конструкции пресс-формы может возникнуть необходимость обрезки литника. Делается это сразу после съема изделия с пресс-формы рабочим-литейщиком . Что касается облоя, то он является признаком дефекта пресс-формы: неправильно выбранные конструктором зазоры между отдельными элементами приводят к появлению тонкой «окантовки» по контуру изделия. Но не всегда вина лежит на конструкторе: при изготовлении деталей пресс-формы могут быть не выдержаны предельно допустимые размеры.

Конструкции пресс форм для литья под давлением

Основными элементами пресс-формы являются:

  • блок, состоящий из двух плит. Одна из плит блока крепится к неподвижной части агрегата, вторая – к подвижной. В состав блока входят направляющие элементы: колонки и втулки, которые служат для центрирования пресс-формы в момент ее смыкания.
  • пакет: совокупность элементов, помещенных внутрь блока. В пакет входят:
    • формообразующие детали (матрицы, пуансоны);
    • обоймы матриц и пуансонов;
    • детали системы выталкивания (плита толкателей, выталкиватели, хвостовик);
    • подкладные брусья, обеспечивающие величину хода толкателей;
    • подкладные плиты.

    Независимо от конфигурации пластмассового изделия формы для литья под давлением имеют практически одинаковую конструкцию. Набор деталей конструкции идентичен, многие составляющие отличаются только типоразмерами. Этот факт позволил унифицировать детали оснастки и наладить их производство в массовом порядке.

    Основными производителями стандартных деталей являются компании D-M-E Limited (Кипр) и NASCO (Германия). В России подобную продукцию первым начало производить предприятие «ТАНТАЛ» (Россия – Германия).

    Физические свойства стеклопластикаЕмкости из стеклопластика обладают высокой удельной прочностью, высокой стойкостью к коррозии и относительно малым весом. Узнайте больше о физических свойствах стеклопластика и о его применении в изготовлении изделий.

    О том, из каких этапов состоит технологический процесс вакуумного формования пластика, можно узнать из этой статьи

    Из поликарбоната, в силу его термопластичных свойств, можно изготавливать самые разнообразные изделия с возможностью повторной переработки. Читайте далее

    Виды пресс-форм для пластика

    • холодноканальные двухплитные;
    • холодноканальные трехплитные;
    • горячеканальные.

    Двухплитные холодноканальные пресс-формы относятся к самым простым конструкциям. Это наиболее распространенный тип. Они имеют одну линию разъема.

    Трехплитные пресс-формы размыкаются по двум линиям разъема: первая служит для освобождения готового изделия, вторая – для извлечения центрального литника. Такая конструкция позволяет разместить литник в любом месте детали. При этом диаметр непосредственного впрыска может быть точечным – диаметром менее 1 мм, а разводящий литник при раскрытии формы отделяется автоматически.

    Трехплитные конcтрукции – более сложные в изготовлении по сравнению с двухплитными, но при изготовлении ответственных деталей (например, корпусных) такая конструкция является единственно возможной.

    Горячеканальные пресс-формы отличаются от двух предыдущих тем, что литниковая система при литье пластмасс в них оборудована нагревательными элементами. В результате такого приема пластмасса, заполняющая ее, находится в жидком состоянии. Время охлаждения изделия в таких формах значительно сокращается, так как толщина ее стенок гораздо меньше толщины литников. Еще одним преимуществом горячеканальных изделий является уменьшение отходов.

    • коллекторов разводящих;
    • системы сопел.

    Коллектор располагается в плите матрицы. Он служит для доставки расплавленной полимерной массы от сопла литьевой машины к соплам пресс-формы. Через сопла конструкции материал подается в формообразующую полость либо в разводящий литник (холодный).

    Производители пресс формы для литья пластмасс и ориентировочная цена

    Самым крупным производителем форм для литья является Китай. Целые регионы этой страны занимаются производством оснастки. Наверное, никто не сможет превзойти их в качестве и скорости изготовления изделий, не говоря уже о цене. Стоимость китайской оснастки намного ниже европейской и российской.

    Стоимость пресс формы для литья зависит от степени ее сложности. Так, например, форма для литья под давлением крышки для пятилитровой пластиковой бутылки на 32 места производительностью 7200 шт./час стоит 3 миллиона рублей.

    Несмотря на унификацию отдельных узлов пресс-форм, каждая из них является уникальной в соответствии с уникальностью отливаемого изделия.

    Видео: «Изготовление пресс формы для пластика»

    Производство пластмасс с помощью литья под давлением

    Изделия из пластмасс, созданные под давлением

    Для изделий из пластмасс характерна низкая стоимость как сырья, так и самого производства. Технология литья пластмасс под давлением позволила существенно увеличить качество готового продукта.

    В производстве выделяют два типа пластмасс: термореактивные и термопластичные. Первые, после застывания необратимо изменяются и становятся непригодны к вторичной переплавке, а вторые, напротив, могут быть снова расплавлены, после чего им можно придать иную форму. Существует огромное количество добавок, которые изменяют свойства конечной продукции из полимеров в широких пределах.

    Доступность сырья и низкая стоимость производства литых изделий из пластмасс широко известны, однако при таком виде обработки, как литье в силиконовые формы, высок процент бракованных изделий, которые уходят на переплавку. Решением этой проблемы стало использования давления, оно позволяет избежать появления литейных дефектов.

    Список готовых продуктов, получаемых с помощью технологии литья пластмасс под давлением, огромен, вот только некоторые из них:

    • корпуса электронных приборов;
    • детали для автомобилей; ;
    • игрушки для деталей;
    • детали бытовых приборов;
    • корпуса медицинских аппаратов.

    Производство литьем пластмасс под давлением

    Преимущества и недостатки литья пластмасс под давлением

    Для обработки этого синтетического материала существует несколько распространенных методов. Литье с использованием давления имеет следующие преимущества по сравнению с другими методами обработки:

    • работа практически с любыми видами пластика;
    • высокопроизводительные установки;
    • высокое качество литья;
    • работа с формами сложной конфигурации, в том числе для отливки тонкостенных изделий;
    • высокая степень автоматизации процесса литья;
    • дополнительная обработка изделий не требуется.

    При всех неоспоримых достоинствах установки для литья пластмасс под давлением имеют следующие недостатки:

    • стоимость литьевых станков практически любого уровня высока;
    • применение технологии литья под давлением должно быть обосновано экономически.

    Схема станка для литья пластмасс под давлением

    Принципиальная схема установки для литья

    Процесс литья можно разбить на пять основных этапов:

    1. Материал для готового изделия попадает в пластикатор определенными порциями.
    2. С помощью электрических нагревательных элементов происходит расплавление пластмассы.
    3. Под давлением расплав устремляется в форму и там выдерживается.
    4. Охлаждение готового изделия.
    5. Изделие удаляется из формы и цикл повторяется вновь.

    Неизменными в любой литьевой машине являются три основных детали: форма для литья, пластикатор и материальный цилиндр. Смыкание материального цилиндра и формы обеспечивает герметичный объем для создания изделия. Нагретый в пластикаторе при помощи электрического тока материал впрыскивается с помощью винта в закрытый объем пресс-формы. Выдержка под давлением позволяет избежать большей части распространенных литейных дефектов. Охлаждение детали происходит вместе с пресс-формой, в это время пластикатор может приступить к работе с новой формой.

    Современные термопластавтоматы (ТПА) состоят из многих десятков узлов и деталей. Управление всем этим комплексом происходит с помощью специализированного программного обеспечения. С его помощью оператор станка может не только контролировать различные параметры цикла, но и влиять на конечные характеристики изделия.

    Температуру пластмассы и узлов ТПА выбирают исходя из следующих предпосылок: материал необходимо нагреть на десять или двадцать градусов выше точки текучести и при заполнении формы не должно происходить резкого уменьшения температуры. Чем больше температура в пластикаторе, тем проще, а значит быстрее, происходит заполнение формы, однако при этом увеличивается термический износ станка. Недостаточная температура пресс-формы замедляет процесс заполнения или может даже стать препятствием нормальному формированию объема детали.

    Основными производственными отходами является лишний материал, застывающий в литниковых формах. Для уменьшения затрат пластмассы сегодня производители предлагают так называемые горячеканальные пресс-формы. Они позволяют держать литники в вязком состоянии и обеспечивают возможность использования станков с более низким впрыском.

    Работа станка для литья пластмасс под давлением

    Характеристика станков для литья

    Для выбора оптимально производственного оборудование следуют ознакомиться со следующими характеристиками ТПА:

    • Сила, с которой материальный цилиндр смыкается с формой для литья. Она измеряется в килоньютонах.
    • Максимальный объем впрыска. Несмотря на название, это масса, так как измеряется он в граммах. Чем он больше, тем большее количество форм может обслуживать аппарат.
    • Давление, которое создает пластикатор при впрыске материала в литьевую форму.
    • Максимальный размер используемой пресс-формы.

    Приведенные характеристики находятся в зависимости друг от друга, часто производитель указывает лишь силу действия материального цилиндра. Для полного сравнения аппаратов между собой этого, конечно же, недостаточно.

    Даже не обладая глубокими познаниями в экономической теории можно указать, что полное время цикла имеет огромное значение. Чем оно меньше, тем большее количество изделий можно изготовить за тот же период времени. Время складывается из четырех составляющих:

    • пластикация материала;
    • время впрыска;
    • время воздействия давления и охлаждения изделия.

    Время плавления сырья зависит от его типа и варьируется в нешироких пределах, оно практически не влияет на изменение общего времени цикла. Длительность впрыска и воздействия давлением зависит от общего объема литейной формы и устройства литниковой системы. Наибольший вклад в общую продолжительность производства приходится на время охлаждения. Оно, к сожалению, больше зависит от характеристик формы, чем сложнее деталь, тем дольше она будет отдавать тепло.

    Источник http://promresursy.com/materialy/proizvodstvo/oborudovanie/press-formy-dlya-litya.html

    Источник http://polimerinfo.com/kompozitnye-materialy/lite-plastmass-pod-davleniem.html

    Источник