Контроль температуры при литье пластмасс под давлением

Регулирование температуры предотвращает возникновение проблем качества, таких как усадка, деформация и напряжения в процессах литья под давлением.

От литья предметов личного пользования, таких как игрушки и зубные щетки, до промышленных деталей, таких как пластмассовые элементы, используемые в автомобилях, литье под давлением является одной из наиболее актуальных технологий производства, используемых сегодня. В сегодняшней теме мы определим, что представляет собой процесс литья под давлением, разделим его на этапы и объясним необходимость контроля температуры.

Литье под давлением — это специализированная технология изготовления пластиковых деталей и изделий. Данная технология позволяет массово производить несколько тысяч — или даже миллионов — идентичных деталей определенного размера и качества.

Литье под давлением дает следующие преимущества по сравнению с традиционными технологиями изготовления изделий из пластмасс:

  • Затраты на единицу продукции, получаемые литьем под давлением, невелики, что позволяет производителям экономить значительные средства, в отличие от мелкосерийного производства.

  • Это точный и очень повторяемый процесс, который может быть почти полностью автоматизирован. Благодаря такой особенности можно увеличить скорость производства, снизить трудозатраты и сократить время выхода на рынок новых продуктов.

  • У изделий, изготовленных литьем под давлением относительно низкие показатели брака по сравнению с традиционными методами обработки, такими как обработка на ЧПУ, которая удаляет значительную часть материала.

  • При литье минимизированы растраты доступных ресурсов.


Контроль температуры при литье пластмасс под давлением


Основы процесса литья под давлением

Литье пластмасс под давлением включает инжекцию расплавленного пластика в форму (или полость), которая определяет форму его отлитой детали после затвердевания. Основными требованиями для процесса являются литьевая машина, сырой пластик и пресс-форма.

Литьевая машина состоит из бункера, через который в машину подается гранулированный пластик; нагревательного цилиндра с поршневым винтом; и сопла выполняющего впрыск. Наиболее распространенными термопластами, используемыми для литья под давлением, являются нейлон (PA), поликарбонат (PC), полипропилен (PP) и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS). Используемые формы в зависимости от применения могут быть одно- или двухрезонаторными.

Хотя фактические конфигурации могут отличаться у разных производителей, литье под давлением представляет собой трехступенчатый процесс, включающий следующие этапы:

  1. Впрыск.

  2. Охлаждение.

  3. Выброс.

Шаг 1: Впрыск. Пластиковые гранулы — гранулы из термопластичной смолы — подаются в литьевую машину через бункер и затем попадают в нагревательный цилиндр. Материал расплавляется с помощью ленточных керамических нагревателей и фрикционного нагрева из цилиндра с поршневым винтом. Затем расплавленная масса впрыскивается в форму через форсунку. Пресс-форма в свою очередь также прогревается до высоких задаваемых оператором температур, что способствует равномерному распределению полимерной массы на ее внутренней поверхности. 


Контроль температуры при литье пластмасс под давлением. Нагреватели от Технонагрев


Для нагрева пресс-форм используют обычно патронные ТЭНы или спиральные нагревательные элементы. Формы со спиральными нагревателями поставляются сразу с установленными нагревателями, которые заменить без помощи специалиста невозможно. А формы, выполненные под установку патронников снабжены специальными пазами под их установку. Такие нагревательные элементы довольно просто заменять самостоятельно. По мере того, как расплав наносится на форму, горячий воздух выходит через линию разделения и через штифты впрыска.

Шаг 2: Охлаждение. После впрыска расплавленный пластик охлаждается с определенной скоростью, в то время как материал затвердевает. В большинстве случаев вода или охлаждающая жидкость будут циркулировать через форму для понижения ее температуры. Регулирование температуры может быть достигнуто путем интеграции системы охлаждения с промышленным чиллером для литья под давлением.

Время охлаждения зависит от типа полимера и толщины изготавливаемого материала. Подходящая система охлаждения, прикрепленная к кристаллизатору, отводит тепло от расплава за счет проводимости, излучения или конвекции, поддерживая скорость охлаждения в определенных пределах.

Температура расплава может составлять от 200 до 300 ° C, и после удаления из полости охлаждается до 60 ° C. Время охлаждения может составлять до 60 процентов от всего времени цикла. Заканчивается стадия охлаждения, когда отлитая деталь становится достаточно твердой, чтобы ее можно было вытолкнуть из формы, оставляя мало или совсем не оставляя пластик.

Шаг 3: Выброс. Форма прикреплена к подвижной плите. После затвердевания детали пресс-формы открываются, и выталкивающие штифты втягиваются. Отформованная деталь выпадает из формы и попадает в нижний контейнер.

Ограничения литья под давлением

Как и любой другой производственный процесс, литье под давлением не лишено недостатков:

  • Первоначальные капиталовложения высоки из-за требований к конструкции, инструментам и усовершенствованиям.

  • Компании-производители должны проводить обширные испытания и прототипирование.

  • Его полезность ограничена для некоторых размеров формованных деталей.

Формовочный инструмент и инвестиционные затраты.

 Когда формованная деталь изготавливается впервые, в конструкцию сначала вводится опытный образец из испытательного материала для обеспечения точности с использованием таких методов, как 3D-печать или обработка с ЧПУ. Пресс-форма изготовлена ​​из стали или алюминия и должна быть рассчитана на точные размеры.

Прототипирование и тестирование.

С помощью литья под давлением компании-производители должны проводить обширные испытания и прототипирование всей системы с использованием копий. Любые последующие модификации окончательного проекта потребуют либо модификации инструментов, либо их полного удаления, что может значительно увеличить производственные затраты.

Ограничения по размеру и толщине.

Поскольку литьевые машины и формы обычно имеют ограниченные размеры, литье под давлением может не подходить для конструирования больших пластиковых деталей. Кроме того, литье под давлением имеет тенденцию создавать в основном формованные детали одинаковой толщины. Эта характеристика может быть нежелательной для некоторых производителей, которые требуют изменения в этом аспекте. Это связано с тем, что литьевые детали должны быть изготовлены с достаточной толщиной стенки (не менее 1 мм), чтобы избежать проблем с заполнением формы.


Контроль температуры при литье пластмасс под давлением


Важность контроля температуры в литье под давлением

Как и во многих других промышленных процессах, контроль температуры является критическим фактором при литье под давлением. Эффективный контроль температуры предотвращает возникновение проблем с качеством, таких как усадка, деформация и напряжения в материале. Важнейшая техническая задача — найти баланс между:

  • Температура охлаждающей жидкости.

  • Скорость охлаждения формы.

  • Качество конечного продукта, учитывая, что скорость производства пропорциональна рентабельности.

Многие производители используют для охлаждения небольших каналов внутри пресс-формы воду и контролируют процесс сброса температуры с помощью терморегулятора, прикрепленного к литьевой машине. Хотя этот метод эффективен и требует меньших эксплуатационных расходов, пресс-форма будет подвержена загрязнению. Градирни для водяного охлаждения представляют собой системы с разомкнутым контуром. Промышленный чиллер, напротив, может использоваться для регулирования температуры с помощью охлаждения с замкнутым контуром, обеспечивая более высокую степень чистоты продукта.

Когда полимеры для литья под давлением нагреваются и смешиваются внутри машины, необходимо поддерживать определенный температурный предел, поскольку температура процесса непосредственно влияет на качество конечной смеси.

Если температура слишком низкая, компоненты могут не смешиваться должным образом. С другой стороны, когда температура слишком высокая, смесь может утратить свои полезные свойства и засорить оборудование. Таким образом, обычно существует идеальная точка или предписанная температура для конкретных видов полимеров и их смесей, при которой должен проходить процесс формования.


Контроль температуры при литье пластмасс под давлением


Заказать электронагреватели для всех зон оборудования, выполняющего литье под давлением вы можете прямо сейчас на сайте «Технонагрев». Наша компания изготавливает промышленные нагреватели для всех сфер производства. Сильный технический резерв и совершенная система контроля, с высококлассными инженерами с многолетним опытом работы в области промышленного нагрева, электрической автоматизации и управления, а также с нашей собственной исследовательской базой по разработке новых продуктов позволяют изготавливать нагревательные элементы высшего качества. Именно поэтому наша компания пользуется уважением, а наши изделия высоким спросом практически по всем странам СНГ. Мы не гонимся за количеством, наше кредо — качество! Станьте одним из наших постоянных клиентов, и вы будете иметь абонемент скидок на самые часто заказываемые нагреватели и комплектующие к ним. Также у нас вы можете приобрести индивидуально разработанные шкафы автоматики и управления для вашего оборудования, которые позволят удаленно контролировать все рабочие процессы и исключить аварийные ситуации на производстве.



Возврат к списку


.