Технология литья под давлением используется для изготовления пресс-форм для идентичных деталей, известных как формованные компоненты. Этот процесс требует высокого давления, и расплавленный пластик или другой материал впрыскивается в полость пресс-формы для литья пластмасс под давлением.
Второй этап происходит внутри формы, где вещество охлаждается и затвердевает, принимая форму полости. Затем отформованная деталь извлекается после вскрытия формы. Процедура повторяется несколько раз для создания множества одинаковых деталей.
Кроме того, для изготовления пресс-форм для литья под давлением обычно используется чрезвычайно прочная сталь, рассчитанная на выдерживание высокого давления и температуры, возникающих в процессе литья под давлением. Для получения точных и однородных деталей пресс-формы должны быть высокоточными.
Качество готового изделия в значительной степени зависит от конструкции пресс-формы, которая может быть сложной из-за таких факторов, как тип формуемого материала, предполагаемая форма готового изделия и используемые производственные процедуры.
Детали, изготовленные методом литья под давлением, используются в самых разных изделиях, от простых товаров для дома до сложных механических деталей, применяемых в таких отраслях, как автомобильная, электронная и медицинская промышленность. Литье под давлением — популярный метод производства различных изделий благодаря своей универсальности и доступности.
Изделия, изготовленные методом литья под давлением: оборудование и технологические процессы.
В промышленном процессе литья под давлением с использованием специализированного оборудования создаются формованные детали из термопластичных или термореактивных материалов. Для производства изделий, изготовленных методом литья под давлением, необходимы следующие компоненты:
Подобрать оборудование
В процессе литья под давлением используется следующее оборудование:
- Термопластавтомат: Эта машина содержит такие компоненты, как бункер, нагревательный цилиндр, возвратно-поступательный шнек и зажим для пресс-формы, которые составляют основную часть процесса литья под давлением. Пластиковые гранулы расплавляются машиной и впрыскиваются под давлением в пресс-форму для изготовления формованной детали.
- Полость формы: Этот инструмент, часто изготовленный из стали или алюминия, придает пластику форму. В процессе литья под давлением две части пресс-формы скрепляются вместе.
- Материал бункера: Здесь пластиковые гранулы хранятся перед подачей в нагревательный цилиндр литьевой машины.
- Нагревательный барабан: На этом этапе процесса литья под давлением пластиковые гранулы расплавляются, после чего они готовы к впрыскиванию в пресс-форму.
- Возвратно-поступательный винт: Эта часть машины для литья под давлением нагревает пластик, прежде чем направить его в форму.
- Зажим для пресс-формы: Эта система создает необходимое давление для впрыскивания расплавленного пластика в форму, удерживая при этом форму закрытой на протяжении всего процесса литья под давлением.
- Система охлаждения: Эта система используется для охлаждения изготовленных методом литья под давлением компонентов. Этого можно добиться путем охлаждения системы воздухом, водой или их комбинацией.
Это основные элементы установки для литья под давлением. В зависимости от конкретных потребностей процесса литья под давлением может также использоваться дополнительное вспомогательное оборудование, такое как грануляторы, сушилки для материалов и устройства контроля температуры.
Установка для литья пластмасс под давлением
В литье под давлением расплавление и впрыскивание пластикового материала в полость пресс-формы осуществляется с помощью блока впрыска пластика. Пластиковый материал расплавляется и впрыскивается в пресс-форму с помощью нагретого цилиндра, шнека и сопла.
Затем пластиковое вещество помещается в цилиндр, где движущийся шнек нагревает и перемешивает его. На следующем этапе, после достижения необходимой температуры и консистенции, сопло впрыскивает пластиковый материал в полость формы, где он охлаждается и затвердевает, создавая желаемый результат.
Для обеспечения стабильного и высококачественного производства необходимо надлежащим образом управлять установкой для впрыска пластмасс, являющейся важнейшей частью процесса литья под давлением.
Блок зажима пресс-формы
В процессе литья под давлением две половины пресс-формы должны быть плотно закрыты и удерживаться вместе с помощью зажимного устройства. Усилие зажима, необходимое для надежного соединения половин пресс-формы и предотвращения вытекания пластикового материала из полости пресс-формы, создается и поддерживается устройством.
Зажимной узел пресс-формы состоит из неподвижной и подвижной плит, соединенных с гидравлической или механической системой. При установке пресс-формы в машину две плиты сближаются, после чего прикладывается усилие зажима, удерживающее пресс-форму в закрытом состоянии.
Необходимая сила зажима варьируется в зависимости от размера, сложности, типа используемого пластика и формы. Для обеспечения безопасного и эффективного производства необходимо тщательно контролировать зажимной механизм пресс-формы, являющийся важнейшей частью процесса литья под давлением.
Технологические процессы: литье под давлением термопластичных полимеров.
Процесс литья под давлением термопластичных полимеров обычно включает в себя следующие этапы:
Плесень
Литье под давлением термопластичных полимеров во многом зависит от литьевой формы. Это устройство, используемое для формования расплавленного пластика в желаемое готовое изделие. Полость и сердечник, два основных компонента формы, обычно изготавливаются таким образом, чтобы плотно прилегать друг к другу, создавая трехмерную форму.
После впрыскивания в полость пресс-формы пластиковый материал охлаждается и затвердевает, принимая форму пресс-формы. Конечная форма и размер изделия определяются конструкцией пресс-формы, что делает ее критически важным компонентом процесса литья под давлением.
Пресс-форма должна быть тщательно разработана, чтобы гарантировать беспрепятственное заполнение каждой полости пластиковым материалом и быстрое и равномерное охлаждение. Кроме того, пресс-форма должна быть изготовлена из материалов, выдерживающих высокие температуры и давление, используемые в процессе литья под давлением.
Поскольку пресс-форма многоразовая во время литья под давлением, ее можно использовать для создания множества идентичных деталей. Для поддержания ее в хорошем состоянии и возможности дальнейшего производства высококачественных деталей может потребоваться регулярная очистка и техническое обслуживание пресс-формы.
Двухпластинчатая форма
При литье термопластичных полимеров типичной формой пресс-формы является двухплитная. Она состоит из двух частей, закрепленных на двух плитах литьевой машины: полости и сердечника. Двухплитная пресс-форма получила свое название потому, что имеет двухкомпонентную конструкцию с разделительной линией, отделяющей две части формы.
Задача двухплитной формы — придать расплавленному пластику необходимую конечную форму. Пластиковый материал впрыскивается в полость формы через литниковый канал на разделительной линии. Полость заполняется пластиковым материалом, которому затем дают остыть и затвердеть. Готовое изделие извлекается после того, как две половины формы разделяются.
Поскольку для изготовления двухплитной пресс-формы требуется всего две плиты и несколько простых компонентов, это достаточно простой и доступный тип пресс-формы. Она хорошо подходит для компонентов с простой геометрией, включая плоские или закругленные кривые.
Однако этот метод может быть неподходящим для деталей со сложной геометрией, поскольку заполнение полости пластиком в таких условиях может быть затруднительным. В литье под давлением двухплитная пресс-форма универсальна и часто используется, особенно для простых деталей и небольших объемов производства.
Трехпластинчатая форма
Трехплитная форма — одна из форм, используемых при литье под давлением термопластичных полимеров. По сравнению с двухплитной формой, она обладает большими возможностями и универсальностью, поскольку имеет три плиты: две подвижные и одну стационарную.
Назначение трехплитной пресс-формы — придать отлитым под давлением пластиковым деталям требуемую конечную форму. Пластиковый материал впрыскивается в половину полости пресс-формы через литниковый канал на линии разделения.
После того как расплавленный пластик попадает в полость формы, две подвижные пластины отделяются от неподвижной пластины, позволяя извлечь пластиковый объект из формы. Третья пластина в трехпластинчатой форме, расположенная между полостью и стержневой половиной, называется литниковой пластиной или подпластиной.
Использование этой плиты позволяет создать уникальную систему литников, которая может направлять поток пластикового материала в различные полости или места внутри одной полости. В результате процесс литья под давлением становится более гибким и эффективным.
При производстве более крупных изделий, где использование двухплитной пресс-формы привело бы к увеличению размера пресс-формы или потребовало бы установки дополнительных элементов, таких как подъемники, часто используется трехплитная пресс-форма. Благодаря наличию нескольких полостей в конструкции пресс-формы, трехплитная пресс-форма позволяет изготавливать различные детали за один цикл.
Трехплитная пресс-форма — это универсальный и эффективный тип пресс-формы, часто используемый в процессе литья под давлением, особенно для изготовления крупных деталей и серийного производства.
Повторное использование литника и соединительной трубки в двух- и трехплитных формах.
Используемый материал, геометрия детали и желаемые характеристики готового изделия — все это влияет на то, сколько литников и литниковых каналов можно повторно использовать при литье под давлением. Повторное использование литников и литниковых каналов часто применяется в индустрии литья под давлением, поскольку это позволяет снизить затраты и количество отходов.
Кроме того, литник и формовочная трубка обычно крепятся к отформованному изделию в двухплитной пресс-форме, а вся сборка извлекается из формы. Затем изделие можно вручную отделить от литника и формовочной трубки, и его можно использовать в других циклах формования.
Повторное использование литников и формовочных каналов может потребовать дополнительных технологических процессов, включая шлифовку или переплавку, чтобы обеспечить пригодность материала для повторного использования. В трехплитной форме процедура извлечения отделяет литник и формовочный канал от отформованного изделия, и литник часто используется повторно в последующих циклах формования.
Литниковая пластина обычно съемная, что облегчает доступ к литниковой системе и позволяет повторно использовать литник и литник. Важно помнить, что повторное использование литника и литника может существенно повлиять на однородность и качество конечного продукта.
Однако в повторно используемых материалах могут содержаться примеси или проблемы с консистенцией, которые влияют на прочность или долговечность пластикового материала. Для получения стабильно высококачественной продукции необходим непрерывный контроль процесса формования и качества переработанного материала.
В целом, в индустрии литья под давлением повторно используются литники и каналы в двух- и трехплитных пресс-формах, что позволяет сократить затраты и отходы. Однако обеспечение высокого качества конечного продукта требует тщательного подхода и грамотного управления.
Литьевые машины
Для процесса инфицирующего литья используются следующие машины:
Инжекционные установки
Впрыскивающий узел, который плавит и впрыскивает пластиковый материал в пресс-форму, является важнейшей частью литьевой машины. Типичные компоненты включают цилиндр, нагреватель, шнек или поршень, бункер и впрыскивающий узел.
Перед загрузкой в цилиндр пластиковый материал сначала подается в бункер и удерживается там. Движущийся шнек или поршень и тепло от нагревателя расплавляют и гомогенизируют пластик внутри цилиндра. По мере продвижения расплавленный пластик впрыскивается в форму через литник с помощью шнека или поршня.
Назначение инжекционного блока — точное регулирование температуры, давления и скорости потока пластикового материала на протяжении всего процесса литья под давлением. Это гарантирует равномерное гомогенизирование пластикового материала, его правильное расплавление и впрыскивание в пресс-форму.
Также можно изменять скорость, давление и объем впрыска, что крайне важно при формовании изделий со сложной геометрией или жесткими допусками. В зависимости от конкретного применения тип и размер впрыскивающего устройства могут меняться: некоторые машины предназначены для крупносерийного производства, а другие — для точного или мелкомасштабного формования.
Впрыскивающий узел имеет решающее значение для производства высококачественных пластмассовых изделий и зачастую является одним из наиболее важных компонентов, определяющих производительность и возможности литьевой машины.
Шнековый станок
Устройство для литья под давлением, а именно машина с возвратно-поступательным шнеком, плавит и впрыскивает пластиковый материал в форму с помощью возвратно-поступательного движения шнека. Благодаря своей универсальности, эффективности и способности создавать высококачественные пластиковые изделия, это оборудование часто используется в отрасли литья под давлением.
В идеале, литье под давлением включает в себя плавление и впрыскивание термопластичных материалов в пресс-форму с помощью шнека возвратно-поступательного движения. Пластиковые гранулы подаются в цилиндр машины шнеком и плавятся под действием давления и тепла.
После расплавления пластик впрыскивается в форму с помощью шнека под высоким давлением, чтобы придать готовому изделию желаемую форму.
Шнековый предпластификатор или двухступенчатая машина
Двухступенчатая машина представляет собой литьевую машину, использующую два независимых инжекционных блока: один для расплавления пластикового материала, а другой для его впрыскивания в пресс-форму.
Плавление и подготовка пластикового материала к впрыску называются первым этапом, или «пластификацией». На этом этапе возвратно-поступательный шнек создает тепло и давление, которые расплавляют пластик, подаваемый в основной литьевой узел машины.
Расплавленный пластик закачивается в форму на втором этапе, также называемом этапом «дозирования». На этом этапе расплавленный пластик перемещается из первичного блока впрыска во вторичный блок впрыска, где он впрыскивается под давлением в форму.
Крупные и сложные детали часто изготавливаются с использованием двухступенчатых машин, поскольку они обеспечивают превосходный контроль процесса формования и позволяют более точно впрыскивать пластиковый материал в пресс-форму.
Зажимные устройства
Для изготовления деталей, полученных методом литья под давлением, используются следующие зажимные устройства:
Тумблеры
Для удержания двух частей пресс-формы вместе во время процесса впрыска в литье под давлением используются рычажные зажимы. Зажимы предназначены для создания сильного зажимного усилия, чтобы гарантировать, что пресс-форма остается закрытой и правильно ориентированной на протяжении всего процесса впрыска расплавленного пластика.
Зажимные устройства с рычажным механизмом увеличивают усилие зажима, передаваемое на пресс-форму через систему рычагов. Система рычагов создает механическое преимущество при зацеплении зажима, увеличивая усилие, приложенное к пресс-форме. В результате зажимы могут прикладывать значительное усилие при небольшом входном усилии.
Кроме того, в литье под давлением предпочтение отдается рычажным зажимам, поскольку они обеспечивают надежную и устойчивую силу захвата, которую можно регулировать в соответствии с уникальными потребностями процесса литья. Также они быстро защелкиваются и отщелкиваются, просты в использовании, что в совокупности способствует сокращению общего времени цикла литья.
Гидравлические зажимы
Гидравлические зажимы часто используются в литье под давлением для удержания двух половин пресс-формы вместе во время процесса впрыска. Для обеспечения сильного зажимного усилия и надежной фиксации пресс-формы в закрытом и выровненном положении во время впрыска расплавленного пластика гидравлические зажимы используют гидравлическое давление.
Традиционная гидравлическая система, используемая в зажимном механизме, состоит из гидравлического насоса, регулирующих клапанов и цилиндров. При активации гидравлической системы цилиндры перемещают зажимную плиту или монтажную плиту пресс-формы, оказывая при этом давление на пресс-форму.
Гидромеханические зажимы
Для надежной фиксации двух частей пресс-формы во время процесса литья под давлением используются гидромеханические зажимы, также называемые зажимами с рычажным механизмом.
Гидромеханические зажимы, сочетающие в себе преимущества гидравлической системы для запуска процесса зажима и механического рычага для увеличения и поддержания силы зажима, объединяют в себе эти два метода.
Гидравлический цилиндр, перемещающий зажимную плиту к неподвижной плите, создает усилие зажима. После достижения определенного значения усилия зажима гидравлический цилиндр блокируется, и механический рычаг продолжает прикладывать усилие зажима.
