Литье под давлением - популярная технология производства, широко используемая для создания крупносерийных пластиковых деталей со сложным дизайном и спецификациями. Но как именно происходит этот процесс? Как профессиональный производитель литья пластмасс под давлениемЯ помогу вам разобраться в этом.
Что такое литье под давлением?
Литье под давлением - это производственный метод изготовления пластиковых деталей с помощью циклического процесса. Предварительно взвешенный пластиковый материал в гранулированном виде расплавляется и впрыскивается под высоким давлением в металлическую форму, чтобы придать ей желаемую форму. После того как расплавленный пластик застывает и остывает внутри формы, конечным продуктом является термопластичная деталь сетчатой формы, которая соответствует проектным спецификациям.
Высокоточная оснастка называется пресс-формой для литья под давлением - она придает пластику уникальную форму и должна быть разработана специально для каждого изделия. Пресс-форма состоит из двух основных частей - полости и стержня, а также таких компонентов, как линии охлаждения, выталкивающие штифты и т. д. Соединяясь под давлением, они образуют полость формы, в которую в процессе литья впрыскивается расплавленный пластик.
Понимание процесса литья под давлением
Процесс литья под давлением можно разделить на четыре основных этапа:
- Зажим
- Инъекция
- Охлаждение
- Выброс
Шаг 1: Зажим
Во время смыкания половинки пресс-формы надежно закрываются зажимным устройством, чтобы предотвратить утечку материала при впрыске расплавленного пластика под высоким давлением.
Гидравлические, механические или гидромеханические системы смыкания обеспечивают необходимое усилие для надежного закрытия пресс-формы до полного остывания и затвердевания расплавленного пластика внутри. Достаточное усилие смыкания обеспечивает плотное закрытие по линиям разъема пресс-формы.
Шаг 2: Инъекция
Когда пресс-форма закрыта и готова, начинается этап впрыска. Здесь нужный тип пластикового материала, обычно в гранулированном виде, самотеком подается из бункера в нагретый ствол термопластавтомата.
Внутри бочки находится длинный шнек, который вращается, чтобы расплавить, смешать и собрать пластик благодаря кондуктивному и механическому нагреву, вызванному его вращением. Затем расплавленный пластик впрыскивается под высоким давлением через сопло в затворы, бегунки и полости пресс-формы, пока все пространства не будут заполнены.
Скорость и давление должны поддерживаться на должном уровне во время впрыска, чтобы обеспечить заполнение всех пустых пространств внутри пресс-формы (шпуры, направляющие, полости и т. д.) без засорения.
Шаг 3: Охлаждение
Во время охлаждения расплавленный пластиковый материал постепенно застывает, приобретая желаемую форму, благодаря отводу тепла через охлаждающие каналы в пресс-форме. Этот период охлаждения необходим перед тем, как открыть плиты пресс-формы для получения готовой пластиковой детали.
Вода или жидкости на основе масла циркулируют по охлаждающим линиям вокруг каждой полости, чтобы помочь отвести тепло от горячего расплавленного пластика внутри нее. Чтобы обеспечить достаточное охлаждение без замерзания или деформации компонентов, необходимо правильно настроить систему охлаждения.
Шаг 4: Выброс
На последнем этапе, после достаточного охлаждения, пресс-форма открывается и разделяется на полость и сердцевину с помощью выталкивающих штифтов. Это позволяет удобно извлекать полностью затвердевшие пластиковые детали.
На этом этапе из оснастки также удаляются остатки пластика, оставшиеся в бегунках пресс-формы, называемых бегунками. Готовые литые под давлением детали могут иметь некоторые дефекты внешнего вида, поэтому может потребоваться последующая обработка, например, обрезка на ЧПУ.
И циклический процесс начинается снова, начиная с фазы зажима!
Как работают термопластавтоматы
Сложные термопластавтоматы необходимы для точного и многократного выполнения этого фундаментального процесса при массовом производстве пластиковых деталей.
Такие специализированные устройства состоят из трех основных секций:
- Зажимное устройство
Устанавливает плиты для удержания пресс-форм, чтобы держать оснастку закрытой и выровненной до/во время впрыска.
- Блок впрыска
Расплавляет полимерную смолу и впрыскивает расплавленный полимер в полости под воздействием высокой температуры и давления.
- Плесень
Фасонная оснастка, удерживаемая между пластинами, на которой отпечатаны негативные рельефные детали детали.
Передовые программируемые контроллеры процесса тонко управляют различными параметрами обработки, такими как нагрев, скорость вращения шнека, гидравлика и т.д. Это позволяет точно настраивать такие характеристики, как скорость пластификации, размер порции, профиль впрыска и давление.
Такая автоматизация делает литье под давлением высоко воспроизводимым для массового производства, сохраняя при этом строгий контроль качества сложных прецизионных пластиковых деталей.
Используемые материалы
Хотя для литья под давлением используется несколько материалов, к числу распространенных относятся ABS, акрил, нейлон, поликарбонат и полипропилен. Каждый из них обладает уникальными свойствами, которые делают его подходящим для определенных применений.
ABS - Акрилонитрил-бутадиен-стирол обладает высокой ударной вязкостью в сочетании с прочностью, жесткостью и термостойкостью. В бытовой технике, автомобильных интерьерах и потребительских товарах широко используется литье ABS под давлением.
Поликарбонат - Обладая непревзойденной прозрачностью и жаро-/ ударопрочностью, поликарбонат подходит для применения в областях, требующих такой прочности. От панелей из пуленепробиваемого стекла до медицинских принадлежностей и компакт-дисков - все эти детали отливаются из поликарбоната.
Нейлон - Отличное соотношение прочности и веса, естественная смазка, устойчивость к истиранию и химическая инертность делают нейлон частым выбором для литья. Шестерни, кулачки, подшипники, специальные сантехнические/автомобильные приспособления часто изготавливаются методом литья под давлением из нейлона.
И многие другие - PBT, POM, акриловый PMMA, HDPE, LDPE, PP, PS, PPS, PEEK и т.д.
Основные соображения по дизайну
Для эффективного производства деталей, изготавливаемых методом литья под давлением, необходимо учитывать несколько важнейших правил проектирования:
Постоянная толщина стенок - Различная толщина стенок приводит к неравномерной усадке, вызывающей коробление и раковины. Поддержание почти равномерной толщины обеспечивает стабильное охлаждение.
Щедрые радиусные углы - Острые 90-градусные углы негативно влияют на поток материала. Большие галтели улучшают заполнение, обеспечивая достаточную прочность.
Черновые работы на вертикальных поверхностях - Даже незначительная осадка облегчает извлечение деталей после процесса литья под давлением без деформации поверхностей деталей.
Неограниченные основные средства - Боковые стержни и направляющие должны иметь ось движения, обеспечивающую чистое втягивание без препятствий.
Такие конструктивные решения позволяют ускорить циклы, снизить стабильность размеров и увеличить срок службы пресс-формы/компонентов за счет снижения износа.
Вопросы и ответы
Как расплавляются пластиковые гранулы при литье под давлением?
Внутри ствола термопластавтомата пластиковые гранулы подаются на вращающийся шнек. Благодаря кондуктивному нагреву от металлического ствола и его срезающему действию, пластиковая смола постепенно размягчается, плавится и скапливается перед обратным клапаном в виде дроби.
Что обеспечивает давление при литье под давлением?
Скопившийся перед шнеком расплавленный пластик подается в полость пресс-формы под давлением гидравлического впрыска, действующим на шнек, в сочетании с закрытием обратного клапана. Это позволяет впрыскивать расплавленный пластик без обратного потока.
Почему время охлаждения имеет решающее значение для литья под давлением?
Достаточное время охлаждения обеспечивает надлежащее застывание впрыснутого расплавленного пластика в полостях пресс-формы перед открытием инструмента. Недостаточное охлаждение приводит к постоянной деформации при извлечении из-за остаточной мягкости материала.
Сколько видов литья под давлением существует на сегодняшний день?
Несколько разновидностей литья под давлением предназначены для специальных нишевых применений - литье из нескольких материалов, литье с избытком, литье со вставками, литье с использованием газа - вот некоторые постоянно развивающиеся технологии.
Будущее литья под давлением
Будучи уже универсальной технологией переработки полимеров, литье под давлением продолжает совершенствоваться. С развитием автоматизации машины становятся все более точными, превышая жесткие допуски и обеспечивая согласованность в миллионных партиях. Интеллектуальные сети, включающие датчики и взаимосвязанные системы данных, оптимизируют важнейшие параметры обработки в режиме реального времени. Использование таких самосовершенствующихся экосистем литья под давлением 4.0 позволит вывести точность размеров деталей в нанометровый режим!
Заключение
Итак, литье под давлением является основой для массового производства прецизионных пластиковых деталей в различных отраслях. Этот циклический метод производства основан на использовании сложной литьевой оснастки, в которую под высоким давлением впрыскивается расплавленный термопласт. После охлаждения и застывания сложные пластиковые детали выходят наружу, завершая процесс литья.
Благодаря строгому контролю процесса и соблюдению конструктивных требований при литье под давлением достигается высокая стабильность при огромных объемах, точность и автоматизация. Таким образом, эта универсальная и высокопроизводительная технология производства продолжает набирать актуальность, делая улучшенные продукты доступными во всем мире!
Russian 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian 
Polish