Литьё пластмасс под давлением


Тонкостенное литье - часть 2


Литьевая машина

  • Высокое давление
  • Высокая скорость впрыска
  • Высокое усилие замыкания
  • Быстроходность
  • Высокий уровень системы управления
  • Высокий уровень гидравлической системы

Пресс-форма

  • Горячеканальная система
  • Интенсивное и равномерное охлаждение
  • Повышенные требования к центрированию
  • Повышенная точность изготовления литниковой системы
  • Увеличенное усилие выталкивания
  • Увеличенные литьевые уклоны
  • Хорошая вентиляция
  • Надежность работы всех систем пресс-формы
  • Повышенная прочность и износостойкость материалов пресс-формы

Материал изделия

  • Высокая текучесть
  • Стабильность
  • Способность к "быстрому литью"
  • Высокие механические свойства

     При литье тонкостенных изделий из термически нестабильных материалов одним из наиболее критических параметров литьевой машины является скорость впрыска. При тонкостенном литье необходима очень высокая скорость впрыска т.к. материал очень быстро застывает. Литьевая машина для тонкостенного литья должна иметь гидроаккумулятор. Гидроаккумулятор увеличивает подачу масла в гидроцилиндр узла впрыска, что позволяет повысить скорость впрыска в 3 раза по сравнению с обычной машиной /8/.
     Если тонкостенное изделие отливается из термически стабильного материала, обычно можно взять машину с большим объемом - это обеспечивает повышение скорости впрыска. Для термически нестабильных материалов объем впрыска должен соответствовать объему отливки и время пребывания материала при высокой температуре должно быть минимальным.
     Машина для тонкостенного литья должна обеспечивать высокое давление впрыска (1800-2500 кгс/см2 и более) и соответствующее высокое усилие замыкания. Например, для литья корпуса источника питания толщиной менее 0.5 мм из поликарбоната потребовалась машина с давлением литья, превышающим 2760 кгс/см2 /1/.
     Важнейшее условие получения качественных тонкостенных изделий - высокий уровень системы управления машины (управление с обратной связью по основным параметрам процесса, контроль процесса), надежность и стабильность работы машины. Изменение времени впрыска на 0.1 с может привести к недоливу /1/.
     Применение холодноканальных литников при тонкостенном литье неэффективно из-за большого времени охлаждения литников и значительных потерь давления расплава в литниковой системе. По этой причине для литья тонкостенных изделий используют горячеканальные литниковые системы или реже - для термически стабильных материалов - системы с незастывающими литниками, которые имеют меньшую стоимость, но менее надежны в работе.
     При тонкостенном литье должна быть обеспечена высокая надежность работы всех систем пресс-формы. Особое внимание должно быть уделено центрированию формообразующих элементов. Смещение пуансона относительно матрицы на 0.01 мм может привести к резкому изменению характера течения полимера при впрыске. Высокая скорость впрыска требует хорошей вентиляции оформляющей полости.
     В многогнездных формах важным фактором является точность изготовления литниковой системы. Небольшие различия в размерах литниковых каналов (особенно впускных литников) могут вызвать резкие изменения характера заполнения гнезд отливки.
     При тонкостенном литье часто необходимо более высокое усилие выталкивания и увеличенные по сравнению с обычным литьем литьевые уклоны /9/ - следствие более высокого давления литья.
     Высокие давление и скорость впрыска накладывают особые требования к материалам пресс-формы. При литье тонкостенных изделий рекомендуется применять более износостойкие и прочные стали, типа стали H13 (отечественный аналог 4Х5МФ1С) /1/.
     Высокие требования к пресс-формам для тонкостенного литья приводят к ее удорожанию на 30-40% по сравнению с обычным литьем /9/. Более высокая стоимость пресс-формы окупается за счет меньшего веса изделия и большей производительности процесса.
     Высокая текучесть - одно из обязательных свойств материала для тонкостенного литья /11/. Выпускаемый в настоящее время марочный ассортимент зарубежных термопластов включает достаточное количество материалов с низкой вязкостью различного применения. Необходимо учитывать, однако, что повышение текучести материала сопровождается уменьшением основных механических характеристик.
     При толщинах стенки меньше 1 мм "окно переработки" становится очень узким. Это накладывает жесткие требования к стабильности характеристик материала.
     Уменьшение времени цикла литья ограничено теплофизическими характеристиками материала (для кристаллизующихся материалов - скоростью кристаллизации). Некоторые марки материалов разработаны специально для тонкостенного литья. Они характеризуются как материалы с "быстрым циклом" (fast cycle, high cycle).
     Тонкостенное литье требует более точного учета технологических и эксплуатационных особенностей материала при конструировании изделия. Оптимальное решение может быть найдено в компьютерном анализе.
   

Оптимизация толщины стенки изделия, литниковой системы и технологического режима

     В таблице приведены результаты анализа впрыска для кофейной чашки из полипропилена марки Каплен 01250 в программном продукте MPI/Flow фирмы Moldflow при различной толщине стенки. Анализ проводился при температуре расплава 220 оС и температуре формы 40 оС.




Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин