Виды форм и требования к ним при литье пластмасс под давлением

Речь пойдёт про изготовление линейки продукции из полимеров. Она востребована при производстве машин, электронных приборов, медицинского оборудования, бытового ассортимента и пр.

Полимерное сырьё расплавляется, после чего методом нагнетания распределяется по внутренней поверхности пресс-формы. Текучесть смеси позволяет равномерно заполнить все углубления, углы и другие конфигурации. Затем происходит снижение температуры, кристаллизация и финишное отверждение изделий. В процессе литья под давлением расплавленная полимерная масса подается в пресс-форму. Термопластичный материал равномерно распределяется по всей полости формы, заполняя даже самые мелкие отверстия и углубления. После этого изделие охлаждается и затвердевает, приобретая точную форму пресс-формы.

Благодаря возможностям метода литья под давлением выпускается полимерная продукция самых разнообразных конфигураций, размеров и сложности. Практически не существует ограничений по количеству и параметрам изделий: от детских игрушек до деталей машин, от мединструментов до упаковки. Если оглянуться вокруг, мы реально увидим, как много имеем в пользовании изделий из пластика.

Преимущества литья под давлением

1. Впрыск расплавленной смеси под давлением способствует заполнению всех контуров, отверстий, выступов и углублений для качественного воспроизведения деталей.
2. Чаще всего такая продукция не нуждается в дополнительной доводке механическим путём.
3. Металл выдерживает тысячи производственных циклов при непрерывном ведении производства в 3 смены. Это приводит к снижению себестоимости ассортимента.
4. Необходимо инвестирование подготовительного этапа, разработки форм. Вложение денег успешно «отбивается» с запуском производства. Если всё сделать без спешки, остаётся выпускать товары и реализовывать их на постоянной основе. Поспешив с подготовительными работами, вы будете вынуждены возвращаться к этому ещё раз. То есть, снова оплачивать этакую же работу.

Подготовительный период занимает от одного до нескольких месяцев: разрабатывается исходный вариант модели, вносятся корректировки, создаётся готовая пресс-форма, происходит тестовый вариант её использования.

 О том, что предлагается для небольших тиражей выпуска изделий с целью экономии денежных ресурсов, вы узнаете дальше. Металлические формы в этом случае приведёт в малой рентабельности и частичной потере прибыли. Выпуск изделий обойдётся дорого, а при добавлении торговой наценки покупательская цена возрастёт. Соответственно, клиентский интерес к приобретению снизится.

Конструкция пресс-форм

Пресс-форма фактически определяет рабочие характеристики и качество получающегося изделия. Важными особенностями для неё являются:

• минимальное количество разъемов во внутренней полости для уменьшения потенциального появления брака в изделиях;
• продуманная система для подачи горячего полуфабриката;
• вентиляция, способствующая забору воздуха из полости формы;
• формирование, благодаря чему сохраняются запроектированные свойства продукции и уменьшается время технологического цикла.

При разработке пресс-форм принимается во внимание множество факторов.

1. Конструкция изделия: конфигурация, фактура поверхности, линейные и геометрические параметры, припуски, радиусы сопряжения и т.д.
2. Материал: уровень усадки, ориентация волокон, вспенивание, необходимость подпитки.
3. Параметры литьевого процесса: давление при подаче полуфабриката, t℃ расплава и t℃ формы, время выдержки.
4. Гибкость условий: применение многогнездных форм, быстрая смена оснастки для перепрофилирования линии и т.п.

3D-моделирование оказывает конструкторам значительную помощь в работе. Реально увидев, как будет выглядеть будущая пресс-форма, при потребности удаётся внести изменения в начальные чертежи.

Как достигают точного соответствия в изготовлении пресс-форм

Наиболее ответственные формообразующие сегменты изготавливаются при помощи электроэрозионной обработки.

• Применение твердосплавных фрез на станках с ЧПУ, которые управляются посредством компьютеров, обеспечивает ровное, высокоскоростное резание и позволяет достичь микронной точности.
• Шлифование и полирование с целью получения гладкой, зеркальной поверхности предусматривает использование специальных абразивных материалов и полиролей.

Для увеличения износостойкости делается нанесение защитных покрытий ионным азотированием, оксидированием или PVD-напылением. Высокая точность и качество поверхности пресс-формы обеспечивают безупречный внешний вид изделий и долгий срок ее службы.

Модификации пресс-форм

Существуют различные типы пресс-форм, отличающиеся по конструкции, материалам изготовления и назначению.

С точным дозированием

В данных пресс-формах контролируется объём впрыскиваемого материала. Помогает этого достичь плунжер, который подаёт строго отмеренный объем материала. В итоге удаётся соблюсти запланированную точностью веса и достичь идеальных размеров. Основное назначение – изготовление изделий с жесткими допусками.

С перепуском расплава

После смыкания матриц срабатывает зазор для удаления излишков полимерной массы. Это обеспечивает равномерное распределение расплавом внутренней части пресс-формы и формирование стенок одинаковой толщины. Замечательное решение, когда требуется получить продукцию с тонкими, одинаковыми стенками и непростой конфигурацией.

Формы с прошиванием стенок

Пригодятся, чтобы получать бесшовные полые изделия типа корпусов. Когда смесь попала в полость матрицы, сердечник формы начинает своё движение. При этом он усилием продавливает полимер сквозь отверстия, сделанные во второй полости. Стенки детали формируются монолитными, без спаев.

Низкоресурсные маложильные пресс-конструкции

Простые и недорогие формы применяются для единичного, мелкосерийного производства, а также для отработки технологических режимов перед серийным выпуском. Изготавливаются из силиконовых компаундов, древесины, гипса, пластиков. Обладают низкой стойкостью, позволяют быстро и дешево выпускать пилотные партии изделий.

Универсальные переналаживаемые формы

Конструкция предусматривает возможность быстрой смены формообразующих вставок или блоков, чтобы производить разные изделия без полной переналадки оснастки. Особенно эффективны при необходимости частой смены ассортимента и небольших партиях разных видов продукции.

Высокопроизводительные формы

Для массового производства изделий применяются дорогостоящие пресс-формы, рассчитанные на многомиллионные циклы литья. Изготавливаются из инструментальных сталей с высокоточной обработкой поверхности, оснащаются системами охлаждения, подвижными съемниками, многогнездными вставками и другими элементами для повышения производительности.

Таким образом, выбор типа пресс-формы определяется исходя из технических требований к изделиям, масштабов партии заказа, допустимой цены оснастки и других параметров. Именно конструкция формы определяет качество и экономическую эффективность литья изделий под давлением.

Литьевые машины являются основным технологическим оборудованием для получения пластмасс. Вакуумные оснастки и пресс-формы, ротационные инъекционные машины, экструзионные линии помогают наладить выпуск огромного ассортимента изделий. Но всё же литьё под давлением занимает одну из лидерских позиций при получении полимерной номенклатуры.

Для получения качественных изделий необходимо строго контролировать ряд показателей.

№	Параметр	На что влияет
1	t℃ расплава	На эксплуатационные характеристики изделий
2	Скорость впрыска	Формирует внешний вид изделия
3	Давление впрыска	Создаёт условия для заполнения формы подаваемым материалом
4	Противодействие давлению	Компенсирует действие усадки при снижении температуры
5	Время охлаждения	От него зависит прочность продукции и сохранение размеров
6	Показатель нагрева формы	Создаёт необходимые условия для процесса кристаллизации пластмасс.

Контроль этих и других параметров осуществляется с помощью систем автоматического управления литьевыми машинами.

Почему для изготовления больших партий пластиковой продукции выбирают литьё под давлением

Литье пластмасс под давлением является одним из самых популярных методов массового производства пластиковых изделий из-за нескольких ключевых преимуществ.

1. Цикл производства одной детали может длиться всего несколько секунд, что обеспечивает значительную скорость производства.
2. Обязательное соблюдение размеров у всей партии продукции с минимальной погрешностью. Формы для литья пластмасс под давлением обеспечивают получение ассортимента с минимальными отклонениями от заданных размеров. Это особенно важно для изделий с узкими допусками.
3. Выбор материалов. Методом литья под давлением можно получать различные термопластичные полимеры: от обычных, как полиэтилен или полистирол, до более технических, таких как полиамиды, полиэфиры.
4. Этот метод позволяет формировать детали сложной формы с тонкими стенками, резьбой, повышенной прочностью в необходимых зонах.
5. Хотя стоимость форм для литья достаточно высока, при больших объемах производства она распределяется на огромное количество деталей, делая метод экономически выгодным.

Метод литья пластмасс под давлением открывает широкие возможности для производства разнообразных изделий из полимерных материалов с высокой точностью и при больших объемах выпуска. Несмотря на высокую стоимость подготовки и оснастки, этот способ является одним из наиболее рентабельных для серийного и массового производства полимерной продукции. Постоянное совершенствование технологии и оборудования позволяет расширять области применения литья под давлением и производить все более технически сложные изделия.

Из-за чего возникает брак

Хотите узнать, почему часть изделий приходится отбраковывать?

1. Недоливы/неспаи вызываются низким давлением или плохим вентилированием.
2. Раковины, поры появляются из-за вспенивания расплава при впрыске, наличия влаги, несоблюдения режимов изготовления.
3. Усадочные раковины возникают при охлаждении. Устраняются оптимизацией литниковой системы.
4. Околоразъемные утечки по границе разъема формы объясняются сильным износом формы или её некачественной сборкой.
5. Слоистость и неодинаковая толщина волокон бывают по причине неоднородного течения расплава.
6. Коробление, деформации становятся итогом повышенных внутренних напряжений.

Для выявления и устранения дефектов используются средства неразрушающего контроля.

Если вы занимаетесь выпуском пластиковой продукции, то используете разные типы нагревателей. В случае, когда нужно укомплектовать ими новую технологическую линию или произвести замену отслуживших свой срок ТЭНов, обращайтесь в компанию Intmax.