Типы литьевых форм полимеров

Критерием качества изделий  из вспененных термопластов является состояние их поверхности. В отличие  от обычных изделий, полученных литьем под давлением в формах с зеркально  блестящими поверхностями, при изготовлении изделий из вспененных материалов желательно использовать частично структурированные  поверхности (например, имеющие структуру  древесины), шероховатые поверхности  или формы, подвергнутые пескоструйной  обработке.

Поскольку содержащий порообразователь материал в состоянии расплава является пенообразующим, нагреваемый канал на входе и на выходе должен замыкаться, чтобы в канале не произошло расплавления или дегазации расплава (рисунок 19).

Следует отметить большие размеры литниковых каналов, применяемых в процессе литья изделий из вспененных термопластов. В остальном технология литникового канала не отличается от технологии, используемой при изготовлении обычных изделий. При литье изделий большой площади с положительной стороны зарекомендовало себя использование стержневого литника напрямую или через распределительные каналы. Возможно также применение щелевых или многоходовых литников с разводящими каналами. При заполнении формы особое значение имеет управление воздухом, находящимся внутри. Воздух без значительных потерь

Рисунок 19. Нагреваемый канал с замыкаемым входом и выходом:

1 – путь  течения расплава; 2 – узел впрыска; 3 – разводящий литниковый канал

газа-порообразователя должен отводиться через вентиляционные каналы, уступая место расплаву. Равномерное заполнение гнезда литьевой формы зависит от правильного управления отводом воздуха.

3.4.3 Литьевые формы для ИГЛ

 

При изготовлении тонкостенных изделий газ в каналы вводится направленно. Это позволяет добиться изготовления плоских изделий с низким внутренним напряжением и со значительным соотношением толщины стенок к пути течения.

При расчете конструктивных параметров литьевой формы важно учитывать правильное соотношение толщины стенок изделия и ширины газового канала, которое следует задавать в диапазоне от 1:2 до 1:3. При проектировании изделий, которые изготавливаются литьем с газом, очень важно хорошо знать все детали этой технологии. При расчете конструктивных параметров формы следует ориентироваться на условия протекания процесса.

3.4.4 Литьевые формы для многокомпонентного литья

 

Литьевые формы, предназначенные для многокомпонентного литья, сконструированы так же, как и формы для обычного литья под давлением. В данном случае нет необходимости в принятии особых мер. Отличия от обычных литьевых форм и основном следует искать в размещении литника и в его типе. В большинстве случаев по возможности следует стремиться к равномерному распределению сердцевинных компонентов до завершения пути течения. В значительной степени на этот фактор может повлиять расположение литника.

При выборе места расположения литника следует принимать во внимание, что сначала впрыскивается  определенное количество оболочного материала, и что после этого оболочный  и сердцевинный материал впрыскиваются  одновременно. В принципе можно использовать большинство типов литниковых каналов, известных по обычному процессу литья  под давлением, однако часто возникает  необходимость изменения их геометрических параметров. Допустимыми вариантами являются стержневой, щелевой, точечный и туннельный литниковые каналы, но использование для многокомпонентного литья под давлением обычной горячеканальной литниковой системы. Тем не менее существуют горячеканальные литниковые системы, которые были разработаны специально для многокомпонентного литья под давлением.[3]

 

5. Общие условия эксплуатации литьевых форм

5.1 Центрирование  литьевой формы

 

Конструкция литьевой формы  должна обеспечивать быстрое и точное смыкание ее частей. Это достигается за счет направляющих колонн и направляющих втулок, однако такой точности смыкания зачастую бывает недостаточно. Недостаток устраняется дополнительным центрированием частей формы, которое осуществляется центрирующими элементами.

При производстве тонкостенных изделий дополнительное центрирование  часто бывает неизбежно, поскольку в процессе впрыска на литниковую втулку и оформляющую стенку формы воздействуют значительные силы, возникает перекос обеих ее частей и, как следствие, изготовление некачественного изделия.

Для достаточной фиксации втулки и формующей полости формы, как правило, используются конические или наклонные поверхности, установленные  непосредственно на упомянутых компонентах, что позволяет им принимать значительные боковые усилия. Колодки из твердого сплава позволяют осуществлять дополнительную регулировку (юстировку).

5.2 Отвод воздуха

 

С одной стороны, литьевые формы должны плотно смыкаться при заполнении гнезда расплавом, чтобы избежать образования облоя, а с другой стороны, содержащийся в полости формы воздух должен иметь возможность выхода в момент впрыска полимерного расплава.

Если возможность выхода воздуха отсутствует, то он блокируется расплавом внутри формы, что препятствует заполнению ее гнезда. Кроме того, высокое удельное давление может настолько нагреть воздух, что возникнут эффекты «горелки» или «дизеля». Качественный отвод воздуха из формы способствует изготовлению изделий с меньшим весом и меньшими внутренними напряжениями. Опасность запирания возрастает вместе с ростом количества точек впрыска. Часто случается, что из-за неодинакового характера течения потоков расплава воздух блокируется на различных участках. Отвод воздуха возможен, например, за счет вытяжных вставок из пористого материала. Кроме того, в определенных частях формы можно предусмотреть вентиляционные каналы.

 

 

5.3 Термостатирование  литьевой формы

 

Не существует общепринятых методов для расчета расположения и размеров термостатирующих каналов.

Прежде всего необходимо обеспечение равномерной температуры поверхности формы. Замкнутые системы охлаждения предпочтительнее разомкнутых, поскольку коррозия способна значительно воздействовать на их эффективность.

Оптимальная система  охлаждения может быть охарактеризована:

1. Охлаждение (термостатирование) литьевой формы влияет на качество и время изготовления изделия.
2. Система охлаждения литьевой формы должна быть выполнена таким образом, чтобы тепло полимерного расплава быстро и, по возможности, равномерно отводилось от всей поверхности изделия.
3. Каналы охлаждения следует располагать как можно ближе к формующим полостям формы с учетом прочности материала, из которого изготовлена форма.
4. Каналы охлаждения следует располагать рядом друг с другом.
5. По возможности, диаметр отверстий охлаждающих каналов должен составлять не менее 8 мм.
6. При изготовлении подверженных короблению (перекосу) изделии, а также изделий с локальной концентрацией массы систему охлаждения формы следует разделить на несколько контуров.
7. Протяженность контуров охлаждения необходимо ограничивать таким образом, чтобы повышение температуры охлаждающей среды на участке между ее входом и выходом не превышало 3- 5⁰С.
8. Контуры охлаждения с различными гидродинамическими сопротивлениями, по возможности, следует соединять параллельно.
9. При последовательном соединении нескольких контуров охлаждения с большим общим гидродинамическим сопротивлением необходимо проверить, обеспечивает ли имеющееся давление достаточный теплоотвод, соответствующий высокому расходу охлаждающей среды.

 

 

 

5.4 Поддержание литьевых  форм в рабочем состоянии и  их техническое обслуживание

 

По готовому изделию можно  узнать повреждена ли поверхность формы, изменилось ли расположение выталкивающих  штифтов, нет ли сбоев в работе системы термостатирования и герметичны ли плоскости разъема.

При отсутствии повреждений  после замены литьевой формы достаточно выполнить стандартные работы по обслуживанию оборудования и поддержания  его в рабочем состоянии.

Обслуживание  системы термостатирования и  поддержание ее в рабочем состоянии

Чистка загрязненных термостатирующих каналов, как правило, осуществляется с помощью специального чистящего средства.

Перед установкой литьевой формы на хранение систему термостатирования  необходимо продуть и высушить горячим  воздухом.

Обслуживание  поверхностей литьевой формы и поддержание  их в рабочем состоянии

После завершения производственного  процесса литьевую форму необходимо тщательно очистить от налипших остатков полимера.

Очистку литьевой формы следует  осуществлять мыльным (щелочным) раствором. После обработки формы ее необходимо тщательно высушить.

Кроме того, следует очистить от остатков масла и смазки подвижные  и оформляющие части литьевой формы.

Меры, предпринимаемые  после пропарки и чистки

После завершения работ по техническому обслуживанию литьевой формы  ее необходимо тщательно высушить, а затем нанести небольшое  количество смазки, не содержащей смол и кислот.[1]

 

Заключение

 

Качество литьевых изделий, после того как установлены их материал и конструкция, в основном определяется конструкцией формы и ее элементов. Последние влияют не только на размеры и геометрическую форму изделия, но и на характер заполнения и направление потоков расплава в оформляющей полости, время охлаждения и уровень остаточных напряжений. Появление дефектов литья, производительность процесса и себестоимость изделий также определяются конструкцией литьевой формы. Таким образом, проектирование литьевых форм является важнейшим этапом подготовки и внедрения в производство изделий из термопластов, определяющим их качество и эффективность работы в процессе эксплуатации.

Конструирование литьевых форм основано на новейших достижениях науки  и техники в областях переработки  термопластов в изделия, сопротивления  материалов, гидравлики, теплопередачи, технологии обработки металлов в  сочетании с анализом работы наиболее удачных конструкций литьевых форм.

Современная конструкция  литьевых форм является сложным комплексом систем и узлов, обеспечивающих работу машины в автоматическом цикле. Для  изготовления таких форм применяют  современные методы технологии обработки  металлов, новые материалы и сплавы, способные обеспечить необходимые  точность, шероховатость оформляющей  поверхности и прочность деталей  литьевой формы.

 

Список используемой литературы

 

1. Видгоф, Н. Б. Основы конструирования литьевых форм для термопластов. – М.: Машиностроение, 1979. – 264 с.
2. Власов, С. В. Основы технологии переработки пластмасс; С. В. Власов, Л. Б. Кандырин, В. Н. Кулезнев и др. – М.: Химия, 2004. – 600 с. 
3. Шварц, О. Переработка пластмасс / Шварц О., Эбелинг Ф. – В., Фурт Б.; под ред. А. Д. Паниматченко. – Спб.: Профессия, 2005. – 320 с.

¹ поднутрение - неровность (выступ или углубление) на поверхности отливаемого изделия, суживающееся по направлению к его поверхности и препятствующее выталкиванию изделия из пресс-формы;