Главная › Новости

Литье из пластмасс на заказ в Санкт-Петербурге

Опубликовано: 15.10.2018

"Хозсфера" на выставке "Петерфуд - 2017" г. Санкт-Петербург, 15-17 ноября 2017

Литье из пластмасс

Среди всех способов переработки пластмасс доля литья под давлением составляет 32% по весу от суммарного производства полимерной продукции . Тем не менее в традиционную технологию литья пластмасс под давлением постоянно вносят усовершенст­вования, а также создают ее разнообразные вариации. Эти нововведения расширяют область применения, возможности, универсальность и производительность литья пластмасс под давлением и снижают производственные затраты. Точнее говоря, эти специали­зированные и революционные технологии литья под давлением предоставляют до­полнительную свободу при конструировании, расширяют диапазон применения, позволяют выпускать изделия с уникальной геометрической формой и добиваться их беспрецедентной прочности. При этом достигаются высокая экономическая эф­фективность, улучшение свойств материала и качества изделий из пластика, а также другие пре­имущества, которые не могут быть получены при использовании традиционных тех­нологий.

резка раскрой обработка пластика номерки.wmv

Данная статья дает общее введение в специализированные технологические про­цессы литья пластмасс под давлением с упором на описание технологий, их преимуществ и не­достатков. Кроме того, приводятся информация о сырье и сведения о существующих и/или возможных областях применения данных технологий. Список литературы в конце главы содержит ссылки на публикации, предоставляющие подробные сведе­ния и исследования в данной области. Обладая предоставленной информацией, чи­татели смогут самостоятельно оценить техническую сложность и возможность при­менения рассматриваемых процессов, чтобы определить наиболее эффективный способ производства. Мы также надеемся, что совместное описание разнообразных специальных технологий литье пластмасс придаст импульс появлению новых идей. Вполне возможно, новые идеи, в свою очередь, приведут к дальнейшим усовершенствовани­ям или даже к новым изобретениям.

Изготовление ювелирных изделий

Довольно сложно охватить все технологии литья пластика под давлением, не говоря уже о новых, находящихся в стадии разработки или проходящих производственные испы­тания. Более того, вследствие многообразия специальных технологий литья пластика под дав­лением разработка универсального метода их классификации не представляется воз­можной. Информация, представляет собой одну из первых попыток создания классификации различных технологий литья по их характеристи­кам. На рис. 7.1 продемонстрирован ряд характеристик технологических процессов спе­циального литья термопластов под давлением.

литье из пластмасс

Кроме того, благодаря хорошо спланированным исследовательским усилиям многих научно-исследовательских учреждений и академических институтов  были заложены научные основы литья из пластмасс под давлением и относящихся к нему специальных технологий, обсуждаемых в данной статье. Па ос­нове полученных данных и с учетом теоретических основ разработано программное обеспечение для анализа процесса и автоматизированного конструирования (Com­puter Aided Engineering, CAB), которое в настоящее время широко применяют в про­мышленности. В результате производство изделий из пластмасс литьем под давлением преврати­лись в высокоразвитую технологию. Средства программного обеспечения CAE помо­гают улучшить качество процесса, выделить недостаточно изученные вопросы, выявить проблемы, которые обычно упускаются из виду, а также внести свой вклад в развитие и применение многих специальных технологий литья под давлением.

Двухкомпонентное литье из пластмасс является одной из самых доступных на сегодняшний день спе­циальных технологий литья под давлением. В отличие от других процессов многокомпонентного литья, сэндвич-литье из пластмасс позволяет получать изделия из пластика,в которых базо­вый материал полностью покрыт поверхностным. Механика процесса основывается на последовательном и/или одновременном впрыске двух различных материалов через один и тот же впускной литник. На рис. 7.2 приведены типичные варианты двухкомпонентного литья из пластмасс с использованием «одноканалыюго» метода и конечное распределение поверхностного и базовых материалов внутри пресс-формы. Это достигается за счет использо­вания литьевой машины с двумя отдельно управляемыми узлами впрыска и одним об­щим блоком управления соплом. Два различных расплава полимерного материала, каждый из своего узла впрыска, подаются в литьевую форму один за другим. В частности, на стадии а (рис. 7.2) осуществляется впрыск небольшой дозы поверхностного материала (выделен черным цветом). Он затвердевает на холодных поверхностях формующей полости. По­лимер, который находится в центре, остается расплавленным. Пока поверхностный мате­риал продолжает поступать, он распределяется внутри, между застывшими поверхност­ными слоями, заполняя удаленные участки полости (рис. 7.2, Ь) благодаря фонтанному эффекту набегающего фронта потока (частицы расплава перемещаются по расходящим­ся траекториям из центральной зоны по поверхности стенок). Этот процесс продолжает­ся до тех пор, пока полость почти полностью не будет заполнена поверхностным материа­лом, который будет находиться на поверхности и в удаленных зонах изделия из пластмассы (рис. 7.2, с).

На заключительной стадии небольшое количество поверхностного материала впрыскивается снова для удаления из впускного литника базового материала, чтобы он не попал на поверхность при следующем впрыске (рис. 7.2, d).

В тех случаях, когда было подано недостаточное количество поверхностного ма­териала перед впрыскиванием базового, в процессе заполнения базовый материал может местами появиться на поверхности изделия из пластмасс, а также в тех частях изделия из пластмассы, ко­торые заполняются в последнюю очередь. Такие проявления базового материала на поверхности обычно нежелательны, хотя это может зависеть от требований к конст­рукции изделия из пластика и его назначению.

Существуют и другие варианты последовательного двухкомпонентного литья (а именно, поверхностный-базовый-поверхностный, или А—В—А). В частности, можно начать впрыск базового материала в ходе впрыска поверхностного (А-АВ-В-А). Таким образом, в большинстве случаев сначала в формующую полость впры­скивается поверхностный материал, а затем в ту же форму поступает смесь поверх­ностного и базового материалов, после чего добавляется недостающее количество базового. Затем следует добавить небольшое количество поверхностного материала, завершив тем самым весь процесс. Кроме одноканалыюго метода разработаны тех­нологии с двумя и тремя каналами (рис. 7.3), в которых используются сопла с кон­центрическими кольцевыми каналами, позволяющие осуществлять одновременный впрыск поверхностного и базового материалов. В последнее время используют новый способ двухкомпонентного литья с ГКС с многоточечным впуском. Такая система подает совместно поверхностный и базовый материалы в литьевую форму (рис. 7.4). При этом для каждого из них имеются отдельные каналы. Оба потока пе­ремешиваются в сопле ГКС. В дополнение к преимуществам, предоставляемым по­следовательным литьем из пластика через горячие каналы, такая система дает оптимальное со­отношение поверхностного и базового материалов при литье пластмасс в многогнездные пресс-фор­мы.

 

литье из пластмасс

Рис. 7.4. Многоканальная ГКСдля двухкомпонентного литья с раздельными каналами для подачи поверхностного и базового материалов .

7.1.2    Преимущества

Двухкомпонентное литье предоставляет ряд преимуществ по экономичности и ка­честву продукции, обеспечивает гибкость при конструировании, а также экологиче­ские преимущества.

Снижение затрат на сырье и использование вторичного сырья

Высококачественные материалы могут быть весьма дорогими, но в ряде случаев они незаменимы. Двухкомпонентное литье из пластмасс дает возможность снизить стоимость продукции из пластмассы за счет использования более дешевых материалов везде, где пет необхо­димости в исключительном использовании высококачественного, например, в каче­стве объемного наполнителя. Таким образом, в качестве базового материала можно использовать дешевые материалы или даже вторичное полимерное сырье — в изде­лии из пластика, изготовленном сэндвич-литьемиз пластмассы, этот материал не будет виден, - а дорогие ма­териалы используются только для создания тонкого декоративного поверхностного слоя. В качестве примера можно привести шестерню из пластика (рис. 7.5), где в качестве базово­го материала используется черный ПА 66, армированный стекловолокном, а в каче­стве поверхностного покрытия — белый ПА 66 с наполнителем из ПТФЭ. Посколь­ку переработка пластикового вторсырья в некоторых странах является законода­тельным требованием, двухкомпонентное литье из пластмасс предоставляет экономичную технологию, позволяющую добиться 100%-иой утилизации.

Качество поверхности при использовании вспененных базовых материалов При изготовлении толстостенных изделий из пластика двухкомпонентное литье пластмасс более пред­почтительно, чем использование традиционного конструкционного пенопласта, по­скольку при этом удается получить поверхность высокого качества. Изделия из пенопласта часто необходимо шлифовать, покрывать грунтовой краской или тексту­рировать, что приводит к повышению их стоимости литья.

Рис. 7.5. Шестерня (диаметр 101,66 мм), изготовленная методом двухкомпонентного литья

 

 Твердая поверхность в комбинации с пенистым наполнителем сочетает преимущества конструкционных пенопластов, к которым относятся уменьшенный вес изделия из пластика, низкое давление при литье из пластмасс, отсутствие усадочных раковин, с гибкостью при конструировании и отсутст­вием поверхностных дефектов. Двухкомпонентное литье из пластмасс со вспененным материа­лом также обеспечивает отличное соотношение веса изделия из пластика к выдерживаемым на­грузкам и лучшие эксплуатационные качества, чем литье пластмасс с газом для хрупких поли­мерных материалов. При изготовлении тонкостенных изделий из пластмассы, предназначенных, например, для упаковки продуктов или бутылок, двухкомпонентное литье пластмасс также да­ет дополнительные преимущества с точки зрения физико-механических свойств и удешевления стоимости литья.

Изменение свойств и качественных характеристик изделий из пластика

Благодаря использованию различных материалов в одном изделии из пластика сэндвич-литье из пластмассы позволяет получать такие свойства конечного продукта, которые не могут быть достигнуты при использовании каждого из материалов в отдельности. Напри­мер, нанесение эластичного покрытия на твердую основу позволяет получить проч­ное изделие с мягкой на ощупь поверхностью. Другим примером может служить комбинация хрупкого материала с материалом, имеющим высокие прочностные ударные характеристики. В тех случаях, когда требуется применение армированных компонентов, двухкомпонентное литье пластмасс предлагает решение, которое сочетает в себе эстетичные, привлекательные неармпрованные поверхностные материалы и арми­рованные базовые материалы. Дополнительных функциональных качеств и сниже­ния стоимости можно добиться за счет двухкомпонентного литья проводящих поли­мерных материалов с ударопрочными или дешевыми категориями пластмасс. В та­ком случае изделие состоит из поверхностного или базового полимера с добавками проводящего материала (например, алюминиевая пудра, технический углерод или покрытые никелем графитовые волокна), что позволяет обеспечить изделию (на­пример, корпусу компьютера) защиту от электромагнитных помех и возможность заземления (рис. 7.6).

 

 

Рис. 7.6. Вид разреза литого корпуса с внешней поверхнотого же пластика с добавлением углерода в качестве проводя­щего материала

 

Недостатки

Несмотря на псе потенциальные преимущества описываемой технологии, по ряду причин она не получила широкого признания. Прежде всего, стоимость машины для двухкомпонентного литья на 50-100% выше стоимости стандартного оборудова­ния . Высокие начальные капиталовложения частично снижают такие преиму­щества данной технологии, как возможности разработки уникальных технологиче­ских процессов, повышение качества изделий из пластмасс и использование вторичного сырья. Кроме того, разработка технологического процесса, установка и настройка оборудо­вания требуют больше времени, чем традиционное литье пластмасс под давлением.

Материалы

Двухкомпонентное литье из пластмассы позволяет использовать широкий спектр полимерных материалов. Хотя большинство из них являются термопластами, существуют не­которые многообещающие усовершенствования, благодаря которым термореак­тивные материалы используются совместно с термопластичными. Поскольку здесь используются два материала, важное значение имеют свойства расплавов (см. рис. 7.2) и их совместимость. В процессе выбора материала наиболее важны­ми критериями являются разность в вязкости и адгезия между поверхностным и базовым материалами. Поскольку базовый материал должен проникать внутрь поверхностного, то желательно, чтобы вязкость поверхностного материала была ниже чем у базового. Использование материала с низкой вязкостью в качестве ба­зового приводит к тому, что фронт потока расплава этого материала перемещает­ся слишком быстро относительно поверхностного, что в результате плохо отра­жается на качестве поверхности изделия. Экспериментальные исследования двухкомпонентного литья были связаны с проверкой воздействия соотношения вязкостей поверхностного и базового материалов на их пространственное рас­пределение внутри изделия из пластмассы.

Поскольку в готовом изделии оба материала располагаются слоями, для до­стижения оптимальных характеристик отливки необходимо их надежное сцепле­ние. В табл. 7.3 приведена базовая информация для большого количества сочета­ний различных материалов . Следует отметить, что она может быть использо­вана только для ознакомления. Реальные функциональные характеристики должны определяться сферой применения готового изделия, поскольку конеч­ный результат зависит от параметров процесса литья. Еще одним свойством ма­териала, которое следует учесть, является усадка. Существует эмпирическое пра­вило, которое требует, чтобы используемые совместно материалы имели одина­ковую усадку при литье. Это позволит снизить напряжения в соприкасающихся слоях.

литье

Типичные варианты применения

Совместное литье пластмасс предлагает технически и экономически обоснованные решения для широкого диапазона коммерческих задач на существующем рынке в таких от­раслях промышленности, как автомобилестроение, компьютерное оборудование, упаковка, электроника, товары для досуга, сельское хозяйство, а также для изготов­ления изделий с поверхностью, мягкой на ощупь.

Возможность получения недорогих изделий и желание, а также законодатель­ные требования, утилизации отходов будут и дальше способствовать распростра­нению сэндвич-литья.