Основные методы литья пластмасс под давлением

В литье пластмасс под давлением используют два основных метода – инжекционный и интрузионный. Все остальные по сути представляют собой их развития и вариации с целью получения лучшего качества деталей сложной конфигурации, многослойных и многоцветных изделий.

 

 

Инжекционный метод

Название ведёт начало от латинского слова inject, что означает впрыснуть. При формовке пластическая масса впрыскивается в литейную форму и там застывает. Во время затвердевания для получения необходимой прочности литой продукции надо обязательно поддерживать определённое сжатие. Для обеспечения этого требования процесс должен проходить быстро, чтобы успели заполниться все уголки полости до начала застывания смеси. Это обязательное условие достижения качественного формования. Таким способом получают детали с различной толщиной стенок и мелким рельефом поверхности.

При изготовлении крупногабаритных отливок с тонкими стенками вязкость расплава может препятствовать его нормальному растеканию с требуемым для обеспечения качества давлением. В этом случае рекомендуется применять подачу смеси в полость одновременно с нескольких точек – через разные литники. Иногда для этого могут быть задействованы несколько инъекционных установок.

Это увеличивает стоимость оборудования и оправдано в крупносерийном и массовом производстве. Например, изготовление пластиковых панелей салона в автомобилестроении.

Составляющие впрыскиваются в пресс-форму из так называемого материального цилиндра (ЛМ), усилие создаётся поршнем. Объём изначально рассчитывается так, чтобы расплав без остатка заполнил полость и литниковую систему.

 

Инжекционно- газовое литье

Это разновидность отличается тем, что впрыск разделён на два этапа. После ввода первой порции состава в формователь через специальное сопло подаётся комбинация газов под давлением. Она раздувает жидкую пластмассу, прижимая её к внутренней поверхности. Получается деталь с пустотой внутри. Далее газ удаляется и на его место вводится дополнительная порция ингредиентов.

В некоторых случаях освободившееся пространство может не заполняться. Так изготавливаются различные ёмкости. Следует отличать выдувные изделия, полученные из предварительно инжектированной смеси, от раздува нагретых пресс-форм.

Двойная инжекция позволяет получать особо качественный продукт комбинированной структуры. Для её реализации требуется сложное оборудование и тщательная проработка технологического процесса. Помимо приобретения такого термопластавтомата, в России есть возможность аренды ТПА с возможностью литья с газом

 

Инжекционно-прессовый

Ещё одна вариация, отличающаяся процедурой формования. Первоначально в составную пресс-форму инжектируется разогретый пластичный компонент. Затем части штампа сжимаются, сдавливая массу и распределяя её по всему пространству.

Вариант применяется для случаев, когда качественному заполнению крайних участков полости препятствует падение напора инжекции. Например, деталь имеет тонкие стенки большой ширины, вязкость расплава препятствует нормальному растеканию.

Для этого способа необходима разработка конструкции пресса, допускающей дополнительное сжатие введённого состава после смыкания частей штампа.

 

Соинжекционное литье

Метод основан на подаче жидких пластических составляющих из нескольких инжекционных машин. В отличие от многолитниковой системы здесь впрыск разных смесей производится через одну точку. В зависимости от поставленных задач можно получать отливки с различными характеристиками. Для реализации требуется сложное оборудование с комбинированием инжекторных головок.

Способ совместного инъектирования можно разделить на подвиды:

 

* Многослойное. Разновидность заключается во впрыскивании в зону будущего изделия нескольких различных спецсмесей из двух или более инъекционных машин. Существуют многочисленные варианты сочетаний сырья. Это могу быть различающиеся, как по цвету, так и по прочим свойствам пластмассы. Например, наружные слои выполняются из прочных высококачественных полимеров, а внутренние – из более мягкой пластической массы, пенополистирола (пенопласта) или более дешёвого вторичного сырья.

Конкретные ингредиенты и цвет определяются требованиями, предъявляемыми к готовой продукции.

 

* Сэндвич-литьё. Этот подвид отличается тем, что виден только наружный слой пластика. Техпроцесс производится в 3 стадии. Сначала в штамповочное пространство впрыскивается состав No 1. Затем внутрь первого инжектируется No 2. В конце снова добавляется порция первоначальной пластических компонентов. Она закрывает вход, через который вводился вторая составляющая и окончательно запечатывает его, формируя наружный слой.

Технология также позволяет получать детали из нескольких видов сырья, преследуя цели от достижения специальных механических характеристик до утилизации продуктов вторичной переработки полимеров.

 

Интрузионный

 

Название восходит к латинскому слову intrusio – вталкивать, вдавливать. В основе техпроцесса лежит разогрев и расплавление пластмассовых гранул в шнековом механизме, сопровождающийся перемешиванием и гомогенизацией в случае использования разных компонентов. Затем жидкий расплав предварительно вводится в полость пресс-формы и далее, создаётся и выдерживается давление, в процессе которого подаётся дополнительное количество до полного заполнения объёма.

На входе в пресс состав соприкасается со стенками, охлаждается и начинает застывать. Поэтому технология применяется преимущественно для изготовления отливок без сложных, тонких элементов.

Интрузионная технология применяется самостоятельно или в комбинации с инжекционной.

 

Литье в многокомпонентные формы

Методика предполагает раздельное формование двух и более элементов, входящих в структуру изделия и последующее их соединение в единое целое.

Для реализации необходимы специальные штампы, состоящие из нескольких формовочных узлов. Кроме того конструкция должна позволять после предварительной заливки перемещать их спрессовывать друг с другом.

Технология отличается от частично сходных по конечному результату многослойного и сэндвич-литья тем, что формовка составных частей производится одновременно. А после его окончания они перемещаются для последующего соединения в единое целое.

В процессе участвуют одновременно несколько установок, подающих расплав. Допускается изготовление одних элементов инжекцией, других – интрузией.

 

Ротационное литье

 

Технология представляет собой разновидностью заливки пластмасс в многокомпонентные формы. Основное различие заключается в том, что формование происходит не одновременно, а последовательно.

Первоначальный объём образуют корпус пресс-форма и вставка. После заполнения, вставной элемент извлекается, и пластичный состав впрыскивается в оставшуюся часть. Если изделие состоит не из двух, а их трёх и более частей, технологический переход повторяется соответствующее количество раз.

После каждого этапа подключается следующая литейная установка (производится ротирование). Соответственно процесс занимает много времени и требует большого количества оборудования.

Так же, как и отливка в многокомпонентные формы ротационное допускает комбинирование методов инжекции и интрузии.