Литьё пластмасс под давлением — это промышленный процесс производства изделий из пластика, идентичных по массе, при соблюдении определенных принципов литья под давлением. В современном мире это один из наиболее часто используемых способов одновременного создания нескольких похожих изделий с использованием станков ТПА.
Изделия из пластика были и остаются неотъемлемой частью нашей жизни. От простой домашней утвари до летающих самолетов — люди повсюду используют пластмассы. Литьё под давлением — самый простой способ получить изобилие нестандартных потребительских товаров из пластика.
Как работает литьё пластмасс под давлением?
Ниже приведены основные этапы создания пластиковых изделий и деталей, изготовленных методом литья под давлением:
- Процесс начинается с выбора материала и помещения его в литьевую машину.
- Машина имеет нагретый цилиндр и горячеканальные системы, в которых плавится сырьё.
- После этого полимер впрыскивается в пресс-форму которая находится внутри устройства (ТПА), где он преобразуется в заданную форму конструкции. Время цикла, время впрыска, толщина стенок, давление впрыска и другие параметры задаются в соответствии с конструкцией.
Машина для литья пластмасс под давлением
Термопластавтоматы (ТПА) являются важной частью всего процесса формования. Эти машины имеют различные компоненты и разные конфигурации, такие как вертикальная и горизонтальная конфигурация. Тем не менее, общие компоненты любой машины для литья под давлением включают следующее:
1. Блок впрыска.
Эта часть машины работает как для нагрева, так и для впрыскивания полимеров внутрь пресс-формы. Устройство состоит из различных частей, таких как бункер, цилиндр, шнек, поршневой инжектор, торпеда и сопло. Бункер представляет собой большую емкость с открытым дном, через которую материал подается в цилиндр. В цилиндре с нагретыми секциями шнек проталкивает материал вперед. Затем расплавленный материал впрыскивается в форму через сопло на конце цилиндра.
2. Зажимной блок.
Формы обычно создаются из двух половинок. Непосредственно перед процессом впрыска формы зажимаются вместе. Каждую половину необходимо прикрепить к плите, которая представляет собой большую пластинчатую конструкцию. После того, как инжектированные расплавленные смолы выдерживают желаемое время охлаждения, формы открываются с помощью зажимного двигателя.
Задняя часть формы имеет выталкивающую систему с выталкивающей планкой, которая выталкивает твердую пластмассовую часть из открытой полости.
3. Основание пресс-формы.
Форма состоит из двух основных частей: стержня формы и полости формы. Эти два вместе прикреплены к плитам основания формы. Основание пресс-формы на передней части имеет опорную пластину, втулку литника и фиксирующее кольцо, которое выравнивает основу пресс-формы с соплом.
Задняя часть пресс-формы имеет систему выталкивания, а также опорную плиту. Как упоминалось ранее, в системе выброса есть штанга выброса. Как следует из названия, он помогает выталкивать застывшие пластиковые формы для литья под давлением из полости формы.
4. Каналы пресс-формы.
Каналы пресс-формы — это пути, по которым пластмассовые смолы попадают в полости формы. Эти каналы интегрированы в конструкцию пресс-формы и образуют единое целое.
Расплавленный пластик поступает через канал, называемый литником, а затем проходит по другим каналам, называемым ползунами. Бегуны направляют пластиковую смолу через затвор, через который расплавленная смола попадает в полость.
Иногда также создаются охлаждающие каналы, чтобы вода могла циркулировать вдоль стенок формы и ускорить процесс охлаждения расплавленного пластика.
5. Дизайн пресс-форм и оснастка.
При изготовлении пресс-формы необходимо учитывать различные другие конструктивные проблемы, помимо упомянутых выше основания и каналов пресс-формы. Конструкция пресс-формы для литья пластиков под давлением должна включать сложные геометрические формы и такие особенности, как поднутрения. Эти блоки также известны как слайды или боковые действия, поскольку они скользят в полость детали. Некоторые устройства также могут быть вставлены в форму для литья под давлением в направлении разделения.
Кроме того, угол наклона, применяемый к стенкам формы, является важной частью конструкции литья под давлением.
Специальная оснастка включает формы из стали или алюминия. Каждый металл имеет свои преимущества и используется в зависимости от типа необходимой пластмассовой детали. Сердечник и полость пресс-формы являются двумя основными компонентами полости детали. Пространство между этими двумя (когда форма закрыта) создает полость детали, в которую впрыскивается расплавленная пластмассовая смола.
6. Технические характеристики машины.
Машины для литья пластмасс под давлением имеют различные характеристики, обычно классифицируются по величине усилия зажима, которое они предлагают. Это дополнительно определяется давлением нагнетания расплавленных смол. Для материалов, требующих высокого давления впрыска, требуется большой тоннаж.
Другие важные характеристики, которые следует учитывать при использовании машины для литья пластиков под давлением, включают в себя пропускную способность, ход зажима, толщину формы и размер плиты.
Детальная работа литьевых машин.
Термопластавтомат состоит из четырех основных частей: загрузочного бункера, шнека, нагретого цилиндра и полости формы.
Литьё под давлением включает два основных этапа:
—Генерация расплава вращающимся шнеком;
—Выталкивающее движение шнека помогает заполнить полость формы расплавленной смолой, которая проходит впрыскиваемую смолу под высоким давлением.
Система бункера и бегунка используется для помещения полимеров в нагревательную емкость.
Внутри ствола есть возвратно-поступательный винт, который создает тепло за счет силы трения с лентами нагревателя. Там пластик плавится.
Поскольку машина все еще движется (с помощью винта), пластик затем впрыскивается через сопло, откуда он попадает в полость пресс-формы через систему затворов. Это почти похоже на туннель.
Наконец, мы получаем пластиковую смолу желаемой формы, которая остывает, так как находится внутри полости.
Пока пластик находится внутри полости, машина оказывает удерживающее давление, частицы расширяются при нагревании.
Когда формованный пластик внутри полости формы остынет, его объем также уменьшится, поэтому нам нужно некоторое давление, чтобы это компенсировать.
Штифты выталкивателя используются для извлечения материала из машины после его затвердевания.
По мере движения шнека в нагревательный цилиндр подается еще одна партия гранулированного пластика. Оттуда процесс продолжается, и выталкивающие штифты помогают удалить пластиковое изделие из пресс-формы после того, как оно остынет и затвердеет.
Типы литья пластиков под давлением.
Обычно существует три типа термопластавтоматов:
1. Гидравлическое литьё под давлением
Это самый старый тип термопластавтоматов, который существует уже много лет.
Жидкости, создающие давление, называемые гидравлическими маслами, используются для создания давления в процессе литья под давлением. Это масло используется в гидравлическом двигателе, который, в свою очередь, вращает винт.
Одним из основных соображений при гидравлическом впрыске является создание герметичных систем для процесса формования. Гидравлическое масло часто протекает внутри пластика, что создает неровности. Следовательно, необходимо тщательно продумать конструкцию уплотнения, чтобы покрыть двигатель.
Эта техника присутствует уже много лет и до сих пор эксплуатируется на различных заводах по всему миру. Относительно низкая стоимость и простота обслуживания этих термопластавтоматов были двумя основными факторами для людей, заинтересованных в них для литья под давлением.
Плюсы и минусы гидравлической литьевой машины
Плюсы
—Их дешево купить и у них более высокая скорость впрыска.
—У них лучшая способность к выталкиванию, учитывая, что они более мощные, чем другие машины для литья под давлением.
—Они доступны в изобилии по всему миру, поэтому получить запасные части не составит труда.
—Гидравлические литьевые машины позволяют обрабатывать большое количество продуктов из-за большого размера порции.
—Он обеспечивает точную конструкцию благодаря обеспечиваемому усилию зажима.
—Современные достижения в этой машине привели к появлению газовых аккумуляторов, которые делают ее быстрее.
Минусы
—Утечки случаются в гидравлической литьевой машине. Таким образом, вы можете рассчитывать на его частую очистку.
—То же самое и с вашим домом; вам нужно будет немного поработать, чтобы содержать его в порядке.
—Потребляемая мощность может вызывать опасения у многих. Как правило, машины с гидравлическим впрыском потребляют 5,12 кВтч энергии во время технологического процесса.
—Несмотря на многочисленные преимущества, эти машины имеют серьезные экологические недостатки с точки зрения звукового загрязнения, поскольку они издают громкий шум.
2. Электрическое литьё под давлением.
Проблема с гидравлическим литьем под давлением заключается в том, что даже если оно эффективно, оно неэффективно (машина работает нормально, но мы не можем сказать то же самое о потреблении энергии).
Япония представила первую электрическую гидравлическую машину в 1980-х годах, и с тех пор она используется как альтернатива более громоздкой гидравлической машине.
В электрическом литье под давлением используются высокоскоростные серводвигатели. Он прост в использовании и является более совершенным по сравнению с традиционными гидравлическими версиями.
Машина очень экономична благодаря комфорту и скорости производства. В то же время электрогидравлическая машина требует меньше обслуживания и имеет возможность цифрового управления, что означает, что мы можем установить необходимые параметры энергии и давления.
Плюсы и минусы электрической машины для литья под давлением.
Плюсы
—Электрическое литьё под давлением эффективно и быстро. Отрасли могут создать огромное количество продукта за короткое время.
—Поскольку в процессе не используются жидкости, соблюдается гигиена рабочего места.
—Машины издают минимальный звук и следовательно, безопасны для окружающей среды.
—У него более низкие требования к мощности, так как мы можем управлять уровнями выходного сигнала в цифровом виде. \
—Нам не нужно много обслуживания. Таким образом, он имеет небольшие эксплуатационные расходы.
—Эти машины умеют производить высокоточные пластмассовые детали.
Минусы
—Электрические машины создают меньшее усилие зажима по сравнению с гидравлическими машинами.
—Эти машины не нужно часто обслуживать. Однако в случае возникновения непредвиденных проблем основные проблемы возникают из-за отсутствия / низкой доступности запчастей.
—Стоит дороже гидравлических машин.
3. Гибридное литьё под давлением.
Этот метод формования представляет собой сочетание гидравлического литья под давлением и электрического литья под давлением.
Он был произведен с добавлением обоих преимуществ формования и оказался лучше, чем два предыдущих типа. Этот метод формования отличается высокой степенью гибкости и сохраняет товарные качества обоих предыдущих двух типов формовочных машин.
Он может экономить энергию, как электрическая система, в то же время обеспечивая точность гидравлического блока. Он может переключаться между двигателями насоса постоянного тока и гидравлическим насосом, поэтому оба они работают только тогда, когда они индивидуально необходимы. Благодаря этому нет никаких компромиссов по качеству.
Плюсы и минусы гибридной литьевой машины.
Плюсы
—Он обеспечивает отличные результаты с очень гибким управлением выходным уровнем энергии.
—Гибридное литьё под давлением — ваш ответ, если вы хотите получить высококачественную продукцию, одновременно экономя счета.
—Эта машина высокоскоростная, поэтому ожидайте отличного времени отклика.
—Машина не так часто нагревается и, поэтому требует меньше обслуживания.
Минусы
—В большинстве случаев нам необходимо собрать машину в зависимости от требований пользователя.
—Архитектура очень специфична — поддерживать ее может только сторона, которая ее построила.
—Персонал должен быть обучен использованию как электрических, так и гидравлических систем.
Преимущества литья пластиков под давлением
Изобретение литья пластмасс под давлением изменило производственные идеи в этом секторе. Эта технология позволила производить большое количество изделий из пластика с помощью относительно простого и экономичного процесса.
Некоторые ключевые преимущества литья пластмасс под давлением:
I. Точность.
Пластиковое формование является точным и позволяет изготавливать почти все типы деталей из пластика.
Эффективный процесс и практичность процедуры позволяет получать любые формы со сложной геометрией.
II. Быстрый метод.
По сравнению с традиционными методами литья пластмасс, литьё пластика под давлением — более быстрый и удобный процесс создания изделий из пластика. В большинстве случаев цикл производства длится от 15 до 20 секунд. Однако скорость работы зависит от структуры материалов для литья под давлением.
III. Низкие эксплуатационные расходы.
Литьё пластика под давлением обычно работает автоматически, что помогает свести к минимуму затраты на надзор. Кроме того, он поддерживает оптимальную работу и непрерывное производство.
Таким образом, вместо того, чтобы нанимать разных людей для выполнения разных задач, вы можете научить одного из своих сотрудников работе на машине.
IV. Устойчивый метод.
Компаниям, производящим литьё под давлением, необходимо учитывать экологические недостатки и плюсы своей продукции.
Литьё пластика — это не только практичный, но и экологически безопасный метод, снижающий экологические последствия.
Процесс литья пластмасс под давлением использует ограниченные ресурсы для производства и ориентирован на переработку больше, чем на новый продукт.
V. Гибкость.
Излишне говорить, что за последние несколько лет технологии литья под давлением значительно продвинулись вперед.
Есть много вариантов техники и машин. В то же время, поскольку литье под давлением широко распространено во всем мире, легко найти персонал, который поможет исправить ситуацию, если что-то пойдет не так.
Пластиковые полимеры
Количество изобретаемых пластических полимеров постоянно растет. Следовательно, производители и проектировщики пластиковых деталей должны учитывать различные важные особенности и свойства, присущие каждой пластмассе, а также детали, которые необходимо произвести.
Кроме того, для улучшения свойств полимеров используются различные наполнители, такие как диоксид кремния, слюда, карбонат кальция, стекло, глина, тригидрат оксида алюминия.
Некоторые ключевые свойства, которые необходимо оценить перед выбором пластика для конкретной пластмассовой детали, включают:
—Твердость
—Гибкость
—Вес
—Стоимость
Некоторые из наиболее часто используемых пластмасс:
—Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) – используется в таких приложениях, как бытовая техника, компьютерные детали, жилищное оборудование, спортивные и музыкальные инструменты, медицинские устройства, шлемы, игрушки, электроника, автомобили и различные другие продукты для литья под давлением.
—Полиэтилен низкой плотности (LDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE) – используются для производства медицинских изделий, электропроводки, компьютерных компонентов, пищевой промышленности (например, ящиков для сока), игрушек, сельскохозяйственных продуктов, мебели, контейнеров для компоста или кухонной посуды, холодильника полки, полиэтиленовые пакеты, пластиковые контейнеры, бутылки с водой и т. д.
—Поликарбонат (ПК) – Используется в производстве очков, линз, медицинских устройств, мобильных телефонов, DVD и автомобильных запчастей.
—Полиамид (нейлон) – используется в производстве медицинских деталей, автомобильной промышленности, спортивного снаряжения и других промышленных инструментов и оборудования.
—Ударный полистирол (HIPS) – используется для литья под давлением продуктов, таких как информационные табло, садовое оборудование, упаковочный материал, детали для телевизоров, игрушки, чашки для холодных напитков, корпуса компьютеров и т. д.
—Полипропилен (PP) – используется в пищевой промышленности и производстве напитков, в кухонной и столовой посуде, игрушках, медицинских компонентах и т. д.
—Акрил (PMMA) – используется в производстве автомобильных экранов, рам для картин, косметических товаров, красок, линз для глаз.
—Полиэфирэфиркетон (PEEK) – используется для изготовления деталей пресс-форм для автомобильной промышленности, аэрокосмической промышленности и медицинских деталей, таких как имплантаты.
—Ацеталь / полиоксиметилен (ПОМ) – используется в пищевой промышленности и производстве напитков, автомобильной промышленности, бытовой технике, пластмассовых шестернях, медиаторах для гитар, деталях клапанов и т. д.
—Термопластический полиуретан (ТПУ) – обычно используется для изоляции кабелей, спортивного снаряжения и т. д.
Техника украшения пластиковых деталей
Пластиковые детали больше не считаются законченными, если их оставить голыми. Декорирование пластмассовых деталей – важный аспект увеличения стоимости деталей пресс-формы.
В наши дни производители литья под давлением используют различные техники декорирования п
ластиковых деталей. Некоторые распространенные техники включают:
- Покраска распылением
- Порошковое покрытие
- Шелкография
- Тампонная печать
- Применение пленок
- Металлическое покрытие
- Использование лазеров
- Цифровая печать
Распространенные дефекты литья пластмасс под давлением
Литьё пластика под давлением — очень точный процесс. Небольшие ошибки в процессе или даже неправильный выбор полимеров могут привести к огромным потерям и проблемам с качеством. Следовательно, важно тщательно понимать типы дефектов литья под давлением и их причины, чтобы иметь подходящие варианты предотвращения.
Часто наблюдаемые дефекты в процессе формования пластика:
Дефекты в процессе.
Во избежание дефектов литья под давлением необходимо тщательно определять различные факторы, такие как скорость потока смол, давление или настройки температуры. Если их не рассматривать надлежащим образом, они могут привести к появлению таких дефектов, как следы растекания, прогорания, коробление, пустоты под вакуумом, следы утолщения, линии сварных швов и струйная обработка.
Дефекты, связанные с выбором или хранением пластмасс — сюда входят такие дефекты, как обесцвечивание, расслоение поверхности, короткое замыкание, вспышка, серебряные полосы, застревание продуктов в форме и т. д.
Как выбрать машину для литья под давлением?
Справедливо будет сказать, что только технический специалист, работающий в формовочной компании, сможет посоветовать хорошую машину. Итак, лучше всего будет посетить компанию и попросить совета.
Кроме того, определенные продукты должны быть оснащены специальными устройствами, такими как аккумуляторы, замкнутые контуры, впрыск, сжатие и т. д. Критические факторы, которые часто влияют на выбор, включают формы, полимеры, изделие.
Ниже приведены некоторые факторы, которые необходимо учитывать перед выбором устройства для литья под давлением:
- Тип формы, ее вес, высота, конструкция и т. д.;
- Тип пластика, качество;
- Размер изделия;
- Требования к формованию, качество продукции, скорость производства;
- Модель термопластавтомата.
Хотя вышеупомянутые основные соображения справедливы при выборе машины для литья пластмасс под давлением, могут быть различные другие дополнительные факторы в зависимости от уникальности проекта и продукта.
Это одна из тех вещей, о которых вы должны поговорить со специалистом, чтобы исправить это. Вдобавок ко всему, покупка заводской машины с небольшой информацией может превратить ваши деньги в плохое вложение.
Детали и области применения, полученные литьём под давлением
Процесс литья пластмасс под давлением очень универсален и следовательно, используется для производства множества пластиковых деталей для самых разных сфер применения.
Распространенные области применения пластиковых деталей, полученных с помощью этого метода, включают:
- Пластиковые бутылки и другие потребительские товары, такие как сиденья для унитазов, скейтборды и т. д.
- Электронные корпуса, используемые в пультах дистанционного управления, медицинском оборудовании и т. д.
- Такие игрушки, как детская мебель, коллекционные модели, лего различных форм, цветов и размеров, изготавливаются из пластика, полученного литьем под давлением.
- Изделия для сельского хозяйства
- Бытовые детали, такие как контейнеры, питьевая посуда, посуда, кухонная утварь, крышки шкафов, цветочные горшки, освежители воздуха и т. д.
- В продуктах здравоохранения / медицинской промышленности, таких как пластиковые шприцы, медицинские инструменты, имплантаты, подносы для лекарств, мусорные баки, настенные крепления и т. д.
- Используется литьевой пластик в автомобильной промышленности, например, в салоне автомобиля.
- Используется в строительной отрасли для изготовления трубопроводов для бетонных балок, панелей фальшпола, кровельных вентиляционных отверстий, креплений настилов и т. д.
- Спортивные товары.
- Различные другие детали, изготовленные методом литья под давлением.
Факторы стоимости литья под давлением
Все проекты литья пластмасс под давлением уникальны с точки зрения сложности, дизайна, выбора материалов и экологичности. Это также ключевые факторы, влияющие на расценки для каждого проекта.
Некоторые ключевые факторы, влияющие на стоимость литья пластмасс под давлением, включают:
Стоимость материала.
Стоимость материала можно отнести к выбору полимеров, наполнителей и удельной стоимости материала. Вес материала часто является определяющим фактором стоимости. Кроме того, максимальная толщина стенки пластиковой детали играет важную роль в определении количества необходимого материала. Размер каналов, объем полости формы, количество материала тесно связаны с толщиной детали.
Стоимость производства.
Затраты на производство во многом зависят от размера термопластавтоматов. Это помогает определить почасовую ставку и время цикла.
Машины для литья пластмасс под давлением классифицируются на основе усилия зажима, которое рассчитывается на основе давления, для впрыска смолы. Чем больше деталь, тем выше сила зажима и больше производственные затраты.
Сила зажима также зависит от выбора полимеров. Для впрыскивания некоторых смол требуется высокое усилие зажима. Кроме того, размер детали также определяет тип необходимых машин.
Время цикла — это в основном сумма времени впрыска, времени затвердевания (охлаждения) и времени восстановления. Детали с меньшей толщиной стенки сокращают время впрыска, а также время охлаждения.
Опять же, выбор материалов и их свойств играет важную роль в определении таких факторов, как время охлаждения.
Наконец, необходимое количество пластиковых формованных деталей определяет общую стоимость проекта.
Стоимость оснастки
Затраты на оборудование включают основу пресс-формы и размер полости. Излишне говорить, что для более крупных деталей требуется большая основа пресс-формы, что приводит к более высоким затратам. Точно так же размер полости является важным фактором затрат. Когда требуется обработать полость большего размера с большей глубиной, затраты увеличиваются по сравнению с полостью меньшего размера.
Оснастка также зависит от объема производства. Для увеличения объемов производства требуются более качественные и более прочные формы, которые могут работать до завершения проекта.
Подводя итог, можно сказать, что различные факторы, влияющие на стоимость литья под давлением, включают:
- Стоимость материала
- Себестоимость продукции
- Количество необходимых деталей
- Стоимость инструмента
- Сложность дизайна
- Требования к качеству
- Факторы редизайна
Производители изделий методом литья под давлением
При производстве пластиковых деталей учитываются различные факторы, начиная от выбора и поиска материалов для литья под давлением, понимания спецификаций машины, предотвращения дефектов, рассмотрения типа процесса, подходящего для конкретной детали, конструкции пресс-формы и инструментов, а также декорирования пластиковых деталей.
Следовательно, при выборе компании по литью пластмасс под давлением важно изучить некоторые решающие факторы.
Выбирая производителей изделий из пластмасс, методом литья под давлением, обязательно сравните их со следующими критериями:
- Команда дизайнеров
- Техническое оснащение
- Объем производства и мощность
- Спектр услуг
- Процедуры обеспечения качества
- Бюджет и время
- Базовый опыт и отзывы клиентов
Заключение
Литье пластмасс под давлением — это самый простой способ изготавливать большие объемы одинаковых изделий из пластмасс. Эта технология находится в очень развитом состоянии, поэтому потребители могут получить множество вариантов изделий.