Этапы работы термопластавтомата

Технология литья предусматривает следующие основные этапы:

  1. Смыкание формы (начало цикла). При смыкании формы следует избегать удара, поэтому в конце смыкания скорость замедляют.
  2. Движение узла пластикации вперед с прижатием мундштука к литниковой втулке формы.При горячеканальной литниковой системе узел пластикации остается прижатым к форме весь цикл.
  3. Впрыск ранее набранной дозы расплава при движении шнек-поршня вперед. В начале впрыска обратный клапан на конце шнека перекрывает канал и предотвращает перетекание расплава из предмундштуковой зоны назад к загрузочной зоне. Период впрыска делится на этапы заполнения формы и сжатия расплава.
  4. Заполнение формы в период впрыска. Заполнение происходит с вытеснением воздуха из формы через вентиляционную систему. При впрыске возникают большие напряжения и скорости сдвига, особенно в приповерхностных слоях, которые приводят к значительной ориентации молекул полимера.
  5. Сжатие расплава. Происходит по завершении полного заполнения формы стремительно, и давление в форме возрастает до максимального в доли секунды.
  6. Выдержка под давлением (подпитка). Осуществляется в течение определенного времени в целях дополнительной подпитки и компенсации усадки по мере охлаждения. В этот период параллельно с подпиткой происходит интенсивное охлаждение полимера от стенок к середине сечения. В конце этапа в предмундштуковой зоне должна оставаться подушка расплава 2 – 6 мм вдоль по оси («остаточная подушка»), шнек не должен доходить до крайнего левого положения.
  7. Выдержка на охлаждении без давления. Используется для окончательного затвердевания материала во всем объеме, включая срединную область. В этот период передачи давления от машины к форме не происходит и по мере охлаждения давление внутри формы постепенно снижается.
  8. Загрузка. С началом этапа выдержки на охлаждение или с некоторой задержкой подается команда на вращение шнека, при этом полимер перемещается по межвитковым каналам шнека от зоны загрузки к предмундштуковой зоне, преодолевая заданное гидравликой противодавление. При этом шнек под действием расплава перемещается в заднее положение, а набранная доза расплава накапливается в предмундштуковой зоне при давлении до 200 – 250 бар.
  9. Декомпрессия. Технологический прием принудительного перемещения шнека назад на небольшое расстояние к загрузочной зоне для уменьшения давления в предмундштуковой зоне после набора дозы, использующийся при применении сопла открытого типа для исключения самопроизвольного истечения предварительно уплотненного расплава после отведения мундштука от формы. При использовании запирающихся сопел в декомпрессии нет необходимости.
  10. Отвод сопла осуществляется при использовании форм с застывающим литником для уменьшения теплопередачи от горячего мундштука к холодной литниковой втулке. При длительном контакте сопла и литниковой втулки конец мундштука и находящийся в нем расплав остывают до низких температур; с другой стороны, излишний нагрев литниковой втулки препятствует остыванию центрального литника, что может вызвать нежелательное удлинение цикла. Для отвода сопла весь узел впрыска отодвигается на 100 – 200 мм в заднее положение до начала нового цикла.
  11. Период охлаждения в форме. Включает несколько вышеперечисленных этапов; начинается после полного заполнения формы, включает короткий период уплотнения расплава, периоды выдержки под давлением и выдержки на охлаждение без давления. За это время происходит полное отверждение отливки до жесткости, обеспечивающей надежное выталкивание (съем) без повреждения отформованной детали.
  12. Размыкание формы. Происходит по завершении полного охлаждения отливки.
  13. Выталкивание (съем) отливки из формы. Используется при открытой форме в конце хода подвижной плиты при наталкивании хвостовика выталкивающей системы на стопор (упор) машины или с помощью гидравлического толкателя машины после открытия формы. В ряде случаев вместо выталкивателей в форме используется плита съема, которая имеет ограничители хода и при движении подвижной полуформы сдвигает отлитую деталь.
  14. Форма открыта. По окончании выталкивания форма остается открытой до начала смыкания. Для работы машины в автоматическом цикле без участия оператора необходимо использовать формы со съемом детали, извлечением литника и их падением в поддон машины без участия оператора. При изготовлении деталей, которые требуют бережного съема без падения детали в поддон, съем детали осуществляет оператор или применяют манипуляторы, как правило, с вакуумными присосками, с помощью которых деталь извлекается из формы и переносится в зону упаковки в стороне от машины. По окончании выталкивания и съема детали (и литников для холодноканальных форм) при автоматическом режиме работы цикл заканчивается и дается команда на смыкание формы, т.е. на новый цикл.

Полное время цикла при литье может составлять всего 4 – 5 с. Для малогабаритного тонкостенного литья и доходить до нескольких минут для крупногабаритных толстостенных отливок. Для традиционного литья полное время цикла варьируется от 10 – 12 до 60 – 90 с. В зависимости от толщины и веса изделия, типа термопласта.
Литьевая машина совершает операции в заданной последовательности для обеспечения всех этапов литья, при этом работают нагреватели в 3 – 5 зонах по длине цилиндра, включая сопло, температуры которых устанавливаются дифференцированно. Скорости вращения шнека, скорость впрыска, давление литья и их изменение во времени задаются согласно рекомендациям и уточняются технологом при запуске новой детали. Кроме названных параметров, необходимо задавать величину противодавления, остаточную подушку, величину декомпрессии, момент переключения давления в конце заполнения формы, продолжительность всех интервалов по циклу, температуру формы (индивидуально для матрицы и пуансона) и загрузочной зоны и др.
Для получения качественных изделий и оптимизации технологических параметров литья необходимо знание процессов, происходящих в форме на этапах заполнения, выдержки под давлением и выдержки на охлаждение. На этих этапах формируются структура и свойства пластмассовой детали.

Литье под давлением термопластов / Ю.П. Ложечко (кандидат технических наук), 2010