Руководство литье пластмасс

Справочник
для наладчиков ТПА

Технологический справочник для операторов литьевых машин

(Справочник подготовлен на примере литья материалов компании Bayer AG)

Оглавление

1. Обзор ассортимента
2. Подготовка к работе
2.1 Сушка
2.2 Чистка машин; смена исходного материала для технических термопластов

3. Выбор машин и оборудования
3.1 Определение диаметра шнека, дозы впрыска и пути дозирования
3.2 Пригодные к использованию и возможные пути дозирования
3.3 Определение усилия замыкания формы
3.4 Геометрия шнека
3.5 Сопла
3.6 Защита от износа

4. Условия переработки
4.1 Температура формы и расплава
4.2 Термостатирование формы
4.3 Датчик температуры расплава
4.4 Давление литья и выдержка под давлением; скорость впрыска
4.5 Частота вращения шнека; реактивное давление
4.6 Время охлаждения
4.7 Оптимизация заданных параметров машины; контроль производства
4.8 Соотношение длины пути течения и толщины стенки детали
4.9 Литье под давлением с отводом газов из цилиндра

5. Переработка регенерата; вторичное использование отходов

6. Дефекты литья под давлением и меры по их устранению

Настоящая статья дает оператору литьевой машины возможность быстрого
ознакомления с переработкой следующих марок технических термопластов:

Апек®	Полиарилат Высокая теплостойкость, высокая ударная вязкость образцов без надреза и с надрезом, хорошая атмосферная и огне- стойкости, высокая прозрачность, усиленные стекловолокном типы. Применение: Детали электрооборудования автомобилей, подверженные действию высоких термических нагрузок, светотехника, электрическая и электронная промышленность, медицинские и бытовые приборы.
Апек® HT	(PC-HT) Поликарбонат, высокоустойчивый к термической деформации
Байбленд®	(PC+ABS) Поликарбонат + Сополимер акриловой кислоты, стирола и акрилонитрила Благоприятная комбинация механических и термических свойств, теплостойкость (между АБС и Поликарбонатом), высокая ударная вязкость при обычных и низких температурах, жесткость, стабильность размеров, наличие огнестойких типов и типов усиленных стекловолокном, в наличие продукты для изготовления структурных пен. Применение: Детали внутренней отделки салона и наружние видовые детали автомобилей, вычислительная техника, электротехника и электроника.
Десмопан®	(TPU) Термопластичный полиуретан
Дуретан®	Полиамид-6, Полиамид-66, Полиамид/Сополимер Высокая жесткость и твердость, хорошая ударная вязкость, способность выдерживать высокие динамические нагрузки, прочность на истирание и износостойкость, хорошая теплостойкость и ударная вязкость на холоде, корозионая стойкость, стойкость к действию большинства химикатов (например, бензина и бензола), отличные технологические свойства, усиленные стекловолокном и наполненные стеклосферами или минеральными материалами типы. Применение: Электротехника и электроника, автомобилестроение (наружние видовые детали, детали салона и подкапотные детали), машиностроение, мебельная промышленность, изделия для зимнего спорта, игрушки, упаковка (пленки и емкости), профили, шланги и трубы.
Люстран® ABS/Новодур®	Сополимер АБС Предпочтительный материал для корпусов и защитных панелей с хорошей ударной вязкостью, прочностью, жесткостью и химической стойкостью, отличным качеством поверхности. Простая переработка за счет очень хорошей текучести, экструзионные типы, усиленные стекловолокном марки. Применение: Автомобилестроение (наружние видовые детали, детали салона), бытовые приборы и радиоаппаратура, офисная техника, фототехника, игрушки.
Люстран® SAN	(SAN) Сополимер стирола и акрилонитрила
Макролон®	Поликарбонат Высокая прочность и ударная вязкость, высокая теплостойкость, отличные диэлектрические свойства, физиологическая безвредность, наличие огнестойких марок, стабильность размеров, отличная светопропускаемость прозрачных типов, наличие усиленных стекловолокном рецептур, марки для вспенивания, экструзии, хорошие реологические свойства для литья. Применение: Электротехника и электроника, компакт-диски, панели для остекления, светотехника, фототовары, офисное оборудование, предметы домашнего обихода, бутылки, медицинская и лабораторная техника, сектор спорта и здоровья.
Покан®	Полибутилентерефталат Высокая теплостойкость, хорошая химическая стойкость и устойчивость к образованию усталостных трещин, высокая жесткость и твердость, отличные антифрикционные свойства, высокая прочность на истирание, хорошая стабильность размеров, хорошая технологичность, короткая продолжительность цикла литья, пригодность для совместной окраски детали вместе с кузовом автомобиля, наличие огнестойких марок и марок усиленных стекловолокном, стеклосферами или минеральными материалами. Применение: Автомобильная промышленность, электротехника, электроника, бытовые приборы, вычислительная техника, светотехника.
Триакс®	(ABS + PA) Смесь АБС и Полиамида
Макробленд PR®	Поликарбонат + Полибутилентерефталат Модифицированная в отношении ударной вязкости смесь, сопоставима с Макролоном, однако имеет большую прочность и ударную вязкость при низких температурах, повышенную прочность к образованию усталостных трещин при воздействии химикатов и топлива, несколько пониженная жесткость и теплостойкость Применение: Подверженные ударам детали кузова автомобилей.
Макробленд EC®	Поликарбонат / Сополимер Прочность и теплостойкость как у Макролона, значительно лучший показатель ударной вязкости при низких температурах, менее чувствителен по сравнению с Макролоном в отношении образования усталостных трещин в топливах. Применение: Автомобильная промышленность, защитные шлемы, сектор зимнего спорта.
Петлон®	Полиэтилентерефталат Такие же характерые свойства, как у Покана, однако возможна кратковременная повышенная температурная пиковая нагрузка (до 245oС), повышенная жесткость. Применение: Электротехника, электроника, машиностроение, светотехника, автомобилестроение.
Тедур®	Полифениленсульфид, усиленный стекловолокном и смесью стекловолокна с минеральным наполнителем Очень высокая теплостойкость и температура длительной эксплуатации, очень высокая жесткость и твердость, огнестойкость (без огнезащитных добавок), химическая стойкость, гидролитическая стойкость, очень хорошая технологичность за счет исключительно хорошей текучести. Применение: Электротехника, электроника, машиностроение, автомобилестроение, химическое оборудование, пригоден для заливки электронных компонентов и схем.

2.1 Сушка

Недопустимо высокая влажность расплава пластмасс может приводить к дефектам
поверхности (волнистость поверхности шлиры) и плохим свойствам литых изделий
(гидролитическая деструкция). Так как большинство пластмасс впитывают слишком
большое количество воды из-за неплотной упаковки при хранении и перевозке,
необходимо просушивать их перед переработкой.

Технический термопласт	Допустимая остаточная влажность в весовых процентах
Апек 1) Байбленд 2) Десмопан Дуретан Люстран АВS/Новодур Люстран SAN Макролон 1) Покан Триакс Макробленд PR Петлон Тедур	0,02 от 0,02 до 0,05 0,07 0,1 0,2 0,2 0,02 0,04 0,1 0,02 0,03 0,04
1) С помощью испытания улетучиваемости по Томазельти (TVI-Test) можно просто и быстро получить достаточно достоверные данные о степени сухости термопластов Апек НТ ,Макролон и Макробленд 3). С помощью испытания улетучиваемости по Томазельти (TVI-Test) можно просто и быстро получить достаточно достоверные данные о степени сухости термопластов Апек НТ ,Макролон и Макробленд . 2) В случае Байбленда FR (огнестойкий) необходимо стремиться к достижению нижнего предела влажности. В случае Байбленда FR (огнестойкий) необходимо стремиться к достижению нижнего предела влажности. Таблица 1: Допустимая влажность гранулята при нормальных условиях переработки. — ATI 8024 (Информация по технике применения на немецком и английском языках): «Определение степени сухости Макролона методом TVI-Test»; — Наша практическая информация PI 053 «Сушка», номер для заказа KU 46.053, рекомендуемая в качестве литературного источника.

Влажность гранулята измеряется по схеме, подобной методу Карла Фишера, или другим
подходящим методом. При несоблюдении допустимых пределов влажности материал
готовых изделий может содержать дефекты, несмотря на оптически безукоризненную
поверхность. Это касается таких термопластов как Апек HT, Байбленд, Макролон и
Покан.

С помощью теста для определения летучих по Томасетти (TVI-Test) при
небольших аппаратурных затратах и малых затратах времени можно с достаточной
точностью узнать степень сушки Макролона, Макробленда и Апека.

Технический термопласт	Температура сушки ( OC)	Время сушки (час.)
		Конвекционная сушилка (50% свежего воздуха)	Воздушная cушилка (сушилка с интенсивной циркуляцией)	Сушилка, работающая на сухом воздухе
Апек	130	4 – 12	2 – 4	2 – 3
Байбленд5) Байбленд FR1)	100 – 110 75 – 110	3 – 4	2 – 3	1 – 2
Десмопан	100 – 110	1 – 2	1 – 2	1 – 2
Дуретан 1), 6)	80	Не рекомендуется	2 – 203)
Люстран ABS/ Новодур	80	3 – 6	2 – 3	1 – 2
Люстран SAN	80	2 – 3	1 – 2	1 – 2
Макролон	120	4 – 12	2 – 4	2 — 3
Покан 6)	120	4 — 8	2 – 3	2 – 3
Триакс 1)	80	Условно пригодны 4)	2 – 4 (20)3)
Макробленд PR	110	4 — 12	2 – 4	2 – 3
Макробленд ЕС	120	4 — 12	2 – 4	2 – 3
Петлон	130	3 — 4	3	3
Тедур	150	3 — 4	3 – 4	3 – 4
Вышеприведенные данные относятся к упакованному материалу, хранящемуся при комнатной температуре. 1) См. информацию по технике применения: См. информацию по технике применения: ATI 749, ATI 805, ATI 809, ATI 945, ATI 966, ATI 976, ATI 3004. 2) Готовый к применению гранулят расфасовывается на заводе-изготовителе. В зависимости от условий хранения необходимо следить за допустимой влажностью гранулята. Готовый к применению гранулят расфасовывается на заводе-изготовителе. В зависимости от условий хранения необходимо следить за допустимой влажностью гранулята. 3) В зависимости от начальной влажности. В зависимости от начальной влажности. 4) В зависимости от влажности сухого воздуха. 5) В случае волокнонаполненных типов обращать внимание на особые условия в информационных материалах по технологии применения. 6) Поставляется частично во влагонепроницаемых упаковках в виде готового к переработке материала. Сушка требуется лишь в том случае, если произошло поглощение влаги гранулятом после вскрытия упаковки. Таблица 2: Рекомендуемые условия сушки. В зависимости от влажности сухого воздуха. В случае волокнонаполненных типов обращать внимание на особые условия в информационных материалах по технологии применения. Поставляется частично во влагонепроницаемых упаковках в виде готового к переработке материала. Сушка требуется лишь в том случае, если произошло поглощение влаги гранулятом после вскрытия упаковки.

Вышеприведенные данные относятся к упакованному материалу, хранящемуся при
комнатной температуре. Необходимыми условиями являются также безупречная работа
приборов и соблюдение рекомендуемой температуры.

Вместо наиболее часто применяемой сушки гранулята можно также удалять влагу
непосредственно но время плавления материала в механизме пластикации литьевой
машины, используя так называемые «узлы дегазации». По сравнению с
сушкой гранулята этот метод может обеспечить технические, организационные и
экономические преимущества, но при этом следует считаться также и с некоторыми
ограничениями и недостатками.

Сегодня этот метод применяется главным образом при производстве в основном
темных изделии и при редкой смене материала и цвета .¹⁾

2.2 Чистка машин; смена исходного материала для технических термопластов

Смена материала

Апек Байбленд Десмопан Дуретан Люстран АВS/Новодур Люстран SAN Макролон Покан Триакс Макробленд Петлон Тедур

• Опорожнить инжекционный цилиндр • Промыть цилиндр новым материалом или смесью нового материала с гранулятом для чистки цилиндра или специальным средством для чистки цилиндра 1) • При смене цвета следует по возможности переходить от светлых тонов к темным • В особых случаях 2) следует прочистить механизм пластикации литьевой машины (см. раздел «Чистка»)

Приостановка производства

(длительные перерывы и выходные дни)

Байбленд Десмопан Дуретан Люстран АВS/Новодур Люстран SAN Покан Триакс Макробленд PR Петлон Тедур

• Опорожнить иижекциониый цилиндр 3) • Вывести шнек в переднее конечное положение • Отключить машину и обогрев

Апек Макролон Макробленд EC

• Опорожнить инжекционный цилиндр • Установить обогрев цилиндра на 160-180°С и прогреть при этой температуре 4) • Оставить включенным обогрев загрузочной воронки

Прекращение производства

Апек НТ Байбленд Десмопан Дуретан Люстран АВS/Новодур Люстран SAN Макролон Покан Триакс Макробленд Петлон Тедур

• Промыть инжекционный цилиндр соответствующими высоковязкими литьевыми массами (полиэтилен, полипропилен, полиметилметакрилат, сополимер стирола и акрилонитрила, полистирол) или гранулятом для очистки цилиндра. • Отключить машину или — в случае Макролона, Макробленда и Апека — поступить так же, как при приостановке производства. • Ручная очистка в большинстве случаев не требуется.

Чистка

Апек НТ Байбленд Десмопан Дуретан Люстран АВS/Новодур Люстран SAN Макролон Покан Триакс

• Чистка/промывка в связи со сменой материала без особо трудноудаляемых загрязнений узла пластикации (см. раздел «Смена материала»). • Чистка при трудноустраняемых загрязнениях (например, прилипший граничный слой): — Очистить узел с помощью средства для чистки цилиндра 1). — При необходимости дополнительно промыть агрегат высоковязким полиэтиленом или полипропиленом. — Разобрать узел и почистить еще горячие детали проволочной щеткой с последующей полировкой ветошью и полировальной пастой. Не применять шлифовальной бумаги! — Можно также чистить демонтированные детали в вихревых ваннах с окисью алюминия, в масляных ваннах и ваннах с соответствующими растворителями (иногда с применением ультразвука). • Внимание! Последующая дробеструйная обработка стеклянными или стальными шариками повреждает поверхность стальных деталей.

3.1 Определение диаметра шнека, дозы впрыска и пути дозирования ¹⁾

Практика показала, что для производства литых изделии c определенной дозой
впрыска целесообразно применять шнеки только определенного диапазона размеров
(диапазона диаметров), а именно такие шнеки, дозирующий путь которых составляет
от 1 до 3 диаметров. И наоборот: шнеки определенного диаметра должны
применяться только для изделий с определенным диапазоном веса или объема
впрыска.

При выходе за нижний или верхний предел этого диапазона возникает опасность
ухудшения качества, например, уменьшение молекулярной массы или дефекты поверхности
литых изделий в результате вовлечения воздуха (см. рис. 4).

Нижеследующая номограмма наглядно демонстрирую взаимосвязь между дозой
впрыска и целесообразным диаметром шнека.

Эту номограмму можно применять для определения диаметра шнека (типоразмера
литьевой машины) и предусмотренного веса изделий при переработке термопластов
на машинах для литья под давлением. Она построена на основе знании оптимального
дозировочного хода (дозировочный диапазон от 1D до 3D) в случае трехзонных
шнеков с соотношением L/D от 18:1 до 22:1 (см. также рис. 3).

 3.3 Определение усилия замыкания формы

Общая формула: 

Фактически необходимое усилие замыкания формы зависит главным образом от
обеих указанных в формуле величин. Кроме того, на это усилие замыкания влияют
также такие факторы как жесткость машины и формы, геометрия изделия, допустимая
деформация, условия переработки и сама литьевая масса.

Поэтому приведенные в таблице а) эмпирические показатели являются всего
лишь ориентировочными.

• Спроецированная поверхность = Сумма всех находящихся под давлением
поверхностей подъема, спроецированных на плоскость зажимных плит формы.

Пример: шайба в виде усеченного конуса.

• Среднее давление внутри формы (подъемная сила)а) Эмпирически определенные
показатели

Апек НТ	Высокотемпературный поликарбонат	300 – 500 бар
Байбленд	(ПК + АБС)	250 – 400 бар
Десмопан	ТПУ	300 – 700 бар 1)
Дуретан	ПА	250 – 700 бар 1)
Люстран ABS/Новодур	АБС	250 – 350 бар
Люстран SAN	Сополимер стирола и акрилонитрила	250 – 350 бар
Макролон	ПК	300 – 500 бар
Покан	ПБТ	250 – 700 бар 1)
Триакс	(АБС + ПА)	250 – 500 бар

б) Показатели, определенные реологическими расчетамиЕсли при расчете литого
изделия давление в полости формы при заполнении принимается равным 700 бар, то
в соответствии с нижеследующим графиком среднее усилие подъема в случае
аморфных термопластов может составить примерно 500 бар.

3.4 Геометрия шнека ¹⁾При переработке термопластов фирмы БАЙЕР
хорошо зарекомендовали себя трехзонные шнеки с соотношением длины и диаметра
(L/D) от 18:1 до 22:1 и соотношением высот профиля витков от 2:1 до 2,5:1.

Получаемые данные могут быть внесены в таблицу:

Диаметр шнека D (мм)	Глубина винтового канала H (мм)
	Зона загрузки	Зона выдавливания	Отношение глубин винтового канала
30 40 60 80 90 120 150 >150	4,3 5,4 7,4 9,1 10,0 12,0 14,0 14,0	2,1 2,6 3,4 4,0 4,2 5,0 5,6 5,6	2,0 : 1 2,1 : 1 2,2 : 1 2,3 : 1 2,4 : 1 2,4 : 1 2,5 : 1 2,5 : 1

Таблица 4: Глубины винтового канала и отношения глубин винтового канала

Глубины винтового канала для промежуточных диаметров червяка D₁
можно вычислить по уравнению:

H₁ = H₀ (D₁
/ D₀)^0,7

Где H₁ — искомое значение, а D₀ и H₀ —
ближайшие значения согласно Таблице 4.

При переработке частично кристаллических термопластов Дуретан и Покан в
случае шнеков диаметром > 80 мм лучше всего применять пониженную глубину
винтового канала в зоне загрузки.

3.5 Сопла

Для переработки следует применять по возможности открытые сопла. В случае
легкотекучих материалов применяются также запирающиеся сопла. Однако, в
зависимости от конструкции они могут чаще приводить к возникновению таких
проблем как разложение материала, образование сгустков, нарушения работы машины
и т.п. (см. ниже).

Отверстие сопла = отверстие литника минус 0,5 — 1,0 мм

Такие традиционные запорные системы как:

• сопло с шиберным затвором,
• сопло с игольчатым затвором,
• сопло со стержневым затвором
…редко создают трудности в случае стержневых запорных систем с гидравлическим
приводом. При их применении следует обращать особое внимание на возможное
нарушение соосности канального отверстия в стержне (в открытом состоянии).

Пружинные игольчатые системы требуют высокого давления впрыска и приводят к
кратковременному высокому сдвигу материала. Этот недостаток устраняется в
системах с двусторонним гидравлическим или пневматическим приводом, а также в
соплах с шиберным затвором с механическим приводом.

Надежность всех игольчатых и шиберных запорных систем сильно зависит от
удобопроходимой конструкции расплавопровода (отсутствие мертвых зон, отсутствие
делений потока).

Во всех запорных системах необходимо так подогнать подвижные приводные
элементы с люфтом, чтобы обеспечивалась смазка расплавом и создавалась
возможность вывода наружу умышленно создаваемой незначительной утечки.3.6 

Защита от износа

Узел пластикации машин для переработки термопластов (особенно термопластов
с наполнителями или пигментами) подвергается износу как и в случае всех рабочих
машин. Различают два вида износа: абразию и коррозию. Эти два вида износа могут
выступать либо отдельно, либо совместно.

Процессы износа деталей машины часто становятся заметными лишь в поздней
стадии, когда наступают нарушения работы машины. Однако они часто проявляются
гораздо раньше, вызывая изменение цвета поверхности литой детали или другие
дефекты. Иногда эти дефекты скрываются внутри литой детали, т. е. на
поверхности их обнаружить пока еще нельзя. Высокие издержки возникают не только
в результате износа, непригодности к работе таких элементов машины как шнеки,
цилиндры и обратные клапаны, но также и в результате выпуска брака и уменьшения
степени использования машин из-за простоев и ремонтов.

Детали шнеков и цилиндров из так называемой стандартной азотированной стали
часто уже не выполняют все возрастающих требований. Важную роль играет также и
геометрическое исполнение деталей. Сегодня на рынке предлагаются
«защищенные от износа» плавильные агрегаты, которые гораздо лучше
выполняют предъявляемые требования. Опыт показывает, что в результате их
применения удельные издержки на износ деталей машины (отнесенные к единице пропускной
способности) можно сократить в 3 — 6 раз и даже больше. При этом еще не
учитываются дополнительные улучшения экономичности производства в результате
сокращения брака, уменьшения времени простоя машин, лучшего постоянства
качества и т. д. В случае защищенных от износа и коррозии агрегатов, подбор
сорта стали и метода обработки поверхности может в решающей степени зависеть от
того, какой из этих двух механизмов износа преобладает в данном случае. Как
правило, рекомендуется «универсальное» исполнение, учитывающее оба
вида износа. Советы по соответствующему подбору материала приведены в следующей
таблице ¹⁾.

Подбор материалов для защищенных от износа литьевых агрегатов
(универсальная защита от коррозии и абразии).

Цилиндры

1. Центробежное нанесение подходящего бронировачного слоя, чаще всего на
основе Ni-Co-Cr-W-B, практически не содержащего железа; нелигированные и
легированные углеродистые стали для несущей трубы.

2. Использование нанесенных центробежным способом втулок; несущая труба из
азотированных сталей, например:

34 Cr Al Ni 7 (1.8550)

31 Cr MoV9 (1.8519)Шнеки

1. Высокохромистые легированные стали сквозной закалки (диаметр до ок. 60
мм, длина 1500 мм), иногда дополнительно подвергнутые ионизационному
азотированию, например:

Х 155 Cr V Mo 12 1 (1.2379)

X 165 Cr Mo V 12 (1.2601)

X 210 Cr 12 (1.2080)

X 220 Cr Mo 12 2 (1.2378)

X 210 Cr W 12 (1.2436)

2. Стеллитные закаленные витки с ионизационно азотированными хромистыми
сталями для всех диаметров, например:

Х 35 Cr Mo 17 (1.4122) улучшенная

X 22 Cr Ni 17 (1.4057) улучшенная

3. Стеллитные закаленные витки с хромированием тела шнека. торцов,
например:

31 Cr MoV9 (1.8519)Головка цилиндра

1. Высоколегированные хромистые стали, подвергнутые ионизационному
азотированию (см. п. 2 в разделе «Шнеки»).

2. Стандартные азотированные стали твердого хромирования например:

31 Cr Mo V 9 (1.8519)Обратный клапан

1. Верхушка и нажимное кольцо

Гребень витка червяка всегда бронирован сплавами на основе Cr-Ni-B
добавками карбида.

1.1 высоколегированные хромистые стали, при необходимости ионизационно
азотированные (см. п. 2 в разделе «Шнеки»).

1.2 высоколегированные хромистые стали сквозной закалки (см. п. 1 в разделе
«Шнеки»).2. Запорное кольцо

Высоколегированные хромистые стали с хорошей вязкостью, подвергнутые
сквозной закалке или улучшенные — ионизационно азотированные, например:

Х 155 Cr V Mo 12 1 (1.2379)

X 40 Cr Mo V 5 1 (1.4122)

X 35 Cr Mo 17 (1.2344)

3. Все конструктивные элементы из:

Высокопрочных материалов или бронированные или покрытые физико-химическими
способами нанесения из паровой фазы (CVD-/PVD).Уплотнительные поверхности:
сопло, головка и обратный клапан

Частой причиной проблем износа являются неисправные уплотнительные
поверхности в блоке пластикации. Подаваемый расплав претерпевает нежелательные
изменения в щелях (мертвые зоны, время пребывания и температура), захватывается
последующим потоком расплава и может затем приводить к образованию темных
шлиров, местных помутнений и хлопьев.

• При сборке блока пластикации следует проверять сплошное прилегание
уплотнительных поверхностей, пользуясь шабровочной пастой (наносимой возможно
более тонким слоем).

• Необходимо соблюдать всегда более подробные указания изготовителей
литьевых машин по правильной сборке таких отдельных узлов как головка цилиндра
и сопло.

4.1 Температура формы и расплаваДиапазоны температур формы и расплава,
указанные в нижеследующей таблице, действительны в каждом случае для всего
ассортимента литьевых типов соответствующего термопласта (за исключением
специальных продуктов) и могут поэтому служить только в качестве
ориентировочных значений. Как правило, температура расплава легкотекучих типов
выбирается из нижней зоны, а для вязкотекучих типов — из верхней зоны
температур. При длительном времени пребывания в цилиндре пластикации,
вызываемом длительными циклами или низкой степенью использования литьевого
объема, необходимо уменьшать температуру расплава, чтобы исключить термическое
разрушение материала.

Термопласт	Температура формы ( OC)	Температура расплава ( OC)
Апек	100 – 150	310 – 340
Байбленд	70 – 100	240 — 280
Десмопан	20 – 50	190 — 245
Дуретан A Дуретан AKV Дуретан B Дуретан BKV	70 – 90 80 – 120 70 – 90 80 – 120	260 — 290 270 — 300 240 — 270 260 — 280
Люстран Новодур Люстран SAN	60 – 80 60 – 80 60 – 80	220 — 260 220 — 260 220 — 260
Макролон Макролон GF	80 – 100 80 – 130	280 — 320 310 — 330
Макробленд PR Макробленд EC	60 – 70 60 – 100	250 — 280 280 — 330
Петлон	130 – 140	260 – 280
Покан Покан GF	80 – 100 80 – 100	250 — 270 250 — 270
Тедур	140 – 170	320 – 360
Триакс	60 – 90	250 – 280

Таблица 5: Рекомендуемая температура формы и расплава

Необходимо учитывать, что в зависимости от геометрии шнека и условий работы
(число оборотов, реактивное давление, время дозирования и т. д.) температура
расплава часто значительно отличается от заданной температуры цилиндра. При
возникновении проблем, зависящих от температуры, рекомендуется проводить
измерение температуры расплава (см. раздел 4. 3).

При переработке материалов в рекомендуемых условиях могут выделяться
незначительные количества продуктов расщепления.

Согласно листку по технике безопасности необходимо обеспечивать соблюдение
приведенных значений допустимой концентрации веществ на рабочем месте путем
достаточного местного отсоса и вентиляции, чтобы не подвергать опасности
здоровье и самочувствие операторов машин.

Не разрешается значительно превышать предписанную температуру переработки,
потому что это может приводить к сильному парциальному разложению полимеров и
выделению летучих продуктов разложения.

Так как завышенные температуры в большинстве случаев являются следствием
неправильного управления или неполадок в системе обогрева, необходимо уделять
особое внимание этим вопросам и осуществлять постоянный контроль.

4.2 Термостатирование формы

Термостатирование формы оказывает решающее влияние на качество литых
изделий. Особенно такие свойства, как внутреннее напряжение, коробление,
соблюдение допусков на размеры, вес, а также качество поверхности, в решающей
степени зависят от термостатирования формы. Температура стенки формы оказывает
очень сильное влияние также и на время охлаждения .

Соблюдение заданных технологических параметров, в частности, допусков на
размеры, зависит от четко установленной температуры формы. Применяемые для этих
целей термостатирующие приборы могут, как правило, лишь в ограниченной мере
обеспечить величину и постоянство температуры. Во-первых, при каждом
процессе впрыска температура поверхности формы возрастает в результате контакта
с расплавом на 5 — 15 °С. До следующего процесса впрыска рост температуры
снижается в результате отвода тепла. Поэтому при постоянной циклической работе
возникает периодическое колебание температуры (так называемый пилообразный
профиль температуры). Но прежде всего температура формы возрастает в течение
определенного времени при пуске производства, пока не создадутся условия
равновесия между подводом и отводом тепла. Эта температура может на 10 — 30 °С
превышать показатели, установленные на термостатирующем приборе. На нее
налагаются — иногда очень значительные — регулировочные колебания
термостатирующего прибора.

Температура равновесия и время до достижения термического равновесия
зависят от расхода термостатирующей среды или же от сопротивления течению.
Последняя величина определяется количеством термостатирующих каналов и
изменений направления течения в форме (последовательное соединение нескольких
термостатирующих цепей). С другой стороны, насос термостатирующего прибора
часто не обеспечивает давления, необходимого для достаточного расхода
термостатирующей среды (10 — 15 л/мин), или же клапан, ограничивающий давление,
задает очень низкую величину максимального давления. В результате этого в форме
возникает “ползучее течение” и — следовательно -недостаточный теплообмен.
Свидетельством слишком низкого расхода является разница температур на входе и
выходе: она должна быть менее 4°С.

Важной предпосылкой для быстрого достижения температуры формы и ее
надежного регулирования является достаточная тепло- и хладопроизводительность
применяемых термостатирующих приборов. На нижеследующей диаграмме показаны
ориентировочные значения теплопроизводительности, зависящей от размеров и
температуры формы.

Масса литьевой формы	Мощность обогрева
ок. 100 кг ок. 1000 кг ок. 2000 кг	от 3 до 6 кВт от 6 до 9 кВт от 9 до 12 кВт

Таблица 6: Ориентировочные значения требуемых мощностей обогрева для
поддержания температуры формы в рабочих пределах (60 — 110 ^oС)

Ориентировочные значения требуемой мощности охлаждения (она измеряется при
60 — 70 ^oС):
— при использовании масла в качестве теплоносителя — примерно равна мощности
обогрева,
— при использовании воды — примерно на 70% выше мощности обогрева.

Мощность насоса:
При противодавлении 10 бар, объемная подача должна составлять ок. 15 л/мин. Это
является целесообразным, так как гидравлическое сопротивление каналов для
термостатирования часто весьма значительно.

4.3 Датчик температуры расплава

Для измерения температуры формы и расплава имеются датчики, которые можно
подключать к каждой машине для литья под давлением (например, датчик для
измерения температуры расплава).

4.4 Давление литья и выдержка под давлением; скорость впрыска

Необходимое при переработке давление литья и выдержка под давлением, а
также скорость впрыска зависят от вида материала и изделия. Давление литья и
выдержки устанавливается как гидравлическое давление. Эти величины следует
выбирать настолько высокими, чтобы в форме достигалось внутреннее давление,
необходимое для заполнения формы и для предотвращения вмятин (впадин). В
зависимости от скорости впрыска, температуры расплава и геометрии сопла они
могут сильно различаться в случае одной и той же формы.

Скорость впрыска определяется размером и формой изделия и должна быть, как
правило, высокой. Достаточно высокое давление литья должно в течение всего
процесса литья обеспечивать поддержание скорости впрыска на уровне не менее
выбранного заданного значения. Падение скорости в конце процесса впрыска
свидетельствует о слишком низком давлении литья или слишком высокой заданной
скорости.

Для исключения дефектов поверхности вблизи места литника (матовое пятно,
холодная пробка, расслоение) может оказаться полезным сильное снижение скорости
в начале процесса литья (градация скорости). Профиль распределения скоростей по
всему пути шнека может обеспечить постоянную скорость фронта течения
(оптимизация процесса заполнения формы). Часто для решения проблем течения
(вовлечение воздуха, линии стыка, пузыри, натеки, шлиры, дизельный эффект)
полезными оказываются эмпирически определенные профили распределения скоростей.

Уменьшение скорости непосредственно перед переключением на выдержку под
давлением может сгладить профиль давления и способствует предотвращению
обратного течения расплава.

Небходимое для полного заполнения формы внутреннее давление, так называемое
«давление заполнения», является мерилом вязкости расплава (при
условии, что соответствующее время заполнения выдерживалось постоянным); оно
может служит в качестве инструмента для контроля производственного процесса.
Важной является также правильная установка времени переключения на выдержку под
давлением, чтобы избежать переполнения. 

Выдержка под давлением служит для компенсации объемной усадки на стадии
охлаждения в форме. Величина этого давления зависит от качественных требований,
предъявляемых к изделию, например, выдержанность размеров, очень низкие
внутренние напряжения или состояние поверхности (впадины, отпечатки); как
правило, это давление устанавливается как можно более низким.

Выдержка под давлением должна длиться до тех пор, пока литниковая система
не «замерзнет» (предотвращение обратного течения расплава при сбросе
давления). Соответствующее минимальное время выдержки под давлением — именуемое
также временем затвердевания -можно определить методом контроля веса литого
изделия (рис. 17) или по характеристике кривой внутреннего давления в форме
(рис. 18).

4.5 Частота вращения шнека; реактивное давление (противодавление)Частота
вращения шнека должна подбираться таким образом, чтобы окружная скорость шнека
(Vu) находилась между 0, 05 и 0, 2 м/сек; не следует превышать 0, 3 м/сек.
Более высокие окружные скорости могут вызвать проблемы проработки.

4.6 Время охлаждения

На продолжительность цикла существенное влияние оказывает продолжительность
охлаждения. С помощью нижеследующей номограммы можно оценить продолжительность
охлаждения, необходимое для плоских деталей.

Пример: Температура расплава uм = 250 ^oC, температура стенки формы
uw = 50 ^oC, средняя температура извлечентя из формы u_E =
75 ^oC, эффективный коэффициент теплопроводности а_эфф =
0,085 мм²/сек, толщина стенки детали S = 2 мм.

Температура расплава м = 250 C, температура стенки формы w = 50 C, средняя
температура извлечентя из формы = 75 C, эффективный коэффициент
теплопроводности а = 0,085 мм/сек, толщина стенки детали S = 2 мм.

Результат:

t_k = 9 секунд

Термопласт	Теплопроводность (мм2/сек)	Средняя температура извлечения из формы ( OC) (Ориентировочные значения)
Апек	0,100	150
Байбленд	0,090	110
Дуретан	0,070	100
Новодур	0,080	90
Макролон	0,100	130
Макробленд	0,095	130
Петлон	0,080	150
Покан	0,090	130
Тедур	–	150

Таблица 7: Вспомогательные величины для определения продолжительности
охлаждения.

На нижеследующих диаграммах (рисунки 21 — 26) показано рассчитанное время
охлаждения литых деталей в зависимости от:

• типа материала,

• толщины стенки,

• температуры формы ( uw),

• температуры расплава ( uм).

Наибольшее влияние на охлаждение оказывают толщина стенки и температура
формы. Температура расплава оказывает незначительное влияние на время
охлаждения. Примечание: Под временем охлаждения здесь понимается время от
начала выдержки под давлением до извлечения изделия из формы.

Под временем охлаждения здесь понимается время от начала выдержки под
давлением до извлечения изделия из формы.

4.7 Оптимизация заданных параметров машины; контроль производства

Решающее влияние на свойства изделия, производимого методом литья под
давлением, оказывает технологический режим .На стадии впрыска оказывается
влияние на:

• механические свойства,

• качество поверхности,

• видимость линий стыков,

• коробление. На стадии компрессии оказывается влияние на:полное заполнение формы,

• образование грата. На стадии выдержки под давлением оказывается влияние
на:

• вес,

• выдержанность размеров,

• усадку,

• усадочные раковины,

• впадины,

• поведение изделия при выемке из формы,

• прочность линии стыка,

• правильность формы (коробление).

При этом решающее значение имеют следующие параметры процесса:• температура
формы,

• температура расплава,

• скорость впрыска,

• давление внутри формы.Измерительный контроль этих параметров:

• упрощает процесс регулирования и

• позволяет сразу же обнаруживать отклонения в производственном процессе.

Для получения точной и широкой информации о процессе необходимо иметь
датчики на форме. Современные литьевые машины могут собирать технологические
данные и подвергать их дальнейшей обработке для оптимизации процесса, аварийной
сигнализации и статического контроля и документирования процесса. На более
старых литьевых машинах эти важные функции могут взять на себя дополнительно
адаптированные внешние приборы для сбора технологических и производственных
данных.

 4.8 Соотношение длины пути течения и толщины стенки детали

Представленные зависимости определялись на готовых изделиях. Они
справедливы для указанных в разделе 4.1 температур переработки и имеющегося
давления впрыска >= 1000 бар. Кривые представляют собой минимальные
значения; в зависимости от геометрии изделия, возможной скорости впрыска и
имеющегося инжекционного давления могут при известных обстоятельствах достигать
более высокие значения (заштрихованная область).

4.9 Литье под давлением с отводом газов из цилиндра разработанный фирмой «Байер»
узел отвода газов, имея длину 20 D, соответствует длине обычного цилиндра.

Даметр D, (мм)	Глубина винтового канала H11, (мм)	Глубина винтового канала H12, (мм)	Соотношение глубин винтового канала	Глубина винтового канала H21, (мм)	Глубина винтового канала H22, (мм)	Соотношение глубин винтового канала	Радиальный зазор S, (мм)
30	4,0	2,0	2 : 1	6,3	2,2	2,85 : 1	0,5
50	5,4	2,7	2 : 1	9,3	3,2	2,9 : 1	0,8
70	7,0	3,2	2,2 : 1	11,7	3,9	3 : 1	1,0
100	9,0	4,1	2,2 : 1	15,1	5,0	3 : 1	1,3
Подъем h = 0,7 x D для D = 25 — 70 мм по длине L1, Подъем h = 0,8 x D для D > 70 — 130 мм по длине L1, Подъем h = D по длине L2,

Таблица 8: Вспомогательные величины для определения продолжительности
охлаждения.

Глубины винтового канала для промежуточных диаметров червяка можно
вычислить по уравнению:

H_X = H_O (D_X
/ D_O) ^0,7

Где: D_X и H_X — искомые значения, а D_O и H_O
— ближайшие значения согласно таблицы.

 Примеры для настройки регуляторов машины при пуске

Температура расплава ( oC)	Настройки регулятора по зонам ( oC)	Термопласт
A	B	C	D	E	F	G	H
320 — 360	330	320	310	295	290	300	310	Апек
230 — 260	245	245	240	240	230	235	250	Покан
260 — 270	265	265	260	250	230	235	250	Байбленд
260 — 280	260	250	250	230	240	240	250	Дуретан А
240 — 260	220	230	230	210	220	220	230	Дуретан В
260 — 280	265	265	260	260	255	265	270	Макробленд PR
300 — 340	300	300	290	280	275	280	300	Макробленд EC
300 — 315	300	300	290	280	275	280	300	Макролон
230 — 245	230	230	230	230	220	225	240	Новодур
230 — 260	245	245	240	240	230	235	250	Покан
300 — 340	330	330	330	300	300	320	300	Тедур

Таблица 9: Температуры цилиндра и расплава (примеры при пуске машины).

При нарушениях подачи температуру зоны питания (1-ый регулятор) в случае
необхлдимости следует снизить.

При переработке высушенного Дуретана или Новодура с использованием узла
отвода газов существует опасность окисления расплава (изменение окраски
отливки). В этом случае газоотводящее отверстие должно быть закрыто.

Вторичное использование отходов производства.  Пригодные для вторичного
использования исходные материалы:

• неполностью отлитые изделия,

• литники,

•детали с механическими дефектами.На что следует обращать внимание?

• Необходимо обеспечивать однородность сорта измельчаемых деталей.

• Все бракованные детали должны быть выполнены из безупречно
переработанного материала.

• По возможности не применять литых деталей с признаками перегрева
(термическое разложение).

• По возможности не применять литых деталей со шлирами влажности. В случае
Байбленда, Макролона и Покана существует особая опасность гидролитического
разложения.

• Не применять загрязненных литых деталей.

• Размер гранул регенерата должен примерно соответствовать размеру зерен
свежего гранулята.

• Необходимо соблюдать предписания но сушке.Примешивание к свежему
грануляту:

• В зависимости от применения можно в любом случае примешивать от 10 до
20%.

• При необходимости можно после испытания примешивать до 100% для изделий с
низкими качественными требованиями .

Мы рекомендуем в каждом отдельном случае определять допустимую долю
регенерата, применяя соответствующие испытания (например, снижение
молекулярного веса, механическая прочность). За советом можно обращаться в
соответствующие отделы, а в случае вторичного использования старых изделий или
подвергнутых заключительной обработке бракованных деталей — к курирующим Вас
выездным сотрудникам фирмы БАЙЕР.

Оглавление

Загрязнение гранулята
Загрязнение регенерата
Шлиры влажности
Серебряные шлиры
Шлиры
Шлиры пережога
Шелушение или отслоение
Серые шлиры
Местное помутнение
Темные, в большинстве случаев кажущиеся черными сгустки
Матовое пятно
Бороздки как на патефонных пластинках или «годичные кольца»
Холодная пробка
Раковины и впадины
Пузыри
Свободная струя массы
Не полностью отформованные отливки
Недостаточная прочность линии стыка
Коробление отливок
Изделие прилипает к форме
Изделие не выталкивается из формы
Образование грата
Шероховатая и матовая поверхность изделия

Дефект	Возможное проявление	Возможные причины	Предлагаемые меры по устранению
Загрязнение гранулята	Посторонние серые частицы, которые блестят в зависимости от угла падения света Темные сгустки шлиры изменения окраски Цветовые шлиры отслаивание плеики в зоне литейка	Износ загрузочных трубопроводов, емкостей и загрузочных воронок Пыль или загрязняющие частицы Смешивание с другими пластмассами	Не применять труб емкостеи и воронок из алюминия или белой жести а только трубы из стали или высококачественной стали (очищенные изнутри) или листы из стали или высококачественной стали пути подачи должны иметь как можно меньше изменении направления движения Поддерживать сушилку в чистоте и регулярно прочищать воздушные фильтры, гщательно закрывать вскрытые мешки и емкости Отделять друг от друга различные пластмассы, ни в коем случае не сушить совместно разлиичные пластмассы, чисчить узел пластикации проверять чистоту следующего материала
3aгрязнение регенерата	Как в случае гранулята (см выше)	Износ мельниц Пыль или загрязняющие частицы Другие рагенераты пластмарсс	Регулярно проверять мельницы на появление продуктов износа или повреждении и проводить ремонтные работы Хранить отходы с предотвращением пылеобразования чистить загрязненные изделия перед измельчением не применять изделий влажной переработки (ПК, ПБТ) а также термически поврежденных изделий Хранить регенераты различных пластмасс всегда раздельно
Шлиры влажности	U-образные вытянутые шлиры,открытые в направлении против течения В меньшей степени также только в виде полос.	Слишком высокая остаточная влажность гранулята	Проверить сушилку или же процесс сушки, измерить температуру гранулята, выдерживать время сушки
Серебряные шлиры	Серебрянные , вытянутые в виде линии шлиры	Стишком высокая термическая нагрузка на расплав из-за: слишком высокой температуры расплава, слишком длительной выдержки в состоянии расплава или слишком высокой скорости вращения шнека, стишком малого сечения сопла и канала течения	Проверить температуру расплава, выбрать подходящий диаметр шнека, снизить число оборотов шнека, увеличить сечения сопел и каналов течения
Шлиры (вовлеченный или включенный воздух)	Шлиры в виде вытянутых линий с распространением по большой площади, в большинстве случаев  выступающие ограниченно только в отдельных местах, в случае прозрачных пластмасс иногда видны также пузыри в виде полосок и потеков, концентриро-ванная черная окраска (дизельный эффект) в местах слияния	Завышенная скорость впрыска, вовлечение воздуха из-за ошибочной дозировки, слишком низкое реактивное давление  Вовчеченныи воздух в литьевой форме	Уменьшить скорость впрыска, повысить в допустимых пределах реактивное давление, применять оптимальный диапазон дозирования (>1D до 3D)  Улучшить отвод воздуха из формы, особенно в зоне слияния расплава и в углублениях (перегородки, цапфы и надписи), исправить вид фронта течения (толщина стенок, положение впускного литника, меры для уменьшения сопротивления потоку)
Шлиры пережога	Коричневатая окраска с образованием шлиров Периодически появляющаяся коричневатая окраска с образованием шлиров	Слишком высокая температура расплава Слишком длительная выдержка в состоянии расплава Неблагоприятньй температурный режим в обогреваемом литниковом каналеИзнос узла пластикации или «мертвые зоны» у уплотняющих поверхностей Неблагоприятные для протекания участки в узле пластикации и обогреваемых литниковых каналах Слишком высокая скорость впрыска	Проверить и снизить температуру расплава, проверить регулирующий прибор Уменьшить продолжительность цикла, применить меньшие узлы пластикации Проверить температуру в обогреваемом литниковом канале, проверить регулирующий прибор и датчик температуры  Проверить конструктивные узлы — цилиндр, шнек , обратный клапан и уплотнительные поверхности на наличие износа и мертвых зон Устранить неблагоприятные участки перехода потока   Уменьшить скорость впрыска
Шелушение или отслоение	Отслоение участков пленки в зоне литника (особенно в случае смесей)	Загрязнение другими несовместимыми пластмассами	Прочистить узел пластикации, проверить чистоту следующего материала
Серые шлиры	Неравномерно распределенные серые или темные полосы	Последствия износа узлa пластикации  Загрязненный узел пластикации	Заменить весь блок или отдельные элементы, применить узел пластикации, защищенный oт коррозии и абразии  Прочистить узел пластикации
Местное помутнение	Мельчайшие сгустки или частички металла образующие «облака» Темное закрашивание в виде «облаков»	Износ узла пластикации Загрязненный узел пластикации Слишком высокая скорость вращения шнека	См. выше Прочистить узел пластикации Снизить число оборотов шнека
Темные, в большинстве случаев кажущиеся черными сгустки	Размер менее 1мм2 до микроскопических частиц Размер более 1мм2	Износ узла пластикации Отрыв и отслаивание граничных слоев, образовавшихся на поверхности шнека и цилиндра	См. выше Прочистить узел пластикации и применять узел пластикации, защищенный от коррозии и абразии. Для Макролона: прогрев системы обогрева цилиндра при 160 — 180 °С в случае перерывов производства (для Апека НТ 180 — 220° С)
Матовое пятно	Бархатно-матовые пятна вокруг впускного литника, на острых гранях и в местах резкого изменения толщины стенки	Нарушение потока расплава в литниковой системе, на переходах и поворотах (срез, отрыв уже застывшей поверхностной пленки)	Осуществить оптимизацию литника, избегать острых граней, особенно при переходе из литника в полость формы, закруглить и отполировать переходы в местах литниковых каналов и изменений толщины стенки, ступенчатое ведение процесса впрыска медленно — быстро
Бороздки как на патефонных пластинках или «годичные кольца»	Тончайшие бороздки на поверхности литого изделия (например, в случае ПК) или матово-серые кольца (например, в случае АБС-пластика)	Слишком высокое сопротивление течению в форме литьевой машины, в результате чего расплав затормаживается; слишком низкие температура расплава, температура формы, скорость впрыска	Поднять температуру расплава и формы, увеличить скорость впрыска
Холодная пробка	Включенные в поверхность холодные частички раствора	Слишком низкая температура сопла, слишком малое отверстие сопла	Выбрать достаточный ленточный нагреватель с более высокой мощностью, оснастить сопло датчиком температуры и регулятором, увеличить отверстие сопла. Уменьшить охлаждение литниковой втулки. Раньше отводить сопло от литниковой втулки
Раковины и впадины	Безвоздушные пустоты в виде круглых или удлиненных пузырей, видные только в случае прозрачных сортов пластмасс, углубления на поверхности	Уменьшение объема на стадии охлаждения не возмещается Форма литой детали не подходит для ее изготовления из пластмасс (например, большие различия толщины стенок)	Продлить время выдержки под давлением, повысить давление при выдержке, снизить температуру расплава и изменить температуру формы (при раковинах повысить, а при впадинах понизить), проверить запас расплава, увеличить отверстие сопла Выполнить конструкцию в соответствии с требованиями для пластмасс, например, исключить скачки толщины стенки и накопление массы, привести литниковые каналы и сечения впускного литника в соответствие с изделием
Пузыри	Как и в случае раковин, но значительно меньший диаметр и большее количество	Слишком высокая влажность расплава, слишком высокая остаточная влажность гранулята	Оптимизировать сушку, при необходимости заменить дегазационный шнек обычным шнеком и применять предварительную сушку, проверить сушилку и процесс сушки, при необходимости установить сушилку на сухом воздухе
Свободная струя массы	Образование видимых на поверхности изделия струй массы, которая была подана первой	Неблагоприятное положение и размеры впускного литника Слишком высокая скорость впрыска Слишком низкая температура расплава	Исключить образование свободных струй путем смещения литника (впрыскивать против стенки), увеличить сечение литника Уменьшить скорость впрыска или производить впрыск по ступеням: медленно — быстро Повысить температуру расплава
Не полностью отформованные отливки	Неполное заполнение. в частности в конце течения расплава или в местах с тонкой стенкой	Недостаточная текучесть пластмассы Слишком низкая скорость впрыска Слишком малая толщина стенки изделия Сопло неплотно прилегает к форме Слишком малое сечение литниковой системы Недостаточное удаление воздуха из формы	Повысить температуру расплава и формы Повысить скорость и/или давление литья Увеличить толщину стенки изделия Повысить давление прижима сопла к форме, проверить радиусы сопла и литниковой втулки, проверить центровку Увеличить литник, канал течения и соединение с формой Оптимизировать удаление воздуха из формы
Недостаточная прочность линия стыка	Явно видные насечки (надрезы) вдоль линии стыка	Недостаточная текучесть пластмассы Слишком низкая скорость впрыска Слишком малая толщина стенки Недостаточное удаление воздуха из формы	Повысить температуру расплава и формы, при необходимости изменить местоположение впускного литника, чтобы улучшить условия течения Увеличить скорость впрыска Уравнять толщины стенок Улучшить удаление воздуха из формы
Коробление отливок	Поверхности литых изделий не плоские, детали имеют перекос углов, детали не подходят одна к другой	Слишком большая разница в толщине стенок, разные скорости течения в форме, ориентация стекловолокон Неблагоприятная температура формы Неправильный выбор момента переключения с давления литья на давление выдержки	Изменить конструкцию изделия в соответствий с требованиями, действующими для пластмасс По-разному термостатировать половинки формы Изменить момент переключения
Изделие прилипает к форме	Матовые пятна или же пальцеобразные или похожие на клеверный лист блестящие углубления на поверхности изделий (в большинстве случаев вблизи литника)	Местами слишком высокая температура стенки формы Слишком раннее извлечение изделия из формы	Уменьшить температуру формы Продлить время цикла
Изделие не выталкивается из формы	Защемление изделия в форме. Выталкивающие шпильки деформируют или пробивают изделие	Форма перегружена, слишком большие поднутрения, недостаточная полировка формы на перемычках, ребрах и цапфах При извлечении изделия из формы возникает вакуум между изделием и формой Упругая деформация формы и смещение сердечника из-за давления литья Слишком реннее извлечение изделия из формы	Уменьшить скорость впрыска и выдергивание под давлением, устранить поднутрения, обработать поверхность формы и полировать в продольном направлении Улучшить удаление воздуха из формы Повысить жесткость формы, обеспечить опирание сердечников Продлить время цикла
Образование грата (перепонки)	Образование перепонок пластмассы в зазорах формы (например, плоскости разъема)	Слишком высокое давление внутри формы Плоскости разъема формы повреждены из-за переполнения Усилие замыкания или усилие удерживания в закрытом состоянии являются недостаточными	Уменьшить скорость впрыска и давление выдерживания, раньше осуществлять переключение с давления литья на давление выдерживания Дополнительно обработать форму в зоне плоскостей разъема или контуров Увеличить усилие замыкания, в необходимых случаях применить машину с более высоким усилием замыкания
Шероховатая и матовая поверхность изделия (в случае термопластов, армированных стекловолокном)	Шероховатая, матовая чешуйчатая поверхность, видны стеловолокна	Слишком низкая температура расплава Слишком холодная форма Слишкам малая скорость впрыска	Повысить температуру расплава Повысить температуру формы, оснастить форму теплоизоляционными плитами, применить более мощный термостатирующий прибор Повысить скорость впрыска

Пояснения фирмы Баер АГ:

Содержащаяся в данной статье информация, а также наши устные, письменные и
основанные на экспериментах консультации по технике применения осуществляются самым
добросовестным образом, однако считаются лишь рекомендациями, не имеющими
обязательной силы, также и в отношении возможных охраняемых прав третьих лиц.
Консультации не освобождают Вас от собственной проверки наших актуальных
консультационных рекомендаций, в частности, наших листков по технике
безопасности и технической информации, а также от собственной проверки наших
продуктов на их пригодность для предусмотренных технологических процессов и
целей. Применение, использование и переработка наших продуктов, а также
продуктов, изготовленных Вами на основе наших консультаций по технике
применения, происходят за пределами наших возможностей контроля и поэтому
находятся исключительно в сфере Вашей ответственности. Продажа наших продуктов
осуществляется в соответствии с нашими действующими «Общими условиями
продажи и поставок».

Указанные показатели были определены — если не указано ничего иного — на
стандартных образцах при комнатной температуре. Эти показатели носят
ориентировочный характер и не являются гарантированными минимальными
значениями. Необходимо учитывать, что свойства материала иногда могут в
значительной степени зависеть от геометрии формы, условий переработки и окраски
смеси.

 По материалам компании Bayer AG

Независимо от того, являетесь ли вы новичком в области переработки полимеров, пытаетесь создать свой следующий проект или являетесь инженером, чтобы полностью понять процесс литья под давлением, вы должны сначала понять основы того, как все это работает. В этой статье мы попытаемся сделать описание процесса литья как можно более простым, чтобы помочь вам узнать все, что входит в формование пластиковых деталей.

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением — наиболее распространенный производственный процесс для изготовления пластмассовых деталей. Процесс включает в себя проектирование продукта, оснастку пресс-формы, а затем производство гранул пластикового полимера и использование давления для их впрыскивания в пресс-форму.

Процесс литья пластмасс под давлением

Чтобы сделать его максимально простым и понятным, мы разделили процесс литья пластмасс под давлением на 3 части:

• Инженерное проектирование продукта
• Проектирование и разработка пресс-форм
• Производственный процесс

Инженерное проектирование продукта

Когда дело доходит до производства детали, изготовленной методом литья под давлением, конструкция детали является абсолютно важной. Вы должны убедиться, что деталь разработана с учетом процесса литья под давлением.

Некоторые важные элементы конструкции продукта включают:

• Однородная толщина стенок во избежание вмятин и пустот
• Углы уклона, чтобы деталь могла эффективно вытолкнуть изделие из формы
• Определение выбора материала на этапе проектирования критически важно для обеспечения соответствия эксплуатационным характеристикам, поскольку каждый материал имеет разную усадку, плавление и скорость потока, изменение материала может привести к ухудшению характеристик деталей или выходу за пределы допуска.

Другой аспект конструкции продукта, который часто упускается из виду, — это допуск детали для литья под давлением. Есть много причин, по которым допуски на детали, полученные литьем под давлением, шире, чем у металла, например, степень усадки не является однородным процентом (они являются средними), расположение инструмента (закрытие против фиксированных размеров), толщина стенки, место впрыска, давление и поток материала — все это играет жизненно важную роль для многократного повторения. Кто угодно может сделать хорошую деталь один раз, но то, кто может сделать 100 000 или 1 000 000 единиц с возможностью повторения, — вот что важно в производстве. 

Проектирование и разработка пресс-форм

Качество детали начинается с качественной пресс-формы. Распространенная ошибка, которую мы все совершаем при покупке нового компонента, полученного литьем под давлением, — это попытаться сократить углы, чтобы снизить затраты на пресс-форму. Если инструмент построен неправильно, у вас могут возникнуть проблемы с качеством в будущем, это может занять 1 месяц, 6 месяцев или 2 года.

Чтобы предотвратить дефекты и соответствовать определенным требованиям к качеству, вы и ваш инструментальный мастер должны работать вместе, чтобы разработать форму, которая будет правильно изготавливать детали, которые вам нужны. Это сложная задача, поскольку конструкция пресс-формы иногда требует изменения конструкции детали.

Инструменты обычно изготавливаются из закаленной инструментальной стали или алюминия, в зависимости от того, что вам нужно. Алюминиевый инструмент обычно используется для создания прототипов или когда требуется небольшое количество деталей. Сталь — более дорогой материал, но, как правило, самый долговечный из двух вариантов. Производители, которым требуется более 10 000 деталей, почти всегда будут использовать стальную форму.

Элементы конструкции пресс-формы:

• Расположение литника / желоба: это один из наиболее важных факторов, которые следует учитывать на этапе заполнения процесса закачки.
• Линии охлаждающей жидкости: неправильное размещение или недостаточное количество охлаждающих линий приводит к увеличению продолжительности цикла и короблению
• Термоусадка: Усадка обычно составляет от 0,4 — 2% и должны быть приняты во внимание проектировщиком пресс — формы. Точная величина усадки зависит от нескольких факторов, включая материал, условия процесса и расположение затвора.
• Допуски деталей: допуски и требования к рабочим характеристикам критически важно определить перед запуском. Это влияет на конструкцию инструмента, влияет на то, где оставаться «безопасным», куда вводить материал и куда выбрасывать материал. Мы видим все больше и больше деталей, которые проектируются с использованием допусков на металл, что приводит к увеличению затрат и значительному увеличению сроков выполнения заказа. Деталь с превышением допуска может увеличить или уменьшить бюджет инструмента из-за дополнительных шагов, этапов или необходимых проверок качества.

Недостатки литья под давлением:

• Высокие затраты на оборудование: Стоимость пресс-формы зависит от количества необходимых деталей (сколько полостей потребуется), сложности детали и размера детали. В то время как инструменты для изготовления прототипов с одной полостью могут стоить от 3000 до 10000 долларов, в автомобильной промышленности инструменты для литья под давлением могут варьироваться от 10000 до 100000 долларов и более. Это очень сложные инструменты, которые изготавливаются из больших блоков закаленной стали и долго изготавливаются вручную.
• Длительное время выполнения: как и стоимость пресс-формы, время выполнения заказа зависит от сложности детали, ее размера и требований к полости. Большинству компаний также требуются прототипы перед окончательным утверждением серийных изделий, что лишь увеличивает время окончательного выполнения заказа. Как правило, вы увидите, что простая форма может быть готова к использованию через 2–4 недели, а сложный инструмент может занять примерно 6–10 недель.
• Трудность изменения: поскольку пресс-формы сделаны из стали или алюминия, внести изменения может быть довольно сложно. Если вы хотите немного увеличить размер детали, вы всегда можете увеличить полость, отрезав металл. Но если вы хотите сделать деталь меньше, вам нужно уменьшить размер полости пресс-формы, что потребует добавления в нее стали или алюминия. Это сложный процесс, и иногда вам придется начинать заново и отказываться от исходной формы. Вот почему очень важно сначала использовать прототип пресс-формы.

Производственный процесс

Чтобы сделать процесс производства максимально простым, мы разбили его на 5 этапов. Каждый этап важен и играет жизненно важную роль в проектировании деталей и пресс-форм. 5 этапов производственного процесса литья пластмасс под давлением включают в себя:

• 1 — Стадия наполнения / плавления: процесс литья под давлением начинается с заполнения бункера пластиковыми гранулами, которые подаются в цилиндр шнека литьевой машины. Кольцевые нагреватели помогают расплавить гранулы, но на самом деле в большей степени пластик плавится из-за его уплотнения коническим винтом шнека. Это потому, что гранулы «трутся» друг о друга, выделяя чистое тепло. К концу гранулы переходят в расплавленное состояние.

• 2 — Этап впрыска / упаковки: Затем винт проталкивает расплавленный пластик в полость формы, где он принимает форму и начинает этап охлаждения. Этот этап важен, потому что при недостаточном давлении полость не будет заполнена полностью, что приведет к проблемам с качеством

• 3 — Стадия охлаждения: Линии охлаждающей жидкости, обычно заполненные водой, проходят через форму для поддержания температуры формы, что помогает быстрее охладить деталь.  Это очень важно, поскольку фаза охлаждения является наиболее трудоемкой стадией цикла литья под давлением из-за изоляционных свойств пластика. Когда пластик охлаждается и затвердевает, он дает усадку (так называемая «усадка пресс-формы»). Усадка обычно составляет от 0,4 до 2% и должна быть принята во внимание разработчиком пресс-формы. В зависимости от используемого материала вам может потребоваться охладить форму или нагреть форму с помощью патронных нагревателей или горячего масла.

• 4 — Этап выталкивания: после охлаждения форма открывается, и пластиковая часть выталкивается встроенными в нее выталкивающими штифтами. Если вы посмотрите на большинство пластиковых деталей, лежащих у вас в доме, скорее всего, вы сможете найти следы от выталкивающих штифтов. Затем форма снова закроется, чтобы повторить процесс.

• 5 — Стадия после выталкивания: одна из последних стадий этого процесса — когда оператор станка должен отломать литник, направляющую или заслонку от формованной детали, скручивая или отрезая их вручную, в зависимости от конструкции пресс-формы. Система горячеканальной пресс-формы со спиральными и гибкими нагревателями фактически исключает наличие желобов и литника, что также устраняет отходы. К сожалению, горячеканальная система делает пресс-форму более дорогой.

Заключение

Литье пластмасс под давлением за прошедшие годы значительно улучшилось, и это фантастический способ крупномасштабного производства компонентов с минимальными трудозатратами. Хотя это кажется относительно простым процессом плавления пластиковых гранул и впрыска в полость формы, существует так много критических элементов конструкции, инструментов и производственного процесса, которые потребуют от вас работы, а также от литьевого формовщика, который знает, как удовлетворить ваши потребности и особые требования.

Мы производим кольцевые и плоские нагревательные элементы для цилиндров термопластавтоматов, а также спиральные, патронные и гибкие ТЭНы для пресс-форм. По всем вопросам обращайтесь к нам по электронной почте или просто звоните по телефону прямо сейчас.