В настоящее время литьевое оборудование используется для производства большого ассортимента изделий из полимерных материалов.
Литьевое оборудование для реактопластов развивается значительно быстрее по росту номинального объема отливки, чем литьевое оборудование для термопластов. Это объясняется тем, что развитие литьевого оборудования для термопластов ограничивалось техническими трудностями, связанными с конструктивным оформлением инжекционного узла. Как только появились литьевые машины со шнековой пластикацией одноцилиндровой конструкции, объем отливки для термопластов значительно возрос. Создаваемые в настоящее время литьевые машины для реактопластов в большой степени унифицируются с машинами для термопластов. При создании машин для реактопластов полностью используются опыт и конструктивные решения, накопленные в машинах для термопластов. Этим объясняется быстрый темп развития литьевых машин для реактопластов. Современная литьевая машина для реактопластов создается на базе обычной машины для термопластов путем замены инжекционного цилиндра и шнека.
Литьевое оборудование характеризуется: типом машины, расположением литьевого канала (центральный или щелевой), максимальной дозой впрыска, давлением литья, усилием смыкания формы, максимально допустимыми габаритными размерами формы (минимальная и максимальная высота формы), применяемыми приспособлениями для раскрытия сложных форм (трехплитных, с вкладышами) и устройствами для извлечения изделий из формы; кроме того, учитывается необходимый ход подвижной части формы в зависимости от выталкивателей. [1]
Cледует ряд принципиальных положений, которые определяют не только технологию процесса, но и устройство оборудования и оснастки. К ним относятся следующие:
1. Конструкция литьевой машины (термопластавтомата) обязательно включает: блок подготовки расплава и его подачи в форму (инжекционный узел); блок запирания (и размыкания) формы в виде прессового устройства с ползуном (узел смыкания); блок привода, обеспечивающего все виды движения подвижных устройств оборудования и оснастки; устройство управления литьевой машиной, реализующее требуемую последовательность взаимодействия блоков, а также температурные, скоростные, нагрузочные параметры, обеспечивающие оптимальный режим работы оборудования.
2. Термопластавтоматы являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями.
3. Применение термопластавтоматов для реализации технологии литья под давлением требует квалифицированного технико-экономического обоснования, главные элементы которого: крупнотиражность и геометрическая сложность изделия, доступность и достаточность по технологическим, физико-механическим и эксплуатационным свойствам полимерного материала, выбранного для производства.
Современные термопластавтоматы (ТПА) представляют собой сложные технические устройства, оснащенные разнообразными средствами автоматизированного управления параметрами технологического процесса. Нередко их называют литьевыми машинами (ЛМ) или реактопластавтоматами (РПА) в зависимости от вида основного перерабатываемого материала.
Наибольшее распространение получили горизонтальные одночервячные с совмещенной пластикацией ТПА. Они обеспечивают объемы впрыска от 4 см3 до 70 000 см3 при усилии запирания формы от 25 до 60 000 кН.
К достоинствам машин описанного типа относят высокую производительность, универсальность по видам перерабатываемых материалов, удобство управления и обслуживания, а также надежность в эксплуатации. Определенный недостаток таких ТПА, впрочем, как и всех термопластавтоматов с совмещенной пластикацией, состоит в существенных потерях при осевом движении червяка от трения материала о стенки цилиндра, что затрудняет достижение высоких скоростей впрыска, также это значительное количество отходов, требующих вторичной переработки [2–5].
Ниже представлены некоторые типы современных термопластавтоматов [6].
Рис. 1. Термопластавтомат для производства крупногабаритных пластиковых изделий SOUND (Китай)
Рис. 2. Термопластавтомат для производства глубоких пластиковых изделий SOUND (Китай)
Рис. 3. Термопластавтомат двухцветный смешивающий для производства пластиковых изделий SOUND (Китай)
В конструкциях литьевых машин для реактопластов, в отличие от литьевых машин для термопластов, предусмотрены такие устройства, которые исключают перегрев материала в цилиндре пресс-формы и дают возможность удалять после каждой запрессовки отвердевший материал из сопла и литника.
Реактопласты можно перерабатывать на литьевых машинах с червячной пластикацией, предназначенных для литья термопластов, при условии изменения конструкции инжекционного цилиндра, червяка и системы обогрева. [7]
Литье резиновых смесей практически не отличается от переработки термопластов этим методом. Единственная особенность состоит в необходимости впрыскивать смесь в горячую литьевую форму, чтобы отливка могла вулканизироваться. Специальные литьевые машины с несколькими литьевыми формами позволяют увеличить рабочие скорости (время цикла), что выгодно для изготовления предметов широкого потребления. А машины с одной формой экономически выгодны для малых серий и прежде всего для изготовления точных изделий.
При литье низковязких резиновых смесей и термопластов доза расплава оказывается практически монолитной даже при почти нулевых давлениях пластикации. Если же расплав содержит в большом количестве растворенные в нем газообразные вещества, то для предотвращения выделения их в самостоятельную фазу (и вспенивания материала дозы) перед червяком поддерживают давление около 4–5 МПа.
Необходимое для литья резиновой смеси давление создается с помощью штока, входящего в напорную камеру, или с помощью вращающегося червяка. Следовательно, определение литья резиновых смесей под давлением является условным понятием для обозначения процесса выдавливания резиновой смеси под действием давления через литниковые отверстия в полость пресс-формы.
На машинах для литья резиновых смесей вместо бункера устанавливают бобину с намотанным жгутом из предварительно провальцованной или стрейнированной резиновой смеси. Кроме того, для повышения усилий сдвига применяют червяки с переменной глубиной винтового канала и переменным шагом нарезки. Кроме того, при литье резиновых смесей не требуется такая высокая точность контроля и регулирования темп-ры инжекционного цилиндра по зонам, как при литье реактопластов. [8]
Перед началом работы ТПА надлежит удостовериться в отсутствии перекоса формы, проверить правильность сопряжения литниковой втулки с соплом и соосность формы с механизмом впрыска. Далее необходимо ввести в систему управления параметры технологического режима: температуры по зонам, температуру литьевого сопла, объем и давление впрыска, усилие смыкания, частоту вращения червяка, время выдержки, время охлаждения, температуру формы и т. д.; после этого включить нагреватели машины и через 30–40 мин после выхода на заданные температурные режимы начать работу в режиме ручного управления.
При отладке технологического цикла особое внимание следует уделять работе механизмов выталкивателя. Убедившись в стабильном получении качественных изделий, можно перевести управление машиной на работу в полуавтоматическом режиме. Спустя примерно 30 мин можно при отсутствии сбоев перевести машину на работу в полностью автоматическом режиме. [9]
Литература:
1. http://www.ngpedia.ru/id195796p1.html
2. http://borche.ru/articles/2
3. Макеев П. В. Оборудование и технология для утилизации отходов термопластов / П. В. Макеев, А. С. Клинков, М. В. Соколов — Москва: Lap Lambert Academic Publishing ist ein Imprint der, 2012. — 152 с.
4. Разработка валково-шнекового агрегата для переработки вторичных термопластов / Примеров О. С., Макеев П. В., Клинков А. С. Молодой ученый ежемесячный научный журнал № 4(63)/2014, С 244–247.
5. Примеров О. С., Макеев П. В., Клинков А. С. Обзор методов переработки отходов полимерных материалов и анализ рынка вторичного сырья. Рецензируемый научный журнал «Молодой ученый», № 6 (53) 2013, с.121–123
6. http://apcompany.ru/gorizontalnye-termoplastavtomaty?_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTs4MjY3NjE7MjcyNjM1MjEzO3lhbmRleC5ydTpwcmVtaXVt&yclid=58489968564852568
7. http://chem21.info/info/1762782/
8. http://www.ngpedia.ru/id129665p1.html
9. http://msd.com.ua/oborudovanie-zavodov-po-pererabotke-plastmass/texnika-bezopasnosti-pri-rabote-na-litevyx-mashinax/
