Виды литья

Области применения литья под давлением

Литье пластмасс применяется более полувека и позволяет осуществлять массовое производство пластиковых деталей весом от сотых долей грамма до десятков килограммов. Самыми малыми продуктами могут быть, например, микроскопические линзы, компоненты небольших механизмов и т.п. Самыми крупными – различные емкости, в том числе баки и ящики объемом в несколько кубометров, пластиковые поддоны, элементы конструкций и т.п.

Изделия, получаемые описываемым способом переработки, помимо своих очевидных явных достоинств, имеют несколько ограничений. Помимо очевидного лимита по габаритным геометрическим размером, обусловленным ограниченными размерами пресс-формы, существует и несколько менее заметных. Например, толщина стенки любого продукта как правило не превышает нескольких миллиметров

Это важно для экономики процесса, т.к. увеличение толщины стенки приводит к резкому удлинению производственного цикла и соответствующему росту себестоимости и снижению производительности

Данное ограничение снимается при использовании специального метода – литья с газом (см. ниже). С другой стороны – давления литьевого оборудования может не хватить для выпуска слишком тонкостенных, либо очень протяженных деталей. Кроме того, изделие должно быть технологичным, то есть соответствовать описываемому методу. Конструкция его должна предполагать более или менее равнотолщинную структуру, равномерное заполнение расплавом полимера и несложное, в большинстве случаев автоматическое извлечение из полости прессформы.

Технология литья под давлением

Технология литья пластмасс под давлением включает в себя следующие производственные процессы:

  1. Засыпка сырья в вакуумный загрузчик. При этом используемое сырье может быть в виде гранул, порошков или таблеток.
  2. Подача сырья в бункер термопластавтомата.
  3. Нагрев. Нагретая поверхность шнека, находящегося в бункере расплавляет полимеры, а также при необходимости осуществляет их смешивание с наполнителями.
  4. Налитее пластика в пресс-форму. Под действием осевой силы расплавленные полимеры выдавливаются в форму.

К достоинствам этого вида литья можно отнести следующее:

  1. Высокое качество изделий.
  2. Высокие показатели производительности.
  3. Процесс литья может быть полностью автоматизированным.

Плохой съем изделий

Плохой съем изделий из формы связан с повышенным прилипанием материала к внутренним стенкам полости формы.

Плохой съем может возникнуть как при литье под давлением полиамида, так и других материалов. Он приводит к деформированию, образованию сколов, растрескиванию изделий при их съеме из формы, а также возникновению коробления изделий.

Причинами плохого съема могут быть следующие факторы: литьевая форма неправильно сконструирована, наличие неровностей и поднутрений на форме, разница в температурах половинок формы.

Для устранения прилипания исправляют форму.

Эффективным способом улучшения съема изделий из формы является применение модифицирующих добавок, которые добавляют к основному материалу. Добавки создают адгезивный слой между полимером и внутренней поверхностью полости формы.

Облегчению съема изделий из формы способствует изменение технологических параметров литья. Технологические параметры литья корректируют таким образом, чтобы уменьшить прилипание материала к металлу формы и снизить затекание материала в различного рода неровности и шероховатости, которые имеются на поверхности формы.

Для этого понижают температуру материала Тл и температуру формы Тф, снижают давление литья Рл и время выдержки под давлением tвпд. Уменьшают продолжительность охлаждения tохл.

Параметры впрыска полимерного материала при ЛпД

Давление, развиваемое при впрыске ТПА, зависит от нескольких параметров:

  • вязкости расплавленного полимера,
  • особенностей литниковой системы, в частности наличия холодного или горячего канала,
  • конструкции прессформы,
  • конструкции пластикового изделия и места впуска расплава.

Давление в прессформе при впрыске расплавленной полимерной массы растет по мере заполнения формообразующей полости и дальнейшей выдержки отливки. При этом, как правило, величина заданного давления выдержки достигает 30-50 процентов от заданной величины параметра. Эти параметры на современных термопластавтоматах задаются в системе управления и реализуется при помощи гидравлической (реже самой современной – электрической) системы литьевой машины.

Выбор необходимого оборудования

После решения организационных моментов и выбора помещения можно приступать к выбору и приобретению оборудования. Оно представлено моделями как отечественного, так и импортного производства. Достоинством первых чаще всего является только цена. Импортное оборудование хоть и стоит значительно дороже, но зато оно значительно более качественное и надежное.

При организации производства понадобится следующее оборудование для литья пластмасс:

Термопластавтомат

Представляет собой инжекционно-литьевую машину, предназначенную для изготовления штучных изделий. Термопластавтоматы или экструдеры – это наиболее используемый вид оборудования, с помощью них производится более 2/3 всех пластиковых изделий в мире. В независимости от модели каждая машина для литья пластмасс обязательно состоит из следующих конструктивных узлов:

  1. Инжекционного. В нем происходит расплав и подача пластика.
  2. Смыкания. Он отвечает за смыкание и разведение формы в процессе литья.
  3. Привода, отвечающего за работу всех подвижных узлов.

Все существующие на данный момент экструдеры по типу механизма, создающего давление можно классифицировать на следующие типы:

  1. Одночервячные. Их основным достоинством является простота конструкции и небольшой размер материальной камеры.
  2. Двухчервячные. Отличаются более качественным перемешиванием полимером и улучшенными производственными характеристиками.
  3. Червячно-поршневые.
  4. Поршневые.

Также в зависимости от расположения прессовой части различают следующие типы литьевых машин:

  • горизонтальные;
  • угловые с вертикальным прессом;
  • вертикальные;
  • угловые с горизонтальным прессом.

Цена на такие агрегаты колеблется от 200 тысяч рублей за бывшие в употреблении, до 1-2 млн. руб. за новые.

Пресс-формы

Пресс-формы для литья пластмасс – это основной вид оснастки термопластавтоматов. Для производства каждого изделия изготавливается своя индивидуальная форма. Принцип ее работы очень прост. Литьевая машина осуществляет впрыск расплавленного пластика в форму. После его охлаждения она размыкает форму и выталкивает из нее уже готовое изделие. Формы для литья пластмасс могут изготавливаться из различных марок стали. Это сказывается на количестве их производственных циклов. Оно может колебаться от 100000 до 1 млн.

Вакуумный загрузчик сырья

Вакуумные автозагрузчики полимерного сырья – вид периферийного оборудования, позволяющий значительно ускорить и облегчить процесс подачи полимерных материалов в загрузочные бункеры термопластавтоматов. По своим конструктивным особенностям могут разделяться на вертикальные и раздельные модели. Первые – выполняют стандартные функции, вторые – используются при транспортировке полимеров на дальние расстояния.

Холодильный агрегат

Холодильные агрегаты или по-другому чиллеры используются для охлаждения воды при производстве пластмасс под давлением. Они позволяют существенно снизить продолжительность производственного цикла.

Все вышеперечисленное оборудование используется для литья в условиях массового производства. Но что делать, если вам не нужны тысячи идентичных изделий? Выход из этого положения – это мелкосерийное литье пластмасс в домашних условиях.

Литье пластмасс в домашних условиях.

Пластмассы в настоящее время максимально распространены в нашей повседневной жизни. Из пластмассы изготавливаются разнообразные элементы автомобилей, зданий, бытовой техники, а также мебель, посуда и еще многое другое. Нередко домашними мастерами пластмасса в домашних условиях используется как исходный материал для того, чтобы изготовить различные полезные предметы.

Все пластмассы, которые используются для того, чтобы изготавливать бытовые изделия, подразделяют на две группы: термопластичные и термореактивные.

Термореактивным пластмассам свойственна максимальная твердость и минимальная пластичность, что позволяет им не плавиться и не размягчаться при нагревании.

Если нагреть до определенной температуры термопластичные пластмассы, то они расплавятся, но, если температуры снизятся, снова станут твердыми. Это свойство термопластичных пластмасс позволяет производить литье пластмасс в домашних условиях и изготавливать детали.

Каков состав пластмасс? Как изготавливается пластмасса в домашних условиях?

Самодельную пластмассу приготавливать можно следующим способом. Необходимо тщательно перемешать мелкие древесные опилки и магнезит в пропорции 2:1, залить смесь раствором 0,1 % хлористого магния и размешать так, чтоб получить тестообразное состояние. Для того чтобы получить детали из такой пластмассы используют основной способ — литье пластмасс в домашних условиях в формы. При застывании, пластмасса приобретет довольно высокую прочность при хорошей податливости к обработке, т.е. ее не сложно сверлить, пилить, обрабатывать абразивным инструментом или напильником.

Можно изготовить пластмассу иным способом. Нужно перемешать древесные мелкие опилки с молотым тальком в пропорции 5:2 и залить приготовленным заранее столярным клеем. Клей должен иметь консистенцию густой сметаны. Полученную смесь необходимо размешать так, чтобы получить тестообразное состояние. Разумным будет в смесь ввести по 1/2 массовой части алюмокалиевых или алюминиевых квасцов, обеспечивающих предохранение от плесени и натуральную олифу, обеспечивающую увеличение пластичности. Пластмасса при желании может быть окрашена. Для этого нужно добавить в состав пластмасс анилиновый краситель желаемого цвета. Для изготовления деталей используется метод — литье пластмасс в домашних условиях в формы. Для увеличения прочности пластмассы в смесь в момент изготовления вместо клея вливают сгущенную нитрокраску или нитролак. Детали также изготавливаются литьем.

Хорошие характеристики имеет пластмасса, которую приготавливают из следующих компонентов: бумажная сухая масса/ столярный сухой клей/ тонкого помола мел/ глицерин/ этиловый спирт/ охра сухая, которые смешиваются в соответствии с массовыми частями 5/28/60/2,5/3,5/1.

Следует сильно измельчить бумажную сухую массу и залить разведенным столярным клеем. Во время разведения следует постепенно вводить глицерин, мел, охру и спирт, не переставая перемешивать смесь. Детали из этой смеси используют также литье пластмасс в домашних условиях. Изделие окрашивается, если добавляется в смесь анилиновый краситель.

Фенолформальдегидную пластмассу также не составит труда приготовить в домашних условиях. Нужно взять кристаллический (фенол) гидроксибензол или аналоги и водный раствор 40 % формалина. Концентрированная карболовая кислота вполне способна заменить фенол. Необходимо смешать кристаллический фенол (20г) с формалином (30г), добавив концентрированную соляную кислоту (30 кап). Вместо фенола можно использовать карболовую кислоту (40мл). Смесь самопроизвольно должна нагреться и закипеть, а консистенция станет стеклообразной и вязкой. Полученную массу нужно залить в форму на 30 мин, по истечению которых смесь в форме погружается в кипящую воду на 10-15 минут. Затем можно вынуть изделие из формы. Получаемая таким образом смола – это термореактивная пластмасса с красноватым цветом, обладающая твердостью и прочностью. Из нее допускается изготовление деталей, которые предполагается подвергать значительным нагрузкам.

С чего следует начинать?


Первое, что нужно сделать до организации производства – это выбрать какие именно группы товаров вы будете производить. Здесь многое зависит от ваших конкретных возможностей. Например, если есть возможность договориться о поставках тары для упаковки полуфабрикатов, начинать следует именно с нее. Это даст хороший старт производственному процессу. Позднее при необходимости можно будет расшириться и заняться производством других товарных групп.Если же наработок никаких нет, то начинать следует с изделий массового потребления:

  • ведер;
  • цветочных горшков;
  • емкостей по рассаду;
  • упаковки.

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 пластиковой 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 пресс-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 создании пресс-формы необходимо учитывать различные другие конструктивные проблемы, помимо упомянутых выше основания пресс-формы 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 пресс-формы 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

Специальная оснастка включает формы из стали или алюминия. Каждый металл имеет свои преимущества и используется в зависимости от типа необходимой пластмассовой детали. Сердечник пресс-формы 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 пластмасс под давлением, включают в себя пропускную способность, ход зажима, толщину формы и размер плиты.

Ход работы

Отливка происходит в несколько этапов:

  • Необходимо взять пресс-форму и тщательно ее очистить. После предварительной подготовки она обязана быть полностью очищенной и высушенной. Все остатки материала после подготовительных мероприятий необходимо убрать.
  • Если необходимо придать будущему изделию оттенок, необходимо добавить в состав для литья пару капель краски. Водяные краски для этого не подходят.
  • Подготовительная дегазация смеси не требуется. Все дело в том, что в домашних условиях продолжительность функционирования невелика. А чтобы удалить лишние пузырьки воздуха из небольших изделий, придется приложить силу давлением и убрать их самостоятельно.
  • Аккуратно перемешайте состав для заливки и заполните пресс-форму шаблона.
  • Заливается все медленно небольшой струйкой.
  • Смесь заливается до полного заполнения объема, задевая небольшой участок доли канала для литья. Дело в том, что после дегазации, объем материала уменьшится и станет необходимый для литья.
  • Заключительный этап – охлаждение будущей конструкции.

Пластик заливается в форму после чего ему нужно дать постепенно остыть

Для получения качественного изделия шаблон необходимо остужать постепенно.

Немного о технологии литья в домашних условиях

За два часа 5 пластмассовых изделий

Для изготовления пластмассовых изделий потребуется некоторая подготовка – нужно изготовить силиконовую матрицу, а также подложку-столешницу из этого же материала.

Формы для литья изготавливают из высококачественного силикона “Эластолюкс”. В роли исходника берут мастер-модели, сделанные на 3D принтере, или же оригинального модели промышленного производства.

Подложки, как правило, делают из более дешевых силиконовых материалов, например, “Эластоформ”.


Изготовление теплицы своими руками из профильной трубы и поликарбоната: полное описание процесса, чертежи с размерами, полив и обогрев (Фото & Видео)

Преимущества литья пластмасс под давлением

Изобретение литья пластмасс под давлением изменило производственные идеи в этом секторе. Эта технология позволила производить большое количество пластмассовых изделий 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 пластиковых изделий. 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.

Технология литья под давлением

Технология литья пластмасс под давлением включает в себя следующие производственные процессы:

  1. Засыпка сырья в вакуумный загрузчик. При этом используемое сырье может быть в виде гранул, порошков или таблеток.
  2. Подача сырья в бункер термопластавтомата.
  3. Нагрев. Нагретая поверхность шнека, находящегося в бункере расплавляет полимеры, а также при необходимости осуществляет их смешивание с наполнителями.
  4. Налитее пластика в пресс-форму. Под действием осевой силы расплавленные полимеры выдавливаются в форму.

К достоинствам этого вида литья можно отнести следующее:

  1. Высокое качество изделий.
  2. Высокие показатели производительности.
  3. Процесс литья может быть полностью автоматизированным.

С чего следует начинать?

Первое, что нужно сделать до организации производства – это выбрать какие именно группы товаров вы будете производить. Здесь многое зависит от ваших конкретных возможностей. Например, если есть возможность договориться о поставках тары для упаковки полуфабрикатов, начинать следует именно с нее. Это даст хороший старт производственному процессу. Позднее при необходимости можно будет расшириться и заняться производством других товарных групп.

Если же наработок никаких нет, то начинать следует с изделий массового потребления:

  • ведер;
  • цветочных горшков;
  • емкостей по рассаду;
  • упаковки.

Основные виды сырья для литья пластмасс

Для литья пластмасс под давлением используются полимеры в гранулах. Использование того или иного из них зависит от его физико-химических свойств. По показателям устойчивости к температурному воздействию все твердые полимеры делятся на следующие группы:

  1. Термопластичные. Под воздействием температуры обладают способностью легко переходить от твердого состояния к пластичному и обратно. Они очень легко поддаются вторпереработке.
  2. Термореактивные. Обладают высокими показателями прочности и термоустойчивости. В их основе лежат различные синтетические смолы. Для придания определенных свойств в их состав вводятся специальные добавки и наполнители.
  3. Пенопласты. Характеризуются отличной тепло- и звукоизоляцией. Изготавливаются из синтетических полимеров, роль наполнителя в них играет газообразная среда.

Купить пластмассу для литья можно в компаниях специализирующихся на продаже полимеров. Обычно у них можно приобрести сырье не только отечественного, но импортного производства. Средняя цена на полиэтилен высокого давления на данный момент составляет около 35 руб. за килограмм, полипропилен от 40 руб. и выше.

Бикомпонентная и мультикомпонентная инжекция

Сутью бикомпонентного и мультикомпонентного литья на ТПА является применение двух или нескольких видов полимера, либо одного и того же пластика, но разных цветов, для производства одного изделия на одном термопластавтомате. Как правило, в случае такого вида литья применяются термопластавтоматы с двумя и более узлами пластикации (пары шнек – материальный цилиндр). Сначала в форму впрыскивается первый компонент, затем в ней тем или иным способом открываются дополнительные полости и происходит доинжекция второго компонента и т.д. В редких случаях компоненты поступаются одновременно. При применении би- и мульти-компонентного (многоцветного) литья пластмасс под давлением технологическая оснастка становится значительно сложнее. Как правило применяются формы с двумя и более раздельными горячеканальными системами. Что касается возможностей переключения с одного компонента на другой, то применяют либо поворотные механизмы непосредственно в прессформе, либо так называемый «поворотный стол» в составе бикомпонентной литьевой машины.

Подготовка материала

В первую очередь необходимо найти пластиковый лом, для изготовления будущего изделия. Это не проблема, так как такого сырья в современном мире огромное количество сломанных вещей, бутылок и другого лома из пластика.

Лом пластиковых ящиков

Однако, необходимо учесть тот факт, что каждый вид пластмассы отличается своим температурным режимом плавления.

Именно поэтому для литья конкретного изделия необходим один вид лома. Смешение нескольких разновидностей изделий из пластмассы даже при изучении его температуры плавления, при отливе часто провоцирует появление пузырьков в продукции.

Лучшим вариантом в таком случае является купить жидкую пластмассу в магазине или заменить ее на диоксидную смолу, это позволит получить качественное изделие, которое прослужит долго. А также дополнительно понадобится ряд вспомогательных средств:

  • емкость для плавки;
  • силикон;
  • литол.

Пары пластмассы ядовиты, они обладают высокой токсичностью

Необходимо соблюдать осторожность при изготовлении изделий в домашних условиях