Основные характеристики современных термопластавтоматов

Основными параметрами, которые оказывают наиболее сильное влияние на конструкцию и технико-экономические характеристики машин и которые необходимы для разработки универсальной и специальной конструкций литьевых машин, являются:

· объем впрыска за цикл (объем отливки),

· объемная скорость впрыска (время впрыска),

· давление литья,

· площадь литья,

· усилия запирания и раскрытия формы,

· ход подвижной плиты,

· максимальное расстояние между плитами,

· жесткость,

· быстроходность,

· пластикационная способность

· диапазон температур инжекционного цилиндра.

1. Усилие запирания формы. Это основной критерий для выбора ТПА. Величина усилия смыкания обычно выносится производителем термопласт автоматов в маркировку каждого конкретного ТПА.

Усилие запирания определяет максимальную площадь литья (площадью литья называют проекцию поверхности детали на плоскость, перпендикулярную оси машины). Это усилие должно быть равным усилию, возникающему в форме при литье, или быть больше него. Несоблюдение этого условия приводит к тому, что форма раскрывается, образуется облой и масса, что недопустимо в свете современных требований к качеству и экономичности процесса литья.

Необходимое усилие запирания формы зависит от технологии литья, технологических свойств полимера, а так же конфигурации получаемого изделия. Так для изготовления более глубокого изделия (при одинаковой площади) требуется большее давление для заполнения формы, поэтому и УЗ потребуется большее.

В целом УЗ должно быть таким, чтобы форма не раскрывалась при впрыске. Поэтому оно выбирается на 10-15 % больше давления литья.

Усилие запирания формы определяет конструкцию механизма смыкания термопластавтомата.

Существуют литьевые машины с усилием замыкания от 5 тс до 5000 тс.

2. Объем впрыска ТПА. Объем впрыска (и как следствие масса впрыскиваемого полимерного материала) – также важнейшая техническая характеристика для выбора ТПА и равен площади поршня, умноженной на его рабочий ход. Существуют литьевые машины с объемом впрыска от 1,1 см³ до 49700 см³.

3. Расстояние между плитами и ход подвижной плиты. Ход подвижной плиты - это величина, которая определяет максимальную длину изделия в направлении, параллельном оси машины.

Фактическая максимальная длина изделия, которая может быть получена при данном ходе подвижной плиты, зависит от конструкции литьевой формы, конусности изделия и эластичности термопласта. Так, при получении изделий в форме конуса длина их может быть больше расстояния между оформляющими частями литьевой формы, поскольку можно наклонить изделие при выемке. Детали из эластичного термопласта также могут иметь большую длину. При извлечении из формы детали из такого термопласта возможно временное искривление детали при прохождении ее между концом пуансона и плоскостью матрицы.

Расстояние между плитами можно регулировать в достаточно широких пределах. Как правило, на современных ТПА, максимально возможная величина высоты прессформы больше минимальной высоты примерно в 2,5 раза.

5. Объемная скорость впрыска определяет скорость подачи расплава в полость формы. Скорость впрыска зависит от мощности литьевой машины, величины давления литья и конструкции формы.

Этот параметр влияет также на механодеструкцию полимера, протекающую при заполнении формы.

В связи с этим объемная скорость впрыска должна быть такой, чтобы:

1) для заполнения литниковой системы (при наличии такой системы) и полости формы требовались сравнительно небольшое давление литья (для этого скорость впрыска не должна быть, с одной стороны, слишком большой, чтобы при заполнении не возникали большие напряжения сдвига и, следовательно, большие потери давления, и, с другой стороны, слишком малой, чтобы при заполнении не образовался большой охлажденный слой полимера и значительно понизилась температура текущего расплава, так как в противном случае возникают большие потери давления), причем форма должна заполняться с постоянной объемной скоростью течения;

2) формировалась структура полимерного материала изделий, обеспечивающая удовлетворительные показатели качества;

3) не произошла существенная механодеструкция полимера.

Регулирование объемной скорости впрыска осуществляется при помощи современных систем автоматики изменением расхода рабочей жидкости в гидросистеме ТПА (при применении гидравлических термопластавтоматов).

6. Давление литья – это д авление литья, необходимое для заполнения полости формы и литниковой системы (при наличии). Его значение определяют в каждом конкретном случае, учитывая конструкцию формы и изделия, свойства перерабатываемого полимерного материала, технологические особенности переработки. На современных машинах давление литья равно 60—200 МПа.

8. Пластикационная способность (производительность). Под пластикационной способностью ТПА понимают массу материала, который может быть переведен в расплав в единицу времени.

В технической документации для термопластавтоматов и каталогах на ТПА обычно приводят пластикационную способность по полистиролу при максимальной частоте вращения шнека и температуре инжекционного цилиндра 190—220 °С. При литье других термопластов пластикационная производительность будет иной. Так, у литьевой машины с червяком диаметром 42 мм пластикационная производительность по полистиролу равна 40 кг/ч, а по другим материалам ниже²⁰: по полиэтилену низкой плотности —35 кг/ч; по полиэтилену высокой плотности — 30 кг/ч; по полиметилметакрилату — 26 кг/ч; по полиамиду 6 и полиформальдегиду — 25 кг/ч; по поликарбонату— 20 кг/ч; по полиамиду 6,6 — 16 кг/ч.

Пластикационная производительность зависит от диаметра шнека, частоты вращения, глубины нарезки и давления пластикации.