Технологический цикл литья под давлением

Процесс литья под давлением является циклическим. Последовательность операций при литье под давлением пластмассового изделия, изображенная на рисунке 1.13, называется технологическим циклом литья под давлением. Цикл (А) начинается со смыкания литьевой формы, после чего расплав полимера впрыскивается в ее формующую полость. После заполнения формы (В) давление продолжает поддерживаться в целях компенсации технологической усадки остывающего материала.

1 – хвостовик; 2 – плита толкателей; 3 – подвижная плита; 4 – направляющая колонна;
5 – неподвижная плита; 6 – обратный клапан (закрыт); 7 – шнек; 8 – приводной цилиндр;
9 – толкатель; 10 – формующая полость/отливка; 11 – литьевая форма;
12 – обратный клапан (открыт); 13 – толкатель; 14 – сопло;
15 – узел впрыска (обратный ход)

Рисунок 1.13 – Последовательность операций в цикле литья под давлением

На третьем этапе (С) шнек вращается, и следующая доза подготовленного к впрыску расплава поступает в переднюю часть цилиндра. В результате накопления расплава в передней части цилиндра шнек совершает возвратное движение и завершает подготовку к впрыску новой дозы расплава.

После необходимого охлаждения формы и затвердевания изделия форма открывается, и изделие выталкивается (D). Последовательность операций (А, В, С, D), выполняемых в течение цикла литья под давлением, представлена на рис. 1.14.

Рисунок 1.14 – Цикл литья под давлением

На диаграмме видно, что наиболее продолжительным этапом цикла является охлаждение изделия в полости литьевой формы. Общее время одного цикла можно подсчитать следующим образом:

t _цикла = t_{с мыкания} ⁺ t _{охлаждения}⁺ t _{выталкивания},

где продолжительность смыкания и выталкивания, t _{смыкания} иможет составлять от долей секунды до нескольких секунд, в зависимости от размера формыи технических возможностей используемой машины.

Существует бесконечное количество сочетаний технологических условий, находящихся в пределах между минимальным и максимальным показателями температуры и давления, в которых можно выпускать изделия приемлемого качества. На рисунке 1.15представленадиаграмма цикла литья со всеми ограничивающими условиями. Температура расплава не должна опускаться ниже определенного уровня, так как при слишком низкой температуре происходит недостаточное заполнение формы расплавом либо формующая полость просто остается незаполненной вследствие высокой вязкости полимера. В то же время температура также не должна превышать определенного порога, так как слишком высокая температура приводит к деструкции полимерного материала. Давление на расплав в форме должно находиться в интервале между низким, которое приводит к чрезмерной усадке или недостаточной плотности изделий, и высоким, которое приводит к частичному раскрытию формы и появлению грата. Начальное изобарическое давление на расплав в форме определяет усилие смыкания, по которому выбирается необходимая мощность литьевой машины. Как правило, опытный инженер-технолог может определить, какая литьевая машина будет наиболее подходящей для каждого конкретного случая [5].

Рисунок 1.15 – Диаграмма литьевого процесса