Многокомпонентное литье

Многокомпонентное литье

Многокомпонентное литье представляет собой процесс литья под давлением изделий сочетающих разные виды ПМ или один и тот же ПМ разных цветов.

Многокомпонентное литье похоже на многослойное литье, но имеет существенные отличия. Например, при многослойном литье впрыск различных материалов осуществляется в одну стадию, в одну форму и получаемое изделие имеет слоистую структуру. При многокомпонентном литье под давлением впрыск различных материалов осуществляется на различных стадиях, в матрицы различной геометрии. В частности, сначала отливается внутренняя часть изделия (вставка), а затем она переносится в другую форму, где на нее отливают второй материал.

Наиболее дешевым вариантом, с точки зрения капиталовложений в оснастку, является так называемое «псевдо-многокомпонентное» литье. Этот метод может применяться даже при небольшой серийности изделий. Суть его в том, что деталь отливается в два или более (в зависимости от количества компонентов) приема. Сначала отливается часть детали, которая имеет один цвет или материал, затем эта часть служит в качестве армирующей детали при отливке части другого цвета или материала в другой пресс-форме и т.д. При этом нет необходимости делать дорогостоящую оснастку и использовать дорогостоящий ТПА, оборудованный двумя и более материальными цилиндрами. Этим нехитрым приемом пользовались, например, еще в доперестроечные времена при выпуске заводом «Гидромаш» (г.Нижний Новгород) блестящих пластмассовых головок автосифонов из сополимера МСН черного цвета, с использованием закладной детали из пластика АБС белого цвета, изолирующей проходящую через головку газированную воду от соприкосновения с черной пластмассой, не допускающейся органами санэпиднадзора к контакту с пищевыми продуктами.

Задачей же многокомпонентного литья в чистом виде является автоматическое производство изделий из более, чем одного, полимерного компонента в рамках одного рабочего цикла. В данном процессе каждый цвет или компонент четко разграничен друг от друга; последующий компонент впрыскивается поверх предыдущего, как это имеет место, например, в случае изготовления автомобильной оптики или рамочных компонентов с интегрированными элементами индикации.

ененСоединение материалов может быть механическое, термическое или химическое.
Осуществление способа многокомпонентного литья производится с помощью литьевых машин с двумя или более материальными цилиндрами пластикации, скомпонованными различными способами на одном ТПА и с использованием пресс-форм различной конструкции (с перемещающимися частями, подвижными знаками, поворотными устройствами и т.д.). Зачастую для перемещения полуфабрикатов деталей внутри пресс-формы используют робототехнологические комплексы (РТК).

ТПА для двухкомпонентного литья помимо основного узла впрыска, расположенного горизонтально и осуществляющего впрыск через неподвижную плиту, предусматривает ещё один узел впрыска. Как правило, последний монтируется вертикально над узлом смыкания для впрыска в линию разъёма пресс-формы. Вертикальный узел впрыска обычно крепится непосредственно на колоннах ТПА посредством специального блока. На больших машинах для этой цели используется специальный регулируемый направляющий рельс. Это упрощает процедуру съёма узла впрыска при смене пресс-формы.

Для некоторых задач также применяется горизонтальное расположение второго узла впрыска, установленного перпендикулярно главному.

Варианты размещения дополнительных узлов впрыска при многокомпонентном литье
В случае трёхкомпонентного литья первый, или главный, узел располагается горизонтально и впрыскивает расплав через неподвижную плиту, второй узел впрыска монтируется вертикально, подобно рассмотренному выше случаю с двухкомпонентным литьём и впрыскивает расплав в линию разъёма формы, третий фиксируется горизонтально, под прямым углом к главному узлу пластикации.

В машине, предназначенной для четырёхкомпонентного литья, добавляется еще один узел пластикации, располагаемый параллельно главному, который также впрыскивает расплав в пресс-форму через неподвижную плиту.

Таким образом, многокомпонентное (многоцветное) литьё может предусматривать два, три или четыре компонента. С увеличением числа компонентов значительно увеличивается сложность конструкции пресс-формы. Для сложных конфигураций стыковки компонентов часто используют пресс-формы с поворотными модулями.

Подбор полимерных материалов является существенным для многокомпонентного литья. Поэтому проводят ряд анализов на совместимость, хим- и износостойкость и на другие необходимые свойства. Для переработки методами многокомпонентного литья подходят практически все термопластичные материалы: от PE, PP, PS и его сополимеров, PVC, PA до PC, POM, PET, PBT, PPS, PPO, LCP с любыми наполнителями.

Если в случае многоцветного литья из однотипных пластмасс комбинация цветов является чисто дизайнерской проблемой, то при литье многокомпонентных изделий из разных типов пластмасс необходимо учитывать как назначение каждого из компонентов, так и реологические свойства их расплавов, адгезию компонентов друг к другу, одинаковую или близкую по значению усадку во избежание появления значительных внутренних напряжений или размерной нестабильности. Например, хорошей адгезией отличаются такие комбинации материалов, как сополимеры стирола (АBS, SAN, MSN, ASA) с поликарбонатами (PC), с полиэтилен- и полибутилентерефталатами (PET, PBT), полиметилметакрилатами (PMMA), термоэластопластами (TPE-S); полиамиды (PA-6, PA-66) с PBT и с ТЭП на основе полиуретана (TEP-PU); полиэтилены (PE) и полипропилены (PP) с этиленвинилацетатами (EVA); полистиролы (PS) с модифицированными полифениленоксидами (PPO-m); поливинилхлориды (PVC) с TPE-U, PMMA и т.д.

вапв

Комбинацией же несовместимых материалов или материалов с отсутствующей адгезией можно получать изделия с относительной подвижностью их элементов (см. Сборка в пресс-форме).

В настоящее время разработан способ надежного соединения в многокомпонентном изделии даже несоединимых материалов. Активация поверхности путем обработки плазмой Openair® обеспечивает сцепление ранее несовместимых материалов при двухкомпонентном литье под давлением и двухкомпонентной экструзии. Преимущественно при этом речь идет о соединении твердых и мягких материалов, например, силикона или термопластичных полиуретанов (TPU) с твердым дешевым полипропиленом. Этот процесс был разработан в Германии Институтом новых материалов в Фюрте (NMF) и фирмой Elastogran (BASF) в тесном сотрудничестве с предприятием Krauss-Maffei.

Плазма Openair® обеспечивает поточную предварительную обработку в процессе двухкомпонентного литья. В процессе производства после впрыска первого компонента пресс-форма открывается, и плазменное сопло проводится над теми участками, где требуется соединение со вторым компонентом. За счет этого достигается точная и очень эффективная обработка для сцепления с материалом второго компонента.

Двухцветное и двухкомпонентное литье выполняют с помощью следующих технологий:

- литье с поворотной формой

Технология литья двухкомпонентных деталей, при которой после формования одного из двух элементов детали и раскрытия пресс-формы подвижная полуформа поворачивается на 180° относительно горизонтальной оси таким образом, что при последующем закрытии пресс-формы элемент закладывается в оформляющее гнездо для формования второго элемента и соответственно двухкомпонентной детали. При таком подходе отпадает необходимость извлечения элемента детали из одного гнезда и закладки в другое.
При изготовлении двухкомпонентного изделия с применением поворотной пресс-формы сначала с помощью впрыска одного узла пластикации отливается заготовка одного цвета. Одновременно данному процессу второй узел впрыска заливает другим цветом заготовку, полученную во время предыдущего цикла. При размыкании пресс-формы литники обеих отливок выталкиваются вместе с готовым двухкомпонентным изделием. Первая заготовка при этом остаётся на оправке. После этого осуществляется поворот плиты вращения на 180°. Первая заготовка теперь находится в позиции ее заливки другим цветом; освободившаяся ячейка заготовки готова к впрыску первого компонента. После впрыска обоих компонентов происходит раскрытие пресс-формы и поворот плиты на 180° - процедура циклично повторяется.

Поворотный механизм может быть как частью пресс-формы, так и поворотным устройством (вращающийся стол), установленным на ТПА. Устройства в зависимости от исполнения могут быть с чередующимся поворотом на 90° (для четырехкомпонентного литья), 120° (для трехкомпонентного литья), 180° (для двухкомпонентного литья) или с непрерывным вращением. В конструкции пресс-формы может быть предусмотрено приведение в движение также и внутренних плит.

- литье с переносом изделий роботом

Метод основан на передаче с помощью робота-манипулятора предварительно отлитого полуфабриката в другое гнездо этой же пресс-формы или в другую пресс-форму. Во втором случае применяются два ТПА для однокомпонентного литья. При этом методе важно обеспечить строгое соответствие размеров и конфигурации полуфабриката и второго гнезда пресс-формы.
- литье с подвижным знаком

Технология литья двухкомпонентных деталей, при которой получение двухкомпонентных изделий обеспечивается с помощью подвижного знака.
Метод предусматривает двухэтапную заливку гнезда пресс-формы. После отвердевания части изделия, залитой первой, полость для материала другого цвета образуется на второй стадии литья при выводе из отливки подвижного знака, ранее перекрывавшего доступ расплава к этому месту. Однако таким способом можно получить детали не любой формы

- литье в пресс-форме с поворотным блоком.

Фирмами Ferromatik Milacron и Foboha совместно разработана технология получения двухкомпонентных деталей с помощью двухэтажной пресс-формы с поворотным блоком, расположенным между подвижной и неподвижной частями пресс-формы. Блок имеет возможность перемещаться вдоль направляющих колонн литьевой машины и поворачиваться на 180° вокруг вертикальной оси. Две рабочие плоскости разъема позволяют увеличить в два раза количество гнезд при незначительном увеличении усилия смыкания или использовать литьевую машину с меньшим усилием смыкания при том же количестве деталей. Этот способ многокомпонентного литья был усложнен еще больше. При каждом цикле поворотный блок стал поворачиваться на 90°, в результате у него стало не две, а четыре поверхности. Операции формования первого и второго компонентов до охлаждения первого компонента и выталкивания готовых деталей теперь стали происходить одновременно, что значительно уменьшило время цикла.

Частным случаем многокомпонентного литья является т.н. сборка внутри пресс-формы

Сборка внутри пресс-формы в процессе формования – один из самых современных и прогрессивных методов изготовления многокомпонентных изделий из пластмасс. Стремление исключить вторичные технологические операции заставляет специалистов в области многократного формования переходить к сборке отдельных компонентов прямо в пресс-форме за счет сопрягающей клепки, сварки и совместного формования как совместимых, так и несовместимых материалов. Суть этого явления заключается в соединении внутри пресс-формы отдельных компонентов, которые в противном случае пришлось бы соединять вне формы.

Трехцветное литье и сборка в пресс-форме

Сборка внутри формы позволяет производство изделий даже с подвижными элементами за счет формования сопряжений из эластичных материалов или применения несовместимых материалов. В этом случае задачей является впрыск одного материала рядом с другим так, чтобы они не прилипали друг к другу.

Технология сборки в пресс-форме с передвигающейся матрицей позволяет формовать две половины полого продукта за один впрыск. Затем гидравлический ползун перемещает одно из гнезд пресс-формы в положение напротив соответствующей сопрягаемой детали. Пресс-форма закрывается, и производится второй впрыск для герметизации границы соединения.

Позвоните +7 (831) 4-111-269 или отправьте заявку на info@msgconsult.com, чтобы получить персональную консультацию по интересующим Вас вопросам у менеджера «МС-ГРУП Консалт». А также заполните форму обратной связи и мы ответим в течение 10 минут!

-->