Многослойное литье

Многослойное литье

Многослойное литье известное еще под названиями соинжекционное, или коинжекционное литье, сэндвич-литье, является одним из видов многокомпонентного литья.
Суть этого способа состоит в том, что за один цикл процесса литья получаются изделия, состоящие из двух и более слоев представляющих как два одинаковых материала (например, первичку и вторичку, ненаполненный и наполненный ПМ, более мягкую и более твердую марки одного и того же материала), так и разные материалы (например, твердый материал для сердцевины и мягкий - для внешней оболочки).

По технологии многослойного литья из полимеров могут быть также изготовлены изделия следующих сочетаний:

  • монолитный наружный слой и вспененная сердцевина;
  • монолитный наружный слой и монолитная сердцевина;
  • вспененный наружный слой и монолитная сердцевина;

нраЦель технологии сэндвич-литья — такое заполнение полости, которое при безукоризненном качестве поверхности изделия позволило бы обеспечить как можно более равномерное распределение сердцевинного материала до его застывания. Такой цели проще достичь при изготовлении вращательно-симметричных изделий, чем при изготовлении несимметричных изделий с отверстиями неправильной формы и разницей в толщине стенок.Толщина слоев зависит от конфигурации детали, места впрыска и технологических свойств полимерных материалов, образующих эти слои. При оптимальном подборе компонентов материал сердцевины составляет 75% толщины и менее.


При литье сэндвич-изделий для внешнего слоя необходимо применять более текучие пластмассы, чем для внутреннего, чтобы скорость течения внутреннего слоя не превышала скорость течения внешнего, что может привести к дефектам на поверхности изделия. В случае применения полимеров с разной усадкой, у полимера, образующего внешний слой, усадка должна быть больше, что обеспечит большую степень монолитности изделия.

В случае комбинации твердый-мягкий могут использоваться материалы с разницей температур переработки до 100°С. От обычных литьевых машин ТПА, работающие в режиме двухслойного литья, отличаются узлом впрыска. Используются два литьевых агрегата, связанные между собой двухканальным мундштуком. Управление и регулировка осуществляется посредством микропроцессорных систем, которая для данного способа необходима из-за особого значения процесса впрыска.

Впрыск первого материала производится в недостаточном количестве, затем производится впрыск второго. Т.к. первый материал еще не застыл, второй материал отжимает первый к стенкам оформляющей полости пресс-формы. Получающееся изделие имеет внешние стенки из первого материала и сердцевину из второго. Затем следует еще небольшой впрыск первого материала, запечатывающий внешнюю оболочку.

апрЕсли объем материала наружного слоя впрыснут в недостаточном количестве, то он может отколоться, и наружу будет выглядывать материал сердцевины. Есть и другие варианты последовательного (А-В-А) многослойного литья. В частности, материал сердцевины можно начинать впрыскивать во время впрыска наружного материала (А-АВ-В-А). То есть, сначала впрыскивают большую часть наружного материала, потом идет одновременный впрыск обоих материалов, затем только материал сердцевины и в конце впрыскивают немного материала наружного слоя.

В настоящее время разработаны методики двух- и трехканальных техник, с применением форсунок с концентричными каналами течения, что обеспечивает возможность одновременного впрыска различных материалов.

Наиболее современные системы используют при многокомпонентном литье горячеканальную литниковую систему. При этом два материала встречаются уже в самой форме, т.к. для каждого материала имеются отдельные каналы течения. Такая система обеспечивает оптимальное соотношение материалов в изделии. Однако это специальное оборудование может стоить намного дороже, чем обычное.
Два литьевых агрегата могут и не быть постоянно связаны друг с другом. Например:

1) Материал разогревается в двух шнеках. В вертикальном - материал, формирующий внешнюю поверхность (изображен желтым цветом) и в горизонтальном – материал сердцевины (изображен красным цветом);
2) Вертикальный шнек подводится к горизонтальному и происходит набор необходимой дозы непосредственно в основной шнек;
3) Вертикальный шнек отводится и горизонтальный подводится к литниковой втулке пресс-формы.
4) Происходит впрыск, в течение которого материал, формирующий внешнюю поверхность, затвердевает около формообразующих частей пресс-формы, а внутренний расплавленный материал вытесняется материалом сердцевины.

В результате формируется качественная внешняя поверхность детали из одного материала, а внутренняя часть изделия заполняется материалом, позволяющем избежать короблений и усадок, которые в другом случае неизбежно бы возникали при такой форме и толщине отливки

Однако возможно осуществление технологии двухслойного литья и без применения нескольких литьевых агрегатов. Компания Community Products (США) разработала технологию коинжекции, запатентованную как «Twinshot» - двойной впрыск (ДВ). Были использованы стандартные ТПА, которые после незначительной модификации смогли работать как коинжекционные. Сутью разработки является устройство с жестким шнеком, помещенным внутрь другого, полого шнека. Каждый шнек самостоятельно перемещает различные потоки расплава, которые последовательно заполняют общую зону цилиндра перед шнеками, один материал впереди другого. Затем весь объем слоеного расплава впрыскивается в пресс-форму за один цикл.

прПри этом материал во фронтальной зоне впрыска формирует оболочку, в то время как находящийся позади материал образует сердцевину. В отличие от стандартных систем, двойной шнек работает в одном материальном цилиндре; при этом не нужны ни гидравлические насосы для открывания и закрывания каждого инжекционного клапана, ни аккумуляторы, ни специальные компьютеры, ни сложное оснащение.
Он занимает меньше места и тратит меньше энергии, чем традиционные системы двухкомпонентного литья. Кроме того, инжекция обоих материалов через одно устройство устраняет проблему координации двух разных инжекционных агрегатов, а настройка программы, регулирующей впрыск, представляет собой простой профиль скоростей. По утверждению разработчиков, технология ДВ может применяться как на маленьких, так и на больших ТПА.

В процессе ДВ успешно отливаются детали с толщиной стенки 1,2 мм и сердцевиной, занимающей более 50% объема детали. Как и в любом коинжекционном процессе, технология ДВ лучше всего пригодна для деталей с простой геометрией. Кроме того в процессе ДВ нельзя применять материалы с разной температурой переработки, т.к. полимеры проходят через один цилиндр и одно сопло, а также технология ДВ не может быть использована при работе на горячеканальных пресс-формах и при селективном литье.

Технология Twinshot была разработана для изготовления деталей с оболочкой из первичного материала и сердцевиной из вторички или специальных материалов. С помощью этой технологии можно выпускать детали с сердцевиной из дерево- и бумагонаполненного полипропилена. При эксплуатации в течение многих лет этого варианта технологии двойного впрыска применялись многие виды пресс-форм, различные типы полимеров, но от эксплуатационников не поступало никаких претензий.

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!

-->