Выбор пресс-формы

Выбор пресс-формы

Горячеканальные системы (ГКС) в пресс-формах уже давно являются нормой в переработке пластмасс за рубежом. Основным преимуществом применения ГКС является сокращение затрат на получение готовой продукции, выражающееся в возможности подвода впускного литника практически к любой части изделия, сокращении общего времени цикла литья изделия благодаря отсутствию необходимости остужать литник (литниковую систему), обеспечении безлитникового формования и связанного с ним отсутствия отходов и затрат по их переработке, что в совокупности уменьшает себестоимость изделия.

ГКС подразделяются на ГКС с внутренним (Cool-One) и ГКС с наружным (Hot-One) обогревом, иногда применяют смешанную конструкцию.

кулуанСистема Cool-One состоит из стандартных элементов, которые нагревают полимер изнутри при помощи распределительных теплоэлектронагревателей (ТЭНов), которые располагаются по центру разводящих литниковых каналов, а расплав полимера двигается вокруг него. Это создает кольцевой поток в изолированном слое затвердевшего пластика.

Во время первоначального запуска формы такая конструкция литниковой системы позволяет создать естественный изолирующий барьер из затвердевшего полимера, который образуется у наружной стенки разводящих литниковых каналов, что обеспечивает значительную экономию электроэнергии. Система Cool-One является самоуплотняющейся. Если изолирующий слой нарушается, этот участок автоматически заполняется порцией «свежего» расплава, который вновь создает необходимое уплотнение. Поэтому система Cool-One может эксплуатироваться месяцами и даже годами без дополнительной регулировки.

хот уанСистема Hot-One состоит из стального блока, называемого коллектором, внутри которого находятся распределительные каналы. Система эффективно нагревает расплав снаружи при помощи змеевиковых или залитых в горячеканальных втулках нагревателей, а также патронных или трубчатых нагревателей, располагаемых в коллекторе. Система Hot-One является т.н. системой полного цикла: большие объемы материала направляются непосредственно в коллектор и далее в обогреваемые литниковые втулки с одной или несколькими точками впрыска.

Эта система позволяет изготавливать изделия в широком диапазоне размеров; особенно она подходит для очень чувствительных к сдвигу при течении расплава наполненных материалов, а также эффективна при частой смене цвета пластмасс. Система Cool-One оптимальна для переработки ПЭ, ПП, а система Hot-One - для переработки конструкционных пластмасс АБС, ПА, ПК и т.д.

Установка ГКС в пресс-формы связана с большими затратами: покупка самой ГКС, приборов контроля температуры, дорогостоящих запасных нагревательных элементов и других узлов, возрастают расходы на электроэнергию. Кроме того, для обеспечения бесперебойной работы пресс-формы с ГКС необходимо ее регулярное и квалифицированное техническое обслуживание.

В особых случаях в изготавливаемых пресс-формах практически невозможно обойтись без ГКС. Это, в первую очередь, связано либо с необходимостью выпуска тонкостенных изделий из пластмассы, так как такая система облегчает впрыск пластмассы в пресс-форму, либо с проблемой производства массовых тиражей изделий из пластмассы.

ГКС особенно эффективны при литье тонкостенных изделий, применении многоэтажных пресс-форм, при использовании многогнездных пресс-форм для литья малогабаритных изделий, при изготовлении крупногабаритных деталей сложной геометрической формы (типа бампер) с несколькими точками впрыска или в случае отливки в одной пресс-форме двух и более деталей, различных по объёму.

Холодноканальные системы (ХКС) в пресс-формах существенно (а в случае многогнездных – в несколько раз) дешевле ГКС. ХКС более надежны, проще в эксплуатации и дешевле в обслуживании, чем ГКС. Однако, имеется единственный недостаток – наличие литника после каждого цикла литья. При этом его масса резко возрастает с увеличением количества гнезд в пресс-форме, а при производстве множества мелких деталей в одной пресс-форме, масса литника может даже превысить массу собственно готовых деталей. Кроме того, наличие массивного литника увеличивает время цикла литья, а также приводит к необходимости использовать ТПА с большим номинальным объемом впрыска.

пресс форма

ХКС обычно состоит из центрального литника, разводящих и впускных литников. Расположение и конфигурация впускных и разводящих литников должны обеспечивать наиболее короткий путь течения расплава, чтобы минимизировать потери тепла и давления при впрыске и обеспечивать одновременное и равномерное заполнение расплавом каждого гнезда пресс-формы. Для получения качественных изделий в многоместной пресс-форме ХКС должна быть предельно сбалансирована. Даже равной длины пути полимерного материала от сопла ТПА до формообразующих полостей каждого гнезда часто бывает недостаточно, и приходится применять специальные регуляторы потока полимера в разводящих литниках.

В этих случаях очень важен предварительный Mold-Flow анализ отливки, в котором ясно видны все особенности распределения потоков расплава в зависимости от конфигурации и параметров литниковой системы. Программные продукты способны на основании данных о материале, его наполнителях и геометрии литниковых каналов рассчитать время охлаждения изделия, обозначить места спаев, а также определить опасные застойные зоны или зоны возможного недолива материалом, распределения волокон по объему изделия, что в особенности важно для материалов, наполненных, например, стекловолокном. С помощью электронного анализа можно также избежать зон неравномерного распределения наполнителя при заливке пресс-формы, обеспечить качество поверхности будущего готового изделия и избежать слабых с точки зрения физико-механических характеристик частей отливаемой детали.

Среди наиболее распространенных ХКС применяются:

  • пальчиковый центральный литник для литья толстостенных отливок и переработки высоковязких нетермостабильных расплавов;
  • зонтичный, или шатровый литник для исключения спайных швов. Удаление такого литника сопряжено с дополнительной механообработкой;
  • точечный впускной литник;
  • щелевой литник для изготовления плоских отливок с минимальным внутренним напряжением и короблением. Ширина щелевого литника, - - равная ширине отливки, выравнивает фронт потока;

Конструкция ХКС оказывает большое влияние на процесс уплотнения расплава в изделии. При этом самыми важными факторами, влияющими на уплотнение изделия, являются толщина впускного литника (определяется диаметром вписанной в его сечение окружности), его длина, а также конструкция области перехода от разводящего литника к впускному. Если в пресс-форме применяется комбинированная литниковая система, которая содержит как горячеканальные, так и холодноканальные литники, процесс уплотнения определяется конструкцией холодноканальной части.

Важную роль в пресс-форме играют также системы сброса готовых изделий, будь то механические, пневматические или их комбинации друг с другом. В случае особо сложных отливок выемка изделий осуществляется только вручную или при помощи робота-манипулятора. Наиболее часто в качестве механических выталкивателей используются:

  • Выталкивающие плиты
  • Стержневые толкатели
  • Плоские толкатели
  • Трубчатые толкатели

В случае, если изделие имеет поднутрения, то для съема с них могут применяться сдергивание изделий, складывающиеся знаки или пуансоны, свинчивание изделий либо вывинчивание знаков. Каждый из этих методов имеет свои ограничения, сдергивание возможно только при небольших поднутрениях на мягких полимерах (типа полиолефинов), а свинчивание возможно только при наличии резьбы, причем вывинчивание резьбовых знаков может осуществляться как вручную после снятия отливки вместе с оформляющим резьбу знаком, так и автоматически при раскрытии пресс-формы с помощью пневмо-, электро- или механического устройства, интегрированного в конструкцию пресс-формы. В случае, если наружная резьба находится в плоскости разъема пресс-формы, для ее оформления не нужен свинчивающийся знак, она оформляется матрицей и пуансоном.

От сложности конфигурации изделия и выбора полимерного материала зависит система охлаждения пресс-формы, которая обычно состоит из множества прямых, кольцевых или спиральных каналов для охлаждающей жидкости (водопроводной или термостатированной воды, масла или раствора гликоля). Для повышения качества отливки в разных контурах охлаждения пресс-формы охлаждающая жидкость может иметь разную температуру.

Необходимо учитывать, что при быстром охлаждении в изделии из пластика возникают большие внутренние напряжения, поэтому при высоких температурах эксплуатации таких изделий возникает вторичная усадка и, как результат, коробление.

формаВыбор конструктивного решения системы термостатирующих каналов должен учитывать, что эффективная площадь их поверхности должна быть не менее охлаждаемой площади оформляющих поверхностей пуансона или матрицы, а расположение каналов охлаждения и направление потока хладагента от более нагретых частей пресс-формы к менее нагретым должны обеспечивать по возможности равномерное охлаждение оформляющих компонентов пресс-формы. Для увеличения эффективности охлаждения отдельных участков пресс-формы, где невозможно выполнить сквозной канал, могут применяться специальные узлы. В труднодоступных местах, где подвести жидкость не удается, для улучшения отвода тепла можно применять вкладыши из материала с высокой теплопроводностью (например, из меди).

Система направляющих и центрующих элементов формы, состоящая из комплекта направляющих втулок и колонок, разного рода зацепов, ползунов, центрирующих плит и т.п., предназначена для правильного и четкого смыкания полуформ и получения качественных изделий с правильной геометрией без грата (облоя).

В случаях, когда деталь имеет большие размеры, но маленький вес, например складные ящики, различные пластиковые рамки, CD и DVD боксы и т.д., применяются двухэтажные пресс-формы. Это высокоточные пресс-формы, используемые в массовом производстве. Двухэтажные пресс-формы представляют собой специальные конструкции, которые позволяют удваивать число формующих полостей при незначительном увеличении требуемого усилия смыкания. Оно достигается с помощью введения второй линии разъема, по которой формующие полости располагаются задней стороной встык с задней стороной формующих полостей, расположенных по первой линии разъема.

Данный способ производства пресс-форм позволяет второй группе формующих полостей не увеличивать проектную площадь, на которую воздействует давление расплава при открытии узла смыкания пресс-форм. Кроме того, при увеличении количества формующих полостей можно использовать гораздо меньшую основу пресс-формы, но в этом случае зачастую требуются специальные конструкции литьевых машин с удлиненным узлом смыкания.

Большинство двухэтажных литьевых форм заполняется с помощью ГКС. Расплав подается из сопла литьевой машины через центральный литник в коллектор ГКС, распложенный между двумя линиями разъема. Коллектор распределяет расплав по формующим полостям вдоль обеих линий разъема. При открытии формы центральный литник отделяется от сопла литьевой машины, поскольку он остается соединенным с коллектором ГКС.

Позвоните 8 800 201 21 64 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!

-->