Выбор термопластавтомата

Выбор термопластавтомата

После того, как произведен выбор полимерного материала и конструкции пресс-формы, следующим шагом производства должен быть правильный выбор ТПА. В целом, на выбор оборудования будут влиять различные факторы – способ изготовления изделия, габариты пресс-формы, цена оборудования, его качество, срок службы, удобство в обращении и многое другое.

Учитывая, что производственное и технологическое оборудование - основа бизнеса компании, к выбору его поставщика необходимо относиться чрезвычайно тщательно. Помимо самого оборудования, в комплекс необходимых для компании услуг входит доставка, наладка, сервис, техническое обслуживание.

Термопластавтоматы имеют ряд основных параметров, по которым и осуществляется выбор того или иного ТПА для различных изделий:

Один из основных параметров ТПА - усилие запирания (тс или kN). Величина усилия смыкания обычно выносится производителем термопластавтоматов в маркировку каждого конкретного ТПА. Она должна быть такой, чтобы при впрыске материала в форму и выдержке его в ней под давлением, усилие запирания не позволило произойти раскрытию формы под давлением расплавленного материала на стенки пресс-формы.

Для расчета необходимого усилия запирания пресс-формы существует формула:

F = P x S x N, где
F — усилие запирания ТПА;
Р — удельное давление расплава внутри пресс-формы (справочные данные для каждого конкретного материала);
S — площадь проекции изделия (т.е. проекция изделия на плоскость, относительно которой будет осуществляться смыкание-размыкание пресс-формы);
N — количество гнезд пресс-формы.

Удельное давление в пресс-форме зависит от следующих факторов:

1) вид термопласта (температура переработки, вязкость, физические свойства);
2) конфигурация изделия (путь течения расплава, соотношение пути течения расплава к толщине стенки изделия и т. д.);
3) расположение литников и количество гнезд.

5555При больших путях течения или очень малых толщинах стенок изделия может понадобиться гидроаккумулятор, что также нужно учесть в комплектации машины. Однако на практике усилие запирания, необходимо выбирать с запасом, против расчетного на 10-15%, чтобы исключить износ (или поломки) деталей ТПА из-за перегрузки гидросистемы в ходе эксплуатации. Кроме того, практика показывает, что за счет конструктивной особенности приводов, ТПА с коленно-рычажным механизмом запирания обеспечивают примерно на 10% большее усилие запирания по сравнению с гидравлическими термопластавтоматами.

Другим важным параметром ТПА является масса (г) или объем впрыска (см3).

Эти параметры определяются массой изделия, гнездностью формы, массой литников, видом материала и зависят от диаметра шнека. Чем выше диаметр шнека термопластавтомата, тем выше теоретические масса и объем впрыска, и меньше давление впрыска, которое может развить ТПА.Теоретический объем впрыска ТПА не равен реальному, то есть тому объему расплава, который может быть подан в полость формы. Разница между теоретическим и реальным объемами впрыска, возникающая в результате собственной сжимаемости и монолитизации расплава, а также разного рода утечек, может достигать до 25%.

Таким образом, реальный объем впрыска ТПА V = 1,25 x Vтеор. (см3).

Еще один параметр ТПА, называемый расстояние между колоннами (иногда: расстояние между колоннами в свету) определяет габаритный размер пресс-формы, которую можно установить на данный ТПА, а также наличие некоторых элементов их конструкций (например, наличие гидростержней).

сссРазмеры А и Е - расстояние между колоннами в свету. Поэтому в случае необходимости использования крупногабаритных пресс-форм возможным оптимальным вариантом будет выбор бесколонных ТПА.

При выборе марки ТПА необходимо учитывать также параметры его пластикационного узла, а именно шнека. Конструкция и размеры шнеков существенно зависят от физико-химических свойств перерабатываемых ПМ и реологических особенностей их расплавов.

В связи с этим выделяют три группы шнеков. Первая - предназначена для переработки кристаллизующихся и аморфных термопластов (ПЭ, ПС, ПММА и др.), вторая - для термопластов кристаллических с повышенной температурой и коротким периодом плавления (ПА, ПФ, и др.) и третья группа - для материалов с низкой термостабильностью и склонностью к деструкции (ПВХ, ПЭТ). Слишком короткий шнек несет опасность подготовки негомогенного расплава, в частности при переработке вторичного материала, или неравномерность окрашивания материала при добавлении в него красителей. Слишком длинный шнек может создавать проблемы, касающиеся достижения желаемого профиля температур, так как на длинном шнеке увеличивается доля теплоты трения, или проблемы, связанные с деструкцией подверженных термическому разложению материалов.

Как правило, соотношение длины к диаметру шнека (L/D, L : D) находится в пределах от 15 до 25. Для термически восприимчивых термопластов (ПВХ, ПОМ) используются специальные шнеки, геометрия которых специально адаптирована для каждого вида пластиков.

При подборе пластикационного узла и узла впрыска необходимо учитывать свойства материалов, которые предполагается перерабатывать на данном ТПА. Если это, к примеру, полиамид, особенно с абразивными наполнителями (стекловолокно, минералы и т. п.), то обязателен шнек с высокой износоустойчивостью, так называемый «бронированный» шнек, а при наполнении материала стекловолокном в количестве более 30% - еще и «бронированный» цилиндр. Если не учесть этого обстоятельства, то износ пары «шнек — цилиндр» может быть довольно значительным, что выразится, например, в снижении давления впрыска из-за обратного просачивания расплава и, как следствие, непроливаемости изделия.

Особенности переработки поликарбонатов и других высоковязких материалов требуют дооснащения узла пластикации высокомоментным двигателем.

Еще на выбор марки ТПА влияют такие его показатели, как 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 и диапазон температур инжекционного цилиндра.

Объемная скорость впрыска – важнейший параметр для получения качественных изделий при литье пластмасс. Он определяет скорость, с которой полимер заполняет форму, влияет также на механическую деструкцию полимера, возникающую при заполнении пресс-формы. В связи с этим объемная скорость впрыска должна быть такой, чтобы для заполнения литниковой системы и оформляющей полости формы требовались сравнительно небольшое давление литья, формировалась структура полимерного материала изделий, обеспечивающая удовлетворительные показатели качества и не происходила существенное разложение полимера. Например, для изготовления тонкостенных изделий (толщиной 0,2—1 мм) требуются высокие скорости впрыска.

Давление литья, необходимое для заполнения полости пресс-формы и литниковой системы, в каждом конкретном случае зависит от конструкции изделия и пресс-формы, свойств перерабатываемого ПМ, технологических особенностей переработки. Давление литья оказывает влияние на качество получаемых изделий. Для переработки большинства полимеров на термопластавтоматах с предварительной пластикацией достаточным является давление до 100 МПа, для переработки высоковязких полимеров, как правило, необходимо давление 120-200 МПа. При литье тонкостенных изделий из полимеров большой вязкости требуются высокие давления впрыска. Таким образом, параметром литьевой машины служит максимальное давление (давление литья), необходимое для заполнения формы. На современных ТПА давление литья равно 60-200 МПа.

Площадью литья называют проекцию поверхности детали на плоскость разъема пресс-формы. Для многогнездных (многоместных) литьевых форм это – сумма площадей проекций всех деталей в форме плюс площадь проекции литниковой системы (для холодноканальных пресс-форм). Площадь литья является одним из основных параметров термопластавтомата. Этот параметр оказывает влияние на усилие, необходимое для запирания форм, на габаритные размеры плит ТПА, а, следовательно, на массу и на цену литьевой машины.

ыыыыРасстояние между плитами и ход подвижной плиты зависит от ассортимента отливаемых изделий. Эти параметры определяют максимальную высоту формы и, следовательно, высоту изделия, которую можно получить на данной машине. Если необходимое открытие пресс-формы для извлечения изделия больше максимального хода подвижной плиты ТПА - нормальная работа этой пресс-формы на данном ТПА невозможна. Как правило, на современных ТПА максимально возможная величина высоты пресс-формы больше минимальной высоты примерно в 2,5 раза. При оптимальных значениях расстояний между плитами ТПА снижается масса формы, облегчается ее эксплуатация, отпадает необходимость в использовании специальных дополнительных плит в формах и т. д.

Быстроходность определяется количеством холостых (сухих) циклов в единицу времени. Этот параметр определяет сравнительную способность ТПА к использованию в условиях необходимости производства, например, тонкостенных изделий с короткими циклами (2-10 сек). В современных условиях производства тонкостенных изделий именно такие стадии литьевого цикла, как смыкание, размыкание формы и выталкивание изделий, являются определяющими.

Под пластикационной способностью ТПА понимают производительность, которую может обеспечить инжекционный цилиндр по расплавленному полимеру. 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.

Задаваемая продолжительность пластикации в реальных производственных условиях зависит от свойств перерабатываемого полимера, которая определяет время охлаждения детали в пресс-форме до заданной температуры, которое, в свою очередь, зависит, толщины изделия, режима переработки, задаваемых параметров качества изделия. Поэтому фактическая пластикационная способность машины — величина условная и переменная.

Под производительностью ТПА понимается количество полимера, переработанного в изделия за единицу времени. На производительность влияют длительность цикла литья, эффективный фонд времени работы машины и объем впрыска за цикл. Ориентировочно определить производительность ТПА, которое при эффективном использовании должно работать круглосуточно, можно следующим образом. Определив объем производства N (тыс.шт.), и учитывая, что необходимое время на профилактику машины примерно составляет 3-4 дня в месяц, можно путем следующих расчетов определить производительность оборудования:

N :12 (месяцев) :26 (дней) : 24 (часа) = m (шт.) изделий/час.

Таким образом, производительность оборудования при условии автоматического изготовления изделий составляет m шт./час.

яяяПо расположению материального цилиндра и плоскости разъема пресс-формы ТПА подразделяются на горизонтальные, вертикальные и угловые.

Горизонтальные ТПА – наиболее универсальное и потому наиболее распространенное оборудование для изготовления изделий из пластмасс литьем под давлением. Оно обладает наиболее простой конструкцией и более удобно в эксплуатации. ТПА вертикального типа наиболее удобны при производстве некрупных (ориентировочно до 0,5 кг) деталей, в особенности с наличием арматуры. ТПА углового типа целесообразно использовать для литья крупногабаритных изделий, извлечение из пресс-формы которых представляет известные затруднения.

Производство изделий методом литья под давлением – это производство бесперебойное, т.е. способное производить изделия 24 часа в сутки с редкими остановками на государственные праздники и техническое обслуживание.

Необходимое количество термопластавтоматов определяется загруженностью производства, проще говоря, годовым (месячным) планом выпуска продукции, а также ассортиментом производимых изделий. Изделия можно производить как на разных термопластавтоматах, так и, меняя пресс-формы, производить несколько изделий поочередно на одном ТПА. В этом случае для повышения производительности труда за счет сокращения времени, затрачиваемого на снятие одной пресс-формы и установку другой, при условии большой номенклатуры несложных по форме изделий, рационально установить на ТПА стационарный блок со сменными вкладышами, которые состоят из матрицы и пуансона, легко и быстро вставляющимися в обойму блока; выталкивающую систему и систему охлаждения. Кроме всего прочего изготовление таких сменных вкладышей обходится дешевле, т.к. крепежные плиты и другие детали, обеспечивающие работоспособность пресс-формы, находятся в блоке.

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!

-->