Нагрев термопластавтомата

12.12.2017

ТЭНы для ТПА

Термопластавтомат (ТПА) — инжекционно-литьевая машина, применяемая для изготовления деталей из термопластов методом литья под давлением.

Литье под давлением используется для изготовления широкого спектра деталей, от небольших компонентов, таких как батарейные коробки AAA до крупных компонентов, таких как панели кузова. Как только компонент спроектирован, изготавливается пресс-форма и прецизионная механическая обработка для формирования с целью достижения желаемой детали. Литьевое формование происходит, когда термопластичный или термореактивный пластмассовый материал подают в нагретый цилиндр, смешивают и вставляют в полость металлической пресс-формы, где он преобразовывается, охлаждается и затвердевает перед удалением.

Пресс форма

Пресс-форма и штамп используются взаимозаменяемо, чтобы сформировать материал, применяемый для производства пластиковых деталей. Они обычно изготавливаются из предварительно закаленной стали, алюминия и / или бериллиево-медного сплава. Закаленные стальные формы являются наиболее дорогостоящими, но обеспечивают пользователю долгий срок службы и компенсируются большим числом изготовленных деталей. Для небольших объемов производства или изготовления компонентов средней промышленности предварительно закаленные стальные формы можно заменить на менее износостойкий и менее дорогостоящий вариант.

Самые экономичные формы изготавливаются из алюминия. При проектировании и изготовлении с использованием станков с ЧПУ или процессов механической обработки электрического разряда эти формы могут экономично производить от десятков тысяч до сотен тысяч деталей. Обратите внимание, что бериллиевая медь часто используется в областях формы, которые требуют быстрого охлаждения по той причине, что быстро прогреваются и получают наивысшие температурные воздействия на протяжении длительно времени.

Литье под давлением

В процессе литьевого формования используется гранулированный пластик, который под действием силы тяжести подается из бункера. Шнековый плунжер заставляет материал перемещаться в нагретую камеру, называемую стволом, где он плавится. Плунжер продолжает продвигаться, подталкивая полимер через сопло на конце цилиндра, которое прижимается к пресс-форме. Пластмасса входит в полость формы через систему ворот и направляющих. После заполнения полости удерживающее давление поддерживается для компенсации усадки материала при охлаждении. В это же время винт поворачивается так, что следующая подача материала перемещается в нужный отдел и приобретает необходимое положение. Поскольку форма поддерживается холодной, пластик затвердевает вскоре после ее заполнения. После того, как деталь внутри пресс-формы полностью охладится, происходит открытие пресс-формы, и деталь выталкивается. Следующий цикл литьевого формования начинается в тот момент, когда пресс-форма закрывается, и полимер впрыскивается в ее полость.

Материалы

В настоящее время доступны многие типы термопластичных материалов. Выбор зависит от конкретного приложения. В перечисленных ниже термопластах показаны некоторые из наиболее распространенных материалов, которые используются:

  • Нейлон;

  • Поликарбонат;

  • Акрил;

  • Полипропилен;

  • Полиэтилен;

  • Акрилонитрилбутадиен-стирол;

  • Термопластичные эластомеры;

  • Полифениленсульфид PPS;

  • Полиэфирсульфон;

  • Полиэфирэфиркетон PEEK;

  • Фторполимеры;

  • Полиэфир Imide PEI;

  • Полифениленоксид PPO;

  • Полиуретаны PUR;

  • Полифталамидный PPA.

Для того чтобы производить качественные изделия пластикового происхождения с помощью ТПА нужно не только иметь в наличии специализированное оборудование и необходимый материал из которого будут изготавливаться изделия, но также очень важно досконально понимать все процессы литьевого течения и уметь предотвращать все возможные дефекты. Одной из самых распространенных и тяжелых проблем есть деформация стенок изготавливаемых деталей, о которой мы расскажем ниже.

нагрев термопластавтомата

ТЭНы для нагрева термопластавтомата

В качестве нагревательных элементов на разных участках оборудования применяют различный типы устройств. Термопластавтомат - это устройство, где нагрев необходим на всем пути следования полимера от гранул и до готовой продукции. На цилиндрические участки монтируются хомутовые и полухомутовые нагреватели. Ровные участки оборудования также требуют определенного нагрева, где можно установить плоские ТЭНы П образной или угловой формы.
Внутрь пресс формы для ровного прогрева применяют патронные или пальчиковые ТЭНы. Каждый из заявленных нагревателей производится под заказ, по размером и мощностью необходимой для вашего оборудования. 
Равномерный нагрев на протяжении всего производственного процесса - это гарантия качественного изделия.   

Толщина стенок готовых изделий и причины деформации

В качественное выполнение отдельных деталей немаловажную роль выполняет толщина стен изделий и их однородность. При несоблюдении правильного выполнения литьевых процессов в выполнении деталей с разными стенами есть очень высокая вероятность получения неисправимых дефектов.

Экономия затрат максимальна, когда компоненты имеют минимальную толщину стенки, если эта толщина соответствует функции детали и соответствует всем требованиям к заполнению форм. Как и следовало ожидать, детали с тонкими стенками быстрее охлаждаются, это означает, что время цикла меньше, что приводит к выработке большего количества деталей в час. Кроме того, тонкие детали требуют использовать весить меньше пластика. В среднем толщина стенки литой под давлением детали составляет от 2 мм до 4 мм (от 0,80 до 1,60 дюйма). Тонкая литьевая формовка стен может создавать стены толщиной до 0,5 мм (0,020 дюйма).

Изделия со стенкой одинаковой толщины позволяют легче заполнять полости формы, так как расплавленный пластик не нужно принудительно вводить в ограниченные изменения по мере его заполнения.

Если стены не однородны, тонкая секция остывает быстрее, а затем, постепенно охлаждается и сжимается толстая секция, которая создает напряжения вблизи граничной области между ними. Тонкая секция уже затвердела и не видоизменяется. А вот толстый участок создает давление, приводит к деформации или скручиванию детали, в связи, с чем на изделии могут появляться трещины.

Сложные проблемы усадки могут быть вызваны пересечением стен, которые не однородны по толщине стенки. Примеры могут включать ребра или любые другие проекции номинальной стены. Поскольку более толстые стенки затвердевают медленнее, площадь, к которой они прикреплены, будет уменьшаться по мере сгибания проекции. Это может привести к затоплению уже готовой стенки или стыка стен. Такая усадка может быть сведена к минимуму, если поддерживать толщину ребра между 50 и 60 процентами стен, к которым они прикреплены.

Динамика тонких и толстых секций и их время охлаждения также создает деформацию. Как и следовало ожидать, по мере того, как толстая секция охлаждается, она сжимается, а усадочный материал образуется в незакрепленных областях, что заставляет деталь деформироваться.

Другие причины деформации могут включать условия процесса формования, давления впрыска, скорости охлаждения, проблемы с упаковкой и температуры пресс-формы. Для достижения наилучших результатов следует следовать рекомендациям производителей смол.

Применение ребер для предотвращения деформации стен. Ребра используются в конструкции для увеличения жесткости при изгибе детали без добавления толщины. Ребра увеличивают момент инерции, что увеличивает жесткость изгиба.

Изгибная жесткость = E (модуль изначальной жесткости материала) x I (момент инерции)

Толщина ребра должна быть меньше толщины стенки, чтобы минимизировать эффекты погружения. Рекомендуемая толщина ребра не должна превышать 60 процентов от номинальной толщины. Кроме того, ребро должно быть прикреплено с угловыми радиусами.

Высота ребра должна быть меньшей в три раза по сравнению с высотой стенки.  Лучше использовать несколько ребер, чтобы увеличить жесткость при изгибе, чем использовать очень высокое ребро.

Ребро должно быть ориентировано таким образом, чтобы обеспечить максимальную жесткость при изгибе детали. Обращая внимание на геометрию детали, дизайнеры должны осознавать ориентацию ребра на изгибную нагрузку.

Таким образом, становится понятно, что работа ТПА очень сложный и тонкий процесс. Учитывая все нюансы производства литьевых деталей можно достичь высокой точности их произведения, но для этого понадобиться уделить много времени и внимания.

Последние статьи:

Гранулятор полимеров
Промышленный нагрев
Гранулятор полимеров
Гранулятор полимеров  — это устройство способное превратить пластиковые отходы в прибыльны...
01-10-2018
Нагрев пресс форм
Промышленный нагрев
Нагрев пресс форм
Качество пластикового изделия напрямую зависит от температурного режима, при котором изготавливался ...
17-09-2018
Типы и принцип работы экуструдера
Промышленный нагрев
Типы и принцип работы экуструдера
Экструзия относится к одному из основных методов обработки пластиковых материалов по производству ра...
15-09-2018

Возврат к списку


Задать вопрос