Технология Push-Pull Injection Molding для литья пластмассовых изделий.
Технология Push-Pull Injection Molding (PPIM) представляет собой способ приложения вибрационных усилий к расплаву полимера для создания эффекта ориентации в расплавах, содержащих волокна, или в расплавах кристаллизующихся полимеров. В этом процессе расплав подается из двух узлов впрыска, расположенных напротив друг друга, при этом создается возвратно-поступательное движение расплава в процессе впрыска и затвердевания. В результате этого процесса молекулы и волокна ориентируются в продольном направлении, что позволяет получать пластмассовые изделия с заданной ориентацией. Это также минимизирует образование линий спая, предотвращает возникновение пустот, трещин и микропористой структуры в пластмассовых изделиях большого размера.
Описание технологического процесса
Он был представлен компанией Klockner Feiromatik Desma на выставке. Как показано на рис. 7.47, для реализации этой технологии в систему добавляют второй узел впрыска, а пресс-форма имеет два места впуска. Основной узел впрыска подает расплав в полость через один из впускных литников. Происходит заполнение формующей полости таким образом, что избыточный расплав попадет во второй узел впрыска, в котором шнек отодвинут на 10-15 мм, чтобы освободить пространство для расплава. Затем процесс происходит в обратном направлении, то есть расплав под действием второго узла впрыска подается обратно в формующую полость, после чего цикл повторяется.
При перемещении расплава в прямом и обратном направлениях в литьевой форме возникает ориентация молекул, которая непрерывно создается и последовательно фиксируется по мере затвердевания расплава от внешних слоев по направлению к разогретому расплаву в центре. Поддерживая расплав полимера в состоянии постоянного перемещения, удается создать в отливке ориентированную структуру по всему объему. Если литьевая форма имеет сложную геометрию и потоку расплава приходится обтекать препятствия, то перемещение расплава создает лучшее смешение в зонах «завихрения» перед ними.
Рис. 7.47. Технология литья под давлением с прямым и обратным перемещением расплава: 7 — основной узел впрыска; 2 и 3 — центральные литниковые каналы; 4 — дополнительный узел впрыска; 5 — литьевая форма
Стандартное число циклов возвратно-поступательного перемещения расплава равно 10. Частота вращения шнеков обоих узлов может варьироваться для генерации различных давлений внутри формующей полости. Очевидно, что цикл впрыска в данном процессе имеет большую длительность, чем цикл при использовании традиционной технологии. Однако поскольку постепенное затвердевания расплава происходит в процессе движения, то суммарное время на заполнение и уплотнение приблизительно равно длительности этих двух стадий.
Модификация ранее упомянутой системы путем добавления двух дополнительных узлов впрыска и четырех впускных литников была разработана для получения пластмассового изделия с изотропными свойствами. Процесс изменения направления давления в расплаве происходит в двух взаимно перпендикулярных направлениях за счет попеременного открывания противоположных впускных литников. Другие варианты данной технологии включают в себя стадию дегазации, изменение длительности циклов и последовательности открывания впускных литников для компенсации градиентов охлаждения, а также использование азота для отливки полых пластмассовых изделий (аналогично литью с газом). В качестве примера на рис. 7.48 и 7.49 приведен элемент стабилизатора автомобиля, изготовленный по технологии, использующей одновременно и PPIM, и литье пластика с газом. До впрыска газа было совершено шесть циклов возвратно-поступательного движения.
Преимущества и недостатки
Недостатки и преимущества технологии PPIM идентичны тем, которые описаны для технологии LFIM.
Рис. 7.48. Автомобильный стабилизатор. Используемый материал армированный ПА с 50%-ным содержанием наполнителя (короткие стекловолокна) (с разрешения Structoform GmbH)
Рис. 7.49. Элемент стабилизатора автомобильный
Используемый материал ароматический ПА с 50%-ным содержанием наполнителя (короткие стекловолокна) (с раз-1 Structoform GmbH)
Материалы
Для данной технологии хорошо подходят ПА армированные стекловолокном. В результате получаются пластмассовые изделия с большей на 30% жесткостью в продольном направлении.
Кроме того, технология PPIM может использоваться для литья частично кристаллизующихся полимеров и этих же полимеров, армированных стекловолокнами. Повышенная степень ориентирования частично кристаллизующихся полимеров приводит к дополнительному увеличению прочности при растяжении на 150% и ударной вязкости на 250%, согласно данным, опубликованным производителем материала . В других применениях удастся устранить анизотропию механических свойств жидкокристаллических полимеров, делая их ортотропными.
Рис. 7.50. Рама иллюминатора, изготовленная из жидкокристаллического полимера по технологии PPIM (с разрешения Klokner Ferromatik)
Типичные варианты применения
Возможно применение данной технологии для изготовления пластмассовых деталей автомобилей, а также компонентов для аэрокосмической и пластмассовые изделия для электронной промышленности. На рис. 7.50 в качестве примера приведена рама иллюминатора, изготовленная из жидкокристаллического полимера но технологии PPIM. Кроме того, технология PPIM имеет определенный потенциал для литья под давлением с добавлением порошковых материалов из металла или керамики.
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020