Пресс-форма

Узел пластикации и впрыска показан на рис. 1. 11. Основные задачи узла пластика­ции заключаются в расплавлении полимера, сборе расплава в шнековои камере, впрыске расплава в формующую полость пресс-формы и поддержании давления выдержки в процессе охлаждения.

Основными элементами узла пластикации являются:

• бункер;

• шнек;

• кольцевые нагреватели;

• обратный клапан;

• сопло.

Бункер, кольцевые нагреватели и шнек имеют много общего с соответствующи­ми деталями части одношнекового пластицирующего экструдера, за исключением того, что шнек литьевой машины может совершать возвратно-поступательные дви­жения, обеспечивая накопление расплава и его впрыскивание в прессформу. Именно от этой характеристики происходит английское название шнека — reciprocating screw, — то есть совершающий возвратно-поступательное движение. Максимальный осевой ход шнека составляет величину, равную трем его диаметрам.

Хотя наиболее распространенным типом шнека, используемого в литьевых ма­шинах, является трехзонный шнек, осуществляющий пластикацию полимера, на этапе, следующем за расплавлением материала, в целях удаления летучих продуктов

Рис. 1. 11. Схематическое изображение узла пластикации: 1 — сопло; 2 — шнековая камера; 3 — обратный клапан; 4 — шнек; 5 — загрузочный бункер

В некоторых современных литьевых машинах осевой ход шнека может превышать величи­ну, равную трем его диаметрам.

и влаги нередко используются двухступенчатые шнеки со штуцером во второй зоне материального цилиндра.

Клапан расположен на конце шнека и способствует его действию в качестве поршня во время впрыска, не позволяя расплаву полимера перетекать обратно в ка­нал шнека при его осевом движении. Обратный клапан изображен на рис. 1. 11, а принцип его действия описывается в следующем разделе. Если используется кла­пан высокого качества, то в канал шнека при впрыске возвращается не более 5% рас­плава.

Сопло расположено на конце узла пластикации и в момент впрыска плотно при­жимается к литниковой втулке. Существуют сопла открытого и закрытого типов. Наиболее простым является открытое сопло; при его использовании достаточно обеспечить лишь минимальное давление впрыска.

Узел смыкания

Задача узла смыкания в литьевой машине состоит в том, чтобы открывать и закры­вать прессформу, а также обеспечивать плотное запирание прессформы, что исключает вытека­ние расплава при ее заполнении и в процессе формообразования. В современных машинах чаще всего используются узлы смыкания одного из трех наиболее распро­страненных типов: механический, гидравлический или комбинированный (соче­тающий первые два способа).

На рис. 1. 12 представлен рычажно-коленчатый механизм в положениях с откры­той и закрытой литьевой формой. Хотя эта система, по сути, является механическим устройством, она приводится в действие гидравлическим приводом. Преимущество использования рычажно-коленчатого механизма состоит в том, что к моменту пол­ного смыкания литьевой формы главные рычаги механизма располагаются по од­ной, осевой, линии, и в этом положении создается максимальное расчетное усилие смыкания.

Рис. 1. 12. Узел смыкания с коленчато-рычажным механизмом: / — задняя плита; 2 — рычажно-коленчатая система; 3 — подвижная плита; 4 — направляющая колонна; 5 — неподвижная плита; 6 — пресс-форма; 7 — гидравлический цилиндр

Рис. 1. 13. Гидравлический узел смыкания: / — клапан предварительного наполнения; 2 — бак с рабочей жидкостью; 3 — главный цилиндр; 4 — цилиндр возвратного хода; 5— цилиндр ускоренного хода; 6 — направляющая колонна; 7 — подача рабо­чей жидкости гидравлической системы

На рис. 1. 13 представлено схематическое изображение гидравлического узла смыкания в открытом и закрытом положениях. Преимущество гидравлической сис­темы заключается в том, что в любом положении пресс-формы достигается максимальное усилие смыкания, а также в том, что система может работать с литьевыми формами разных размеров, не требуя сложной регулировки.

Пресс-форма

Центральным звеном литьевой машины является прессформа. В литьевой форме расплав полимера распределяется по формующим полостям (гнездам), где изделию из пластмассы прида­ется необходимая конфигурация, расплав охлаждается и затвердевает, после чего происходит выталкивание готового изделия из пластика. Как показано на рис. 1. 14, пресс-форма изго­тавливается в соответствии со специальными требованиями и состоит из следую­щих деталей:

• центральный литниковый канал и система разводящих литниковых каналов (литников);

• впускной литник;

• формообразующая часть;

• система охлаждения;

• система толкания.Рис. 1.14  Пресс форма: 1 — толкатель; 2 — направляющая колонка; 3 — формующая полость отливка; 4 — плита выталкивателя; 5 — литниковая втулка; 6 — сопло; 7 — каналы охлаждения; 8 — фланец

При заполнении пресс-формы расплав проходит через центральный литни­ковый канал и распределяется в полости по системе разводящих литников, как пока­зано на рис. 1. 15.

Литниковая система, показанная на рис. 1. 15, а, является симметричной, таким об­разом все полости наполняются одновременно, и полимер поступает в них в одинако­вом состоянии. Недостатком такой сбалансированной системы является то, что расплав протекает по слишком длинному пути, что приводит к большим гидравлическим поте-

Рис. 1. 15. Схематическое изображение различных типов расположения литника

рям требует высокого давления. Но, с другой стороны, при использовании асимметричной системы литниковых каналов, показанной на рис. 1. 15, Ь, изготавливаемые изделия из пластика могут по­лучаться неодинакового качества. Равномерное заполнение формующих полостей может обес­печиваться с помощью литников различного диаметра. Применяются два типа систем лит­никовых каналов — холодные и горячие. Хо­лодные литники затвердевают и выталкивают­ся вместе с изделием, а затем удаляются после отделения отливки от прессформы. Пре­имущество холодной литниковой системы со­стоит в низкой стоимости используемой прессформы. Горячеканальная система поддерживает температуру полимера на уровне температуры плавления или выше ее. Расплав материала ос­тается в системе литниковых каналов после вы­талкивания изделия и впрыскивается в фор­мующие полости литьевой формы в следую­щем цикле. Существуют два типа горячихканалов — с внутренним и с внешним обогревом литников — формующие полости вом. При внешнем обогреве нагревающий эле­мент окружает литник, при этом полимер в канале не изменяет своей температуры. При внутреннем обогреве нагревающий элемент размещается в центре литникового канала. В этом случае полимер, находящийся ближе к нагревателю, остается в расплавленном состоянии, тогда как по краям литника он может даже затвердевать. Несмотря на значи­тельное удорожание пресс-форм, использующих горячеканальные системы, в случае их ис­пользования достигаются такие важные преимущества, как отсутствие заусенцев. Кро­ме того, при использовании горячеканальных прессформ необходимое давление гораздо ни­же, чем в случае холодноканальных.

При литье пластмасс под давлением крупногабаритных изделий из пластмасс иногда используется цент­ральный литниковый канал, совмещенный с впускным литником (рис. 1. 16). Цент­ральный литник затем необходимо обрезать, а поверхность изделия часто требует дополнительной обработки. С другой стороны, применяются и точечные литники (см. рис. 1. 16) с сечением малого диаметра. Разводящие литники соединяют цент­ральный литник с формующими полостями пресс-формы. Отлитое в такой форме изделие из пластика легко отламывается от литников, при этом от литника остается только небольшой след в виде заусенца, а поверхность детали, как правило, не требует дополнительной обработки. Существует и иной тип впускных литников — пленочный литник, ис­пользуемый для того, чтобы устранить ориентацию расплава, а также кольцевые впускные литники, используемые для изготовления симметричных изделий, напри­мер, компакт-дисков (см. рис. 1. 16).

Рис. 1. 16. Схематическое изображение впускных литников различных типов: 1 — отливка; 2 — центральный литник; 3 — впускной литник; 4 — разводящий литник; 5 —дисковый впусксной