FirstMold Half Logo

Что такое литье под давлением? Руководство от экспертов с 20-летним опытом

Поделитесь этой статьей:
Автоматическая производственная линия для литья под давлением

Литье под давлением является краеугольным камнем услуг, предлагаемых компанией FirstMold, тщательно проработанным благодаря знаниям и опыту ветеранов отрасли, обладающих более чем 20-летним опытом. Эта статья - коллективный труд опытных мастеров - обещает превзойти ваши ожидания. Она состоит из двух сегментов: основы и передовые аспекты литья под давлением. Наша основная аудитория - новички и те, кто стремится углубить свои знания в области проектирования изделий, а также новички в этой отрасли. Для тех, кто ищет услуги литья под давлением, примеры из практики или цитаты, мы рекомендуем вам перейти по ссылке "Услуги по литью под давлением" для получения подробной информации.

Производство пластмассовых изделий методом литья под давлением
Производство пластмассовых изделий методом литья под давлением

Прежде чем погрузиться в тонкости литья под давлением, давайте задумаемся над вопросом: обращали ли вы когда-нибудь внимание на пластиковые изделия, которыми наполнена наша повседневная жизнь? Такие предметы, как бутылки для воды, компьютерные мыши и корпуса бытовой техники, встречаются повсеместно. Действительно, пластик - это, пожалуй, самый используемый материал в нашем современном мире. Сегодня мы расскажем о литье под давлением, ключевом игроке в производстве этих пластиковых изделий. Хотя существует огромное количество методов изготовления пластика, включая экструзию, выдувное формование, ротационное формование, 3D-печать и термоформование, литье под давлением занимает лидирующее положение по популярности и применению.

Что такое литье под давлением?

Объяснение литья под давлением

Литье под давлением использует тепловые свойства пластмасс. Процесс начинается с загрузки материалов в бочку из бункера. Нагревательное кольцо вокруг бочки расплавляет материалы. Внутри бочки вращается шнек, приводимый в движение внешним двигателем, который проталкивает и сжимает материал, проходя через его канавки.

Под воздействием внешнего нагрева и силы сдвига шнека материал постепенно пластифицируется, расплавляется и становится однородным. При вращении шнека силы трения и сдвига перемещают расплавленный материал к головке шнека. Тем временем шнек втягивается под действием реактивной силы материала, создавая в головке шнека пространство для хранения материала, чтобы завершить процесс пластификации.

Затем под действием высокой скорости и высокого давления поршня цилиндра впрыска расплавленный материал впрыскивается в полость пресс-формы через сопло. После нагнетания давления, охлаждения и застывания в полости пресс-форма открывается, и механизм выталкивания выпускает готовое изделие в виде квалифицированного товара.

Для новичков это может показаться сложным, поскольку здесь используется много специальной лексики. Более глубокое понимание можно получить, посмотрев предложенное ниже видео. Помните, что двумя важнейшими элементами, превращающими пластиковое сырье в готовые изделия, являются пресс-форма и термопластавтомат.

В этом видеоролике показан полный процесс литья под давлением

Краткая история процесса литья под давлением

Самая ранняя машина для литья под давлением была изобретена в 1872 году в США Дж. У. Хайаттом для решения проблем пластификации и формования смеси нитроцеллюлозы и камфоры. Это устройство, известное как "упаковочная машина" (патент США № 13329), стало поворотным моментом в истории производства.

В 1921 году Х. Бухгольц создал первую машину, которую можно было бы назвать литьевым прессом. Эта машина с ручным управлением плунжерного типа имела сходство с винтовыми прессами того времени.

К 1926 году Eckert и Ziegler выпустили первые серийные машины для литья под давлением. В этих машинах использовалось ручное смыкание пресс-форм, но был внедрен пневматический впрыск - значительное новшество. Приняв горизонтальную конструкцию, принципы дизайна этих первых машин продолжают оказывать влияние на современные технологии производства пластмасс.

Процесс литья под давлением в прошлом
Процесс литья под давлением в прошлом

Основы литья под давлением

Литьевая форма

В предыдущем обсуждении мы познакомились с двумя фундаментальными понятиями: пресс-форма для литья под давлением и термопластавтомат. Давайте сначала поговорим о литьевой форме.

Считайте, что пресс-форма для литья под давлением - это важнейший инструмент в процессе литья под давлением. В ходе этого процесса пластиковое сырье нагревается до расплавленного состояния и впрыскивается в литьевую форму. Желаемые пластиковые изделия получаются в результате охлаждения и застывания материалов внутри формы. Несмотря на то, что литьевые формы являются неотъемлемой частью процесса литья, некоторые компании владеют машинами для литья под давлением, но не производят свои формы. Такие компании часто покупают пресс-формы на стороне, чтобы сократить расходы, связанные с приобретением и производством оборудования для литья.

Пресс-форма для литья под давлением обычно состоит из нескольких компонентов:

  • Основание пресс-формы: Основная часть пресс-формы для литья под давлением, обычно изготавливаемая из материалов с высокой твердостью и износостойкостью (таких как сталь, алюминий, медь и т.д.), чтобы обеспечить срок службы пресс-формы.
  • Полость пресс-формы: Участок литьевой формы, где формируется пластмассовое изделие, обычно состоящий из полостей с определенной геометрией и размерами.
  • Система бегунков и ворота: Части литьевой формы, которые направляют расплавленный пластик в полость формы. Они изготавливаются из подходящих материалов (например, пластика или металла) для обеспечения плавного потока и предотвращения утечки.
  • Опорные и крепежные детали: Компоненты, поддерживающие пресс-форму и обеспечивающие ее точность. Они изготавливаются из соответствующих материалов, чтобы гарантировать прочность и стабильность.
  • Система охлаждения: Секция в литьевой форме, предназначенная для охлаждения и застывания расплавленного пластика. Обычно в него подается подходящая охлаждающая среда (например, вода или газ), чтобы предотвратить повреждение формованных деталей из-за перегрева.

По сути, пресс-форма для литья под давлением - это незаменимый инструмент в промышленном производстве, значительно повышающий эффективность, снижающий затраты и позволяющий изготавливать пластиковые изделия различных форм и размеров. Все изделия, требующие массового производства, опираются на пресс-формы, что ознаменовало начало промышленного развития и позволило пресс-форме получить титул "Матери промышленности".

В этой статье мы не будем слишком глубоко рассматривать литьевые формы, но вы можете перейти по ссылке "Литьевая форма" для получения более подробной информации.

Машины для литья под давлением

Термопластавтомат играет важнейшую роль в процессе литья под давлением, прежде всего нагревая пластик и оказывая высокое давление на расплавленный пластик, обеспечивая его впрыск и заполнение полости формы. Эта машина незаменима в процессе.

Существуют различные типы термопластавтоматов, которые классифицируются по структуре, типу пресс-формы и другим факторам. В мире существует множество известных производителей термопластавтоматов для пластмасс, таких как KraussMaffei, Demag и Husky. Для получения более подробной информации вы можете изучить статью "термопластавтомат" стр.

Учитывая разницу в точности и марке, стоимость термопластавтоматов может значительно отличаться, причем некоторые из них могут стоить сотни тысяч долларов. Поэтому для тех, кто нуждается в производстве изделий из пластмассы, оценка возможностей компании по набору оборудования, которым располагает производственное предприятие, является одним из распространенных способов оценить ее возможности.

Виды литья под давлением

Действительно, "литье под давлением" включает в себя множество процессов. Важно отметить, что когда мы обычно говорим "литье под давлением", мы, как правило, имеем в виду "литье пластмассы под давлением". Этот процесс наиболее часто встречается в более широкой области литья под давлением, в результате чего "литье пластмассы под давлением" часто сокращается до "литья под давлением". Вы также можете рассматривать "литье пластмассы под давлением" как "стандартное литье под давлением".

Давайте рассмотрим общие специализированные процессы литья под давлением:

ПроцессИспользуемый материалОбщие приложенияПояснение
Литье пластмасс под давлениемТермопластыПотребительские товары, автомобильные запчастиПлавит пластиковые гранулы и впрыскивает их в формы для формирования разнообразных деталей.
Жидкая силиконовая резина (LSR)СиликонМедицинские приборы, автомобильные компонентыВпрыскивает жидкий силикон в нагретые формы, затвердевая в гибкие и прочные детали.
Термореактивное литье под давлениемТермореактивные пластмассыЭлектрические изоляторы, Автомобильные деталиФормование термореактивных материалов, необратимо отверждающихся под воздействием тепла, для изготовления жаропрочных деталей.
Би-инъекция/многокомпонентнаяМногочисленные материалыСложные детали с множеством свойствОдновременное или последовательное впрыскивание различных материалов в одну пресс-форму для изготовления деталей из нескольких материалов.
Цифровая обработка света (DLP)Светоотверждаемые смолыПрототипирование, мелкосерийное производствоИспользуется свет для послойного отверждения смолы в сочетании с литьем под давлением для получения детализированных деталей.
Порошковое литье под давлением (PIM)Металлы, керамикаМедицинские, электронные, аэрокосмические компонентыСмешивание металлических или керамических порошков со связующим веществом, впрыскивание в формы, а затем спекание для придания прочности.
Литье пенопласта под давлениемТермопласты с вспенивающими агентамиАвтомобильная промышленность, упаковкаВпрыскивает пластик с пенообразующим веществом для создания легких деталей с пенопластовым сердечником.
Реактивное литье под давлением (RIM)Реагирующие полимерыАвтомобильные детали (бамперы, крылья), корпусаВпрыскивает химически активные вещества в форму, где они расширяются и затвердевают, превращаясь в большие и легкие детали.

В настоящее время FirstMold специализируется как на литье пластмасс под давлением, так и на литье силикона под давлением. В рамках литья пластмасс под давлением мы совершенствуем наши знания и опыт в таких специфических технологиях, как овермолдинг, двухшовное литье, литье со вставками и т. д. Каждый из этих процессов позволяет нам удовлетворять различные производственные потребности и спецификации продукции:

  • Овермолдинг позволяет соединить два разных материала, улучшая сцепление и эстетику.
  • Формование в два приема Эффективно создает сложные изделия из нескольких материалов или цветов за один процесс.
  • Формование вставки интегрирует металлические детали в пластиковые, обеспечивая повышенную функциональность и прочность.

Рабочий процесс литья под давлением

СценаОписание
1. Выбор материалаВыберите подходящий пластиковый материал в зависимости от специфических свойств и потребностей конкретной готовой детали.
2. Дизайн пресс-формыСпроектируйте пресс-форму, которая будет использоваться для придания пластиковому материалу нужной формы. Это включает в себя определение размера, формы и качества поверхности детали, а также размещение и дизайн любых элементов, таких как каналы или вентиляционные отверстия.
3. Изготовление пресс-формыСоздайте пресс-форму с помощью высокотехнологичных методов фрезерования, таких как ЧПУ, EDM или лазерная резка. Очень важно, чтобы пресс-форма, а также другие компоненты были изготовлены с высокими допусками, поскольку это гарантирует получение деталей правильного размера и высокого качества.
4. Настройка машины для литья под давлениемУстановите пресс-форму на термопластавтомат и задайте машине правильные настройки с учетом используемого материала и изготавливаемой детали. 
5. Цикл литья под давлениемПроцесс литья под давлением включает в себя нагрев пластика до достижения температуры плавления, после чего пластик вводится в пресс-форму. Затем материал охлаждается и переходит в твердое состояние.
6. Отделка деталейВ зависимости от типа создаваемой детали, она должна быть очищена, отполирована или иным образом доработана, чтобы придать ей особую привлекательность и общий вид. Могут быть выполнены такие работы по обратной связи, как сверление, покраска или маркировка.
7. Контроль качестваПроверьте готовую деталь, чтобы убедиться, что она соответствует стандартам качества, размера и производительности. Это может быть визуальный контроль, измерение размеров или проверка характеристик материала, таких как прочность и твердость.
Технологическая схема процесса литья пластмасс Firstmold
Технологическая схема процесса литья пластмасс Firstmold


Процесс литья под давлением включает в себя несколько важнейших этапов. Здесь я остановлюсь на шести этапах цикла литья под давлением. Обратите внимание, что на седьмом этапе цикл повторяется, и начинается новый цикл.

Зажим

Первая задача в процессе литья под давлением - закрыть пресс-форму или "зажать" ее настолько, чтобы пластиковый материал спрессовался в полости формы. Достаточно сильное усилие смыкания необходимо для того, чтобы пресс-форма выдержала давление, возникающее на этапе впрыска, и, таким образом, осталась прочно закрытой.

Инъекция

После того как форма зажата, пластиковый материал нагревается и достигает температуры плавления, а затем под высоким давлением подается в полость формы. Материал заливается в форму через литник - это отверстие в форме, через которое поступает материал.

Жилье

После того как пластиковый материал впрыснут в форму, его необходимо выдержать под давлением в течение некоторого времени, называемого стадией высадки. Это обеспечит полное формирование детали из формы после соответствующего охлаждения.

Охлаждение

После завершения этапа заливки форма охлаждается для затвердевания пластика. Мы должны очень точно контролировать процесс охлаждения, чтобы изделие охлаждалось равномерно и не появлялись такие дефекты, как коробление.

Открытие пресс-формы

После охлаждения и застывания пластикового материала форма открывается, и деталь выходит из нее. В процессе используются выталкивающие штифты, которые прикладывают силу, достаточную для выталкивания детали из формы, и передают усилие на деталь и извлекают ее из формы.

Выброс

Отделенный продукт удаляется из машины на этапе выталкивания, а излишки материала обрезаются.

Повторите

Затем цикл литья под давлением повторяется, чтобы снова изготовить дополнительные детали.

Если вас интересуют циклы литья под давлением, пожалуйста, нажмите на "циклы литья под давлением" для получения исчерпывающей информации.

Обычный цикл литья под давлением
Обычный цикл литья под давлением

Области применения литья под давлением

Область применения процессов литья под давлением может быть более понятной для вас, чем для меня. Да, большинство пластиковых изделий, часто встречающихся в жизни, могут быть изготовлены с помощью процесса литья. Несмотря на это, позвольте мне вкратце рассказать о 6 основных областях промышленного применения:

Для большинства отраслей промышленности имеет смысл найти наиболее прочный материал с наименьшими затратами для производства необходимой продукции. Являясь универсальной технологией производства, литье под давлением играет важнейшую роль в разработке и создании многих современных продуктов, от потребительских игрушек до деталей самолетов.

Еда и напитки

Пищевая промышленность и производство напитков в значительной степени полагаются на пластиковые материалы для изготовления упаковки и контейнеров для продуктов. Поскольку в этой отрасли должны соблюдаться строгие правила гигиены и безопасности, литье под давлением идеально подходит для удовлетворения различных требований, включая отсутствие BPA, сертификацию FDA, нетоксичность и правила безопасности GMA.

От небольших компонентов, таких как крышки для бутылок, до подносов, используемых в телевизионных обедах, литье под давлением обеспечивает универсальное решение для всех потребностей пищевой промышленности в упаковке и контейнерах.

Автомобильные запчасти

Для правильной работы многих деталей современных автомобилей требуется множество тщательно продуманных функций. По этой причине многие лидеры автомобильной промышленности обратились к литью пластмасс под давлением для разработки, планирования и производства необходимых им деталей. Типичными компонентами, изготавливаемыми методом литья под давлением, являются бамперы, приборные панели и более мелкие детали, такие как подстаканники и корпуса зеркал заднего вида.

Медицина и фармацевтика

Поскольку многие медицинские изделия должны быть ударопрочными, без пор и идеальной формы, этот процесс жизненно важен для медицинского и фармацевтического производства. Будучи массовыми производителями, медицинская промышленность может извлечь выгоду из сокращения сроков производства и доступных материалов при литье под давлением, получая при этом высококачественную продукцию медицинского назначения. Диапазон производимых медицинских и фармацевтических деталей простирается от бутылок для лекарств до компонентов рентгеновских аппаратов.

Товары для дома

Просто зайдя на кухню, вы наверняка найдете там изделия или детали, изготовленные методом литья под давлением. От посуды до строительных материалов, используемых в строительстве, - несомненно, без литья под давлением эта отрасль не достигла бы своего нынешнего уровня. Как и в других отраслях, инвестируя в массовое производство и поставки в глобальные торговые точки, товары для дома можно сделать более доступными.

Сельское хозяйство

Исторически сложилось так, что сельское хозяйство инвестировало в металлические детали, поскольку они обеспечивали долговечность. Теперь, благодаря появлению новых пластиковых материалов с такими характеристиками, как устойчивость к ультрафиолетовому излучению, ударопрочность и влагостойкость, предпочтение отдается усовершенствованным пластиковым вариантам.

Возможность создавать долговечные сельскохозяйственные продукты, способные противостоять неблагоприятным факторам, делает литье пластмасс под давлением очевидным для сельскохозяйственной промышленности, начиная от кормушек и заканчивая специализированными компонентами для уборки урожая.

Электроника

Хотя многие считают электронные компоненты в первую очередь металлическими механическими частями, работающими в основном на электричестве, использование корпусов из коррозионностойкого пластика для продления срока службы систем может повысить общую производительность. Как вы уже догадались, предпочтительным является изготовление корпусов методом литья пластмассы под давлением. Компьютерная мышь, которой вы сейчас пользуетесь, а также телевизор в вашей гостиной, скорее всего, имеют некоторые компоненты, изготовленные с помощью литья пластмассы под давлением.

Продукция Firstmold в области автомобилестроения и авиации
Продукция Firstmold в области автомобилестроения и авиации

Преимущества литья под давлением

По сравнению с другими процессами производства пластмасс литье под давлением обладает значительными преимуществами. Конечно, различные процессы производства пластика хорошо работают в определенных сценариях, например, выдувное формование лучше всего подходит для изготовления бутылок. Давайте подытожим преимущества литья под давлением:

Преимущество в стоимости:

При литье под давлением единственным требованием является достаточная прочность рамы машины, чтобы выдержать вес материала, пресс-формы и рамы и предотвратить утечку материала при достаточном усилии смыкания. Кроме того, в процессе литья на материал практически не воздействуют внешние силы, за исключением естественной силы тяжести. Это обеспечивает удобство обработки и производства, короткие циклы и низкую стоимость.

Преимущество качества:

Изделия, изготовленные методом литья под давлением, имеют более стабильное качество и структуру на протяжении всего производственного процесса, так как в них не возникает внутренних напряжений.

Преимущество в гибкости и универсальности:

Удобство изготовления машин и пресс-форм делает их особенно подходящими для производства нескольких сортов и небольших партий при разработке новых продуктов.

Персонализация и преимущество дизайна:

Литье под давлением позволяет легко менять цвет изделий и создавать полые конструкции. Поверхностная обработка может включать узоры, эффекты дерева, камня и металла, что отвечает требованиям современного потребителя к персонализированным изделиям.

Материалы для литья под давлением

Существует огромное количество материалов для литья, каждый из которых предназначен для определенных целей. Сюда входят стандартные материалы, такие как PC-ABS, и специальные материалы, такие как PEEK, поддающийся литью под давлением. Я настоятельно рекомендую нажать на "материалы для литья под давлением", чтобы понять, как различные материалы работают при литье под давлением.

Далее мы дадим дизайнерам изделий несколько советов по выбору материалов для их конструкций.

Для каждой детали, которую вы проектируете, выбор материала должен быть обдуманным. В этом контексте необходимо тщательно продумать полезность, эффективность и стоимость детали. Выбор материала всегда напрямую связан с областью применения детали.

Обратное мышление поможет найти подходящий материал для вашей детали.

Вот несколько полезных вопросов, которые помогут вам при выборе материала:

  • Для чего будет использоваться деталь?
  • Какую нагрузку он выдержит?
  • Превышает ли его стоимость бюджет?
  • Где он будет размещен?

Рассмотрите следующие критерии, чтобы понять, какие факторы являются приоритетными для выбранного вами материала:

01. Расположение

Вы должны учитывать, где будет находиться ваша деталь: снаружи, внутри, под капотом, в темном, влажном помещении или где-то еще.

02. Температура

Температура имеет решающее значение при выборе материалов. Будет ли изделие храниться в холодильнике или в очень теплом или жарком месте?

03. Lifecycle

На какой срок службы вы рассчитываете? 5 лет, 25 лет или дольше?

04. Гарантия

Подумайте о гарантии. Особенно это касается автомобильной промышленности, вы должны подумать о стоимости гарантии, если детали выйдут из строя спустя годы.

05. Ограничения по стоимости

Существует два различных типа материалов. Вы можете приобрести товарные пластики (например, полиэтилен высокой плотности или полипропилен), которые обычно имеют высокую плотность, не нагреваются, легко доступны и относительно дешевы.

Вторая категория - инженерные пластики, включая такие материалы, как PEEK и PEI. Они гораздо дороже и их сложнее найти, но они выдерживают высокие температуры и отличаются прочностью.

06. Эстетические требования

Должна ли деталь быть полностью прозрачной или иметь определенный цвет? Если ваша деталь должна соответствовать другим деталям в сборке, может потребоваться подбор цвета.

После того как вы ответили на эти вопросы, вы можете рассмотреть несколько вариантов материалов. Рассмотрим ряд вопросов, которые помогут еще больше сузить круг материалов:

07. Функциональность дизайна

Подумайте о машиностроительных аспектах детали. Должна ли она быть гибкой, сжимаемой, скрепляемой и т. д.? Требуется ли ей прочность на разрыв (то есть ее нельзя разорвать)?

08. Соответствие

Добавление определенных требований может быстро увеличить стоимость детали, поэтому важно оценить, что необходимо, а что может быть излишним.

Должна ли ваша деталь быть безопасной для пищевых продуктов и соответствовать требованиям FDA? Или она должна быть медицинского класса, соответствовать требованиям ISO, электротехническим нормам и т. д.?

Несколько представительных пластиковых материалов
Несколько представительных пластиковых материалов

Покрытия и отделка

Обработка поверхности литых под давлением деталей, в основном обработка поверхности пластмасс, является важнейшим этапом. С помощью физических или химических методов на поверхности материала образуется слой с одним или несколькими специальными свойствами, улучшающими внешний вид, текстуру и функциональность изделия.

Распыление

Распыление предполагает использование пистолетов-распылителей для распыления краски и нанесения ее на заготовку. Процесс выглядит следующим образом: Формованные детали → грунтовка → сушка → верхний слой → сушка.

  • Плюсы: Насыщенные цвета; возможность обработки сложных структур; масштабируемость для массового производства; высокая прозрачность и блеск.
  • Cons: Высокая стоимость, не подходит для дешевых продуктов; сложный процесс, низкий выход.

NCVM

NCVM (Non-Conductive Vacuum Metallization) подразумевает нанесение пленки из металла и изоляционных соединений для получения металлического внешнего вида, не влияющего на беспроводную связь.

  • Плюсы: Подходит для различных пластиков; экологически чистый; альтернатива хромированию; идеально подходит для изделий 3C с передачей сигнала.
  • Cons: Специфичен для непроводящих продуктов.

Гальваническое покрытие

Гальваническое покрытие придает пластику металлическую поверхность при высокой производительности и низкой стоимости. Схожее с PVD, но химическое по своей природе, оно включает вакуумное и водное гальваническое покрытие.

  • Плюсы: Легкий вес; экономичность; меньшее количество этапов обработки; имитирует металлические детали.
  • Cons: Металлические вставки не могут меняться во время формовки; более сложное литье под давлением для крупных деталей; пожароопасность для некоторых бытовых применений.

Печать

Печать включает в себя тампопечать, трафаретную печать и трансферную печать для нанесения рисунка на пластиковую поверхность.

  • Плюсы: Универсальные методы для получения различных эффектов; подробные и настраиваемые.
  • Cons: Долговечность и износостойкость зависят от техники.

Лазерная гравировка

Лазерная гравировка использует оптические принципы для обработки поверхности, позволяя наносить текст или узоры.

  • Плюсы: Широкое применение, надежность, точность и скорость, экономичность, экологичность.

Травление

При травлении используются химические вещества, такие как концентрированная серная кислота, которые разъедают внутреннюю поверхность форм, создавая текстуры, напоминающие змеиную кожу или вспаханные поля.

  • Плюсы: Улучшает визуальную и тактильную привлекательность; противоскользящий; увеличивает площадь поверхности для лучшего рассеивания тепла; облегчает распалубку.

Передовые технологии литья под давлением

Качество изделий, изготовленных методом литья под давлением, часто зависит от первоначальной конструкции пресс-формы. Как и дизайнеры изделий, дизайнеры пресс-форм должны понимать множество концепций. Здесь мы перечислили ключевые моменты, которые необходимо знать дизайнерам пресс-форм в процессе литья под давлением:

Усадка пластика

Усадка в литьевых пластмассах - это уменьшение размеров вследствие физических, химических и структурных изменений после формования, обычно выраженное в процентах. Усадка существенно влияет на точность размеров изделий.

Факторы, влияющие на усадку пластмассы:

  1. Состав пластика: Различные типы пластмасс имеют разную скорость усадки. Например, ПП, АБС, ПК, ПА и ПОМ имеют свои собственные показатели.
  2. Размер изделия: Крупные изделия, изготовленные методом литья под давлением, обычно имеют более высокую степень усадки.
  3. Давление впрыска: Давление в процессе литья под давлением также влияет на скорость усадки.
  4. Температура пресс-формы: Температура пресс-формы сильно влияет на усадку изделия. Как чрезмерно высокие, так и низкие температуры могут увеличить усадку.
  5. Время пребывания в охлаждающем резервуаре: Более длительное время пребывания в охлаждающем резервуаре приводит к увеличению степени усадки продукта.

Как уменьшить усадку литьевого пластика:

  1. Выберите подходящий пластиковый материал: Выбор подходящего пластикового материала может уменьшить усадку изделия.
  2. Оптимизация конструкции пресс-формы: Хорошо продуманная конструкция пресс-формы может уменьшить усадку.
  3. Настройка параметров процесса литья под давлением: Изменение давления впрыска, температуры и времени охлаждения в процессе формования может повлиять на усадку.

Текучесть пластика

Способность расплава пластика заполнять полости формы при определенных температурах и давлении называется текучестью пластика.

В процессе формования текучесть пластика существенно влияет на такие параметры процесса формования, как температура, давление, цикл, а также на размеры и другие конструктивные параметры литниковой системы пресс-формы. При определении размеров и толщины стенок пластмассовых деталей также необходимо учитывать влияние текучести.

Текучесть связана с молекулярной структурой пластика. Смолы с линейными молекулами и небольшим количеством или отсутствием поперечных связей обладают высокой текучестью. Добавление наполнителей снижает текучесть смолы, в то время как пластификаторы или смазочные материалы могут ее повысить. Продуманный дизайн конструкции также может улучшить текучесть, например, использование закругленных углов в местах соединения бегунков и деталей для облегчения течения расплава.

Plastic flowability greatly affects part quality, mold design, and the molding process. Plastics with poor flowability may not fully fill cavities, leading to defects like short shots or weld lines, requiring higher molding pressures. Conversely, plastics with good flowability can fill cavities at lower pressures but may cause excessive flash.

Therefore, when molding parts, select plastic materials with appropriate flowability based on the part’s structure, size, and molding method to achieve satisfactory results. Additionally, mold design should consider plastic flowability when planning parting lines, gating systems, and feed directions; choosing molding temperatures should also take flowability into account.

Кристаллизация пластмассы

Термопласты можно разделить на две основные категории в зависимости от их поведения при охлаждении: кристаллические пластики и аморфные (некристаллические) пластики.

Кристаллизация - это явление, при котором по мере остывания пластмасс из расплавленного состояния их молекулы переходят от независимого неупорядоченного движения к прекращению свободного движения. Они принимают слегка фиксированное положение с тенденцией к выравниванию в регулярный рисунок.

Критерием, по которому можно отличить эти два типа пластмасс, является прозрачность толстостенных пластиковых деталей. Как правило, кристаллические материалы являются непрозрачными или полупрозрачными (например, POM), в то время как аморфные материалы прозрачны (например, PMMA).

Однако есть и исключения. Например, поли(4-метил-1-пентен) - кристаллический пластик, обладающий высокой прозрачностью, а ABS - аморфный материал, который не является прозрачным.

Распространенные дефекты литья под давлением

For product developers, various challenges arise during the development process, and resolving issues during the late stages of mold trials is particularly crucial. Injection molding defects can be a significant headache, appearing despite best efforts to avoid them. Different injection molding companies have their unique approaches to handling these defects, largely depending on the supplier’s experience.

К распространенным дефектам литья под давлением относятся:

  • Вспышка/заусенцы
  • Черные пятна, полосы
  • Холодные слизни
  • Короткие броски/неполное заполнение
  • Расслоение/отслоение слоев, морщины, апельсиновая корка
  • Искривление/деформация
  • Сварные линии/Водопроводные линии
  • Следы ожогов/воздушные ловушки
  • Следы от раковины/Пузыри/Вакуумные пустоты
  • Усадка/вмятины
  • Следы от разводов/серебристые разводы/кары/воздушные следы
  • Несоответствие цветов
  • Чрезмерное количество спрута/бегунков
  • Размерная нестабильность
  • Неправильное расположение ворот
  • Неравномерный размер ворот

Дефекты литья под давлением представляют собой сложную тему, заслуживающую глубокого изучения, которое здесь подробно описывать не будем. Для решения этих проблем часто требуется сочетание корректировки процесса литья под давлением, изменения конструкции пресс-формы или выбора более подходящих материалов для снижения влияния на качество конечного продукта.

Контроль качества деталей, изготовленных методом литья под давлением

При производстве литья под давлением полный контроль имеет решающее значение для обеспечения и повышения качества продукции. Вот что она включает в себя для крупных деталей, изготовленных методом литья под давлением:

  1. Осмотр внешнего вида: Самая главная проверка заключается в визуальном осмотре внешнего вида изделия, его размеров, качества поверхности и резьбы.
  2. Контроль размеров: Измеряет внешний диаметр, высоту, глубину, ширину и т. д. изделия, чтобы убедиться в его соответствии техническим условиям.
  3. Проверка материалов: Проверяет, что в изделии использованы правильные и указанные материалы.
  4. Проверка дефектов поверхности: Выявляет поверхностные дефекты, такие как царапины, трещины и пористость.
  5. Проверка резьбы: Проверяет шаг и профиль резьбы на точность и стабильность.
  6. Контроль сварных швов: Осмотр зон сварки для обеспечения качества сварки.
  7. Контроль твердости: Оценивает твердость продукта, чтобы подтвердить его соответствие требуемым стандартам.

Кроме того, полная проверка включает в себя:

  • Структурная инспекция: Проверяет структуру продукта на правильность и стабильность.
  • Проверка соответствия: Проверяет, как изделие сочетается с другими компонентами, обеспечивая точность.
  • Проверка функциональности: Обеспечивает соответствие функций продукта заявленным требованиям.
  • Проверка на пригодность к эксплуатации в условиях окружающей среды: Оценивает приспособленность продукта к предполагаемой среде использования.
Проверка качества и контроль качества имеют важное значение
Проверка качества и контроль качества имеют важное значение

Автоматизация литья под давлением

Роботизированные руки - это автоматизированные устройства, способные имитировать основные движения человеческих рук и кистей, запрограммированные на захват, перемещение объектов или работу с инструментами в рамках установленного распорядка.

В частности, роботизированные руки для литья под давлением предназначены для помощи термопластавтоматам, обеспечивая комплексный подход к задачам литья и захвата. Эти роботизированные руки играют решающую роль на заключительном этапе цикла литья под давлением, когда они извлекают формованные детали из сердцевины пресс-формы после распалубки. Этот процесс включает в себя концепции автоматической и ручной распалубки, которые могут быть подробно рассмотрены в отдельной статье.

По мере усиления конкуренции в области литья под давлением качество и эффективность литья становятся жизненно важными для выживания бизнеса. Качество литья зависит от производительности самого термопластавтомата, технологии литья и окружающей среды, а эффективность - от точности литья, технологии литья и объема производства. В связи с растущей нехваткой операторов и ростом стоимости рабочей силы все более широкое распространение получает использование роботизированных манипуляторов для извлечения деталей.

Назначение роботизированных рук

Применение автоматизации в литье пластмасс чрезвычайно распространено, причем роботизированные манипуляторы служат для следующих основных целей:

  1. Автоматическое удаление деталей: Роботизированные руки извлекают изделия из пресс-формы, переводя производство с полуавтоматического на полностью автоматизированный процесс.
  2. Внешние операции с пресс-формами: Роботы обрабатывают изделия вне формы, в том числе вставляют их в форму (например, этикетки, металлические детали для вставного формования или вторичного формования).
  3. Автоматизированная упаковка и хранение: После удаления роботизированные манипуляторы могут автоматизировать процесс упаковки и хранения продукции.
  4. Системы автоматической подачи материалов и переработки отходов: Эти системы автоматизируют подачу сырья для формовки и переработку брака.
  5. Системы управления производством: Роботизированные руки интегрируются в более широкие системы управления производством для повышения эффективности и контроля.
Автоматизация после распалубки
Автоматизация после распалубки

Заключение

Несмотря на то, что я написал статью объемом более 4500 слов, посвященную теме "Что такое литье под давлением", это лишь поверхностный обзор знаний в области литья под давлением. Чтобы помочь дизайнерам изделий лучше понять пластики и процессы литья под давлением, я планирую выпустить серию коротких, простых для понимания статей на смежные темы для справки и обсуждения.

Меня зовут Рэй Лю. Я занимаюсь литьем под давлением уже более десяти лет, и должен сказать, что это довольно увлекательное занятие. Если вам понравилась эта статья, почему бы не поделиться ею со своими друзьями? А если вы все еще чувствуете себя немного потерянным, не волнуйтесь - просто напишите мне, и я расскажу вам все подробно. Любые вопросы о процессе литья под давлением приветствуются!

Оглавление
Теги
Вам также может понравиться
Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *