Современные методы литья. Полимерная индустрия
Основы технологии литья под давлением. Виды брака и методы его устранения. Описание технологического процесса литья при низком давлении. Литье тонкостенных изделий, микролитье пластмасс. Литье крупногабаритных корпусных деталей с тонкостенными решетками.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.04.2011 |
| Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
прецизионные микроизделия, которые могут иметь любые размеры, но допустимые отклонения для них составляют микроны (например, разъемы для оптоволоконной технологии).
Требования к оборудованию
Рассматриваемая технология литья требует особого отношения к оборудованию, технологическому процессу, изготовлению литьевых форм и т.д. С помощью современных литьевых машин можно добиваться впечатляющих результатов, но здесь они должны быть адаптированы под соответствие специальным требованиям при литье миниатюрных деталей:
небольшие узлы пластикации, шнеки диаметром от 12 до 18 мм и укороченной длины с соотношением L/D около 15, чтобы избежать деструкции из-за продолжительного времени задержки;
прецизионное управление объемом дозы впрыска и желаемой скоростью впрыска;
многократный контроль процесса, например, переключения от стадии заполнения к стадии уплотнения по положению шнека или давлению в полости (второе предпочтительнее);
возможность повышения температуры стенок литьевой формы до такого уровня (иногда температура должна быть несколько выше температуры расплава полимера), чтобы избежать преждевременного затвердевания расплава в сверхтонких местах изделия;
вакуумирование литьевой формы, если толщина стенок изделия становится меньше 5 мкм (порядок сечения вентиляционного канала);
использование последовательных запирающихся сопел ГКС, чтобы избежать просачивания материала через сопло из-за высокой температуры расплава;
точное совмещение деталей формы и плавные скорости смыкания и размыкания литьевой формы, чтобы избежать деформации тонких мест изделий;
применение специальной технологии извлечения литых изделий для проверки и упаковки;
установка кожухов или размещение оборудования в боксах с обдувом ламинарным воздушным потоком, чтобы избежать загрязнения миниатюрных литых деталей ("чистая комната").
Очевидно, что уменьшение размеров изделия и дозы впрыска делает использование обычных литьевых машин экономически неоправданным для технологии микролитья. В результате было разработано много специализированных машин. Кроме различных особенностей, которые были описаны выше, эти машины иногда комплектуются отдельным поршневым дозирующим компрессором для впрыска и имеют шнек специальной конструкции. Все это дополнительное оборудование предназначено для точного измерения объема дозы и устранения проблем, связанных с деструкцией материала, являющейся следствием наличия зон застоя в шнеках обычной конструкции.
Поскольку размер и вес миниатюрных литых деталей сильно отличаются от таких же характеристик обычных деталей, то следует выполнить несколько определенных операций, чтобы гарантировать правильное извлечение изделия. Например, на литьевую машину может быть установлена система видеонаблюдения, чтобы регистрировать ход процесса. Наряду с этим извлечение изделий может осуществляться с помощью вакуумных присосок, которые позволяют разделять изделия и ориентировать их в пространстве для контроля качества и упаковки. Есть также устройства, использующие электростатический принцип или продувку формы. Для миниатюрных деталей нельзя применять традиционные методы контроля, например, измерение веса (здесь также используется видеосистема). Поскольку миниатюрные изделия очень часто используются в каких-либо блоках, их специально ориентируют таким образом, чтобы они были готовы для сборки.
Изготовление литьевых форм
В изготовлении литьевых форм для миниатюрных отливок могут быть использованы различные технологии, такие, как механическая обработка или обработка коронным разрядом. Однако размеры очень быстро выходят за пределы ограничений из-за износа поверхностей оформляющих деталей и формующих полостей. Для изготовления знаков и полостей для микролитья используют технологии из области микроэлектроники (например, LIGA - это аббревиатура немецкого названия технологии, которая включает в себя литографию, гальванопластику и дублирование методом литья под давлением). Для этих целей применяются также ультрапрецезионная механическая обработка, лазерная резка и обработка коронным разрядом.
Процесс литья
Для литьевой формы необходима специальная система нагрева и охлаждения. Было разработано несколько систем, обеспечивающих желаемое динамическое управление температурой в литьевой форме. Например, система "вариотерм" (vario therm) имеет два масляных контура, масло в которых находится при разных температурах, чтобы обеспечить подогрев и охлаждение литьевой формы на стадиях заполнения и охлаждения, соответственно. С другой стороны, система индукционного подогрева создает максимум подогрева литьевой формы перед впрыском. Кроме этого, сообщается об успешном использовании патронных нагревателей для управления температурой литьевой формы. Следует также отметить использование термодатчиков в литьевой форме, высокоточных направляющих, систем вакуумирования формы, встроенных систем подрезания литников, роботизированных систем извлечения изделия и систем очистки литьевых форм, которые срабатывают после каждого цикла. Все эти факторы играют важную роль в управлении процессами производства, эффективным перемещением и упаковкой изделий.
Для того чтобы гарантировать правильное заполнение формующей полости, высокие скорости впрыска и высокое давление, максимально допустимые температуры плавления, необходимо управление температурой стенок литьевой формы. Литниковая система большого диаметра используется, чтобы создать достаточно большую дозу впрыска, надежное переключение и избежать деструкции материала.
Особенности микролитья
Технология микролитья предназначена для производства миниатюрных деталей. Она не составляет конкуренции другим технологиям литья под давлением.
Поскольку миниатюрные детали не имеют достаточного веса, чтобы система управления машиной была в состоянии его регистрировать, некоторые машины имеют литники повышенного размера для того, чтобы машина могла точно выдерживать параметры и осуществлять мониторинг производства изделий. При этих условиях в литниках может находиться до 90% общего веса дозы впрыска. Это приводит к существенному росту отходов, поскольку материал, оставшийся в литниках, не может быть утилизирован в большинстве применений. Наконец, из-за обычно высокого соотношения поверхности к объему в изделиях литьевая форма в процессе впрыска должна быть нагрета до температуры, которая выше точки плавления материала, чтобы предотвратить преждевременное затвердевание, а такой подогрев приводит к увеличению времени цикла.
Почти все материалы, пригодные для литья изделий обычного размера, также могут быть использованы в микролитье. Сообщалось об использовании следующих материалов: ПК, ПММА, ПА, полиэфиримид и силиконовый каучук. Можно также применять технологию реакционного литья под давлением, используя материалы на базе акрилатов, амидов и силиконов.
Типичные варианты применения
На рынке наблюдается быстрый рост потребления изделий, полученных микролитьем, особенно это заметно в таких секторах, как оптические телекоммуникации, хранение компьютерных данных, медицинские и биотехнологии, а также в изготовлении оборудования и машиностроении. К изделиям, полученным микролитьем, относятся детали часов и видеокамер, автомобильные датчики, головки для чтения/записи жестких дисков и приводов компакт-дисков, медицинские датчики, микронасосы, прецизионные шестерни, шкивы и шнеки, оптоволоконные переключатели, микромоторы, хирургические инструменты, а также компоненты телекоммуникационного оборудования.
6. Литьевое прессование
(Компрессионное формование)
Литьевое прессование (Injection-Compression Molding) представляет собой дальнейшее развитие технологии литья под давление за счет добавления усилия прессования механизма смыкания. Это позволяет обеспечить стабилизацию размеров изделий и получение поверхности, точно соответствующей технологическим требованиям. В этой технологии формующая полость изначально имеет большое сечение, что позволяет расплаву полимерного материала свободно заполнить все удаленные участки при относительно низком давлении. В некоторый момент в ходе или после завершения впрыска материала толщина формы уменьшается за счет её дополнительного механического сжатия, что заставляет расплав заполнить всю форму с большим уплотнением. Воздействие усилия прессования на форму приводит к одинаковому распределению давления в полости, позволяет добиться более равномерного распределения физических свойств и уменьшить усадку, деформацию и внутренние напряжения в отливке по сравнению с традиционным литьем под давлением.
Описание технологического процесса
После поступления заданного количества полимерного материала в приоткрытую литьевую форму к ней прикладывается усилие прессования и продолжается до конца формования изделия. На рисунке показаны обе стадии: начального впрыска и последующая стадия прессования. Закрытие формы также может происходить и в процессе впрыска полимера. Различные варианты технологии, основанные на особенностях процесса, можно разделить на три категории:
· двухстадийное последовательное литьевое прессование;
· одновременное литьевое прессование;
· избирательное литьевое прессование.
Простейшим вариантом технологии является двухстадийный процесс литьевого прессования, состоящий из стадии впрыска и стадии прессования. В ходе впрыска полимер поступает под давлением в полость, глубина которой на 0,5 - 10 мм больше толщины изделия. После окончания впрыска начинается стадия прессования, в течение которого глубина полости уменьшается до заданного значения. Усилие прессования, приложенное к литьевой форме, заставляет расплав заполнить оставшиеся незаполненными зоны, а затем происходит его уплотнение, компенсирующее усадку в процессе охлаждения. К потенциальным недостаткам процесса литьевого прессования с двумя стадиями относятся метки "остановки", или "памяти", на отливке, вызванные временной остановкой потока при переходе от впрыска к прессованию.
Процесс одновременного впрыска и прессования используется, чтобы избежать поверхностных дефектов и обеспечить непрерывность потока расплава полимера. При этом прессование начинается до завершения впрыска. В третьем варианте технологии (избирательное литьевое прессование) сжатие начинается, когда толщина отливки достигает номинального значения. Во время впрыска давление расплава перемещает форму по направлению к цилиндру, который закреплен на пуансоне. В зависимости от давления в формующей полости или от времени стадия прессования начинается включением цилиндра, который для сжатия расплава прикладывает усилие к пуансону.
Для литьевого прессования может быть адаптирована традиционная литьевая машина с точным управлением объемом впрыска, однако необходим дополнительный модуль для управления стадией прессования. Кроме того, существуют некоторые дополнительные требования и предварительные условия как для технологического процесса, так и для литьевых форм:
· конструкция с вертикальным расположением плоскостей предназначена для того, чтобы избежать неконтролируемых утечек расплава через них;
· необходимы игольчатые клапаны, позволяющие сохранять герметичность формующей полости и сохраняющие время задержки (время после окончания впрыска и начала прессования) настолько низким, насколько это возможно, чтобы избежать поверхностных дефектов;
· необходимо точное механическое устройство завершения впрыска в ГКС, чтобы гарантировать подачу точного количества расплава в форму.
Преимущества
Главным преимуществом литьевого прессования является способность производить изделие со стабильными размерами и относительным отсутствием остаточных напряжений при низком давлении впрыска, а также возможность добиться снижения усилия смыкания формы (обычно на 20 - 50%) и сокращения времени цикла. Напомним, что в традиционной литьевой машине создаются значительное давление впрыска и уплотнение расплава в сопле машины, чтобы его было достаточно для достижения потоком расплава всех удаленных зон полости и уплотнения. Для изготовления тонкостенных изделий, таких, как компакт-диски, обычно очень важную роль играет изменение давления вдоль плоскости изделия из-за высокого сопротивления потоку. Это приводит к неравномерному уплотнению и объемной усадке внутри изделия, что, в свою очередь, ведет к остаточным напряжениям и ухудшению его износостойкости. В описываемой технологии усилие прессования приложено перпендикулярно толщине изделия (в отличие от давления, параллельного наибольшему размеру изделия) для большинства (но не для всех) изделий. В результате данная технология обеспечивает более равномерное распределение давления уплотнения/выдержки расплава, а величина давления при этом существенно меньше. Это обстоятельство позволяет добиться хорошего уплотнения в форме, а также минимизировать остаточные напряжения внутри отливки и её деформацию.
В таблице 3 приведено сравнение литьевого прессования с двумя другими технологиями, чаще всего используемыми для получения тонкостенных изделий.
Таблица 3. Сравнение различных технологий для получения тонкостенных изделий
|
Технология |
Преимущества |
Недостатки |
|
|
Формование вытяжкой и вакуумное формование |
Простые литьевые формы Небольшие инвестиции |
Отходы из-за обрезки краев Толщина стенок определяется технологическим процессом |
|
|
Окунание формы |
Простые литьевые формы Небольшие инвестиции |
Применима для небольшого количества пластических материалов Толщина стенок определяется технологическим процессом |
|
|
Литьевое прессование |
Возможна любая толщина стенок Возможность использования для большого количества пластических материалов Короткое время цикла Хорошие возможности для автоматизации |
Высокая стоимость машин и литьевых форм Экономия при изготовлении изделий большого объема |
Недостатки
Недостатки литьевого прессования можно свести к следующим пунктам:
· литьевые формы для этого технологического процесса относительно дороги и изнашиваются в процессе прессования;
· необходимы дополнительные затраты на модернизацию литьевой машины, а именно, модуль управления стадией прессования;
· экономически технология оправдана только в рамках крупносерийного производства (например, компакт-дисков) или при получении изделий, в которых необходимы минимальные внутренние остаточные напряжения (например, оптических линз).
Материалы
При изготовлении тонкостенных изделий материалы с низкой текучестью расплава, такие, как ПК и полиэфиримид, можно использовать для получения изделий толщиной до 0,5 мм. С другой стороны, ПК с высоким показателем текучести 6олее подходит для изготовления компакт-дисков. Кроме того, из-за отличных оптических свойств ПК большинство линз производится именно из этого материала. К другим материалам, которые используются в технологии литьевого прессования, относятся акрил, ПЭ, ПА и ПП, а также термопластичный каучук и термореактивные материалы.
Типичные варианты применения
Технология литьевого прессования лучше всего подходит для производства высококачественных и недорогих компакт-дисков и различных оптических линз. В настоящее время заметен интерес к производству литьевым прессованием тонкостенных изделий.
7. Декорирование изделий в процессе литья под давлением
Декорирование изделий в форме в процессе литья под давлением (IMD-процесс) - это метод переработки, позволяющий с помощью не очень сложной, состоящей из немногих этапов, технологии получать готовые изделия. Отливки состоят из основы-термопласта и декоративного материала. В качестве последнего обычно используются пленка или ткань.
Рис.4. Принцип декорирования изделий в процессе литья
На рисунке 4 изображен процесс декорирования в форме. Декоративный материал вставляется между двумя полуформами (подвижной и неподвижной). Затем форма закрывается, при этом декоративный материал зажимается по линии разъема формы. Во время впрыска расплав полимера распределяется в формующей полости и соединяется с декоративным материалом. После застывания изделие выталкивается. Области применения такой технологии с использованием тканых декоративных материалов находятся главным образом в сфере автомобилестроения. Как пример можно упомянуть накладки стоек и дверей, покрытие багажника, багажных полок, торпедо, защитных кожухов.
Изделия, декорированные пленкой, также применяются в автомобилестроении. Типичный пример - детали с подсветкой на панели приборов, а также изделия, которые должны отличаться особым качеством поверхности или цветом. На повестке дня - орнаментированные колпаки колеса и элементы крыльев (табл.4).
Таблица 4. Классификация систем подачи декоративного материала
|
Декоративный материал под раскрой |
Декоративный материал из рулона |
Система с предварительным натяжением ткани |
||
|
Преимущества |
Небольшие отходы декоративного материала. Можно обеспечить одновременность извлечения изделия и подачи декоративного материала; высокая воспроизводимость |
Простая система, время обработки невелико. Возможна штамповка непосредственно в форме |
Придание декоративному материалу особбого расположения с натяжением или относительным перемещением слоев |
|
|
Недостатки |
Размещение тонких декоративных материалов сопряжено с трудностями; сложно обеспечить их предварительное натяжение |
Сложно обеспечить предварительное натяжение: в ряде случаев брак из-за усадки. Сложные конфигурации вряд ли возможны |
Требуется дополнительное оборудование для подачи ткани внатяг; в целом очень сложная система |
|
|
Применение |
Простые конфигурации. Выявление текстуры декоративного материала |
Простые плоские изделия |
Сложные конфигурации при горячем формовании листовых термопластов; декоративные материалы с выраженной структурой |
|
|
Примечание |
Применяется чаще всего |
Например, для производства накладок к передним стойкам |
Применяется редко |
Необходимость вставки декоративного материала и последующего впрыска расплава привела к изменению конструкции форм. Существуют два варианта размещения декоративного материала: на подвижной и на неподвижной полуформе. Если он размещается на неподвижной полуформе, расплав должен проходить через литник, проведенный сквозь линию разъема. Это может быть туннельный литник или горячеканальное сопло.
И все же чаще декоративный материал располагается на подвижной полуформе. В случае сильно изогнутой накладки стойки, пуансон литьевой формы находится, против обыкновения, на неподвижной полуформе. Во время застывания изделие дает усадку и сцепляется с неподвижной полуформой во время открытия. Это является причиной существенного отличия форм для декорирования от обычных: толкатель приходится устанавливать в неподвижную полуформу.
Выпускаются специальные литьевые машины, в которых гидравлика и механика узла толкателя располагаются с неподвижной стороны. Некоторое преимущество такой конструкции заключается в том, что толкатели не воздействуют на декоративный материал, что могло бы привести к повреждениям поверхности изделия.
Многие отливаемые декорированные изделия имеют продолговатую форму. Учитывая соотношение пути потока расплава и толщины стенки, впуск осуществляется через несколько впускных литниковых каналов. Если невозможно провести литниковую систему к линии разъема, впуск осуществляется в форме с тремя плитами, где плавающая плита расположена между подвижной и неподвижной плитами.
Задача многоточечного впуска решается намного проще с помощью горячеканальной системы. Поэтому горячеканальная технология неразрывно связана с декорированием изделий в процессе литья, например методом каскадного впуска (рис.5).
Одна из отличительных особенностей литья под давлением с декорированием в форме вытекает из необходимости обеспечить подачу декоративного материала. В форме должно существовать для размещения материала определенное пространство. Устройства перемещения, фиксации и прижима приходится интегрировать в форму. В связи с возрастающим количеством подвижных рабочих органов повышается вероятность механического износа элементов. Одним из важных аспектов декорирования изделий в процессе литья является необходимость получения подгибов. Если необходимые подгибы удается получить непосредственно при литьевом формовании, то за счет сокращения количества технологических стадий можно достигнуть заметной экономии.
Одним из способов получения подгибов на 180 градусов является применение формы с раздвижными направляющими. При закрытии формы направляющие вдвигаются внутрь. Их поверхность изогнута таким образом, чтобы при смыкании образовалась канавка. Декоративный материал вставляется в канавку, при этом получается подгиб. Направляющие выдвигаются прежде, чем начинается извлечение изделия.
Другим способом получения подгиб является вставка декоративной заготовки, которая сгибается на краях отливки. Декоративный материал состоит из лицевого слоя ткани и вспененной основы. При сгибе материала вспененные слои накладываются друг на друга. При впрыске промежуток между ними заполняется расплавом. Таким образом, на краю изделия расплав полностью обернут декоративным материалом с образованием складки. Такой метод требует специальной подготовки декоративного материала.
Подгиб под углом 90 градусов можно получить с помощью трехплитной формы. Этим обеспечивается извлечение образующегося поднутрения. Кроме того, ткань натягивается ширильной рамой.
Рис.5. Литьевая форма для декорирования изделий в процессе литья
На рисунке 6 приведена конструкция формы, в которой подгиб (180 градусов) на тканой накладке образуется на стадии формования изделия.
Форма состоит из подвижной и неподвижной полуформ, а также третьей плиты, расположенной между ними. Полукруглая выемка в плите служит для фиксации тканой детали. Декоративный материал размещается между неподвижной полуформой и третьей плитой. Затем форма закрывается, при этом третья плита прижимает ткань к неподвижной полуформе благодаря нажимной пружине. Декоративный материал натягивается подпружиненными штифтами толкателя, расположенными с неподвижной стороны (на рис.3 не показаны). Благодаря этому декоративный материал лишен возможности произвольного перемещения; он перемещается внутрь матрицы контролируемым способом.
После этого пуансон, размещенный на стационарной полуформе, перемещается навстречу, дополнительно натягивая ткань. Благодаря этому в гнезде располагается достаточное количество ткани, причем исключается продавливание расплава сквозь нее. При обратном ходе пуансона форма замыкается еще плотнее.
При обеспечении вертикальности поверхностей возможно применение как обычного литья под давлением, так и литьевого прессования. Литьевое прессование также допускает использование тонких и чувствительных декоративных материалов.
Рис.6. Конструкция формы
8. Дефекты литьевых деталей и способы их устранения
Характерными дефектами литьевых деталей из полимерных материалов (ПМ) являются грат, утяжины, недоливы, коробление и отпечатки от выталкивателей. В статье рассматриваются наиболее вероятные причины возникновения подобных дефектов и способы их предупреждения.
Грат
Если у литьевых деталей наблюдается грат (перелив, наплыв) в плоскости разъема литьевой формы, то в большинстве случаев его причиной является недостаточное усилие запирания формы во время стадий впрыска и выдержки под давлением. Кроме того, слишком высокое давление формования может вызвать местный прогиб формы в области ее смыкания и также привести к образованию грата. Завышенная скорость впрыска и пониженная вязкость расплава вследствие высоких температур расплава и (или) формы также могут оказаться причинами возникновения этого характерного для литьевых деталей дефекта из-за того, что в конце пути течения расплава слишком высока его текучесть.
Если у деталей постоянно появляется грат во вполне определенном месте, то это свидетельствует о дефектности литьевой формы, которая недостаточно уплотнена в данном месте. Если же наблюдается грат по всему периметру детали в плоскости разъема формы, то это, скорее всего, следствие недостаточного усилия запирания формы, повышение которого, однако, сверх определенного предела сопряжено с опасностью повреждения литьевой формы. Поэтому целесообразно более точно установить конкретную причину возникновения грата и лишь после этого принять соответствующие меры по его предупреждению (см. таблицу 5).
Таблица 5.
|
Причина возникновения |
Способ устранения |
|
|
Технологические причины |
||
|
Недостаточное усилие запирания литьевой формы |
Повысить усилие запирания |
|
|
Слишком высокая скорость впрыска расплава ПМ |
Уменьшить скорость впрыска; организовать ступенчатое изменение скорости впрыска: быстро (на начальной стадии) - медленно (на конечной стадии) |
|
|
Запоздалое переключение на выдержку под давлением |
Раньше переключать с давления впрыска на давление формования |
|
|
Слишком высокая температура расплава ПМ |
Понизить температуру материального цилиндра |
|
|
Слишком высокая температура формы |
Понизить температуру формы |
|
|
Слишком высокое давление формования |
Понизить давление формования |
|
|
Конструкторские причины |
||
|
Недостаточная деформационная устойчивость формы |
Сконструировать более жесткую форму |
|
|
Недостаточное уплотнение формы в местах плоскости разъема и оформляющих знаков |
Доработать литьевую форму |
Утяжины
Утяжины (углубления, впадины) на поверхности литьевых деталей возникают главным образом в зонах скопления массы ПМ - там, где толщина стенки максимальна или находится переход от одной толщины к другой.
Причиной появления подобных дефектов является неравномерная термическая усадка ПМ при охлаждении и затвердевании неравно толщинной отливки, когда свободной усадке ее утолщенных мест препятствуют периферийные зоны меньшей толщины. В результате этого происходит втягивание наружной оболочки внутрь детали. Такое явление может наблюдаться и после извлечения из формы еще нагретой отливки. Предотвратить возникновение утяжин возможно с помощью как конструктивных, так и технологических мероприятий (см. таблицу 6).
Таблица 6.
|
Причина возникновения |
Способ устранения |
|
|
Технологические причины |
||
|
Слишком низкое давление формования |
Повысить давление формования |
|
|
Слишком короткое время выдержки под давлением |
Увеличить время выдержки |
|
|
Слишком высокая температура формы |
Понизить температуру формы |
|
|
Слишком высокая температура расплава ПМ |
Понизить температуру материального цилиндра |
|
|
Конструкторские причины |
||
|
Слишком мала площадь сечения литника |
Увеличить площадь сечения литника |
|
|
Слишком большая длина литниковых каналов |
Уменьшить длину литниковых каналов |
|
|
Слишком мала площадь сечения отверстия сопла |
Увеличить площадь сечения отверстия сопла |
|
|
Место впрыска расположено на участке детали с малой толщиной стенки |
Организовать место впрыска на участке с большей толщиной стенки |
|
|
Слишком большая толщина стенок |
Уменьшить по возможности толщину стенки |
|
|
Неблагоприятное соотношение толщин стенки и ребра жесткости |
Оптимизировать соотношение толщин |
Недоливы
Если оформляющие полости в литьевой форме располагаются далеко от места впрыска расплава ПМ или имеются слишком тонкостенные участки деталей, то при невысоких значениях температур расплава и (или) формы, а также давления впрыска расплав не успевает до своего отвердевания полностью заполнить оформляющую полость, и в детали образуются недоливы. При высоком давлении впрыска причиной недоливов может быть недостаточное давление формования (давление выдержки), которое должно составлять около 50 % от средних значений и 70 - 80 % от высоких значений давления впрыска.
Если не заполнены ПМ тонкостенные места деталей, расположенные близ литников, то, вероятнее всего, это следствие частичного отвердевания расплава ПМ в течение того периода времени, когда заполняются расплавом более толстостенные зоны, где его течение осуществляется более легко.
Таблица 7.
|
Причина возникновения |
Способ устранения |
|
|
Технологические причины |
||
|
Слишком малое давление впрыска |
Повысить давление впрыска |
|
|
Слишком низкая скорость впрыска |
Повысить скорость впрыска |
|
|
Слишком низкое давление формования |
Повысить давление формования |
|
|
Слишком раннее переключение на выдержку под давлением |
Позже переключать с давления впрыска на давление формования |
|
|
Слишком низкая температура расплава ПМ |
Повысить температуру материального цилиндра; повысить противодавление на шнек |
|
|
Слишком низкая температура формы |
Повысить температуру формы |
|
|
Слишком короткое время выдержки под давлением |
Увеличить время выдержки под давлением |
|
|
Конструкторские причины |
||
|
Слишком мала площадь сечения литников |
Увеличить площадь сечения литников |
|
|
Недостаточно свободное удаление воздуха из оформляющей полости при литье |
Доработать литьевую форму |
|
|
Слишком мала площадь сечения отверстия сопла |
Увеличить площадь сечения отверстия сопла |
|
|
Повышенная тонкостенность детали |
Увеличить толщину стенок |
Коробление
Непосредственно после извлечения деталей из литьевой формы или спустя некоторое время может наблюдаться их коробление - недопустимое изменение формы по сравнению с заданной, при котором, например, плоские детали становятся волнообразными, а прямые кромки втягиваются внутрь, выгибаются наружу или скручиваются.
Непосредственной причиной этого дефекта являются остаточные напряжения в литьевой детали, происхождение которых в свою очередь может быть обусловлено ориентационными явлениями и (или) неравномерной усадкой детали в результате ее неравнотолщинности и неравномерного охлаждения. При этом детали из частично кристаллических ПМ (полиэтилен, полипропилен, полиоксиметилен) с большей усадкой, чем у аморфных ПМ (полистирол, АБС-пластики, полиметилметакрилат, поликарбонат), склонны к более существенным деформациям.
Таблица 8.
|
Причина возникновения |
Способ устранения |
|
|
Технорлогические причины |
||
|
Слишком высокое давление формования |
Понизить давление формования; раньше переключать с давления впрыска на давление формования |
|
|
Слишком низкая температура формы |
Повысить температуру формы |
|
|
Слишком низкая скорость впрыска |
Повысить скорость впрыска |
|
|
Слишком низкая температура расплава ПМ |
Повысить температуру материального цилиндра; повысить противодавление не шнек |
|
|
Конструкторские причины |
||
|
Неравномерное охлаждение литьевой формы |
Доработать систему охлаждения литьевой формы |
|
|
Неравнотолщинность детали, скопления масс ПМ |
Оптимизировать геометрию детали |
Отпечатки от выталкивателей
Характерными внешними признаками этого дефекта являются белые изломы и наплывы точно в тех местах детали, где находились выталкиватели. Основной причиной этого является слишком большое контактное давление на поверхность детали в местах выталкивания из-за малой площади торцевой u1087 поверхности выталкивателей и больших усилий, требующихся для извлечения детали из литьевой формы. В зависимости от установленных конкретных причин описанных дефектов литьевой продукции из ПМ выбираются и соответствующие способы их предотвращения (см. таблицу).
Список используемой литературы
1. Литье пластмасс под давлением. Оссвальд Т., Турнг Л. - Ш., Грэманн П. Дж., под ред. под ред. Э.Л. Калинчева. - 750 стр., Издательство: Профессия. - 2005.
2. Производство изделий из полимерных материалов. Издательство: Профессия. - 2006.
3. Как делать литьевые формы, Г. Менгес. Издательство Профессия. - 2007
4. Журнал "Полимерные материалы"
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Общая характеристика видов литья. Знакомство с основными недостатками литья под давлением. Литье в оболочковой форме как передовой технологический способ литья, позволяющий изготовлять наиболее точные отливки с минимальной механической обработкой.
презентация [489,3 K], добавлен 21.05.2014Общие сведения о процессе литья. Классификация способов литья. Физическая сущность процесса литья. Виды литья: в песчаные формы, в кокиль, в оболочковые формы, шликерное в гипсовой форме, центробежное, намораживанием, под низким давлением.
реферат [2,5 M], добавлен 17.06.2004Исследование технологических возможностей и сущности кокильного литья. Характеристика основных методов устранения отбела в отливках. Обзор способов литья под регулируемым давлением. Назначение центробежного литья. Анализ конструкции створчатого кокиля.
презентация [168,0 K], добавлен 18.10.2013Строение и свойства полиэтилентерефталата (ПЭТ), его получение и применение. Основные разновидности литья пластмасс под давлением. Выбор термопластавтомата, технология производства ПЭТ-преформ. Расчет пластификационной производительности литьевой машины.
контрольная работа [56,5 K], добавлен 08.01.2013Основные методы переработки полимерных материалов в изделия. Основания для выбора способа переработки. Технологические особенности литья под давлением. Составление и описание технологической схемы производства. Выбор технологического оборудования.
дипломная работа [78,4 K], добавлен 20.08.2009Технологические требования к конструкции деталей. Литье под давлением. Формообразование деталей методом литья по выплавляемым моделям. Технологические особенности конструирования пластмассовых деталей. Изготовление деталей из термореактивных пластмасс.
учебное пособие [55,3 K], добавлен 10.03.2009Описание техники литья зубопротезных деталей по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала по моделям. Борьба с усадкой сплавов и восковых композиций. Технология изготовления форм. Операции по обработке отливок.
презентация [747,6 K], добавлен 16.04.2016Оптимизация технической схемы литья под давлением на машинах с холодной горизонтальной камерой прессования поршнем. Особенности получения отливок. Движение расплава в пресс-форме. Общие принципы конструирования литой детали. Методы повышения стойкости.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 24.01.2016Использование литья в промышленности. Преимущества технологии центробежного литья. Точность и шероховатость поверхности отливок. Схемы центробежного литья. Оборудование и инструменты. Процесс заливки фасонных деталей в металлические формы на машинах.
реферат [1,1 M], добавлен 21.05.2012Разработка чертежа отливки. Выбор машины для литья под давлением. Технологический процесс изготовления детали "Крышка". Проектирование пресс-формы. Расчет количества машин для литья под давлением. Расчет расхода электроэнергии, сжатого воздуха, воды.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 09.02.2012
