Пластмассовые изделия используются во всех сферах деятельности человека от предметов быта до стройматериалов. Благодаря современным технологиям высококачественные детали из пластмассы могут быть изготовлены в автоматическом режиме в короткие сроки и имеют низкую стоимость. Наиболее распространенным методом производства пластиковых изделий является литье пластмасс под давлением.

Что такое литье пластмасс под давлением

Производство пластмассовых изделий большими партиями – это сложный технологический процесс, представляющий собой впрыскивание расплавленного пластика в металлическую литьевую форму (пресс-форму) под высоким давлением.

Пластическая масса заполняет соответствующий изделию объем, остывает и приобретает необходимую форму. Для литья пластмасс под давлением необходимо использовать технически сложное и дорогостоящее оборудование – термопластавтомат (ТПА), периферийное оборудование и др. Практически половина всех изделий из пластмасс производится данным способом.

В качестве материала для литья под давлением используются различные термопласты, а также термореактивные порошки, которые придают готовым изделиям определенные физические и эксплуатационные характеристики.

Области применения

Технология литья пластмасс под давлением существует уже больше века и позволяет производить простые и сложные изделия из пластика весом от сотых долей грамма до нескольких десятков килограммов. Самые маленькие изделия – это составные части небольших механизмов, мельчайшие линзы и т.д. Самые большие – пластиковые поддоны, различные емкости (цистерны и ящики объемом в несколько кубометров), элементы строительных конструкций и т.д.

Литье пластмасс применяется в электронике, автомобилестроении, медицине, химической и многих других отраслях промышленности.

Преимущества технологии литья под давлением

Основными преимуществами технологии литья под давлением являются высокая точность изделий, возможность изготовления деталей различной формы и сложности, высокая скорость производства, отсутствие ограничений по количеству выпускаемой партии и др.

Подготовка к производству изделий из пластмасс

Перед непосредственным запуском производства необходимо провести комплекс подготовительных работ, включающих моделирование будущего изделия, создание прототипа, изготовление пресс-формы и отливка первого изделия.

Моделирование будущего изделия подразумевает создание 3d модели на основе описания и чертежей. После утверждения трехмерной модели производится прототип, представляющий собой образец изделия. Образец дает возможность оценить, испытать и протестировать готовое изделие. Если в данном процессе были обнаружены погрешности, модель пересматривается, вносятся необходимые изменения и производится новый прототип. Этот этап считается завершенным после получения готового изделия, соответствующего всем требованиям.

Далее на основании утвержденной 3d модели проектируется и изготавливается пресс-форма, после чего отливается первый экземпляр изделия. Как и с производством прототипа, готовое изделие тестируется и, при обнаружении дефектов, пресс-форма дорабатывается для получения идеального образца.

Выполнение подготовительных работ может занять несколько месяцев, но от качества проведения этих работ зависит качество выпускаемой в будущем продукции.

Этапы производства пластиковых изделий

Подача материала. Материал помещают в загрузочный бункер термопластавтомата, оттуда он поступает в материальный цилиндр, где вращающийся шнек обеспечивает равномерную подачу материала.

Пластификация. Для обеспечения возможности формования материала, его необходимо перевести из твердого состояния в текучее. В результате действия нагревателей материал расплавляется, перемещается из зоны загрузки к зоне дозирования, где происходит выравнивание температуры, плотности и однородности материала.

Смыкание и впрыск. Цикл литья начинается со смыкания пресс-формы, после чего через литниковые отверстия (каналы) в ее полость впрыскивается расплавленный материал. В зависимости от материала и изделия в пресс-форме должна поддерживаться определенная температура, для чего в форме существуют каналы охлаждения.

Выдержка под давлением. После заполнения пресс-формы шнек поддерживает давление впрыска материала, возмещая его усадку в процессе остывания. Усилие смыкания формы при этом должно быть таким, чтоб предупредить её раскрытие под действием высокого давления.

Открытие формы. После застывания изделия шнек начинает вращаться, отодвигаясь в исходное положение. При этом следующая порция материала поступает в материальный цилиндр. Подвижная часть пресс-формы отходит назад, изделие извлекается с помощью системы выталкивания.

Данный процесс описан в общих чертах и чем меньше требований к готовой продукции, тем он проще, но он становится сложнее, если необходимо увеличить количество гнезд пресс-формы или уменьшить цикл литья. Существует множество модификаций термопластавтоматов и пресс-форм, процесс литья на которых отличается от описанного выше, однако основные принципы работы ТПА остаются неизменными уже многие десятилетия.