При отработке новой литьевой формы или в рамках постоянного совершенствования процесса литья под давлением изделий из пластмасс большое значение играет оптимизация режима литья. Рассмотрим коротко практические действия, касающиеся решения этого вопроса.
Изделия из полимерных материалов условно можно разделить на три группы по их назначению и уровню требований к показателям качества. К группе «А» относятся изготовленные из технических пластиков прецизионные изделия ответственного назначения, отличающиеся нередко сложной формой, разнотолщинностью и наличием тонкостенных протяженных элементов конструкции, заполнение которых расплавом полимера при литье под давлением представляет определенные затруднения. К наиболее важным показателям качества подобных изделий – размерной точности, прочности, массе и др. – предъявляются повышенные требования в отличие от изделий группы «В» менее ответственного назначения. Наконец, группу «С» составляют изделия более простой формы и со сравнительно невысоким уровнем требований к показателям качества, которые могут быть изготовлены из стандартных видов пластмасс и с более широким полем допуска на размеры.
При запуске новой полимерной продукции в производство переработчик должен иметь вполне определенные исходные (расчетные и (или) рекомендуемые в зависимости от вида выбранного полимера) данные о многочисленных параметрах литья под давлением, которые, тем не менее, должны быть уточнены применительно к конкретному изделию с учетом выбранного термопластавтомата и соответственно точности регулирования его параметров.
Для уменьшения трудоемкости экспериментально-технологических работ по оптимизации режима литья под давлением следует выбрать наиболее важные параметры, которые существенно влияют на тот или иной показатель качества. Так, например, практика показывает, что на прочности и размерной точности пластмассовых изделий в наибольшей степени сказывается давление формования, на склонности к короблению – температура формы, на образовании утяжин на поверхности изделий – длительность выдержки под давлением в форме.
В качестве критерия оптимизации режима литья на ТПА конкретного изделия, относящегося, например, к группе «В», был выбран наиболее важный для него показатель качества – прочность, а в качестве варьируемых параметров литья – давление и длительность формования, а также температура формы, которые в наибольшей степени влияют на прочность изделия. Полный факторный эксперимент был проведен для данных трех параметров на двух уровнях – при их отклонениях в большую и меньшую стороны от номинального значения, выбранного в качестве центрального. Таким образом, количество опытов (варьируемых режимов) в данном эксперименте было равно 8.
В случае принадлежности какого-либо литьевого изделия, например, к группе «А» следовало бы исследовать не три, а четыре наиболее значимых параметра и тогда было бы необходимо провести 16 опытов. Полезным информативным (неварьируемым) параметром в подобных экспериментах, который желательно регистрировать, является давление в форме. На каждом из варьируемых режимов литья было изготовлено не менее 10 образцов, по результатам испытаний которых на прочность определяли ее среднее арифметическое значение и выборочный стандарт (выборочное среднее квадратическое отклонение). При этом из соображений удобства и меньшей трудоемкости первые четыре опыта были проведены при постоянной – минимальной – температуре формы, а следующие четыре – при максимальной.
Описанный подход к оптимизации режима литья под давлением с использованием факторного эксперимента, требующий минимальных затрат времени и расхода материала, может быть рекомендован для уточнения технологических параметров процесса при запуске новой продукции в производство.