Литье с неполным впрыском полимера

При литье с неполным впрыском (рис. 19) в пресс-форму подается расплав полимера, но после заполнения изделия на 50 - 70% для толстостенных и 90 - 95% для крупногабаритных деталей впрыск полимера прекращается, и в полость формы подается газ. Газ вытесняет расплав полимера из горячих внутренних областей полости в незаполненные участки, обеспечивая полное оформление и уплотнение изделия.

К моменту подачи газа на поверхности отливки формируется корка из застывшего полимера, которая препятствует выходу газа наружу.

Может быть введена дополнительная область - прибыль. Расплав полимера из внутренних областей изделия вытесняется газом в прибыль. Между изделием и прибылью устанавливают запорный клапан, который сначала находится в закрытом состоянии. Прибыль открывается после заполнения изделия, но перед подачей газа. В этом случае на изделии отсутствуют следы остановки полимера.

3. Литье с полным впрыском с вытеснением расплава полимера в материальный цилиндр литьевой машины. Еще одним вариантом технологии литья с газом является процесс с полным заполнением изделия расплавом, при котором подача газа производится в противоположную от впрыска полимера часть изделия. Газ вытесняет расплав полимера из внутренних областей изделия в материальный цилиндр литьевой машины.

4. Литье со смещением знаков. В процессе литья с газом со смещением знака после впрыска полимера открывается дополнительная полость за счет смещения подвижного знака пресс-формы. Эта полость заполняется полимерным материалом, под действием давления газа. Данный процесс применяется главным образом для изготовления отливок небольшой толщины с небольшими по объему толстостенными полостями.

5. Литье с охлаждением газа. Азот перед подачей в полость формы охлаждают жидким азотом. Это позволяет уменьшить время охлаждения изделия на 10-40%.

6. Литье с введением сжатого воздуха в литьевую полость. В данном процессе после заполнения полости расплавом полимера, через специальные иглы в литьевую полость вводится один или несколько "пузырьков" сжатого воздуха диаметром 1 - 2 мм. По мере уменьшения давления расплава при остывании отливки сжатый воздух расширяется, прижимая полимер к стенкам формы и образуя внутреннюю полость. Данная технология может использоваться для литья технически сложных деталей, например, корпусов телевизоров.

7. Литье с внешним давлением газа. В этой технологии процесс проводится как в обычном литье под давлением с той лишь разницей, что после впрыска полимера в полость формы подается газ между обратной (нелицевой) стороной изделия и стенкой формы, что позволяет получить высокое качество лицевой поверхности изделия. При этом поверхность обратной стороны изделия, на которую непосредственно действует давление газа, оказывается неровной. Полость формы в этом процессе должна быть надежно уплотнена для предотвращения утечек газа.

Литье с внешним давлением газа применяется главным образом для плоских изделий небольшой толщины, имеющих ребра с обратной стороны, или изделий с плоскими поверхностями. Так как потери давления при впрыске в этом случае достаточно высоки, здесь может использоваться горячеканальное литье.

8. Литье с жидкостью. Вместо использования сжатого азота осуществляется подача жидкости в расплав полимера. Эта жидкость в сжатом состоянии превращается в газ в результате нагрева ее расплавом полимерного материала [35]. После заполнения формы полимером и подпитки газ абсорбируется в процессе охлаждения отливки, что устраняет необходимость его от­вода.

Когда используется вода, которая не испаряется в результате нагрева распла­вом полимера, то она подается после впрыска материала.

Вода способствует эффекту суперохлаждения. Это сокраща­ет время охлаждения, а также снижает остаточные напряжения в тонкостенных изделиях и изделиях большого диаметра [36].

Традиционная литьевая машина может быть пе­реоборудована для литья с газом за счет добавления источника подачи газа и устрой­ства управления.

Рис. 7.10. Схема тр

адиционной литьевой машины, адаптированной для литья с газом. Добавлены цилиндр для сжатия газа и вспомогательное оборудование: а - электрооборудование; б - гидравлическая система; с - пульт управления; d - газовый цилиндр.

В зависимости от типа используемого оборудования процесс литья с газом мо­жет проводиться в двух вариантах — с управлением давлением газа и с управлением объемом подаваемого газа.

В первом варианте давление газа изменяется по опреде­ленному закону (постоянное, изменяющееся линейно или импульсами). Во втором случае газ сначала подается при заданном давлении в поршневой дозирующий ком­прессор, откуда подается в форму.

Технологический цикл

Литье с газом начинается со стадии подачи полимерного материала, что аналогично процессу обычного литья под давлением.

После включается подача газа.

Стадия подачи газа состоит из фазы подачи-заполнения газа и фазы после завершения заполнения. Время начала и длительность подачи газа являются двумя важнейшими параметрами процесса, которые влияют на распределение газа в форме.

Общее время подачи газа занимает значительную часть всей операции. Проникнове­ние газа с вытеснением расплава полимера в процессе подачи часто называют пер­вичным проникновением газа. Обычно это стадия, на которой распределяется ос­новная часть газа (предполагается, что при этом впрыскивается небольшое количе­ство материала) и которая влияет на качество конечного продукта.

· После заполнения объема формы поддерживается определенный уровень давления газа, чтобы произвести уплотнение отливки.

· После окончания подачи полимера (на ста­дии выдержки) происходит так называемое вторичное проникновение газа для ком­пенсации усадки материала, которая в основном происходит вдоль каналов распре­деления газа или в местах наибольшего сечения изделия.

· После охлаждения литого изделия и перед его извлечением давление газа отключается.

Отсутствие вязкости у газа идеально способствует распределению давления и эффективному проникнове­нию расплава в крайние зоны изделия, что в результате создает равномерное распре­деление давления во всем объеме формы. Литье с газом позволяет получать легкие по весу, прочные изделия,

Литье по технологии MuCell

Литье по технологии MuCell (коммерческое название этой технологии Microcellular Injection Molding) — это смешение «сверхкритического газа» (обычно используется азот или углекислый газ) с расплавом полимера в материальном цилиндре машины для создания однофазного раствора. В процессе литья газ формирует равномерно

распределенные поры (пузырьки) малого размера — диаметром от 0,1 до 10 мкм. Внутреннее давление возрастает из-за того, что образуется пенистая структура, которая устраняет необходимость прикладывать давление уплотнения, что улучша­ет стабильность размеров изделия. Этот процесс используется для экономии поли­мерного материала без ухудшения механических свойств изделия. Поскольку моле­кулы газа заполняют свободные вакансии между молекулами полимера, это эффек­тивно уменьшает вязкость и температуру стеклования полимера, что позволяет получать литые изделия при более низких температурах и давлениях.

---

Дата добавления: 2015-08-13