Общая формула:
| Усилие замыкания формы >= Подъемная сила в форме (кН) =Спроецированная поверхность (см 2) * Среднее давление (подъемная сила) внутри формы (бар) |100 |
Фактически необходимое усилие замыкания формы зависит главным образом от обеих указанных в формуле величин. Кроме того, на это усилие замыкания влияют также такие факторы как жесткость машины и формы, геометрия изделия, допустимая деформация, условия переработки и сама литьевая масса.
Поэтому приведенные в таблице а) эмпирические показатели являются всего лишь ориентировочными.
• Спроецированная поверхность = Сумма всех находящихся под давлением поверхностей подъема, спроецированных на плоскость зажимных плит формы.
Пример: шайба в виде усеченного конуса.
• Среднее давление внутри формы (подъемная сила)а) Эмпирически определенные показатели
| Апек НТ | Высокотемпературный поликарбонат | 300 – 500 бар |
| Байбленд | (ПК + АБС) | 250 – 400 бар |
| Десмопан | ТПУ | 300 – 700 бар 1) |
| Дуретан | ПА | 250 – 700 бар 1) |
| Люстран ABS/Новодур | АБС | 250 – 350 бар |
| Люстран SAN | Сополимер стирола и акрилонитрила | 250 – 350 бар |
| Макролон | ПК | 300 – 500 бар |
| Покан | ПБТ | 250 – 700 бар 1) |
| Триакс | (АБС + ПА) | 250 – 500 бар |
| 1) B случае очень легкотекучих типов материала может потребоваться повышение давления для предотвращения образования перепонок B случае очень легкотекучих типов материала может потребоваться повышение давления для предотвращения образования перепонок |
б) Показатели, определенные реологическимирасчетамиЕсли при расчете литого изделия давление в полости формы при заполнении принимается равным 700 бар, то в соответствии с нижеследующим графиком среднее усилие подъема в случае аморфных термопластов может составить примерно 500 бар.
3.4 Геометрия шнека 1)При переработке термопластов фирмы БАЙЕР хорошо зарекомендовали себя трехзонные шнеки с соотношением длины и диаметра (L/D) от 18:1 до 22:1 и соотношением высот профиля витков от 2:1 до 2,5:1.
Получаемые данные могут быть внесены в таблицу:
| Диаметр шнека D (мм) | Глубина винтового канала H (мм) | |||
| Зона загрузки | Зона выдавливания | Отношение глубин винтового канала | ||
| >150 | 4,35,4 7,4 9,1 10,0 12,0 14,0 14,0 | 2,12,6 3,4 4,0 4,2 5,0 5,6 5,6 | 2,0: 12,1: 1 2,2: 1 2,3: 1 2,4: 1 2,4: 1 2,5: 1 2,5: 1 | |
Таблица 4: Глубины винтового канала и отношения глубин винтового канала
Глубины винтового канала для промежуточных диаметров червяка D1 можно вычислить по уравнению:
H1 = H0 (D1 / D0)0,7
Где H1 — искомое значение, а D0 и H0 — ближайшие значения согласно Таблице 4.
При переработке частично кристаллических термопластов Дуретан и Покан в случае шнеков диаметром > 80 мм лучше всего применять пониженную глубину винтового канала в зоне загрузки.
| 1) См. также информацию но технике применения ATI 173: «Шнеки литьевых машин для переработки термопластов фирмы БАЙЕР». См. также информацию но технике применения ATI 173: «Шнеки литьевых машин для переработки термопластов фирмы БАЙЕР». |
Сопла
Для переработки следует применять по возможности открытые сопла. В случае легкотекучих материалов применяются также запирающиеся сопла. Однако, в зависимости от конструкции они могут чаще приводить к возникновению таких проблем как разложение материала, образование сгустков, нарушения работы машины и т.п. (см. ниже).
Ориентировочные значения: Отверстие сопла = отверстие литника минус 0,5 — 1,0 мм
Отверстие сопла = отверстие литника минус 0,5 — 1,0 мм
Такие традиционные запорные системы как:
• сопло с шиберным затвором,
• сопло с игольчатым затвором,
• сопло со стержневым затвором
…редко создают трудности в случае стержневых запорных систем с гидравлическим приводом. При их применении следует обращать особое внимание на возможное нарушение соосности канального отверстия в стержне (в открытом состоянии).
Пружинные игольчатые системы требуют высокого давления впрыска и приводят к кратковременному высокому сдвигу материала. Этот недостаток устраняется в системах с двусторонним гидравлическим или пневматическим приводом, а также в соплах с шиберным затвором с механическим приводом.
Надежность всех игольчатых и шиберных запорных систем сильно зависит от удобопроходимой конструкции расплавопровода (отсутствие мертвых зон, отсутствие делений потока).
Во всех запорных системах необходимо так подогнать подвижные приводные элементы с люфтом, чтобы обеспечивалась смазка расплавом и создавалась возможность вывода наружу умышленно создаваемой незначительной утечки.3.6 Защита от износа
Узел пластикации машин для переработки термопластов (особенно термопластов с наполнителями или пигментами) подвергается износу как и в случае всех рабочих машин. Различают два вида износа: абразию и коррозию. Эти два вида износа могут выступать либо отдельно, либо совместно.
Процессы износа деталей машины часто становятся заметными лишь в поздней стадии, когда наступают нарушения работы машины. Однако они часто проявляются гораздо раньше, вызывая изменение цвета поверхности литой детали или другие дефекты. Иногда эти дефекты скрываются внутри литой детали, т. е. на поверхности их обнаружить пока еще нельзя. Высокие издержки возникают не только в результате износа, непригодности к работе таких элементов машины как шнеки, цилиндры и обратные клапаны, но также и в результате выпуска брака и уменьшения степени использования машин из-за простоев и ремонтов.
Детали шнеков и цилиндров из так называемой стандартной азотированной стали часто уже не выполняют все возрастающих требований. Важную роль играет также и геометрическое исполнение деталей. Сегодня на рынке предлагаются «защищенные от износа» плавильные агрегаты, которые гораздо лучше выполняют предъявляемые требования. Опыт показывает, что в результате их применения удельные издержки на износ деталей машины (отнесенные к единице пропускной способности) можно сократить в 3 — 6 раз и даже больше. При этом еще не учитываются дополнительные улучшения экономичности производства в результате сокращения брака, уменьшения времени простоя машин, лучшего постоянства качества и т. д. В случае защищенных от износа и коррозии агрегатов, подбор сорта стали и метода обработки поверхности может в решающей степени зависеть от того, какой из этих двух механизмов износа преобладает в данном случае. Как правило, рекомендуется «универсальное» исполнение, учитывающее оба вида износа. Советы по соответствующему подбору материала приведены в следующей таблице1).
| 1) см. также ATI 458 «Защита от износа при литье под давлением» см. также ATI 458 «Защита от износа при литье под давлением» |
Подбор материалов для защищенных от износа литьевых агрегатов (универсальная защита от коррозии и абразии).
Цилиндры
1. Центробежное нанесение подходящего бронировачного слоя, чаще всего на основе Ni-Co-Cr-W-B, практически не содержащего железа; нелигированные и легированные углеродистые стали для несущей трубы.
2. Использование нанесенных центробежным способом втулок; несущая труба из азотированных сталей, например:
34 Cr Al Ni 7 (1.8550)
31 Cr MoV9 (1.8519)Шнеки
1. Высокохромистые легированные стали сквозной закалки (диаметр до ок. 60 мм, длина 1500 мм), иногда дополнительно подвергнутые ионизационному азотированию, например:
Х 155 Cr V Mo 12 1 (1.2379)
X 165 Cr Mo V 12 (1.2601)
X 210 Cr 12 (1.2080)
X 220 Cr Mo 12 2 (1.2378)
X 210 Cr W 12 (1.2436)
2. Стеллитные закаленные витки с ионизационно азотированными хромистыми сталями для всех диаметров, например:
Х 35 CrMo 17 (1.4122) улучшенная
X 22 CrNi 17 (1.4057) улучшенная
3. Стеллитные закаленные витки с хромированием тела шнека.торцов, например:
31 Cr MoV9 (1.8519)Головка цилиндра
1. Высоколегированные хромистые стали, подвергнутые ионизационному азотированию (см. п. 2 в разделе «Шнеки»).
2. Стандартные азотированные стали твердого хромирования например:
31 CrMo V 9 (1.8519)Обратный клапан
1. Верхушка и нажимное кольцо
Гребень витка червяка всегда бронирован сплавами на основе Cr-Ni-B добавками карбида.
1.1 высоколегированные хромистые стали, при необходимости ионизационно азотированные (см. п. 2 в разделе «Шнеки»).
1.2 высоколегированные хромистые стали сквозной закалки (см. п. 1 в разделе «Шнеки»). 2. Запорное кольцо
Высоколегированные хромистые стали с хорошей вязкостью, подвергнутые сквозной закалке или улучшенные — ионизационно азотированные, например:
Х 155 Cr V Mo 12 1 (1.2379)
X 40 Cr Mo V 5 1 (1.4122)
X 35 CrMo 17 (1.2344)
3. Все конструктивные элементы из:
Высокопрочных материалов или бронированные или покрытые физико-химическими способами нанесения из паровой фазы (CVD-/PVD).Уплотнительные поверхности: сопло, головка и обратный клапан
Частой причиной проблем износа являются неисправные уплотнительные поверхности в блоке пластикации. Подаваемый расплав претерпевает нежелательные изменения в щелях (мертвые зоны, время пребывания и температура), захватывается последующим потоком расплава и может затем приводить к образованию темных шлиров, местных помутнений и хлопьев.
• При сборке блока пластикации следует проверять сплошное прилегание уплотнительных поверхностей, пользуясь шабровочной пастой (наносимой возможно более тонким слоем).
• Необходимо соблюдать всегда более подробные указания изготовителей литьевых машин по правильной сборке таких отдельных узлов как головка цилиндра и сопло.
Температура формы и расплаваДиапазоны температур формы и расплава, указанные в нижеследующей таблице, действительны в каждом случае для всего ассортимента литьевых типов соответствующего термопласта (за исключением специальных продуктов) и могут поэтому служить только в качестве ориентировочных значений. Как правило, температура расплава легкотекучих типов выбирается из нижней зоны, а для вязкотекучих типов — из верхней зоны температур. При длительном времени пребывания в цилиндре пластикации, вызываемом длительными циклами или низкой степенью использования литьевого объема, необходимо уменьшать температуру расплава, чтобы исключить термическое разрушение материала.
| Термопласт | Температура формы (OC) | Температура расплава (OC) |
| Апек | 100 – 150 | 310 – 340 |
| Байбленд | 70 – 100 | 240 — 280 |
| Десмопан | 20 – 50 | 190 — 245 |
| Дуретан A Дуретан AKV Дуретан B Дуретан BKV | 70 – 90 80 – 120 70 – 90 80 – 120 | 260 — 290 270 — 300 240 — 270 260 — 280 |
| Люстран Новодур Люстран SAN | 60 – 80 60 – 80 60 – 80 | 220 — 260 220 — 260 220 — 260 |
| Макролон Макролон GF | 80 – 100 80 – 130 | 280 — 320 310 — 330 |
| Макробленд PR Макробленд EC | 60 – 70 60 – 100 | 250 — 280 280 — 330 |
| Петлон | 130 – 140 | 260 – 280 |
| Покан Покан GF | 80 – 100 80 – 100 | 250 — 270 250 — 270 |
| Тедур | 140 – 170 | 320 – 360 |
| Триакс | 60 – 90 | 250 – 280 |
Таблица 5: Рекомендуемая температура формы и расплава
Необходимо учитывать, что в зависимости от геометрии шнека и условий работы (число оборотов, реактивное давление, время дозирования и т. д.) температура расплава часто значительно отличается от заданной температуры цилиндра. При возникновении проблем, зависящих от температуры, рекомендуется проводить измерение температуры расплава (см. раздел 4. 3).
При переработке материалов в рекомендуемых условиях могут выделяться незначительные количества продуктов расщепления.
Согласно листку по технике безопасности необходимо обеспечивать соблюдение приведенных значений допустимой концентрации веществ на рабочем месте путем достаточного местного отсоса и вентиляции, чтобы не подвергать опасности здоровье и самочувствие операторов машин.
Не разрешается значительно превышать предписанную температуру переработки, потому что это может приводить к сильному парциальному разложению полимеров и выделению летучих продуктов разложения.
Так как завышенные температуры в большинстве случаев являются следствием неправильного управления или неполадок в системе обогрева, необходимо уделять особое внимание этим вопросам и осуществлять постоянный контроль.
Термостатирование формы
Термостатирование формы оказывает решающее влияние на качество литых изделий. Особенно такие свойства, как внутреннее напряжение, коробление, соблюдение допусков на размеры, вес, а также качество поверхности, в решающей степени зависят от термостатирования формы. Температура стенки формы оказывает очень сильное влияние также и на время охлаждения.
Соблюдение заданных технологических параметров, в частности, допусков на размеры, зависит от четко установленной температуры формы. Применяемые для этих целей термостатирующие приборы могут, как правило, лишь в ограниченной мере обеспечить величину и постоянство температуры. Во-первых, при каждом процессе впрыска температура поверхности формы возрастает в результате контакта с расплавом на 5 — 15 °С. До следующего процесса впрыска рост температуры снижается в результате отвода тепла. Поэтому при постоянной циклической работе возникает периодическое колебание температуры (так называемый пилообразный профиль температуры). Но прежде всего температура формы возрастает в течение определенного времени при пуске производства, пока не создадутся условия равновесия между подводом и отводом тепла. Эта температура может на 10 — 30 °С превышать показатели, установленные на термостатирующем приборе. На нее налагаются — иногда очень значительные — регулировочные колебания термостатирующего прибора.
Температура равновесия и время до достижения термического равновесия зависят от расхода термостатирующей среды или же от сопротивления течению. Последняя величина определяется количеством термостатирующих каналов и изменений направления течения в форме (последовательное соединение нескольких термостатирующих цепей). С другой стороны, насос термостатирующего прибора часто не обеспечивает давления, необходимого для достаточного расхода термостатирующей среды (10 — 15 л/мин), или же клапан, ограничивающий давление, задает очень низкую величину максимального давления. В результате этого в форме возникает “ползучее течение” и — следовательно -недостаточный теплообмен. Свидетельством слишком низкого расхода является разница температур на входе и выходе: она должна быть менее 4°С.
Важной предпосылкой для быстрого достижения температуры формы и ее надежного регулирования является достаточная тепло- и хладопроизводительность применяемых термостатирующих приборов. На нижеследующей диаграмме показаны ориентировочные значения теплопроизводительности, зависящей от размеров и температуры формы.
| Масса литьевой формы | Мощность обогрева |
| ок. 100 кг ок. 1000 кг ок. 2000 кг | от 3 до 6 кВт от 6 до 9 кВт от 9 до 12 кВт |
Таблица 6: Ориентировочные значения требуемых мощностей обогрева для поддержания температуры формы в рабочих пределах (60 — 110 oС)
Ориентировочные значения требуемой мощности охлаждения (она измеряется при 60 — 70 oС):
— при использовании масла в качестве теплоносителя — примерно равна мощности обогрева,
— при использовании воды — примерно на 70% выше мощности обогрева.
Мощность насоса:
При противодавлении 10 бар, объемная подача должна составлять ок. 15 л/мин. Это является целесообразным, так как гидравлическое сопротивление каналов для термостатирования часто весьма значительно.