Точністьлиття під тиском, як зазвичай розуміють, відноситься до виробів-лиття під тиском, які відповідають суворим вимогам щодо допусків на розміри, геометричних допусків і шорсткості поверхні. Досягнення прецизійного лиття під тиском вимагає багатьох факторів, але найважливішими є чотири елементи: пластикова сировина, прес-форми, процес лиття під тиском та обладнання для лиття під тиском (машина для лиття під тиском).
Прецизійне лиття-пластмаси
Пластмаси, придатні для точного лиття під тиском, повинні мати такі характеристики, як висока механічна міцність, хороша стабільність розмірів, чудовий опір повзучості та широкий діапазон адаптивності до навколишнього середовища. Для точного лиття під тиском зазвичай використовуються такі чотири види пластмас:
① POM і POM, армований вуглецевим волокном (CF), або POM, армований скловолокном (GF). Цей матеріал характеризується гарним опором повзучості, стійкістю до втоми, атмосферостійкістю та діелектричними властивостями, а також вогнестійким-. Додавання мастил полегшує звільнення форми.
② PA66, армований скловолокном. Характеристики: сильна ударостійкість і зносостійкість, хороші властивості текучості, може формуватися у вироби з товщиною стінки 0,4 мм. Армований скловолокном PA66 має хорошу термостійкість (температура плавлення 250 градусів), але його недоліком є гігроскопічність; як правило, це вимагає кондиціонування вологи після формування.
③ Поліестер, армований PBT. Особливості: короткий цикл формування. Порівняння часу формування виглядає наступним чином: PBT Менше або дорівнює POM ~ PA66 Менше або дорівнює PA6.
④ ПК і ПК, армований скловолокном. Характеристики: хороша зносостійкість, підвищена жорсткість після армування, хороша стабільність розмірів, хороша стійкість до погодних умов, вогнестійкість і хороша здатність до формування.
Прецизійні форми для лиття під тиском
Форми, що використовуються для точного лиття під тиском, повинні мати такі характеристики:
① Висока точність форми.
Це в першу чергу залежить від того, чи відповідають розміри порожнини форми, розташування порожнини або точність поверхні розділення вимогам.
② Хороша оброблюваність і жорсткість.
У конструкції форми кількість порожнин не повинна бути надмірною, а опорна плита, опорна плита та стінки порожнини повинні бути товщі, щоб запобігти сильній пружній деформації деталей під високою температурою та високим тиском.
③ Хороша продуктивність виймання продукту.
Форма в ідеалі повинна мати невелику кількість порожнин, меншу кількість і коротші напрямні, а також вищу шорсткість поверхні, ніж звичайні форми, що полегшує виймання з форми.
④ Сталь для точних форм.
Слід вибрати-високоміцну леговану сталь; матеріали, що використовуються для порожнин і бігунків, повинні пройти сувору термічну обробку, і слід вибирати матеріали з високою твердістю (деталі формування повинні досягати приблизно 52 HRC), хорошою зносостійкістю та сильною стійкістю до корозії.
Прецизійна машина для лиття під тиском
Характеристика за технічними параметрами
Виходячи з тиску впорскування, звичайні машини для лиття під тиском працюють при 147–177 МПа; машини прецизійного лиття під тиском працюють при 216–243 МПа; і машини для лиття під тиском над--під тиском працюють при 243–392 МПа. Машини для точного лиття під тиском повинні використовувати машини для лиття під високим-тиском з таких причин:
①
Щоб підвищити точність і якість прецизійних виробів, оскільки тиск упорскування найбільше впливає на швидкість усадки виробу при формуванні. Коли тиск впорскування досягає 392 МПа, швидкість формування усадки продукту майже дорівнює нулю. У цей момент на точність виробу впливає лише цвіль або навколишнє середовище. Випробування показали, що збільшення тиску впорскування з 98 МПа до 392 МПа підвищує механічну міцність на 3–33 %.
②
Для зменшення товщини стінок точних виробів і збільшення довжини формування. Візьмемо ПК як приклад: звичайна машина з тиском уприскування 177 МПа може формувати вироби з товщиною стінки 0,2–0,8 мм, тоді як прецизійна машина з тиском упорскування 392 МПа може формувати вироби товщиною від 0,15 до 0,6 мм. Машини для лиття під тиском над--під тиском можуть виготовляти продукти з більшим коефіцієнтом довжини потоку.
③
Збільшення тиску впорскування може повністю використовувати ефективність швидкості вприскування. Щоб досягти номінальної швидкості впорскування, є лише два шляхи: один полягає в збільшенні максимального тиску впорскування в системі; інший – змінити параметри гвинта, щоб збільшити співвідношення довжини-до-діаметра. Прецизійні машини для лиття під тиском вимагають високих швидкостей уприскування. Візьмемо як приклад німецьку -машину для точного лиття під тиском DEMAG (60–420 т), її швидкість уприскування може досягати 1000 мм/с, а шнек може досягати прискорення 12 м/с².
Характеристика прецизійних термопластавтоматів з точки зору управління
① Вимоги до повторюваності (відтворюваності) параметрів лиття під тиском.
② Вимоги до якості пластифікації.
③ Контроль температури робочої гідравлічної оливи.
④ Вимоги до утримуючого тиску.
⑤ Вимоги до контролю температури форми.
Гідравлічна (масляний контур) система машини для точного лиття під тиском
- ① Гідравлічна система повинна використовувати пропорційні компоненти, такі як пропорційні клапани тиску, пропорційні клапани потоку або насоси з сервоприводом.
- ② У затискних механізмах-під прямим тиском гідравлічні контури для затискної та впорскової частин мають бути розділені.
- ③ Через високу швидкість прецизійних машин для лиття під тиском швидкість відгуку гідравлічної системи повинна бути збільшена.
- ④ Гідравлічна система машин для точного лиття під тиском повинна повністю втілювати інтегровану техніку механічних, електричних, гідравлічних та контрольно-вимірювальних систем.
Конструктивні характеристики прецизійних термопластавтоматів
① Через високий тиск упорскування машин для точного лиття під тиском жорсткість затискної системи має вирішальне значення, а паралельність рухомих і нерухомих плит необхідно контролювати в межах від 0,05 до 0,08 мм.
② Прес-форми під -низьким тиском мають бути захищені, а точність сили затиску має суворо контролюватися, оскільки величина сили затиску впливає на ступінь деформації форми, що зрештою впливає на допуски розмірів формованих деталей.
③ Швидкість відкриття та закриття форми має бути швидкою, як правило, близько 60 мм/с.
④ Пластифікуючі компоненти: гвинт, головка гвинта, неповоротне кільце та стовбур мають мати структурну форму, яка забезпечує сильну пластифікуючу здатність, хорошу гомогенізацію та високу ефективність впорскування; крутний момент гвинтового приводу повинен бути великим і мати можливість плавного регулювання швидкості. Виходячи з цього, прецизійні машини для лиття під тиском часто використовують модульні блоки для адаптації до потреб виробництва різних прецизійних пластикових деталей, як показано на малюнку.
Ми знаємо, що, незалежно від типу прецизійної машини для лиття під тиском, вона повинна мати можливість стабільно контролювати повторюваність розмірів і якість формованих виробів.
Основні виробники машин для точного лиття під тиском
У сфері розробки машин для точного лиття під тиском провідні виробники, що представляють сучасний передовий рівень у світі, включають німецькі компанії, такі як KraussMaffei, Demag і Arburg, а також японські компанії, такі як Nissei, JSW і Sumitomo Heavy Industries. Серед них машина для точного лиття під тиском, випущена німецькою компанією Arburg, має коробчату-конструкцію затискного механізму, що значно покращує точність затиску.
Проблеми з усадкою в прецизійних литих пластикових деталях.
Існує чотири фактори, які впливають на усадку формованих пластикових деталей: термічна усадка, усадка при фазовому переході, усадка при орієнтації та усадка при стисненні.
Нижче проаналізовано вплив кожного фактора усадки на точне лиття під тиском:
① Термічна усадка
② Усадка фазового переходу
③ Зменшення орієнтації
④ Компресійна усадка
① Термічна усадка:Термічна усадка є властивою теплофізичною характеристикою формувального матеріалу та матеріалу форми. Вищі температури форми призводять до вищих температур продукту, що призводить до збільшення фактичної усадки. Тому температура прес-форми не повинна бути надто високою при точному лиття під тиском.
② Усадка фазового переходу:У кристалічних смолах в процесі орієнтації відбувається кристалізація макромолекул, що викликає усадку внаслідок зменшення питомого об'єму. Це називається усадкою фазового переходу. Вищі температури форми призводять до вищої кристалічності та більшої усадки; однак, з іншого боку, підвищена кристалічність збільшує щільність продукту, зменшує коефіцієнт лінійного розширення і, таким чином, зменшує усадку. Таким чином, фактична швидкість усадки визначається спільною дією цих двох факторів.
③ Усадка орієнтації:Через вимушене розтягування молекулярних ланцюгів у напрямку потоку макромолекули мають тенденцію повторно згортатися та відновлюватися під час охолодження, що призводить до звуження в напрямку орієнтації. Ступінь молекулярної орієнтації пов'язаний з тиском ін'єкції, швидкістю ін'єкції, температурою смоли та температурою форми, але головним чином зі швидкістю ін'єкції.
④ Усадка при стисненні:Більшість пластмас стискаються, тобто їхній питомий об’єм значно змінюється під високим тиском. При звичайних температурах збільшення тиску впорскування зменшує питомий об’єм формованого виробу, збільшує його щільність, зменшує коефіцієнт лінійного розширення, значно зменшує усадку. Відповідно до стисливості формувальний матеріал має еластичний ефект відновлення, що зменшує усадку виробу.