Как известно, получение качественного изделия при литье пластмасс под давлением в значительной мере зависит от температуры формообразующих пресс-формы. Тем не менее, бытует ошибочное мнение, что чем холоднее формообразующие стенки инструмента, тем короче цикл литья и как следствие – выше производительность термопластавтомата…
В этой и последующих статьях я постараюсь внести некоторую ясность в вопрос температурных режимов литьевой оснастки».
Александр КОЗЛОВ,
ведущий специалист ООО «ФОРМОТРОНИК» по холодильному оборудованию
Александр КозловАлександр Козлов в 2011 году закончил Казанский химико-технологический институт им. С.М.Кирова по кафедре «Холодильная техника и технологии». Защитил на «отлично» дипломный проект по теме «Низкотемпературная заморозка», который был успешно реализован на предприятии по производству холодильного оборудования.
Затем Александр работал в компании «РосХолод» в должности инженера по холодильному оборудованию. Вел проекты по разработке водоохлаждающей техники, компрессорно-конденсаторных блоков и скороморозильных установок. Участвовал в пуско-наладочных работах и сдаче систем заказчикам.
С 2014 года был приглашен в ООО «ФОРМОТРОНИК» на должность ведущего специалиста по холодильному оборудованию и термостатированию технологических процессов.
Руководит разработкой и производством холодильной техники Cold Point©.
Итак, начнем со свойств полимеров. Как известно, все полимерные материалы в определенном температурном интервале способны к плавлению — переходу из твердого состояние в жидкое и наоборот. У каждого полимера свои температуры плавления и затвердевания — кристаллизации. Этот диапазон между температурой плавления и температурой разложения (термодеструкцией) называется рабочим диапазоном. (таблица 1)
| Таблица 1. Температурные режимы переработки полимеров. | |||
| Материал | Теплоемкость | Диапазон температур расплава материала |
Температура кристаллизации |
| С (кДж/кг∙K) | T (C) | Ts(С) | |
| ABS | 1,6 | 220-260 | 105 |
| CA | 1,8 | 170-200 | 40 |
| PA6 | 2,0 | 250-270 | 50 |
| PC | 1,5 | 290-320 | 80 |
| PE HD | 2,5 | 190-280 | 30 |
| PET genenc | 1,4 | 300 | 120 |
| PET preform | 1,4 | 310 | 15 |
| PMMA | 1,8 | 220-260 | 70 |
| POM | 1,8 | 180-225 | 85 |
| PP | 2,4 | 200-270 | 30 |
| PS | 1,8 | 180-280 | 45 |
| PUR | 2,0 | 225 | 20 |
| PVC | 1?5 | 180-215 | 20 |
| SAN | 1,8 | 220-270 | 50 |
| SB | 1,7 | 250 | 45 |
И здесь проявляется другое свойство полимерного материала – его усадка. Как известно, это неприятное свойство присуще не только пластмассам. А неприятность заключается в том, что это сильно влияет на качество будущего изделия.В рабочем диапазоне мы имеем расплав полимера. При остывании расплава ниже точки кристаллизации мы получаем полимер в твердом состоянии.
К чему же ведет неконтролируемая усадка полимера при остывании?
Именно с процессом кристаллизации полимера, скоростью и температурой его охлаждения связаны основные дефекты изделий, получаемых методом литья!
Первая группа дефектов:
Серебряные шлиры;
— «Холодная пробка»;
— Не полностью отформованные отливки;
— Раковины и впадины;
— Вторая группа дефектов:
Нарушение геометрии изделий (коробление, утяжины);
— Облой;
— Шероховатость/матовость поверхности при литье стеклонаполненных материалов;
— Залипание изделий в форме.
Если первая группа дефектов связана, скорее всего, с некорректной температурой подготовки расплава и устранить их можно на термопластавтомате с помощью изменения температурных режимов, скорости подачи расплава, выдержкой под давлением, то вторая группа дефектов связана непосредственно с нарушением температурного режима формообразующих поверхностей пресс формы!
Поэтому, чтобы нейтрализовать влияние усадки на качество изделия, поверхность формообразующей пресс формы должна находиться при температуре близкой к температуре кристаллизации материала. То есть – нужно удерживать формообразующие в определенном температурном диапазоне – термостатировать их. Данный прием поможет вам не только свести до минимума процент брака, но и возможно — сократить время цикла литья.
Температура кристаллизации различных полимерных материалов также колеблется в некотором диапазоне, который для большинства полимеров не превышает 8-10 градусов. Выход за пределы этого диапазона как раз и влечет за собой образование ряда дефектов изделия, либо необоснованного увеличение времени цикла. И то и другое, согласитесь – неприятно!
Для контроля над температурой пресс формы, существуют специальные термостатирующие приборы — термостаты, которые могут достаточно точно контролировать температуру. Об их устройстве, особенностях и принципе действия я расскажу в следующей статье.