Появление на свет термопластавтоматов позволило наладить производство высококачественных пластиковых изделий с высокой степенью точности. Такие машины могут быть электрическими, гидравлическими или представлять собой их комбинацию. В зависимости от модификации, они впрыскивают полимерную массу горизонтально либо вертикально и характеризуются разным месторасположением инжекционных узлов. По виду используемых материалов все автоматы делятся на две категории – для однокомпонентного и многокомпонентного литья.
Сегодня существует 9 методов литья пластмасс под давлением, позволяющих формовать как сверхлегкие детали, весящие менее 1 г., так и тяжелые изделия весом до десятков килограммов. Каждый из них достоин детального рассмотрения.
1. Инжекционный
Эта методика обрела наибольшую распространенность, так как подходит для отливки тонко- и толстостенных элементов нестандартных очертаний. При ней необходимый объем расплава накапливается в цилиндре и за считанные секунды нагнетается в пресс-форму для литья пластмасс под давлением в 200 МПа. Сама форма может быть многогнездной.
2. Инжекционно-прессовый
Предназначен для производства продукции, отличающейся расширенной прессовочной площадью, поэтому в основном применяется в условиях производственного цеха. Также позволяет выпускать тонкостенные компоненты из материалов высокой вязкости (поликарбонат, полиметилметакрилат). Поскольку в ходе заполнения формы давление снижается, прочность изделий в середине и по краям будет различаться, но сочетание впрыска и прессования позволяет нивелировать эффект разнопрочности. Основной спецификой является применение сложных и дорогостоящих форм, позволяющих сдвигать отдельные компоненты после их соединения.
3. Интрузионный
Подходит для выпуска толстостенных компонентов, так как при его использовании может вводиться избыточное количество расплава. Жидкий полимер подается в форму с помощью зубчато-винтового инструмента. Для компенсации усадки после охлаждения полимерного сплава, винт дополнительно вводит расплавленную массу посредством осевого движения. Из-за невысокого давления методика обеспечивает изготовление компонентов упрощенной конфигурации.
4. Инжекционно-газовый (ИГЛ)
Новаторская разработка, применяющаяся при переработке сырья. После расплавления материала начинается его нагнетание посредством инжекционных блоков, чтобы наполнить форму от 80% до 95%. Сначала углекислый газ под давлением 80 мегапаскалей (МПа) вдувается через специальный ниппель, обеспечивая равномерное распределение расплавленной массы в каждом углублении и создавая в итоге необходимую толщину элементов изделия. Как только формовка заканчивается, газ поступает в соответствующий приемник, и в качестве заключительной стадии в форму вкачивается нужный объем жидкого материала.
Несмотря на сложность устройства сопел и строгие требования к точности управления, ИГЛ имеет ряд преимуществ:
- ускоряет производственный процесс на 25–35%;
- минимизирует риск брака на производстве из-за отсутствия коробления и других дефектов;
- способствует оптимизации стоимости формующей оснастки благодаря упрощению ее конструкции;
- уменьшает расход сырья практически вдвое, что делает эту методику очень экономичной.
5. Сэндвич-литье
Методика рассчитана на переменную подачу расплава различных пластификаторов в форму. Для этого к литнику подсоединяются 2 инжекционных узла, а игольчатый клапан, выполняющий роль переключающего устройства, синхронно либо поочередно соединяет их с формой. Один модуль применяется для инжекции расплава, чтобы создать внешнее покрытие изделия, а другой – для заливания полостей полимерной массой. На завершающей стадии первый модуль вновь подсоединяется для доливки жидкого полимера.
6. Многослойный
Эта методика подразумевает использование 2–3 инжекционных модулей, чтобы достичь пластикации полимера, обладающего заданными характеристиками. Она предназначена для изготовления полихромных изделий из нескольких разновидностей полимеров. Основная область применения – создание смешанных конструкций, в которых второстепенные элементы сделаны из вторсырья.
7. Литье в многокомпонентные пресс-формы
Данный способ предназначен для изготовления многоцветных деталей разной конфигурации и увеличенных габаритов. Компоненты в таких изделиях, находящиеся в центре и на периферии, могут быть отлиты из разного сырья. В ходе изготовления инжекционные модули функционируют в обычном режиме, а нужная конфигурация изделия получается благодаря специальному строению формы. В форму входят две подсистемы, соединенные с инжекционными модулями, и специализированные мобильные вставки, приводимые в движение посредством пневмоприводов и предназначенные для создания составных компонентов конечного изделия. Модули не зависят друг от друга и функционируют в различных режимах (инжекции либо интрузии).
8. Соинжекционный
Эта методика часто употребляется при производстве многослойных компонентов разной расцветки, при этом применяются сопла, имеющие оригинальное конструктивное решение и выполненные в виде разделительной головки.
9. Ротационный
Предполагает использование дорогостоящих сложносоставных форм и сменных вставок. После формирования центровой части изделия (при работе первого модуля) вставка убирается, а в появившееся пространство нагнетается расплав из второго узла. Поскольку при изготовлении деталей форму приходится разъединять, это заметно снижает производительность.
