Оборудование заводов по переработке пластмасс

ЛИТЬЕВОЙ ЦИКЛ

Проследим путь материала в литьевой машине и посмотрим, как изменяются при этом основные параметры литьевого цикла: температура, давление и продолжительность каждой стадии цикла. Из бункера 2 ,(см. рис. 7.1) в нагревательный цилиндр пластикатора 8 гранулы обычно поступают при комнатной тем­пературе. Проходя через кольцевое пространство, образованное внутренней поверхностью цилиндра 8 и наружной поверхностью торпеды 9, гранулы разогреваются и выходят в виде гомоген­ного расплава. Через форсунку 10 расплав поступает в форму 1, удерживаемую в закрытом состоянии гидроцилиндром И. В по­лости формы происходит охлаждение и затвердевание пласт­массы (или отверждение термореактивных материалов). Охла­ждение расплыва начинается, строго говоря, еще во время за­полнения полости формы и продолжается до тех пор, пока из­делие не станет достаточно жестким для того, чтобы его мож­но было извлечь из формы, не опасаясь коробления.

Рассмотрим диаграмму рабочего процесса, на которой лить­евой цикл разделен на отдельные этапы, отличающиеся друг от друга величиной давления в форме (рис. 7.2). Начальный уча­сток нулевого давления (от точки 0 до точки 1) — это время, предшествующее началу заполнения формы, в течение которого форма закрывается и литьевая форсунка подводится к литни­ку формы; следующий участок (от точки 1 до точки 2) — пе­риод впрыска. Пока форма не заполнена, давление в ней неве­лико. Но как только она заполнится, давление в ней очень быстро возрастает до максимального значения (участок 2—3).

За этим этапом следует стадия уплотнения (участок 3—4). На этой стадии цикла течение расплава в форму почти полно­стью прекращается. Из литьевой головки в форму поступает только небольшое количество полимера, компенсирующее ежа-

Тие полимера под воздействием повышенного давления и умень­шение удельного объема в результате охлаждения и темпера­турной усадки.

При этом возможны различные варианты этой стадии цик­ла, соответствующие различным особенностям конструкции ма­шины. Так, если конструкция литьевой головки рассчитана на поддержание постоянного давления впрыска, то по мере охлаж­дения и усадки находящегося в форме расплава литьевой пор­шень будет перемещаться вперед, нагнетая дополнительное ко­личество расплава в форму. В этом случае давление расплава в форме во все время стадии уплотнения остается постоянным (пунктирная кривая на участке 3—4 рис. 7.2, а). Если же лить­евой поршень занимает в конце впрыска крайнее переднее по­ложение, то во время стадии сжатия наблюдается некоторое уменьшение давления. Приток расплава в форму происходит при этом за счет разности давлений в литьевой головке и фор­ме.

Следующая стадия цикла — это обратное движение литье­вого поршня. Эта стадия называется также стадией утечки. Обычно утечку можно наблюдать при формовании массив­ных изделий, которые не успевают полностью затвердеть к то­му моменту, когда литьевой поршень начинает свое обратное движение. Так как в этот момент давление в литьевом цилинд­ре оказывается меньше давления в форме, часть расплава вы­текает из формы. При этом давление в форме заметно снижа­ется (участок 4—5 на рис. 7.2, а). Существуют литьевые сопла, оснащенные специальным обратным клапаном, предотвращаю­щим обратное течение расплава. В таких случаях диаграмма давления имеет вид, изображенный на рис. 7.2,6 (участок 4—5).

Дальнейшее охлаждение формы приводит к затвердеванию материала в впусковом канале, после чего никакое течение ма­териала — ни в форму, ни из формы — оказывается невозмож­ным. 1

Последующее охлаждение расплава сопровождается темпе­ратурной усадкой и уменьшением давления в форме до момен­та открытия формы, отмеченного на диаграмме точкой 6. Отме­тим, что в момент открытия в форме сохраняется определенное остаточное давление. Это остаточное давление, однако, не должно быть слишком велико. В противном случае возможны повреждение, растрескивание или даже застревание готового изделия в полости формы.

Процесс заполнения и охлаждения отформованного изделия оказывает решающее влияние на надмолекулярную структуру и, следовательно, на прочностные и эксплуатационные характе­ристики готового изделия. Существуют различные методы уп­равления процессом структурообразования, однако во всех случаях для получения структуры, однородной по всему сече­нию изделия, необходимо обеспечить максимальное постоянст­во исходной температуры расплава. Поэтому одно из основных требований, предъявляемых к пластицирующим устройствам, состоит в максимальном ограничении допустимой неравномер­ности температуры расплава.