Как работает термопластавтомат

Как работает термопластавтомат

Пластиковые изделия пользуются спросом не только потому, что они делаются из легкого и практичного материала со стороны потребителя, а скорее по причине того, что предприятиям выгодно выпускать продукцию из этого материала, так как такой шаг существенно снижает затраты на производство.

Современные технологии позволяют создавать из пластмассы сложные конструкции практически любой формы.

При желании сырье можно повторно переработать с помощью специальных шредеров или измельчителей.

При этом детали изготавливаются с высочайшей точностью.

Именно поэтому пластик используется при конструировании компонентов для сложнейшей техники: самолетов, автомобилей, ракет и т. д.

Производство изделий из пластмассы

Наиболее эффективным способом для производства изделий из пластика является метод литья под давлением.

Литье осуществляется на специальных установках – термопластавтоматах (альтернативное название: инжекционные литьевые машины), о которых и пойдет речь в данной статье.

Процесс литья осуществляется следующим образом: сырье в виде гранул полимеров поступает в термопластавтомат, где нагревается до температуры плавления и впрыскивается в пресс-форму, пластмасса остывает, материал становится твердым, далее литьевая форма размыкается, выталкивая содержимое, так и получается готовое пластиковое изделие.

Устройство термопластавтомата

Термопластавтомат состоит из множества сложных механизмов, поэтому мы рассмотрим только его основные части.

К основным узлам ТПА относятся:

  1. Бункер – здесь хранится сырье, необходимое для стабильного поддержания работоспособности агрегата.
  2. Материальный цилиндр и шнек – они отвечают за попадание вязкотекучей субстанции в литьевую форму. Причем полимер впрыскивается не весь сразу, а лишь в том кол-ве, которое было заданно оператором ТПА.
  3. Двигатели, гидравлические цилиндры, система шлангов, бак для масла – все эти механизмы, в свою очередь, отвечают за создание давления в гидравлической системе, под воздействием которого основные части литьевой машины приходят в движение.
  4. Узел запирания. К нему относятся подвижные и неподвижные плиты, а также колено-рычажный механизм.
  5. Узел выталкивания – это устройство, которое отвечает за выталкивание пластмассовых деталей из литьевой формы.

Управление термопластавтоматом

Современные термопластавтоматы функционируют при помощи компьютерных систем управления – контроллеров .

Процессор со встроенным набором программ по заданным оператором параметрам в автоматическом режиме управляет всеми процессами.

Для примера возьмем контроллер KEBA 1075 , которым оснащены термопластавтоматы серии haitian mars II .

Ниже представлен список его функций:

  1. Прогрев литьевой машины перед началом работы.
  2. Следит за тем, чтобы параметры, заданные оператором ТПА (температура, уровень давления, время цикла и т. д.), соблюдались на протяжении всего цикла производства.
  3. Показывает состояние всех механизмов инжекционно-литьевой машины: состояние пресс-формы, шнека, подвижных плит и т. д.
  4. В реальном времени показывает на дисплее результаты в удобном виде: на таблицах, графиках, диаграммах.
  5. При возникновении отклонений от заданных параметров оперативно оповещает оператора станка.
  6. Все настройки производственного цикла можно сохранять в памяти контроллера, при желании можно перенести сохраненный файл на в внешнее устройство с помощью USB-кабеля.

Заказать партию пластиковых изделий весом от 0,1 до 250 грамм всегда можно в компании «Автоп» .

Доставим в любой регион России.

Производим качественные изделия из первичного сырья ведущих поставщиков мирового рынка пластмасс, также можем изготавливать изделия на основе Вашего сырья.

Если у Вас нет пресс-формы, Вы можете заказать ее у нас.

Литьевые формы компании «Автоп» стоят в 3-5 раз дешевле промышленных пресс-форм.

В нашем распоряжении передовое оборудование мировых производителей ТПА: Haitian, Babyplast, Siger .

Производим изделия в любом количестве от 1 000 шт. до нескольких миллионов в месяц!

По вопросам сотрудничества обращайтесь по телефону: +7(8482)39-00-12

Как работают термопластавтоматы

  • Содержание страницы:
  • Фотогалерея
  • Как устроен ТПА
  • Основные узлы ТПА
  • Технологическая оснастка
  • Наши станки
  • Режимы работы ТПА
  • Комплектующие для станков
  • Оставить заявку
  • Каталог термопластавтоматов

Изделия из полимерного сырья широко распространены, благодаря низкой стоимости, высокой технологичности производства, возможности вторичной переработки.

Для многих видов бизнеса будет выгодно организовать производство продукции из пластика собственными силами, а не закупать их на стороне.

В организации линии по производству изделий из термопластов нет ничего сложного – достаточно приобрести термопластавтомат (один или несколько).

Как устроен ТПА

Термопластавтоматы – это инжекционные литьевые машины, в которых сырье из определенного вида пластмасс нагревается, приводится в жидкое агрегатное состояние, потом под давлением подается в пресс-форму.

Внутренние контуры пресс-формы точно повторяют форму будущего изделия, поэтому полная заливка оснастки полимером означает получение геометрически точных деталей.

Все узлы и агрегаты машины крепятся на стальной раме, от её прочности и жесткости во многом зависит качество получаемой продукции.

Если производитель термопластавтомата экономил сталь, то возникающее напряжение при смыкании пресс-формы гарантированно приведет к перекосу оснастки и появлению брака.

Основные узлы инжекционно-литьевой машины

  • Материальный цилиндр и шнек – здесь находится расплавленный полимер, с помощью шнека точно выверенный объем сырья впрыскивается в ПФ;
  • Бункер – в нем хранится достаточный объем сырья, для обеспечения непрерывной работы оборудования;
  • Масляный бак, гидравлические цилиндры и двигатели, система шлангов – создают необходимое давление в гидравлической системе ТПА, обеспечивая движение основных механизмов машины.
  • Узел запирания – состоит из мобильных и неподвижных плит, коленно-рычажного механизма (для горизонтальных моделей);
  • Узел выталкивания позволяет автоматически извлекать готовые изделия из пресс-формы;
  • Управляющая электроника – позволяет точно контролировать процесс литья, устанавливая все технологические параметры.

Гранулы полимерного сырья нагреваются одновременно за счет нагревательных элементов, установленных на материальном цилиндре, так и за счет тепла, выделяющегося при трении гранул пластика при вращении шнека.

Используемая технологическая оснастка

Качество получаемых на ТПА изделий критически зависит от используемой пресс-формы. Жесткость оснастки и шероховатость внутренней поверхности напрямую влияют на риск появления дефектов на поверхности получаемых отливок. Также важен химический состав используемого для производства ПФ сплава – использование дешевых сплавов стали или алюминия приводят к сокращению её жизненного цикла, увеличивая расходы на подготовку производства.

В зависимости от характеристик используемого сырья, геометрической формы отливаемых деталей, используются либо холодноканальные, либо горячеканальные ПФ. В ряде случаев важно подогревать литниковую систему, поддерживая пластик в жидком состоянии. Это уменьшает процент отходов, обеспечивает лучшую проливаемость пресс-формы.

Станки с современными системами управления

Режимы работы инжекционного литьевого оборудования

Для собственника предприятия наиболее выгодна автоматическая работа, когда всеми процессами управляет электроника. Но на рынке представлены и модели с ручным управлением, когда оператор запускает каждый цикл вручную, по окончании удаляя каждый готовый экземпляр изделия из оснастки.

Время цикла в процессе литья варьируется в широких пределах – тонкостенные изделия могут изготавливаться за несколько секунд, отливки весом в сотни килограмм могут производиться минутами. Один из самых сложных и трудоемких процессов – это настройка цикла, для него требуется опытный технолог, понимающий физические процессы, возникающие в ПФ, знающий особенности используемого термопласта.

Важность правильного выбора комплектующих для термопластавтомата

Если инжекционно-литьевая машина эксплуатируется в режиме полной загрузки – невозможно полностью исключить износ узлов и механизмов, поэтому для активно работающих предприятий периодически возникает вопрос замены расходников. Это позволяет экономить время от простоев, ведь качественные детали работают дольше и требуют меньше сервиса. Можно пойти по пути наименьших финансовых трат и заказать совместимые запчасти от noname производителей, но их ресурс и качество непредсказуемы.

Разумное решение – приобретать запасные части от производителей с положительной репутацией, подтвержденной гарантийными обязательствами российского сервисного или дилерского центра.

В особо тяжелых случаях, дешевые комплектующие не обеспечивают требуемую точность термопластавтомата, производя брак. Качественные комплектующие обеспечивают максимальную эффективность работы, уменьшение времени на изготовление единицы изделия и, как следствие, максимизацию прибыли предприятия. Поэтому при выборе станка важно обратить внимание на известность завода-производителя каждой комплектующей. В Германии, Франции, Италии, Корее и Японии надежных заводов, разумеется, больше.

Термопластавтоматы: разновидности и принцип действия

Кроме того, литьем под давлением производят изделия армированные, гибридные, полые, многоцветные, из вспенивающихся пластиков и др. Метод позволяет формовать изделия массой от долей грамма до десятков килограммов. Известны примеры производства литьем под давлением деталей механизмов ручных часов (масса 0,006 г), оконных блоков и даже фрагментов ванных комнат с установленной арматурой (масса до 150 кг).

Органической особенностью метода является его цикличность, что, в общем, сдерживает производительность этого процесса, по сравнению с непрерывными технологиями. Принципиально, суть технологии литья под давлением состоит в следующем (рис. 1). Расплав полимера подготовлен и накоплен (l = пот) в материальном цилиндре литьевой машины (в данном случае — червячного типа) к дальнейшей подаче в сомкнутую форму (позиция а). Далее, материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор (в данном случае — невращающийся червяк) осевым движением со скоростью Voc перемещает расплав в форму (позиция б). В результате осевого движения червяка форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор смещается в крайнее левое (на рисунке) положение (позиция в, l= 0). Далее расплав в форме застывает (или отверждается — в случае реактопластов) с образованием твердого изделия (позиция г).

Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться с Vч = пот, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилиндра и при этом отодвигается назад. После накопления требуемого объема расплава (расстояние l = пот) вращение червяка прекращается (Vч = 0). Он занимает исходное к дальнейшим действиям положение. После завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы форма размыкается, и изделие удаляется из нее (позиция д). Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.

Из изложенного следует ряд принципиальных положений, которые определяют не только технологию процесса, но и устройство оборудования и оснастки. К ним относятся следующие:

1. Конструкция литьевой машины обязательно включает: блок подготовки расплава и его подачи в форму (инжекционный узел); блок запирания (и размыкания) формы в виде прессового устройства с ползуном (узел смыкания); блок привода, обеспечивающего все виды движения подвижных устройств оборудования и оснастки; устройство управления литьевой машиной, реализующее требуемую последовательность взаимодействия блоков, силовых и кинематических узлов, а также температурные, скоростные, нагрузочные параметры, обеспечивающие оптимальный режим работы оборудования.
2. Литьевые машины являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями.
3. Применение литьевых машин для реализации технологии литья под давлением требует квалифицированного технико-экономического обоснования, главные элементы которого: крупнотиражность и геометрическая сложность изделия, доступность и достаточность по технологическим, физико-механическим и эксплуатационным свойствам полимерного материала, выбранного для производства.

Читайте также:  Как уложить тротуарную плитку на бетонное основание

Рис. 1 Принципиальная схема процесса литья под давлением

Современные литьевые машины (ЛМ) представляют собой сложные технические устройства, оснащенные разнообразными средствами автоматизированного управле¬ния параметрами технологического процесса. Нередко их называют термопластавтоматами (ТПА) или реактопластавтоматами (РПА) в зависимости от вида основного перерабатываемого материала.

Конструкции литьевых машин весьма разнообразны. Основными классификационными признаками ЛМ являются усилие запирания формы (кН), то есть смыкания формы, создаваемое прессовым блоком, и объем впрыска или мощность, выражаемая числом кубических сантиметров расплава, которые могут быть подготовлены машиной для однократной подачи в литьевую форму. Выпускаемые промышленностью серийные литьевые машины, как правило, объединены в типоразмерные ряды по двум, указанным выше параметрам.

Кроме того, ЛМ подразделяются по технологическим и основным конструктивным признакам:

Рис. 2. Типы литьевых машин

а — горизонтальные;
б — угловые с вертикальной прессовой частью;
в — вертикальные;
г — угловые с горизонтальной прессовой частью

Угловые ЛМ используются для литья крупных изделий с затрудненным извлечением из формы. Возможны два типа таких машин:

— с горизонтальным пластикатором и вертикальным разъемом формы;
— с горизонтальным разъемом формы и вертикальным узлом инжекции. Вертикальные ЛМ наиболее удобны при производстве некрупных, в том числе армированных, деталей (обычно до 0,5 кг) в съемных формах.

Наибольшее распространение получили горизонтальные одночервячные с совмещенной пластикацией ТПА. Они обеспечивают объемы впрыска от 4 см3 до 70 000 см3 при усилии запирания формы от 25 до 60 000 кН. Принципиальная схема такого ТПА представлена на рис. 3.

Все функциональные блоки и устройства ТПА располагаются на жесткой раме (рис. 3, поз. 22). Гранулированный полимерный материал из бункера 1 поступает в материальный цилиндр 2, захватывается вращающимся шнеком 3 и транспортируется в направлении мундштука 8. При этом гранулированный материал нагревается, уплотняется в пробку и под действием тепла от трения о поверхность винтового канала червяка и поверхность цилиндра, а также за счет тепла от наружных зонных электронагревателей 4 пластицируется, то есть расплавляется под давлением, и, пройдя через обратный клапан б, накапливается в зоне дозирования материального цилиндра. Под действием возникающего при этом давления червяк отодвигается вправо, смещая плунжер 25 и хвостовик с имеющимся на нем (условно) концевым выключателем 26. Установкой ответного выключателя на линейке 27 регулируют отход червяка и, следовательно, подготовленный к дальнейшим действиям объем расплава в зоне дозирования и мундштука 8. После срабатывания концевых выключателей 26 и 27 вращение червяка прекращается — требуемая доза расплава подготовлена. Далее, гидроприводом 5 пластикационный, называемый также и инжекционным, узел сдвигается влево до смыкания мундштука с литниковой втулкой, установленной в стойке 9- К этому моменту завершает смыкание частей прессформы 11 я 12 прессовый узел Л М. Он представляет собой, по сути, горизонтальный рычажно-гидравлический пресс, состоящий из задней 17 и передней 9 плит-стоек, соединенных, как правило, четырьмя колоннами 10 и 14, по которым смещается вправо (смыкание) и влево (размыкание) ползун 13. Ползун приводится в движение от рычажно-гидравлического механизма 15, 16.

Рис. 3. Схема термопластавтомата с червячной пластикацией

После приведения всех блоков в исходное состояние создается давление в гидроприводе 25 осевого движения червяка, который, действуя аналогично поршню, инжектирует расплав полимера из материального цилиндра в пресс-форму, где и образуется изделие. Наконечник 7, установленный на червяке, способствует уменьшению образования застойных зон после впрыска. В период формообразования изделия червяк приводится во вращение для подготовки следующего объема впрыска. После охлаждения расплава до заданной температуры форма раскрывается, и изделие с помощью выталкивателей или применением робототехнических устройств удаляется из рабочей зоны литьевой машины.

Все подвижные узлы ЛМ обеспечиваются энергоносителем от главного привода, состоящего из электродвигателя 18, насосного блока 19, установленного в маслосборнике, и системы трубопроводов высокого 20 и низкого 21 давления. Для вращения червяка в данной схеме служит гидродвигатель 24 с зубчатой передачей 23.

К достоинствам машин описанного типа относят высокую производительность, универсальность по видам перерабатываемых материалов, удобство управления и обслуживания, а также надежность в эксплуатации. Определенный недостаток таких ЛМ, впрочем, как и всех термопластавтоматов с совмещенной пластикацией, состоит в существенных потерях при осевом движении червяка от трения материала о стенки цилиндра, что затрудняет достижение высоких скоростей впрыска.

Одночервячные ТПА с усилием запирания от 2500 кН до 4000 кН являются наиболее востребованными машинами. В России подобные ТПА выпускают ГП «Красмашзовод» (г. Красноярск), ОАО «Савма» (г. Кимры), ОАО «Тульский НИТИ» (г. Тула), СП «Сувенир» (г. Ульяновск).

Литература “Производство изделий из полимерных материалов”, Профессия 2004

Как работают термопластавтоматы

Полимерные материалы востребованы в быту, на производстве, в сельском хозяйстве. Столь высокая распространенность стимулирует спрос на детали из пластика и позволяет построить бизнес на их изготовлении. Поэтому предприниматели и проявляют открытый интерес к технике по переработке полимерного сырья. Из-за габаритов данного оборудования требования по обслуживанию достаточно скромны, благодаря чему затраты по закупке и содержанию техники небольшие. Принцип работы легко изучить в процессе подготовки к эксплуатации.

Что представляет собой термопластавтомат

По статистике более трети штучных изделий, выпускаемых в продажу, изготавливаются методом литья под давлением . Такой способ производства предлагается и на компактных (относительно аналогичного промышленного оборудования) термопластавтоматах. Многие процессы строго регламентированы государственными стандартами ГОСТ, что гарантирует высокое качество продукции. Например, ГОСТ 27358-87 описывает процедуру создания пресс-форм для изготовления пластмассовых изделий.

Впервые о литье пластмассы под давлением заговорили в XIX веке. Тогда был создан самый первый в мире аппарат по переработке полимеров. Данное устройство стало прототипом для последующих моделей, хотя каждое очередное поколение фактически создавалось заново, приходилось кардинально пересматривать технологические условия. Принцип работы остался прежним, хотя в течение XX века выдано несколько патентов, которые имели отношение к некоторым блокам термопластавтомата.

На современных аппаратах можно отливать пластмассовые изделия следующего типа:

  • Детские игрушки различных габаритов.
  • Отделочные и строительные материалы.
  • Фурнитура для комплектации мебели и окон.
  • Автокомпоненты для легковых и грузовых автомобилей.
  • Продукция канцелярского назначения.
  • Упаковка, тара, емкости.

Представленный перечень неполный, его можно продолжать, но на практике именно эти направления оказываются ключевыми потребителями готовой продукции. Модернизация процесса литья продолжается. Разработчики преимущественно работают по улучшению формообразующих в пресс-форме определяющих конфигурацию, точность габаритов готового изделия. То же относится к исследованиям по подбору надежного и безопасного для человека сырья. Общий алгоритм работы долгие годы остается без изменений, обновление происходит на уровне отдельных узлов вроде предмундштуковой зоны, конструкции узла смыкания, процесса заполнения формы материалом или выдержки на охлаждение.

Как устроены термопластавтоматы, различия

Оборудование состоит из нескольких базовых блоков, позволяющих в итоге организовать процесс литья. Производством данных устройств занимается целый ряд стран – Китай, Южная Корея, Гонконг, Тайвань, Германия, Италия. Принцип действия большинства этих аппаратов похож, ведь любой из них состоит из одинаковых узлов.

Типовое устройство выглядит так:

  • Загрузочный бункер, в который поступает сырье.
  • Узел пластификации, где изначально твердое сырье расплавляется до требуемой консистенции.
  • Узел смыкания, используемый для отлива продукции.
  • Гидравлическая система или гидроприводы, обеспечивающие сжатие, заполнение емкостей, движение плиты и иные операции.
  • Электродвигатели, приводящие в действие гидравлику.
  • Контроллер или блок ЧПУ, управляющий всей электроникой и механикой аппарата.

Различают автоматы для производства пластиковых деталей по нескольким признакам. В основу разделения обычно входит наличие дополнительных узлов (несмотря на одинаково реализуемый принцип работы). Встречаются такие технологические и конструктивные различия:

  • Метод пластификации. Выпускаются с поршневым, червячно-поршневым, с одним и двумя червячными механизмами.
  • Особенности пластификации. Различают модели с разделенным или совмещенным процессом.
  • Количество пластификаторов. Может устанавливаться один, два и более узла.
  • Число узлов смыкания формы. В зависимости от производителя выпускают одно-, двух- и многопозиционные модификации.
  • Конструктивные особенности привода. Встречаются модели с гидромеханическим приводом, электрическим или гибридным.
  • Расположение оси цилиндра блока пластификатора и плоскости разъема литьевой емкости. Различают горизонтальные, вертикальные и угловые ТПА.

Независимо от особенностей устройства функциональные узлы размещаются на жесткой раме. Полимерный материал в виде гранул поступает в бункер, где захватывается шнеком и транспортируется в предмундштуковую зону, откуда после расплавления под давлением поступает в формообразующую пресс-формы.

Типовые характеристики, особенности

На рынке представлено немало моделей термопластавтоматов . Каждая из них обладает рядом отличительных свойств – разной производительностью, возможностью отливать очень больших изделий или способностью выполнять это с ювелирной точностью. Когда осуществляется выбор нужной модификации данного оборудования заостряют внимание на принципе работы, общих габаритах, требованиях к сырью. От правильного решения будет зависеть, насколько аппарат подойдет к запланированным задачам.

Ключевыми характеристиками данного оборудования, на которых заостряют внимание покупатели, являются:

  • Максимальное усилие смыкания формы.
  • Размер плит
  • У гидравлических моделей – расстояние между колонн.
  • Рабочий ход плиты (наибольшее расстояние между ними).
  • Объём впрыска
  • Скорость впрыска (способность лить тонкостенные изделия)
  • Наличие систем энергосбежения.
  • Сухой цикл работы ТПА.
  • Надежность конструкции, срок гарантийного обслуживания.

В зависимости от технических характеристик выбранного термопластавтомата владелец может рассчитывать на производство определенных деталей. Вместе с параметрами будет меняться точность изготовления, применяемое сырье (промышленного назначения, для пищевых продуктов и т.д.). Способность данного оборудования удерживать давление в процессе производства напрямую влияет на физические свойства изготавливаемых деталей.

Читайте также:  Как поставить мебель на кухне?

В продаже встречаются угловые, горизонтальные и вертикальные модификации. Первые разделяют на устройства с горизонтальным пластификатором и вертикальным узлом смыкания и вертикальным узлом инжекции, но горизонтальным узлом смыкания. Вторые и третьи обычно не имеют дополнительных различий по расположению узлов. По общему принципу работы все разновидности аппаратов похожи друг на друга. Меняются лишь отдельные моменты – процесс выдержки на охлаждение, время охлаждения без давления, скорость заполнения формы, срок выдержки под давлением, иные части программы ЧПУ.

Как работает термопластавтомат

Процедура литья на данном оборудовании предполагает цикличность операций, за счет чего обучиться работе на нем относительно просто. Процесс управления осуществляется встроенным контроллером. Его можно программировать на изготовление разных изделий, начиная с момента прижатия литниковой втулки, заполнения формы и вплоть до съема детали.

Последовательность изготовления одного образца выглядит таким образом:

  • Начинается цикл со смыкания формы. На этом этапе важно избежать удара одной части об другую, для чего скорость движения плиты значительно снижают ближе к моменту соединения.
  • К литниковой втулке пресс-формы прижимается мундштук модуля пластификации. Данные блоки прижаты друг к другу весь период формирования пластмассового изделия.
  • За счет движения шнек-поршня вперед, в пресс-форму впрыскивается заранее нагретое и расплавленное сырье в узле пластикации. Благодаря наличию обратного клапана исключается выброс в предмундштуковую зону. Этот период разделяют на заполнение формы и сжатие расплава.
  • Полное заполнение формы с вытеснением воздуха через воздушные клапаны в пресс-форме .
  • Стадия максимальной выдержки изделия под давлением выполняется сразу после завершения заполнения формы. Происходит это в считаные мгновения.
  • В течение заданного программой данного устройства цикла происходит выдержка под давлением с одновременным охлаждением пресс-формы. При завершении этапа в предмундштуковой зоне остается подушка расплава размером 2-6 мм.
  • После завершения программы сдавливания аппарат переходит к этапу охлаждения без давления. В процессе снижения температуры давление в пресс-форме постепенно уменьшается вплоть до атмосферного.
  • Как только изделие остывает до температуры, достаточной для безопасного съема детали, происходит размыкание пресс-формы, извлечение изделия толкателями, повторное смыкание формы для заливки последующей порции расплавленного пластика.

В зависимости от особенностей конструкции термопластавтомата на этапе охлаждения без давления литниковая втулка может разъединяться от предмундштуковой зоны для исключения переливания в нее части полимерного материала или оставаться прижатой на весь цикл изготовления товаров. Во втором случае процесс охлаждения может проходить дольше, т.к. сырье вне формы остается в нагретом состоянии и температуры передается на изготавливаемую продукцию.

Перспективы применения в бизнесе

Наиболее востребованы в малом, среднем бизнесе горизонтальные термопластавтоматы с конструкцией, не требующей значительных площадей для монтажа. Они отличаются от аналогов высокой производительностью, совместимостью с широким спектром сырья и удобством в эксплуатации и обслуживании. Ключевыми параметрами данных устройств являются объем впрыскиваемого материала и характеристики узла смыкания формы.

Наиболее востребована данная категория промышленного оборудования в производстве небольших партий штучных изделий из пластика. Постепенно все больше отраслей берут во внимание замену дорогих металлических деталей на дешевые полимерные изделия. Такая тенденция создает благоприятную почву для покупки автоматически работающих аппаратов по литью пластика. Современная система управления большинства термопластавтоматов позволяет обходиться минимальным штатом обслуживающего персонала, что гарантирует низкие накладные затраты при запуске собственной линии производства.

При вводе в эксплуатацию оборудования по переработке пластика, следует заострить внимание на безопасности. Процесс изготовления предполагает этап выдержки под давлением, что при технических неисправностях грозит опасностью для персонала. Необходимо придерживаться правил эксплуатации и при выталкивании, съеме готовых моделей. Они могут оказаться еще слишком горячими. Пока аппарат работает, в предмундштуковой зоне находится постоянно расплавленный материал. Поломки узлов, приводящие к выдавливанию сырья наружу, способны привести к ЧП на предприятии. Если всегда поддерживать исправность оборудования, следовать инструкции по эксплуатации, оно будет работать безукоризненно.

Что такое термопластавтомат

Пластмасса является одним из самых распространенных материалов. Такую популярность можно объяснить дешевизной.

Трудно не встретить изделие из пластмассы. Из нее производят различные предметы. Кроме того, такое вещество достаточно легко обрабатывать. Термопластавтомат – это как раз машина, которая используется для этого.

Оборудование является одним из самых востребованных. Чтобы правильно подобрать машину для литья пластмасс, требуется разобраться, как работает термопластавтомат, изучить его разновидности, производительность для литья ПВХ и другие технические характеристики.

Что представляет собой термопластавтомат

Для изготовления пластмассовых изделий в более половины случаев применяют технологию литья под давлением. Процессы регламентируются стандартами ГОСТ. Благодаря этому продукция будет высокого качества.

Впервые о литьевых машинах (литьевыми машинами их еще тогда не называли) начали говорить в 19 столетии. Именно тогда и создали первый механизм для переработки полимерных материалов, который стал прототипом для всех следующих моделей (смотреть подробнее bole и другие примеры). При этом каждое новое поколение такого оборудование кардинально отличалось от предыдущего по технологии производства пластмасс.

Термопластавтомат – это технологическое оборудование, которое осуществляет отлив пластмассового изделий в определенные формы. Устройство является автоматизированным, так что практически не понадобится ручной труд. Такое оборудование обладает множество достоинств:

• высокой производительностью;
• для пластмассы пресс-формы можно использовать самые разные, так что получается широкий ассортимент изделий.

На таком оборудовании получают емкости, тары, упаковки, игрушки, канцелярскую продукцию, детали для транспортных средств, фурнитуру для мебели, окон, разнообразные строительные и отделочные материалы, а также игрушки. Для пластических масс пресс-формы выбирают определенной конфигурации.

В последние годы конструкции термопластавтоматов не менялись. Обновляются только отдельные узлы. Например, это касается системы смыкания, предмундштуковой зоны, промышленных чиллеров (устройства для быстрого охлаждения пластика), дробилки.

Основные виды термопластавтоматов

Конструкции термопластавтоматов объединяют в типоразмеры в зависимости от 2 главных показателей – усилие запирания формы (происходит посредством прессового блока) и объем впрыскиваемого сырья (выражается в количестве расплава для подачи в форму).

Кроме того, выделяют такие классификации оборудования в зависимости от особенностей конструкции:

• по методу пластикации: 1-, 2-червячные и червячно-поршневые;
• по типу пластикации: с раздельной и совмещенной;
• по количеству пластикаторов: 1, 2 и более узлами;
• по объему узлов смыкания (запирания): 1-, 2- и многопозиционные (последние бывают карусельного и ротационного типа);
• по типу привода: электрический, электромеханический, гидромеханический;
• по расположению цилиндра для узла пластикации: горизонтальный, вертикальный, угловой.

Последние модели применяются для производства больших изделий, когда трудно извлекать их из пресс-формы для литья.

Выделяют 2 разновидности подобных угловых машин:

1. Устройства с горизонтально расположенным пластикатором и вертикальным отверстием для формы.
2. Машины с горизонтальным разъемом для формы и вертикальным инжекционным узлом.

Типовые характеристики и особенности

К главным техническим характеристикам термопластавтоматов относится следующее:

• объем впрыскиваемой полимерной массы за 1 цикл литья;
• скорость впрыска;
• давление впрыска;
• время впрыска;
• объемы формы для литья;
• усилия для закрытия формы для литья;
• ход плит;
• температуры цилиндра.

Запирающее усилие – это параметр, который является одним из самых главных. Его обязательно записывают при маркировки оборудования. Хотя в некоторых случаях производители предпочитают завышать показатель. Обычно так делают в Южной Корее и Китае.

Под параметром понимают усилие, которое выполняет станок для того, чтобы закрыть формы для литья. Такой показатель определяют посредством измерения давления во время задержки закрытой формы, в которой остывает жидкий полимер.

Если запирающий механизм не будет работать должным образом, то форма раскроется, а деталь деформируется. Усилие термопластавтомата должно быть больше либо равно давлению, которое есть в заполненной емкости.

Еще один важный технический показатель для станка – объем впрыска. Он указывает на количество полимерной массы, которая поступает в форму за 1 рабочий цикл. В России выпускается оборудование с показателем от 8 до 8000 куб. см. Как правило, производители делают машины с несколькими типоразмерами изделий, так что и объемы впрыска будут отличаться.

Следующие важные показатели для термопластавтомата – ход движения плиты и дистанция между ними. От таких параметров и их размеров зависит, какая должна быть максимальная высота формы для литья и размеры будущего изделия.

Перспективы применения в бизнесе

Самое востребованное оборудование для малого и среднего бизнеса – это термопластавтоматы горизонтального типа с конструкцией, которой не требуется большая площадь для установки. Они должны быть высокопроизводительными, работать с различными типами сырья, удобными и простыми в эксплуатации и обслуживании

Главные определяющие параметры для такого оборудования – объем впрыска вещества и технические характеристики смыкающего узла для форм.

Такая категория машин востребована в производстве мелких партий различных пластиковых изделий штучного типа.

Постепенно в большинстве отраслей все больше уделяют внимания замене дорогостоящих металлических деталей на дешевые варианты из полимеров. Такая тенденция ведет к хорошей почве для приобретения автоматических механизмов для литья пластика.

А благодаря современным контролирующим и регулирующим системам понадобится минимальное количество работников. Т.е. и накладные расходы во время запуска своей линии производства будут невысокими.

Начиная работу с оборудованием по переработке пластика, рекомендуется обращать внимание на безопасность. Процесс производства предполагает стадию выдерживания под давлением, что может быть опасным для работников, если есть неисправности в техническом оборудовании. Поэтому требуется обязательно выполнять все правила эксплуатации машин, причем и когда достают готовые изделия. Они могут быть еще очень горячими.

Пока устройство функционирует, в некоторых его зонах еще находится вещество в расплавленном виде. Если поломаются узлы, что приведет к выдавливанию такой массы из оборудования, то может быть ЧП на заводе. Поэтому нужно всегда проверять машины на неисправности, а также следовать инструкциям.

Читайте также:  Что такое дизельное топливо и чем отличается от бензина

Мировые производители аппаратов

Активно занимаются выпуском термопластавтоматов предприятия Китая, Гонконга, Южной Коре, Тайваня. Более дорогая техника выпускается компаниями Италии и Германии. При этом она отличается высочайшим качеством. Кроме того, популярными являются модели из Америки, Японии.

Среди китайского оборудования известна марка Хайтиан. Среди немецких производителей пользуются популярностью Демаг, Батенфильд и Арбург. Самый известный южнокорейский производитель – компания LG.

Среди итальянских моделей популярны БМБ и Бирани. Что касается канадской торговой марки, то самая известная Хаски, а у американцев – Ферроматик. В Украине известны модели Хмельницкий, в Беларусии – Атлант, в России – Крассмаш.

Более подробно о компании (о нас, офис, продукция) можно изучить на официальном сайте. Стоимость термопластавтоматов зависит не только от страны-производителя, но и функциональных особенностей, технических характеристик.

Критерии и советы по выбору

Выбирая оборудование, лучше всего не приобретать дешевые и бывшие в употреблении машины, которые имеют не ясную комплектацию и происхождение. Это объясняется тем, что, несмотря на низкие цены, будут еще и значительные дополнительные расходы на их настраивание, доработку.

Но и продукцию от известных производителей тоже не всегда стоит покупать, если эти модели считаются самыми дорогими. Часто стоимость просто завышена, из-за чего возрастет период окупаемости проекта.

Обязательно нужно учитывать репутацию компании-производителя. Если выйдут из строя какие-либо узлы, либо требуется наладка оборудования, то нужна будет поддержка от фирмы.

Выбирая машины, требуется обращать внимание на гарантийные обязательства, отзывы о компании, время присутствия на рынке в стране. Кроме того, огромную роль играет металл для оборудования.

Термопластавтоматы: Разновидности и принцип действия

Литьем под давлением производят штучные изделия. Этот способ является наиболее распространенным в переработке большинства промышленных термопластов. Его, но несравненно реже, используют также для изготовления деталей из некоторых разновидностей реактопластов. К основным достоинствам литья под давлением относятся: универальность по видам перерабатываемых пластиков, высокая производительность в режиме автоматизированного процесса, высокая точность получаемых изделий, возможность изготовления деталей весьма сложной геометрической формы, недостижимой при использовании любых других технологий. Кроме того, литьем под давлением производят изделия армированные, гибридные, полые, многоцветные, из вспенивающихся пластиков и др. Метод позволяет формовать изделия массой от долей грамма до десятков килограммов. Известны примеры производства литьем под давлением деталей механизмов ручных часов (масса 0,006 г), оконных блоков и даже фрагментов ванных комнат с установленной арматурой (масса до 150 кг).

Органической особенностью метода является его цикличность, что, в общем, сдерживает производительность этого процесса, по сравнению с непрерывными технологиями. Принципиально, суть технологии литья под давлением состоит в следующем (рис. 1). Расплав полимера подготовлен и накоплен (l = пот) в материальном цилиндре литьевой машины (в данном случае — червячного типа) к дальнейшей подаче в сомкнутую форму (позиция а). Далее, материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор (в данном случае — невращающийся червяк) осевым движением со скоростью Voc перемещает расплав в форму (позиция б). В результате осевого движения червяка форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор смещается в крайнее левое (на рисунке) положение (позиция в, l= 0). Далее расплав в форме застывает (или отверждается — в случае реактопластов) с образованием твердого изделия (позиция г). Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться с Vч = пот, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилиндра и при этом отодвигается назад. После накопления требуемого объема расплава (расстояние l = пот) вращение червяка прекращается (Vч = 0). Он занимает исходное к дальнейшим действиям положение. После завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы форма размыкается, и изделие удаляется из нее (позиция д). Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.

Из изложенного следует ряд принципиальных положений, которые определяют не только технологию процесса, но и устройство оборудования и оснастки. К ним относятся следующие:

  1. Конструкция литьевой машины обязательно включает: блок подготовки расплава и его подачи в форму (инжекционный узел); блок запирания (и размыкания) формы в виде прессового устройства с ползуном (узел смыкания); блок привода, обеспечивающего все виды движения подвижных устройств оборудования и оснастки; устройство управления литьевой машиной, реализующее требуемую последовательность взаимодействия блоков, силовых и кинематических узлов, а также температурные, скоростные, нагрузочные параметры, обеспечивающие оптимальный режим работы оборудования.
  2. Литьевые машины являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями.
  3. Применение литьевых машин для реализации технологии литья под давлением требует квалифицированного технико-экономического обоснования, главные элементы которого: крупнотиражность и геометрическая сложность изделия, доступность и достаточность по технологическим, физико-механическим и эксплуатационным свойствам полимерного материала, выбранного для производства.

Рис. 1 Принципиальная схема процесса литья под давлением

Современные литьевые машины (ЛМ) представляют собой сложные технические устройства, оснащенные разнообразными средствами автоматизированного управле¬ния параметрами технологического процесса. Нередко их называют термопластавтоматами (ТПА) или реактопластавтоматами (РПА) в зависимости от вида основного перерабатываемого материала.

Конструкции литьевых машин весьма разнообразны. Основными классификационными признаками ЛМ являются усилие запирания формы (кН), то есть смыкания формы, создаваемое прессовым блоком, и объем впрыска или мощность, выражаемая числом кубических сантиметров расплава, которые могут быть подготовлены машиной для однократной подачи в литьевую форму. Выпускаемые промышленностью серийные литьевые машины, как правило, объединены в типоразмерные ряды по двум, указанным выше параметрам.

Кроме того, ЛМ подразделяются по технологическим и основным конструктивным признакам:

  • по способу пластикации – на одно-, двухчервячные, поршневые и червячно-поршневые;
  • по особенностям пластикации – на Л М с совмещенной и раздельной пластикацией (предпластикацией);
  • по количеству пластикаторов – с одним, двумя и более пластикационными узлами;
  • по числу узлов запирания формы (узлов смыкания) – одно-, двух- и многопозиционные (ротационные, карусельные);
  • по конструкции привода – электро- и гидромеханические, электрические;
  • по расположению оси цилиндра узла пластикации и плоскости разъема литьевой формы – горизонтальные, вертикальные, угловые (рис. 2).

Рис. 2. Типы литьевых машин

а — горизонтальные;
б — угловые с вертикальной прессовой частью;
в — вертикальные;
г — угловые с горизонтальной прессовой частью

Угловые ЛМ используются для литья крупных изделий с затрудненным извлечением из формы. Возможны два типа таких машин:

  • с горизонтальным пластикатором и вертикальным разъемом формы;
  • с горизонтальным разъемом формы и вертикальным узлом инжекции.

Вертикальные ЛМ наиболее удобны при производстве некрупных, в том числе армированных, деталей (обычно до 0,5 кг) в съемных формах.

Наибольшее распространение получили горизонтальные одночервячные с совмещенной пластикацией ТПА. Они обеспечивают объемы впрыска от 4 см3 до 70 000 см3 при усилии запирания формы от 25 до 60 000 кН. Принципиальная схема такого ТПА представлена на рис. 3.

Все функциональные блоки и устройства ТПА располагаются на жесткой раме (рис. 3, поз. 22). Гранулированный полимерный материал из бункера 1 поступает в материальный цилиндр 2, захватывается вращающимся шнеком 3 и транспортируется в направлении мундштука 8. При этом гранулированный материал нагревается, уплотняется в пробку и под действием тепла от трения о поверхность винтового канала червяка и поверхность цилиндра, а также за счет тепла от наружных зонных электронагревателей 4 пластицируется, то есть расплавляется под давлением, и, пройдя через обратный клапан б, накапливается в зоне дозирования материального цилиндра. Под действием возникающего при этом давления червяк отодвигается вправо, смещая плунжер 25 и хвостовик с имеющимся на нем (условно) концевым выключателем 26. Установкой ответного выключателя на линейке 27 регулируют отход червяка и, следовательно, подготовленный к дальнейшим действиям объем расплава в зоне дозирования и мундштука 8. После срабатывания концевых выключателей 26 и 27 вращение червяка прекращается — требуемая доза расплава подготовлена. Далее, гидроприводом 5 пластикационный, называемый также и инжекционным, узел сдвигается влево до смыкания мундштука с литниковой втулкой, установленной в стойке 9- К этому моменту завершает смыкание частей прессформы 11 я 12 прессовый узел Л М. Он представляет собой, по сути, горизонтальный рычажно-гидравлический пресс, состоящий из задней 17 и передней 9 плит-стоек, соединенных, как правило, четырьмя колоннами 10 и 14, по которым смещается вправо (смыкание) и влево (размыкание) ползун 13. Ползун приводится в движение от рычажно-гидравлического механизма 15, 16.

Рис. 3. Схема термопластавтомата с червячной пластикацией

После приведения всех блоков в исходное состояние создается давление в гидроприводе 25 осевого движения червяка, который, действуя аналогично поршню, инжектирует расплав полимера из материального цилиндра в пресс-форму, где и образуется изделие. Наконечник 7, установленный на червяке, способствует уменьшению образования застойных зон после впрыска. В период формообразования изделия червяк приводится во вращение для подготовки следующего объема впрыска. После охлаждения расплава до заданной температуры форма раскрывается, и изделие с помощью выталкивателей или применением робототехнических устройств удаляется из рабочей зоны литьевой машины.

Все подвижные узлы ЛМ обеспечиваются энергоносителем от главного привода, состоящего из электродвигателя 18, насосного блока 19, установленного в маслосборнике, и системы трубопроводов высокого 20 и низкого 21 давления. Для вращения червяка в данной схеме служит гидродвигатель 24 с зубчатой передачей 23. К достоинствам машин описанного типа относят высокую производительность, универсальность по видам перерабатываемых материалов, удобство управления и обслуживания, а также надежность в эксплуатации. Определенный недостаток таких ЛМ, впрочем, как и всех термопластавтоматов с совмещенной пластикацией, состоит в существенных потерях при осевом движении червяка от трения материала о стенки цилиндра, что затрудняет достижение высоких скоростей впрыска.

Литература “Производство изделий из полимерных материалов”, Профессия 2004

Ссылка на основную публикацию