Процессы пластикации в литьевой машине

Одной из важных операций при литье пластмасс под давлением является предварительный нагрев материала, но при этом надо обеспечить недурственную пластикацию материала. Эти два процесса реализуются в нагревательных цилиндрах литьевых машин.

Пластикация – это размягчение и переход в вязкотекучее состояние термопластов вследствие нагревания, а также его уплотнение и гомогенизацию.

Гомогенизация – перемешивание необходимое для равномерного распределения температур в массе, следовательно, для получения равномерной плотности и вязкости расплава термопласта.

На стадии пластикации необходимо обеспечить:

При этом такой процесс может быть осуществлен различными путями, отличающимися в способах подвода тепла к термопласту, уплотнения и гомогенизации. Выделяют три способа проведения процесса пластикации:

  1. Передача тепла осуществляется от внешних источников за счет теплопроводности материала. Уплотнение и гомогенизация осуществляется при сжатии размягченного материала поршнем
  2. Передача тепла – частично от внешних источников за счет теплопроводности материала, а часть от перехода в тепло работы сил трения (усилие при сдвиге).
  3. Передача тепла – за счет превращения в тепло от механической работы, затрачиваемой при сдвиге. Уплотнение – путем сжатия массы, гомогенизация – за счет эффекта смешения.

На поршневых машинах используют первый способ проведения процесса пластикации, при этом материал перемешивается незначительно, вследствие чего имеются большие температурные градиенты по длине и в поперечном сечении.

Температурный градиент – увеличение или уменьшение температуры по длине или в поперечном сечении.

На экструдерах и литьевых машинах с червячными пластикаторами используют два других способа проведения процесса пластикации, при этом удается выровнять температуру по сечению потока.

Усилие сдвига возникает вследствие течения расплава через узкое отверстие сопла литьевой машины. В результате сдвига повышается температура расплава, по причине чего происходит дополнительная пластикация термопласта.

Литьевая машина поршневого типа

Основная функция цилиндра – это нагрев термопласта до температуры необходимой для заполнения формы за счет давления, создаваемого поршнем.

Деструкция – разрушение молекул полимера под действием тепла или кислорода, света, механических напряжений, пр.

Однако требования противоречат друг другу. Для обеспечения эффективной передачи тепла, внутренние каналы должны быть очень малы, но с другой стороны для эффективной передачи давления от поршня к соплу каналы должны быть по возможности шире. Это противоречие решается с помощью нагревательного цилиндра с торпедой.

Сильфоная муфта
Рисунок 1 – Нагревательный цилиндр
1 – сопло; 2 – пробковый кран; 3 – передняя часть; 4 – торпеда; 5 – кожух;
6 – датчик терморегулятора; 7 – задняя часть; 8 – материальный цилиндр; 9 – втулка материального цилиндра.

На поверхности цилиндра расположены электрические обогревательные элементы, а в сам цилиндр вставлен сердечник обтекаемой формы (торпеда). Эта торпеда образует кольцевой зазор, и этот зазор постепенно уменьшается для улучшения подогрева полимера. В передней части торпеды находится распределитель, представляющий собой кольцо с рядом мелких отверстий. Он улучшает условия передачи тепла полимеру. Расплав, проходящий через отверстия, попадает далее в камеру смешения, где температура полимера выравнивается, а замет поступает в сопло и далее в форму.

Литьевая машина червячного типа

Использование червяка позволяет результативно нагревать и перемещать термопласты, они используются в литьевых машинах и экструдерах.

За счет вращения червяка материал перемешивается и равномерно нагревается. Нагрев происходит от стенок цилиндра и от превращения механической энергии в тепло. Механическая энергия возникает в результате преодоления сопротивления термопласта деформации.

Данный метод нагрева приемлем для термически низкостабильных материалов. Переработка таких материалов осуществляется за счет применения червяка, при этом он дает:

Основные функции червяка:

При конструировании червяка необходимо учитывать то, что коэффициент трения по поверхности червяка должен быть меньше, чем коэффициент трения материала по поверхности цилиндра. В ином случае материал будет вращаться с червяком, но не будет транспортироваться. Помимо этого свойства материала и особенности работы червяка диктует последнему его герметическое оформление и размеры.

В конструкции червяка предусматривают 3-и зоны:

В зоне загрузки червяк имеет каналы большой глубины с расчетом на объем еще не уплотненного материала. Далее, по длине червяка, происходит градационное уменьшение глубины канала червяка (зона сжатия). Такое изменение глубины каналов необходимо для уплотнения материала. В последней зоне глубина каналов меньше, чем в предыдущей зоне, но их величина постоянна.

В литьевых машинах червяк работает периодически, осуществляя при этом вращательное и осевое движения, а в экструдере – непрерывно с вращательным движением.

Дополнительные сведения

Полезная информация по заказу продукции, оплате и отгрузке:

Популярное на сайте
Контактная информация
14005, Украина
г.Чернигов, пр-кт Мира, 192
м.т. +38 095 44 696 61
м.т. +38 067 83 181 02
E-mail: sale@sev-torg.com