Инжекционно-компрессионное литьё
Как бороться с дефектами литья и отливать детали большой площади с минимальным короблением отливки?
(более полный материал по этой теме доступен по запросу)
Функции обоих основных узлов термопластавтомата непосредственно связаны — расплав, впрыснутый в прессформу узлом впрыска, узел смыкания должен удержать с минимальным «дыханием» прессформы. Если полость прессформы представляет собой более или менее ровную плоскость, то впрыск осуществляется с огромным давлением через маленькую точку впрыска.
Процесс литья тонкостенных изделий осложняется быстрым застыванием материала возле стенки во время впрыска. При литье больших деталей объём отливки столь велик, что процесс впрыска занимает несколько секунд, поэтому температура и давление в зоне точки впрыска и в зоне окончания пути течения расплава существенно различаются. Температурные перепады являются первой причиной коробления изделия.
Перепад толщин на пути течения расплава часто вызывает проблему утяжин и неравномерных внутренних напряжений в детали. Каково бы ни было Ваше изделие, неравномерности возникают всегда, являясь причиной скрытого или явного дефекта изделия. Их первопричиной является то, что описано выше — впрыск происходит под огромным давлением в маленькую точку.
Для решения проблем и призвано инжекционно-компрессионное литьё. Оно основано на том, что материал свободно впрыскивается в полость приоткрытой прессформы при относительно низком сопротивлении и давлении, а затем дожимается движением подвижной плиты. Плита имеет огромную площадь сечения по сравнению с точкой впрыска и существенно «сглаживает» внутренние напряжения впрыснутого материала, придавая ему более однородную структуру.
Стандартная машина JSW предлагает технологу решение, которое изредка предлагается конкурентами, но в качестве опции: инжекционно-компрессионное литьё. Отметим, что инжекционно-компрессионное литьё известно много лет, и многими производителями предлагается в качестве опции: гидравлическая система должна быть усложнена дополнительными мощностями для обеспечения параллельных процессов впрыска, движения прессформы и усилия смыкания.
Тем не менее, такие решения имеют два существенных недостатка — во-первых, несмотря на все ухищрения, уровень точности и повторяемости процесса гидравлическими инерционными исполнительными механизмами невысок, а во-вторых, технология инжекционно-компрессионного литья обычно не отрабатывается заранее в теории, а с её настройками экспе-риментируют на практике. Поэтому со стороны покупателя переплата за дорогую опцию с неизвестным результатом неразумна, следствием чего является крайне малое применение технологии инжекционно-компрессионного литья в практике.
Решение от JSW решает обе проблемы — во-первых, оно точнее машины с прямым гидравлическим узлом смыкания в 10 раз, во-вторых, предлагается в стандартной комплектации машины.
Типы инжекционно-компрессионного литья можно разделить на две группы:
- Пассивное инжекционно-компрессионное литьё (режим А) предусматривает полное закрытие прессформы низким давлением. Затем давление впрыска «приоткрывает» прессформу, отодвигая подвижную плиту обратно. Через некоторое время после этого подвижная плита «дожимает» материал снова до полного смыкания прессформы. Пассивный режим рекомендуется и при использовании технологии вспенивания JSW MuCell. Например, при исходной толщине изделия 4 мм, давлением вспененного материала толщина увеличивается до 12 мм при соответствующем равномерном «отодвигании» знака. На машинах JSW доступно 7 режимов А.
- Активное инжекционно-компрессионное литьё (режим Б) не предусматривает обратного движения подвижной плиты. Подвижная плита останавливается в нужном приоткрытом положении и через некоторое время «дожимает» материал до полного смыкания прессформы. На машинах JSW доступно 2 режима Б.
Преимущества технологии инжекционно-компрессионного литья от JSW:
- Уменьшение неравномерности давления и внутренних напряжений, вызывающих коробление детали и другие дефекты литья.
- Уменьшение усилия смыкания из-за существенно меньшего пикового давления впрыска.
- Отличная планшетность поверхности изделий большой площади.
- Плавный, без стресса вывод воздуха из прессформы.
- Точное позиционирование благодаря малому времени отклика серво-контроля (62 микросекунды — лучшее в мире) и точности отработки позиции плиты (в 10 раз выше, чем у машин с узлом смыкания прямого типа).
- Уменьшенный брак литья.
Традиционным преимуществом технологии инжекционно-компрессионного литья JSW в сравнении с гидравлическими машинами также является параллельность операций — на электрической машине JSW для каждого движения применяется отдельный высокоточный и эффективный сервопривод, а гидравлической машине требуется большой и дорогостоящий пакет опций в гидросистеме для обеспечения параллельности операций впрыска и движений прессформы. В противном случае все эти операции будут выполняться последовательно и увеличат продолжительность цикла.
Недостатком гидравлической машины является также высокая инерционность и малая точность исполнительных механизмов — как позиционирования плиты, так и системы впрыска, — по сравнению с высокоточной электрической машиной JSW. Технология инжекционно-компрессионного литья отработана на нескольких поколениях электрических машин JSW, а быстрота отклика 62 микросекунды обеспечивает наиболее точное управление всеми процессами и механизмами, участвующими в сложном процессе литья.
При инжекционно-компрессионном литье давление подпрессовки обеспечивает движение подвижной плиты, и температура во всём изделии остаётся стабильной и равномерной.
|
Обычное литьё
|
Инжекционно-компрессионное литьё
|
 |
 |
|
Внутреннее давление в прессформе
|
Характерным примером выгоды использование технологии инжекционно-компрессионного литья является пример немецкого партнёра JSW – компании Windsor. Windsor осуществляет продажи и сервис машин JSW в Германии, и имеет испытательный центр в г. Ханау (Германия), предлагая клиентам услуги испытаний и сравнения перед покупкой оборудования.
Перед одной компанией стояла задача выпускать тонкостенное изделие из полипропилена — прямоугольный контейнер размерами 175 х 120 мм и высотой 70 мм. За полгода эта компания посетила почти всех европейских производителей, пытаясь получить изделие с толщиной стенки 0,60–0,65 мм. За этот период от всех производителей набралось только несколько отливок, отвечающих требований клиента — ни машины с самым скоростным впрыском, ни машины с инжекционного-компрессионным литьём не могли справиться с задачей стабильно отливать изделие каждый цикл с одинаковой толщиной стенки в диапазоне 0,60–0,65 мм.
При испытаниях в техническом центре Windsor за один час были найдены подходящие режимы инжекционно-компрессионного литья на JSW, и клиент получил безостановочное производство контейнера с постоянной толщиной стенки 0,62 мм на двухместной прессформе. Для этого понадобилась стандартная машина JSW J-180AD, а пиковое давление внутри прессформы было менее 600 бар (обычно при тонкостенном литье такие изделия проливаются с высокой скоростью и высоким давления впрыска, и давление внутри формы превосходит 800 бар). За один час клиент получил больше хороших отливок, чем за полгода, объехав почти всех европейских производителей термопластавтоматов.
Пример применения инжекционно-компрессионного литья на термопластавтомате JSW J-850EL III:
 Изделие: крыша для собачьей будки- Материал: вторичный ПП
Обычное литьё:
- Искривление поверхности: 7,5–11,0 мм
- Время цикла: 74,8 секунды
- Усилие смыкания: 1 300 тонн
Инжекционно-компрессионное литьё:
- Искривление поверхности: 0,2–0,5 мм
- Время цикла: 56,3 секунды
- Усилие смыкания: 800 тонн
|
