Вопрос температурных режимов литьевой оснастки

Александр КОЗЛОВ, продукт-менеджер по холодильному и

термостатирующему оборудованию

ООО ФОРМОТРОНИК®,

главный конструктор оборудования Cold Point®

 


 

«Как известно, получение качественного изделия при литье пластмасс под давлением в значительной мере зависит от температуры формообразующих пресс-формы. Тем не менее, бытует ошибочное мнение, что чем холоднее формообразующие стенки инструмента, тем короче цикл литья и как следствие – выше производительность термопластавтомата…

В этой и последующих статьях я постараюсь внести некоторую ясность в вопрос температурных режимов литьевой оснастки».

Александр КозловАлександр Козлов в 2011 году закончил Казанский химико-технологический институт им. С.М.Кирова по кафедре «Холодильная техника и технологии». Защитил на «отлично» дипломный проект по теме «Низкотемпературная заморозка», который был успешно реализован на предприятии по производству холодильного оборудования.

Затем Александр работал в компании «РосХолод» в должности инженера по холодильному оборудованию. Вел проекты по разработке водоохлаждающей техники, компрессорно-конденсаторных блоков и скороморозильных установок. Участвовал в пуско-наладочных работах и сдаче систем заказчикам.

С 2014 года был приглашен в ООО "ФОРМОТРОНИК" на должность ведущего специалиста по холодильному оборудованию и термостатированию технологических процессов.

Руководит разработкой и производством холодильной техники Cold Point©.

 

Итак, начнем со свойств полимеров. Как известно, все полимерные материалы в определенном температурном интервале способны к плавлению - переходу из твердого состояние в жидкое и наоборот. У каждого полимера свои температуры плавления и затвердевания - кристаллизации. Этот диапазон между температурой плавления и температурой разложения (термодеструкцией) называется рабочим диапазоном. (таблица 1).

Таблица 1. Температурные режимы переработки полимеров.
Материал Теплоемкость Диапазон температур
расплава материала
Температура
кристаллизации
  С (кДж/кг∙K) T (C) Ts(С)
ABS 1,6 220-260 105
CA 1,8 170-200 40
PA6 2,0 250-270 50
PC 1,5 290-320 80
PE HD 2,5 190-280 30
PET genenc 1,4 300 120
PET preform 1,4 310 15
PMMA 1,8 220-260 70
POM 1,8 180-225 85
PP 2,4 200-270 30
PS 1,8 180-280 45
PUR 2,0 225 20
PVC 1?5 180-215 20
SAN 1,8 220-270 50
SB 1,7 250 45

 

В рабочем диапазоне мы имеем расплав полимера. При остывании расплава ниже точки кристаллизации мы получаем полимер в твердом состоянии.

И здесь проявляется другое свойство полимерного материала – его усадка. Как известно, это неприятное свойство присуще не только пластмассам. А неприятность заключается в том, что это сильно влияет на качество будущего изделия.

К чему же ведет неконтролируемая усадка полимера при остывании?

Именно с процессом кристаллизации полимера, скоростью и температурой его охлаждения связаны основные дефекты изделий, получаемых методом литья!

Первая группа дефектов:

  • Серебряные шлиры;
  • «Холодная пробка»;
  • Не полностью отформованные отливки;
  • Раковины и впадины;

Вторая группа дефектов:

  • Нарушение геометрии изделий (коробление, утяжины);
  • Облой;
  • Шероховатость/матовость поверхности при литье стеклонаполненных материалов;
  • Залипание изделий в форме.

Фото облояОблой

Фото коробленияКоробление

Если первая группа дефектов связана, скорее всего, с некорректной температурой подготовки расплава и устранить их можно на термопластавтомате с помощью изменения температурных режимов, скорости подачи расплава, выдержкой под давлением, то вторая группа дефектов связана непосредственно с нарушением температурного режима формообразующих поверхностей пресс формы!

Поэтому, чтобы нейтрализовать влияние усадки на качество изделия, поверхность формообразующей пресс формы должна находиться при температуре близкой к температуре кристаллизации материала. То есть – нужно удерживать формообразующие в определенном температурном диапазоне – термостатировать их. Данный прием поможет вам не только свести до минимума процент брака, но и возможно - сократить время цикла литья.

Температура кристаллизации различных полимерных материалов также колеблется в некотором диапазоне, который для большинства полимеров не превышает 8-10 градусов. Выход за пределы этого диапазона как раз и влечет за собой образование ряда дефектов изделия, либо необоснованного увеличение времени цикла. И то и другое, согласитесь – неприятно!

Для контроля над температурой пресс формы, существуют специальные термостатирующие приборы - термостаты, которые могут достаточно точно контролировать температуру. Об их устройстве, особенностях и принципе действия я расскажу в следующей статье.