Выбор варианта обработки поверхности отливок может сильно различаться в зависимости от физических и химических свойств полимерной смеси, а также от параметров процесса литья под давлением.
В первую очередь, следует определить, насколько важна текстура поверхности для внешнего вида и/или характеристик конечного изделия. Должен ли продукт выглядеть привлекательно или достаточно быть просто функциональным? В зависимости от требований подбирается определенный материал, параметры процесса литья, а также необходимые дополнительные операции по доведению внешнего вида отливки до желаемого.
КАТЕГОРИИ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
Члены Ассоциации индустрии пластмасс (SPI) стандартизировали варианты обработки поверхности формообразующих инжекционно-литьевых пресс-форм и выделили следующие категории:
- Класс A – алмазная полировка: алмазная полировальная паста имеет очень мелкие абразивные частицы, поэтому поверхность получается очень ровная и глянцевая. Чистота обработки класса А считается высшим стандартом.
- Класс B – шлифовальная бумага: это полуглянцевое покрытие наносится с использованием шлифовального полотна и идеально подходит для скрытия видимых следов механической обработки. Зернистость шлифовальной бумаги обеспечивает качество чистоты поверхности — 600 для самой чистой и тонкой обработки, 400 для средней степени и 320 для наиболее текстурированной.
- Класс C – шлифовальный камень: шлифовальные камни обычно соответствуют номеру зернистости и текстуре финишной обработки, как и шлифовальная бумага, но они зачищают довольно агрессивно и поверхность получается более грубая по сравнению с классом В.
- Класс D – полировка сжатым воздухом: обработка поверхностей пластиковых изделий под давлением с использованием абразивов – обычно песка или стеклянных шариков – используется для получения ненаправленных рисунков и матовых поверхностей.
Внутри каждого класса существуют различные уровни обработки поверхности, определяющие степень фактуры пластика. Как правило, уровни внутри класса нумеруются последовательно, где 1 означает наименьшее количество текстуры, а более высокие числа соответствуют большему количеству текстуры. Например, обработанная шлифовальной бумагой пластиковая поверхность категории «B1» является полуглянцевой и слегка текстурированной; «B3» по-прежнему полуглянцевая, но имеет более выраженную визуальную и тактильную текстуру.
Получение требуемого внешнего вида может обернуться дополнительными затратами — чем выше класс обработки поверхности, тем выше итоговая стоимость. Поскольку это может быть значительным вложением средств, важно, чтобы производитель пресс-форм был достаточно опытен и смог подобрать наиболее экономически эффективный вариант.
ЭСТЕТИКА VS. ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ
Необходимо учитывать и функциональные качества получаемых изделий. Например, обработка поверхности может влиять на устойчивость к трению, и, если эта характеристика важна, необходимо подбирать материал с учетом этого требования, а не только внешнего вида. Опытные производители располагают обширным массивом научных данных о химическом составе материалов, их поведении и условиях переработки, которые можно использовать для точного определения шероховатости поверхности на основе параметров процесса литья.
Крайне важно определить требования к чистоте обработки поверхности на этапе проектирования, так как это влияет на выбор используемых материалов, инструментов и варианты решений по обработке, которые могут быть рассмотрены. Качество инструментальной стали ограничивает чистоту обработки. Если же требуется скрыть какой-либо дефект поверхности, например, раковину, то можно выбрать более грубый вариант обработки. Также стоит учесть и требования к уклонам, ведь при некорректно заданных уклонах, поверхность отливки может портиться в процессе выталкивания.
ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА МАТЕРИАЛА
При подборе материала следует руководствоваться двумя ключевыми характеристиками поверхности — блеск и шероховатость — ведь именно они могут влиять на конечный выбор материала, добавок и параметров литья, таких как скорость заполнения, давление и температура. Особенно важен тип материала: например, более высокие температуры плавления при литье изделий из армированных кристаллических полимеров добавляют блеска и уменьшают шероховатость, создавая более гладкую поверхность. А при литье армированных аморфных полимеров такие качества проявляются при более высокой температуре непосредственно пресс-формы.
Другим важным аспектом, влияющим на качество поверхности, являются добавки, которые смешиваются с полимером. Именно здесь действительно пригодятся знания материаловедения. Так, например, добавление стекловолокна уменьшает блеск, а углеродный краситель или слюда снижают шероховатость поверхности и их применения следует избежать, если необходимо поддерживать определенную текстуру. Увеличить шероховатость поверхности поможет добавление дисперсных наполнителей. Опытные инженеры могут подобрать правильное сочетание полимеров и присадок для получения поверхности определенного качества.
СКОРОСТЬ ВПРЫСКА И ТЕМПЕРАТУРА
Ну и конечно же не стоит забывать о скорости. Более высокая скорость впрыска в сочетании с более высокими температурами расплава или формообразующих увеличивает блеск и гладкость поверхности. На самом деле, более высокая скорость впрыска всегда усиливает блеск и гладкость, независимо от других заданных параметров литья. Для любого армированного композита высокая скорость впрыска в сочетании с высокой температурой расплава и оснастки всегда обеспечивает наиболее гладкую и блестящую поверхность. В то же время использование низкой скорости впрыска в сочетании с более низкой температурой оснастки и расплава может быть обусловлено другими особенностями изделия, хотя они обычно ухудшают качество поверхности отливок. Быстрое заполнение полости пресс-формы позволит свести к минимуму следы течения и линии расслоения потоков, а также улучшить эстетические качества продукта.
