Каждый инженер-конструктор сталкивается с необходимостью поиска дополнительной информации о том, как сделать изготовление пластиковых деталей более эффективным с точки зрения производственных и временных затрат. Одним из важных моментов в процессе проектирования детали является хорошее понимание основ литья пластмасс под давлением, включая размер машины, необходимой для производства определенного изделия.
Принцип “чем больше, тем лучше” не всегда применим при определении необходимого усилия смыкания пресс-формы. Когда полимерный материал впрыскивается в пресс-форму под высоким давлением, создаётся усилие, которое стремиться разомкнуть пресс-форму. Поэтому запорный механизм предназначен для удержания пресс-формы закрытой, при этом для крупных деталей требуется большие вес и усилие, а для мелких, соответственно, меньшие. Для расчета необходимого усилия запирания пресс-формы существует формула:
F = P × S, где:
F — усилие запирания ТПА;
Р — удельное давление расплава внутри пресс-формы
S — площадь проекции изделия.
Ниже приведем несколько важных советов по расчету необходимого усилия запирания ТПА.
1. Определить размеры ТПА с учётом габаритов пресс-форм
Для достижения наилучшего результата при литье пластмасс под давлением необходимо определиться с размером ТПА. Знание размера изделия, которое вы планируете производить, может помочь вам выбрать производителя ТПА на основании усилия запирания имеющегося у него оборудования. Так, например, пресс-формы небольшого размера не подходят для использования с крупногабаритными машинами, так как они не могут обеспечить достаточный ход смыкания, и процесс литья не будет эффективным.
В свою очередь, в мелкогабаритных ТПА расстояние между колоннами слишком узкое для размещения изделий большего размера. Если пресс-форма не помещается между ними по горизонтали или вертикали, необходимо выбирать оборудование с большими габаритами. Машины для литья под давлением могут обеспечивать усилие смыкания до 400 тонн.
2. Рассчитать площадь проекции и объём впрыска
При определении размеров ТПА важно рассчитать общую площадь проекции изделия. Эта площадь включает в себя только то пространство, которое находится под углом 90 градусов к направлению движения плит термопластавтомата. Толщина не оказывает влияния на усилие смыкания, и общее правило заключается в том, что на один квадратный дюйм площади проекции приходится от 2 до 5 тонн усилия смыкания.
Рассчитайте объем впрыска, чтобы убедиться, что цилиндр имеет достаточную вместимость, а также выполните анализ заполнения пресс-формы материалом. Учитывайте, что некоторые материалы при длительном содержании в цилиндре могут начать разложение, что приводит к снижению качества детали. Анализ заполнения пресс-формы материалом поможет вам определить объем вашей детали и литниковых каналов, а также исключить факторы, которые могут негативно отразиться на качестве отливки.
3. Рассчитать усилие смыкания и установить правильное давление.
Для получения качественного изделия важное значение имеет правильно подобранное давление. Давление удерживает пресс-форму закрытой во время процесса впрыска. Избыточное, равно как и недостаточное, давление может вызвать различные проблемы, такие как заусенцы и облой. Другим важным фактором, связанным с давлением, является индекс текучести расплава (MFI). MFI определяет вязкость термопластичного полимера, и чем выше MFI, тем большее давление необходимо для создания качественной детали.
“Коэффициент запаса” - это дополнительный процент, добавляемый к вашему расчету в качестве буфера и обеспечивающий дополнительную гарантию получения качественного изделия. Большинство специалистов в сфере литья под давлением рекомендуют использовать усилие смыкания, равное 2,5 тоннам на каждый квадратный дюйм площади поверхности детали, и дополнительно добавлять 10% в качестве коэффициента запаса. Если у вас деталь площадью 120 квадратных дюймов, вам понадобится ТПА с усилием смыкания 300 тонн. Если добавить 10%-ный коэффициент запаса, усилие смыкания для требуемого размера детали составит 330 тонн.
