Производство пресс-форм для литья пластмасс

Литье под давлением – это перспективная методика выпуска полимерной продукции, однако, она использует сложное высокоточное оборудование для реализации методик, а именно литьевые формы. Для каждого элемента или группы используются индивидуальные формы, которые проектируются индивидуально для решения каждой поставленной задачи.

 

 

Смыкание половинок формы происходит с большими усилиями от нескольких десятков тонн до тысяч. Для выполнения задач существует не один метод, в ходу варианты сложных технологий, как сборка в форме, литье с газом или многокомпонетные формы.

Ежегодно отечественные производители обновляют парк станков на тысячу термопластавтоматов. Для каждого в среднем применяется 2-5 форм для создания различных структур. Кроме того, периодически необходимо обновление или модернизация уже используемых узлов. Очевидно, что потребность рынка в качественных деталях не иссякает.

Производственный процесс

Начинается все с конструкторско-технологической подготовки, в ходе которой формируется графика будущей модели, объемное изображение, визуализация.

 

 

Процесс формирования будущей конструкции включает проработку усилиями инженеров, а также разграничение на составные части. Помимо рассмотрения всех структур в сборе и по отдельности, специальные программы позволяют моделировать процесс заполнения полученного объема полимером. За счет этого, еще на этапе проектирования исключаются такие недостатки, как:

  • слитины;
  • разводы;
  • коробление.

Также оценивается распределение температуры сырья, скорости потока и прочие аспекты. Все происходит на компьютере, в основном, задействуется CAD/CAM. Важность этого шага, предшествующего работе с материалом, сложно переоценить. Дело в том, что за счет реализации методик можно определить объем работ в дальнейшем, в частности, сформировать набор стандартизированных компонентов и специальных структур, которые необходимо выпускать и прорабатывать индивидуально для проекта.

 

 

Далее начинается конструирование, появляется прототип и ведется сборка готовой системы. Причем, на первом шаге выбираются и заказываются типовые составные, ведется отделка с необходимой частотой и качеством, формируются индивидуальные компоненты.

Элементы после получения точно сопрягаются друг с другом, ведется подгонка и все элементы собираются в конечный узел. Элементы разделяют на индивидуальный класс и типовые, причем вторые оцениваются заранее и меняются в зависимости от специфики работы готовой компоновки в сборе. Таких составных, в зависимости от геометрии и решаемых задач, может быть от 50 до 95 процентов. Цена их варьируется в пределах 10-60 процентов, но обычно находится на отметке около половины.

Горячеканальная пресс-форма
Горячеканальная пресс-форма

 

Нормализованные структуры следующие:

  • плиты (расположенные в верхней части и нижней);
  • простые плиты, которые обрабатываются механически и применяются для создания формообразующих структур. Отличие в том, что для реализации готового изделия необходим большой объем фрезеровки и удаления материала для создания оттиска будущего изделия;
  • направляющие, оси, фиксирующие и вставки различного назначения;
  • толкатели и прочие механические составные, предназначенные для быстрого извлечения готовой отливки;
  • шестерни, подшипники, оси;
  • составные горячеканальной техники и литниковой системы. В данном ключе рассматриваются фильтрующие структуры, коллекторы, инжекторы для впрыска;
  • узлы и системы автоматического управления, включающие измерительные устройства, нагревательные узлы, датчики и смежные функциональные части;
  • компоненты охлаждения, включая муфты, включения спиралевидные, штуцера из нержавеющей стали и похожих по эксплуатационным характеристикам материалов, трубки и уплотнительные элементы;
  • дополнительное оснащение от инструмента и оборудования, идущего в комплекте, до химии и горюче-смазочных веществ.

Специальные детали включают структуры, подготовленные для реализации каждого конкретного проекта, например, пуансоны или резьбовые знаки. При эксплуатации наибольшие напряжения обычно возникают на данных участках, в частности, на обоймах, вставных печатных элементах и в загрузочных камерах.

Холодноканальная пресс-форма
Холодноканальная пресс-форма

 

Больше всего времени и усилий для создания требует матрица, так как необходимо в точности сопоставить основные детали выпускаемых изделий и рабочие поверхности, оформить все необходимые отверстия, подогнать подвижные узлы системы.

Компоновку узла можно разделить на следующие составные:

  • пакет плит с центрующей системой;
  • литниковая часть, обеспечивающая подвод сырья;
  • выталкивающие элементы, удаляющие готовую отливку;
  • охлаждающее оборудование;
  • формообразующие компоненты.

Индивидуальный характер носит только последняя группа компонентов, остальные можно в большинстве случаев подготовить из стандартного набора запчастей. Некоторые компании выпускают каталоги с готовыми деталями, что позволяет разработчикам сосредоточиться именно на подготовке формообразующих аппаратов.

Комбинированная пресс-форма
Комбинированная пресс-форма

 

Литниковый узел может быть трех типов: горяче-, холодноканальным и комбинированным. Второй вариант проще всего и отличается наибольшей доступностью, но недостаток заключается в том, что весь выпущенный за один цикл материал уходит в расход, без возможности его повторного применения без вторичной переработки. Горячеканальные компоновки сложнее и для их выпуска производства оснащаются сложным высокоточным оборудованием, мелким компаниям содержать такие мощности нерентабельно.

Система охлаждения – это около половины успеха производства продукции, значительная часть цикла состоит именно из процесса отвода лишнего тепла. Подключение и грамотное распределение хладагента ложится на плечи конструкторов, которые используют не только типовые схемы, но и уникальные разработки.

Простейший вариант для подвода жидкости к литнику – это муфты/ниппели.

На последнем этапе проводится подгонка, доработка компоновки после сборки и испытание на специализированном оборудовании, которое имитирует условия функционирования на заводе.



Пресс-формы для литья пластмасс под давлением

Особенности выпуска

Отдельного внимания заслуживает обработка пресс-формы, так как это многоэтапный и трудоемкий процесс с точки зрения технологических операций. Реализуется на фрезерных и электроэрозионных установках с программным управлением.

 

 

Этапы включают следующую последовательность: отжиг – черновая обработка – нормализация – получистовая обработка – закалка – окончательная обработка – хромирование.

Первый этап требуется для того, чтобы снять остаточные напряжения в металле и исключить его разрушение за счет них.

Черновая отделка подразумевает удаление больших объемов материала, сохраняются небольшие припуски в пределах 0,5-2 мм.

Нормализация – это тот же отжиг, но уже для снижения основных напряжений детали. Благодаря данному этапу большие поводки при термическом воздействии практически исключаются.

Получистовой этап подразумевает дальнейшее снятие материала, на допуски остается лишь 0,1-0,3 мм. Фактически, это подготовка изделия к финальному процессу доводки.

Закалка повышает прочностные характеристики изделия, металл подготавливается к длительной работе со значительной нагрузкой. Твердость поверхностного слоя металла растет, достигаются требуемые показатели.

После окончательной доводки формообразующий компонент приобретает законченную геометрию. Так же проводится полировка, снятие недостатков и подгонка компонентов, сборка.

Хромирование – это финал, необходим шаг для придания готовому компоненту высокой степени твердости. Матрица с твердостью в диапазоне 44-46 HRc способна сопротивляться интенсивному износу. Такая компоновка без труда выдержит около 600-700 тысяч циклов срабатывания. Без покрытия показатели изделия значительно скромнее.

 

 


Оставьте заявку для консультации с менеджером
Заполните поле телефон


Наверх