Литье пластмасс: технология и оборудование

Производство пластмассовых изделий использует в качестве сырья различные виды литьевого пластика, включая полиэтилены, поливинилхлориды, полипропилены и полистиролы. Важная особенность изготовления из пластмассы деталей заключается в тщательном подборе исходного сырья. При смене же сырья приходится выполнять обязательную перенастройку оборудования, иначе невозможно будет получить требуемое качество работы.

пластмассовые изделияОсновной технологический алгоритм процесса литья в пластмассовом производстве выглядит так:

  • подбор необходимого состава полимерного сырья;
  • в случае изготовления пенопласта или полистирола введение в состав сырья газа;
  • отливка изделия, которая заключается в придании подготовленной массе требуемой формы и конфигурации;
  • отвердевание изделий в специальных формах для литья пластмасс.

Сначала выполняется перемешивание ингредиентов до получения требуемой однородности смеси, а затем уже в неё вводят газ путём механического вспенивания. Этот метод основан или на добавке в состав смеси веществ, вскипающих с заданной быстротой при попадании в нагретую пластиковую среду, или на вводе готового газа под давлением. Выбор способа газонаполнения сырья определяется видом изготавливаемой продукции и типом используемого для литья полимерного состава.

Среди технологических методов изготовления деталей из пластмассы можно отметить несколько главных:

  • формование изделия в вакуумной среде, когда из готовых листов полимера необходимую форму детали получают с использованием давления;
  • прессионный метод, когда сжатие сырья производится уже внутри формы для будущей детали;
  • компрессионный метод, при котором сначала выполняется заливка полимера в половинки формы, а при сближении этих половинок происходит выдавливание лишнего объёма сырья;
  • метод литья изделий из пластика, при котором жидкая пластмасса просто заливается в форму, имеющую точную конфигурацию будущей детали;
  • выдувание нагретого сырья в пресс-форму для литья пластмасс, при этом полимер лишь покрывает внутреннюю поверхность предоставленной формы, внутри же изделия образуется пустота;
  • метод экструзии, когда размягчённая пластмасса под давлением заполняет матрицу и получает требуемую форму при остывании.

Но даже все перечисленные методы не охватывают весь спектр технологических приёмов изготовления деталей из пластмассы. Технология литья пластмасс ещё включает методы термоформирования, инкапсуляции, формирование путём наслаивания и др.

Популярные публикации:
Как сделать дробилку для пластика своими руками?
Как открыть производство упаковочной стрейч пленки с нуля?

Сырьё для литья пластмасс

Наиболее часто используемым видом сырья для изготовления пластмассовых деталей является гранулированный полимерный состав нескольких видов, каждый из которых обладает различными свойствами. А то, какой вид использовать в каждой конкретной технологической ситуации, определяется его физическими и химическими свойствами.

Главный показатель для применения полимерного сырья того или иного рода в различных видах литья пластмасс — его устойчивость к воздействию температуры. В соответствии с этим свойством все виды сырья для изготовления пластмассовых деталей разделены на три следующие группы:

  1. гранулыТермопластичное сырьё, которое при нагревании способно легко снижать свою вязкость, из твёрдого состояния постепенно становиться всё более пластичным. Если же такое сырьё начать охлаждать, то процесс пластификации в нём начнёт протекать в обратном порядке: из пластичного состояния пластмасса начинает становиться всё твёрже, и так до исходного твёрдого состояния. Этот вид сырья наиболее подходит для промышленной переработки, из него изготавливают наибольшее количество пластмассовых изделий.
  2. Термореактивное полимерное сырьё, у которого наиболее высокие прочностные характеристики по сравнению с термопластичным и которое устойчиво к температурным воздействиям при эксплуатации. В основном к такому виду сырья относятся смолы синтетического происхождения. Чтобы сделать это сырьё пригодными для переработки на станках для изготовления пластмассовых изделий, необходимо в его состав ввести специальные пластифицирующие добавки и различные наполнители.
  3. Сырьём для изготовления пенопласта являются полимеры синтетического типа, которые характеризуются очень хорошими звуко- и теплоизоляционными способностями. Чтобы получить пенопласт из этого сырья, в его жидкий расплав вводят различные газообразующие компоненты для последующего вспенивания по всему объёму.

Купить пластмассу для литья на специальных станках можно, наладив контакты с торгующими компаниями на отечественном рынке полимеров. Эти компании предлагают своим клиентам для промышленного бизнеса не только российское сырьё, но и поставляемое из-за рубежа по импорту. В настоящее время стоимость одного килограмма полимерного сырья в виде полиэтилена высокого давления равна 35 руб. Чуть дороже стоит полипропилен. Цена одного килограмма пропиленового сырья сейчас составляет около 40 руб.

Оборудование для изготовления пластмассовых изделий

С помощью готовых технологических линий или отдельных станков промышленники изготавливают изделия из пластмассы самых различных размеров и форм. Разберёмся с работой этих видов оборудования для литья пластмасс, их особенностями и важнейшими техническими характеристиками.

Экструдеры

экструдерЭкструзия относится к основной технологии переработки полимеров и последующего производства из них различных изделий и профильной продукции. Метод литья пластмассы с помощью экструдера не сложен, но разобраться в этом новичку не так-то просто.

Сначала полимер разогревается до нужной температуры, а затем происходит его продавливание через формирующие сопла станка. Сопла – это насадки специальной конфигурации, которые позволяют получать заданную форму получаемому рабочему материалу. Экструдер для пластика обычно является важнейшим элементом линейки оборудования цеха пластмассовых изделий.

К экструдерам относятся и станки, которые изготавливают полиэтиленовую плёнку в листовом и рукавном виде. Также с помощью этого оборудования налажено производство оконных профилей, труб, плоского шифера и полимерного листа. Конструкция пресса для литья пластмассы – экструдера — позволяет получать и различные вспененные профили из полимерного состава.

Основным узлом одноимённого станка является экструдер, в состав же его ещё входит большое количество механизмов дополнительного действия. Современные экструзивные станки оснащены программными модулями для работы в автоматическом режиме.

Если рассматривать общее устройство пластикового экструдера, то в его конструкции можно выделить такие основные элементы:

  1. Корпус станка с нагревающей камерой, в которой происходит предварительная подготовка пластмассы в виде плавления. Источником энергии для работы плавильной камеры обычно являются индукторы, позволяющие получать высокие температуры в камере благодаря наведенных на её металлическом корпусе индукционных электрических токов.
  2. Загрузочный узел, сквозь который происходит продавливание полимерного расплава в полость корпуса экструдера.
  3. Устройство для создания требуемого давления, с помощью которого происходит движение расплава сырья к формирующей насадке станка. Обычно в нём используются разные принципы работы, начиная от механического и заканчивая шнековым продавливанием.
  4. Головка экструдера или фильера, которая задаёт форму получаемой продукции.
  5. Электродвигатель с редуктором, снабжающий станок механической энергией.
  6. Блок управления, поддерживающий основные требования технологического режима производства.

Сырьё в экструдерный станок загружается в основном в гранулированном виде, но нередко для загрузки используется лом или порошкообразные отходы производства. Рабочий орган аппарата подаёт сырьё к рабочей зоне, где на него начинают действовать давление и температура. Когда процесс оплавления сырья придаёт ему требуемую текучесть в соответствии с условиями технологического процесса, оно направляется в сопла истечения.

Термопластавтоматы

К термопластавтоматам относятся станки, осуществляющие литьё под давлением.  Разогретая пластмасса с низкой вязкостью выдавливается в подготовленную форму, где и происходит дальнейший процесс её остывания и отвердевания. Больше половины всех изделий из пластика выпускается именно на таких машинах для литья пластмасс или, выражаясь языком специалистов, термопластавтоматах. Их технологические возможности позволяют получать изделия со сложными формами в точном соответствии с заданными размерами. Не составляют исключения и изделия армированного типа, полые изнутри и даже разноцветные.

термопластавтомат

С помощью термопластавтоматов или литьевых машин осуществляется изготовление пластмассовых изделий литьем. Таким путём получают детали из пластмассового сырья любого вида, включая любые вспененные составы.

Основные функциональные узлы термопластавтоматов:

  • сырьевой подготовительный модуль;
  • механизм запирания и отпирания формы;
  • приводной механизм;
  • электронный управляющий блок.

Современные машины литья пластмасс под давлением имеют высокую стоимость, так как в их устройство заложено много передовых технологических новинок. Конструктивно их делят на червячные, поршневые, электрические и гидромеханические. Однако, перечисленные виды следует дополнить машинами с комбинированным приводом, к которым относятся червячно-поршневые, электромеханические, многопозиционные и др.

К основной оснастке ТПА относятся пресс-формы, которые имеют свою неповторимую форму для каждой отливаемой детали. Действует пресс-форма просто: термопластавтомат производит впрыск в форму пластмассу в расплавленной состоянии, после этого происходит запирание и охлаждение детали. Когда температура изделия достигает заданного значения, происходит его выталкивание из формы в автоматическом режиме.

Изготавливаются пресс-формы из стали различного содержания углерода и легирующих добавок. Чем выше свойства материала пресс-формы, тем больше рабочих циклов она способна выдержать без деформаций и разрушений. Обычно по техническому руководству на пресс-форму она выдерживает от 100 тыс. до 1 млн. рабочих циклов изготовления деталей.

Выдувные машины

Эти аппараты позволяют получать тонкостенные изделия с внутренними пустотами. Примерами таких изделий являются различные бочки, канистры, бутылки и т.д. Перед выдуванием пластмассы в форму она подогревается в станке до требуемой температуры, затем включается в действие выдувной аппарат. В современных станках для литья пластмасс —  выдувных машинах — технологический процесс может включать ещё и литьё под давлением, осуществляемое в станках инжекционно-выдувной группы. Эти аппараты позволяют получить сосуды с очень тонкими стенками, к которым в первую очередь относятся ПЭТ-бутылки, и другая по форме и объёму ПЭТ-тара.

Экструзионно-выдувные станки

экструзионно-выдувной станокСтанки этой группы соединяют в своей работе две технологии получения пластмассовых изделий – выдувную и экструзионную. С их помощью в современной промышленностью производятся изделия в очень широком ассортименте наименований, значительно превышающим аналогичный показатель для обычных выдувных машин. К таким изделиям следует в первую очередь отнести топливные баки автомобилей, бамперы и различные конструкции поддонов, вёдра и бочки и ещё многое другое.

Технологическая цепочка операций получения изделий в экструзионно-выдувном станке осуществляется под контролем встроенного микропроцессора. Все станки этой группы можно классифицировать по следующим признакам:

  • по типовым особенностям головок;
  • по числу рабочих постов;
  • по числу ручейков подачи сырья к форме.

В устройстве экструзионно-выдувного станка содержатся:

  • экструдерный узел, который превращает исходное сырьё в размягчённую массу высокой однородности;
  • экструзивная головка для подачи пластмассы в формирующий узел, которая находится на выходном участке аппарата;
  • узел выдува или сам формирующий узел, где с помощью сжатого воздуха осуществляется заполнение формы полимером.

Головки экструдера могут быть прямоточными, одно- и многоручьевыми. Именно проходя через экструзионную головку станка, жидкий пластик для литья принимает форму заготовки в виде рукава или трубы. Подача пластмассы в форму осуществляется с помощью специального ниппеля, иглы или дорна. После заполнения материалом формы происходит её смыкание с последующим охлаждением находящейся в ней заготовки.

Экструзионно-выдувные аппараты для литья обычно в своей конструкции содержат компрессоры для подачи сжатого воздуха к важным технологическим узлам станка и для охлаждения заготовок.

Термоформовочные аппараты

Эта группа станков предназначена для получения полиэтиленовой плёнки в непрерывном режиме работы, из которой тут же производятся различные изделия в виде продуктовых контейнеров, стаканов и др. От вида получаемых изделий зависит толщина создаваемой плёнки, этот параметр задаётся в самом начале с пульта управления станка.

Исходный материал в виде плёнки заданной толщины в термоформовочном станке нагревается до температуры в 140 градусов и затем из него происходит выдувание готового изделия. Самой распространённой для выдувания множества изделий является плёнка, имеющая толщину 100 микрометров.

Различают следующие виды термоформовочных станков: ленточные, револьверные, ротационные и многопозиционные. После стадии формовки ленточный станок производит вырубку и закупоривание готового изделия. Для формовочного процесса больше годятся станки револьверного и ротационного типа. Они могут работать в режимах как ручного, так полуавтоматического и автоматического управления.

Мини-станки для изготовления пластмассовых изделий

Мини-станки используются для мелкосерийного литья пластмассовых изделий или в изготовления их небольшими партиями. Дополнительным оборудованием для каждого мини-станка являются различные формы, в которых и происходит процесс формирования изделий. Формы могут быть как одноместные, так и многоместные.

Обычно по весу настольные станки не превышают 15 килограммов, такой аппарат можно без труда разместить на любой прочной подставке, на столике устойчивой конструкции. Часто сами производители комплектуют свои настольные аппараты специальными рабочими столами. В этом случае размещение оборудование выгляди очень компактно и эргономично.

Настольный пресс, имеющий электропривод, обычно оснащаются модулем смыкания автоматического типа. Такие аппараты чаще всего используются в изготовлении изделий для экспериментальных вариантов новых конструкций станков и механизмов.

литье пластика

В организации мелкосерийного производства достаточно купить мини-пресс, формы и двухкомпонентный пластик для литья. Работу настольного станка можно наладить и при наличие всего лишь одной или двух пресс-форм. Стол, на котором будет установлен станок, должен надёжно располагаться на горизонтальной поверхности пола.

Более удобны среди мини-станков те, которые имеют электромеханический привод, к тому же они очень просты в эксплуатации. В среднем за час работы такого станка можно изготовить до 20 изделий из пластмассы.

Холодильные агрегаты

Для охлаждения воды в производстве пластмассовых деталей под давлением используются специальные агрегаты холодильного назначения или чиллеры. Благодаря большой скорости охлаждения залитых пластмассой форм такими устройствами появилась возможность значительного снижения затрат времени на один производственный цикл работы станка, а значит повышена производительность его работы.

В первую очередь, использование чиллеров важно в массовом производстве. Если же налаживать изготовление небольшого числа деталей, например, нескольких тысяч изделий, то вполне подойдёт вариант литья пластмасс в домашних условиях.

Рекомендуем прочитать эти статьи:
Бизнес идея: производство изделий из пластика вакуумной формовкой.
Как открыть бизнес по переработке пластика?

Как отливать изделия своими руками?

литье своими рукамиК литью деталей из пластика в домашних условиях следует относиться как к промышленному производству, но в малом масштабе. В домашних условиях вполне возможно изготовление любых деталей, не очень больших по своим размерам. Это детские игрушки, посуда и различные сувениры, корпусные элементы различных изделий.

Используя настольные станки, вполне доступно организовать литье пластика своими руками у себя дома. Сделать формы для литья можно также без посторонней помощи. Достаточно сделать заказ модели-образеца будущей детали хозяину 3D-принтера или сделать её самому, например, из дерева. Дальнейшие действия должны происходить по следующему алгоритму:

  • широкой малярной кистью нужно обмазать образец силиконовым составом;
  • поместить образец в опалубку, приготовленную заранее;
  • залить силиконом всю пустоту опалубки;
  • после семи часов, необходимых для остывания формы, нужно сделать разрез получившегося силиконового блока и таким путём получить разрезную форму из силикона.

Когда форма проверена на точное соответствие размерам будущей детали, можно начать литьё пластика в силиконовую форму ручным способом прямо у себя дома.

Технология ручного литья пластмассовых изделий

прессформаДомашнее литье пластика своими руками очень похоже на аналогичный полноформатный производственный процесс, но в уменьшенном масштабе. Если разделить этапы работы ручным способом по последовательности их выполнения, то всё будет выглядеть в виде следующего готового алгоритма действий:

  • на ручной станок устанавливается литьевая насадка;
  • внутренняя поверхность формы покрывается силиконовым слоем с помощью кисти;
  • форма устанавливается на платформу станка;
  • в загрузочный бункер станка засыпается сырьё с нужными свойствами;
  • шнековым устройством производится тщательное перемешивание полимера и затем он разогревается в тепловой камере до требуемой вязкости;
  • выполняется литьё детали;
  • форма с деталью охлаждается;
  • производится разборка формы, из неё извлекается готовая деталь.

Настольный прессовый станок для ручного литья вполне подойдёт и для производства небольшого формата, так как он универсален по своему применению. Литьё на нём можно производить, используя совершенно разные полимеры. Чтобы ускорить процесс изготовления деталей, достаточно оснастить станок несколькими формами для одних и тех же деталей. Рабочий процесс в этом случае будет практически бесперебойным, производительность труда резко увеличится.

Чтобы изготавливать на ручном станке более сложные и объёмные изделия, достаточно приобрести сварочный экструдер. С его помощью большую деталь можно изготавливать из нескольких отдельных изделий меньших размеров. Это новшество значительно расширит бизнес на литье пластмасс по ассортименту изготавливаемых изделий и почти сразу же начнёт приносить более высокую прибыль.

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Нет оценок)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: