Влияние температуры материального цилиндра

Полимер в цилиндре пластикатора нагревают до превра­щения в гомогенный расплав с определенной вязкостью и затем нагнетают из цилиндра в форму. Существует несколько источников разогрева перерабатываемого ма­териала: а) внешние нагреватели; б) механическая ра­бота шнека узла инжекции; в) в меньшей степени — внутреннее трение при прохождении материала по рас-плавопроводам и каналам системы впрыска и формова­ния.

Известно, что полимеры — плохие проводники тепла и что они чувствительны к перегреву. Поэтому как с точки зрения качества мате­риала, так и по соображениям экономичности процесса, время пребывания полимера в цилиндре пластикатора должно быть минимальным. Оно влияет на общее время цикла. С другой стороны, чрезмерный нагрев материала увеличивает время охлаждения изделия. Действительно, для литьевых машин с высокой скоростью впрыска, ис­пользуемых для производства тонкостенных емкостей, например чашек (при времени цикла 2 с или менее), критическим фактором, ограничивающим повышение производительности, является не время заполнения фор­мы, а время, необходимое для отвода тепла от отливки с целью предотвращения коробления или разрушения из­делия. Для отвода тепла от форм используют теплооб­менники, от которых вода поступает в охлаждающие ка­налы полуформ под давлением до 0,6 МПа.

Количество тепла, необходимое для нагрева и пла­стикации полимера, является функцией нескольких пара­метров: а) удельной теплоемкости материала; б) его температуропроводности; в) теплоты плавления (для

кристаллических полимеров). Это количество тепла для различных материалов изменяется в широких пределах, поэтому количество пластицированного материала, ко­торое машина способна подготовить, зависит от тепло-физических свойств перерабатываемого полимера при температуре формования. Ниже указано количество тепла, необходимое для пластикации различных поли­меров при температуре литья:

Влияние давления впрыска

Давление впрыска может существенно изменяться в за­висимости от типа машины и конструкции формы. Оно необходимо для инжекции пластицированного материала в форму, ее заполнения и изготовления изделия без де­фектов (вмятин и пустот). При перемещении поршня или шнека расплавленный полимер проходит через соп­ло в систему распределительных литников и заполняет оформляющую полость формы. При выдержке полимера в форме необходимо поддерживать давление постоян­ным с целью предотвращения утечки материала из фор­мы и для компенсации усадки материала в форме при охлаждении. Первым застывает материал в литнике, так как сечение его минимально. После отверждения лит­ника давление можно снять. Изменение его в цикле литья показано на рис. IV. 14. Давление в гидросистеме машины помимо впрыска обеспечивает удержание фор­мы в сомкнутом состоянии.

Рисунок 31 Изменение давления в полости формы в процессе цикла литья:

1-4 - плунжер (шнек) движется вперед; 4 —6 — плунжер (шнек) возвращается в исходное положение; 1,2 — заполнение полости формы; 2, 3 - уплотнение ма­териала («подпитка»); 3— 6 — охлаждение; 3 — достижение максимального давле­ния; 4 — вытекание некоторого количества расплава из формы; 5—уплотнение литника; 6 — сохранение остаточного давления

Усилие смыкания формы должно превышать давление впрыска. В поршневых ма­шинах вследствие захвата плунжером не только пласти­цированного, но и твердого материала может происхо­дить падение давления, поэтому в начале цикла давле­ние должно быть несколько выше, чем

давление впрыска. В шнековых машинах при пластикации перед шнеком образуется некоторый запас пластицированного мате­риала, который создает противодавление на шнек. Дав­ление впрыска в шнековых машинах меньше, чем в поршневых, так как шнек подает только пластицирован-ный материал. Таким образом, можно считать, что про­изводительность шнековой машины больше, чем порш­невой, при том же усилии смыкания,