Список тематических статей

Горячеканальная форма

Основные виды литниковых систем

Формы для литья пластмасс под давлением, кратно, но не вполне точно именуемую в повседневности «пресс-формами» являются одной из разновидностей технологической оснастки для получения изделий из пластмасс. Такие формы применяются главным образом при литье пластмасс на термопластавтоматах. За доставку расплавленного полимера от сопла литьевой машины до формообразующей полости в пресс-форме отвечает специальная литниковая система.

Литниковая система формы по характеристикам и сложности исполнения подразделяется на три основных вида:

1.       Холодноканальная (ХК).

2.       Горячеканальная (ГК).

3.       Комбинированная.

Первый вариант – холодноканальные литниковые системы является наиболее простым, дешевым и исторически самым первым из применяющихся. Литник при холодном канале затвердевает и извлекается в конце каждого цикла литья вместе с отформованным изделием. Такие системы похожи на литники, применяющиеся при литье металла. Несмотря на свою технологическую древность, холодноканальные системы все еще широко применяются и в современных, особенно в примитивных и дешевых литьевых формах. К сожалению, Россия и страны СНГ до сих в числе лидеров по использованию холодных литников в формах.

Рис.1. Игрушечные модели – одна из немногих областей, где до сих пор массово в ходу холодноканальные формы

Первые горячеканальные литниковые системы (ГКС) в пресс-формах стали применяться более полувека назад. С точки зрения конструкции такая система состоит из одногоили нескольких обогреваемых инжекторов, впрыскивающих расплавленный полимер непосредственно в тело изделия, или в область, примыкающую к изделию. В случае наличия нескольких инжекторов (сопел), то разведение пластика к ним от литниковой втулки проходит внутри специальной металлической плиты – обогреваемого коллектора.

Комбинированные или, как их еще называют, «полугорячеканальные системы» обычно сочетают в себе небольшую ГКС, от точек впрыска которой расходятся опять же небольшого размера холодные литники, непосредственно питающие формующие полости. Комбинированные ГК системы оправданы при тех или иных конструкционных затруднениях при подводе инжекторов к формующим областям, например в случае формования большого количества очень мелких изделий в одной пресс-форме.

Для контроля и регулировки температуры как горячеканальных, так и комбинированных литниковых систем необходимо использовать специальный терморегулятор (контроллер) температуры зон нагрева ГКС. Впрочем, такие контроллеры довольно часто интегрируют в системы управления современных термопластавтоматов.

Особенности горячеканальныхпресс-форм

ГК литьевые формы лишены недостатков ХК форм, а именно:

1.       Большого количества отходов, причем хорошо, когда эти отходы возвратные, т.к. зачастую нет возможности вернуть литники обратно в техпроцесс.

2.       Производительность литья пониженная, ввиду того что общее время литьевого цикла цикла лимитируется временем охлаждения литника, а не изделия.Также при холодном канале увеличено время впрыска и менее эффективна выдержка под давлением.

3.       Существует необходимость удаления литника из области прессформы: либо вручную, либо при помощи дополнительного робота.

4.       Необходимо хранить литники, дробить их и организовывать вторичную переработку, используя ресурсы предприятия.

5.       Внешний вид и качество изделий как правило хуже при холодноканальном литье, место впуска часто нужно дополнительно обрабатывать.

6.       Технологически холодноканальное литье поддается регулировке в значительно более узком диапазоне.

Горячеканальные (и в некоторых пунктах комбинированные) пресс-формы не имеют всех этих проблем. К недостаткам же ГК форм относится лишь высокая стоимость и большая трудоемкость и сложность такой оснастки. И если стоимость действительно может быть проблемой, особенно в случае большого количества гнезд и соответственно сложно системы, то повышенная сложность и связанные с ней проблемы в эксплуатации – несколько надуманная проблема. В случае установки качественной системы от одного из лидеров по изготовлению ГКС и ее дальнейшей правильной эксплуатации горячеканальная прессформа обычно не доставляет проблем больших, чем ее холодноканальный аналог.

Разновидности горячеканальных пресс-форм

Несмотря на общее название «горячеканальные» и более или менее похожий функционал (получение безлитникового изделия) такие пресс-формы могу очень существенно отличаться друг от друга. Ниже приведена упрощенная классификация горячеканальных пресс-форм.

1.       Прессформы безинжекторного типа (устаревшие технологии).

Такие формы как правило имеют простой коллектор ГКС типа «обогреваемый кирпич», в котором просверлены отверстия безо всякой заботы о балансировке потока полимера к различным точкам впрыска. Роль инжекторов выполняют либо вообще необогреваемые короткие втулки, либо полые вставки с греющимся от коллектора элементом внутри их полости (чаще всего выполненные из бериллиевой бронзы).

2.       Горячеканальные пресс-формы открытого типа.

Эти формы, как было описано выше, включают горячеканальные системы, состоящие из литниковой втулки, коллектора (при необходимости) и инжекторов. Как правило обогреваются все указанные узлы, также каждой зоне нагрева обычно соответствует одна точка контроля (термопара).

Рис.2. Разновидности ГК коллекторов

3.       Запорные горячеканальные формы.

Особенность таких форм в том, что каждый инжектор (от одного до сотен штук) снабжен запираемым механизмом, обычно исполненным в виде подвижной иглы. Такая система позволяет избежать ненужных утечек полимера из инжектора, повысить давление впрыска, сделать точку впрыска менее выраженной, а в некоторых случая практически незаметной. Также при помощи управления запорными инжекторами можно использовать последовательный впрыск, зачастую повышая качество изделия, обладающего несколькими точками впрыска. Запорные иглы как правило приводятся в действие либо при помощи гидроцилиндров или пневмоцилиндров, либо наиболее современными сервоприводами. Для управления запорными клапанами желательно использование еще одного типа приборов – контроллеров или таймеров управления последовательным впрыском.

Рис.3. Большая запорная система для формы на бампер автомобиля.

4.       Прочие горячеканальные прессформы.

Существуют также большое разнообразие прочих прессформ, имеющих горячий канал, например:

- бикомпонентные и многокомпонентные формы, имеющие две или более горячеканальные системы,

- этажные или сэндвич-формы, обладающие ГКС особенного типа с подвижной плитой коллектора и инжекторами в две плоскости разъема по обеим сторонам коллектора,

- прессформы для литья с газом, где кроме ГКС существует еще и система впрыска сжатого газа, и т.д.

Ведущие производители горячеканальных систем

На сегодняшний день на мировом рынке ГКС существует явный лидер компания YUDO (Южная Корея), которая опережает по продажам горячих каналов и контроллеров ближайших конкурентов в несколько раз.

Также среди ведущих производителей ГК систем для прессформ отметим Husky (Канада), Mold-Masters (Канада), Incoe (Германия), THERMOPLAY (Италия), Heitec (Германия), PSG (Германия), Synventive (США), HRSflow (Италия) и т.д. Всего в мире насчитывается несколько тысяч изготовителей ГКС. Есть некоторые производители и в России, однако, они зачастую занимаются сборкой небольших систем из импортных комплектующих.