Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 13

2 ноября 2020
Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 13

SCF смешивается с полимером в однофазный раствор. Следовательно, шнек и цилиндр должны быть спроектированы так, чтобы поддерживать повышенный уровень давления в зоне смешивания в течение всего процесса. В то время как экструзионные шнеки используют лопастную конструкцию для поддержания давления, шнеки для литья под давлением обычно имеют второе контрольное кольцо, расположенное на шнеке, чтобы создать зону высокого давления в передней части шнека. Основное различие между работой экструзионных шнеков и шнеков для литья под давлением состоит в том, что экструзионный шнек вращается в фиксированном положении. Возвратно-поступательный шнек для литья под давлением во время вращения движется назад, таким образом, линейное движение приводится в движение пластиковыми гранулами, движущимися вперед в лопастях шнека. При давлении SCF на уровне 100-200 бар однофазный раствор SCF / пластик под давлением будет мигрировать назад, если нет физических препятствий этому. Центральное контрольное кольцо или подобное контрольное устройство предотвращает обратную миграцию.

При твердотельном формовании существует некоторое обратное давление, которое, как правило, применяется к винту во время вращения шнека, с типичными уровнями давления 10-15 бар. Так как расплав проходит через переднее стопорное кольцо, винт будет отклоняться назад из-за давления, оказываемого на кончик однофазным раствором, если не будут приняты дополнительные меры. Положение шнека должно сохраняться и при остановке вращения шнека в ожидании следующего цикла впрыска. Положение шнека может поддерживаться путем приложения постоянного гидравлического противодавления, обычно в диапазоне 70-200 бар, или с помощью электрических машин, используя функции управления положением шнека. В процессе литья под давлением MuCell (об этом процессе мы рассказывали несколькими главами ранее) SCF дозируется во время извлечения шнека (вращение при подготовке следующего цикла). Оригинальная и наиболее часто используемая система доводит давление газа до уровня SCF за счет использования двух насосов. Затем SCF подается в цилиндр через инжектор через систему коллектора, которая контролирует давление в цилиндре и давление SCF. Чтобы поддерживать точное количество SCF для каждого впрыска, контролируются массовый расход, время дозирования и падение давления. SCF дозируется в определенную область, где шнек специально разработан для введения и смешивания SCF с расплавленным полимером при вращении шнека.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 13

В период между фазой восстановления и началом нагнетания на шнеке поддерживается постоянное противодавление для поддержания однофазного раствора. Это достигается путем добавления постоянного гидравлического давления во время простоя шнека или использования функции управления положением с электрическими машинами для противодействия давлению, приложенному к концу шнека содержащим газ полимером. Запорная форсунка используется для предотвращения стекания материала под давлением. Из других методов физического вспенивания можно отметить процесс Optifoam, который был разработан институтом обработки пластмасс (IKV) в Аахене, Германия. Технология, доступная для литья под давлением и экструзии, вводит SCF в полимер. При экструзии это происходит постоянно, а при литье под давлением SCF подается во время отдельных впрысков. SCF подается к проходящему полимеру через коаксиальное устройство из металла. Затем смесь полимер / SCF смешивается на выходе в статическом смесителе на пути к фильере или форме. В 2001 году компания Demag представила микросотовую технологию, которая также основывалась на добавлении SCF в расплав после шнека. К передней части шнека прикреплен модуль, который дозирует и перемешивает SCF и полимер между цилиндром и соплом. Смеситель приводится в действие вращением шнека на стадии пластификации, при этом SCF дозируется и смешивается в модуле в это время.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 13

Уже упомянутый аахенский институт IKV опубликовал технические документы, описывающие альтернативный подход к формованию микросот, который не требует, чтобы пенообразователь (N2 или CO2) находился в сверхкритическом состоянии. Вместо того, чтобы дозировать вспенивающий агент в расплавленный пластик в цилиндре или перед цилиндром под высоким давлением, в процессе обработки пенопластом газ вводится в пластиковые гранулы перед их поступлением в цилиндр формовочной машины. Этот подход аналогичен типичным процессам вспенивания гранул, когда вспенивающий агент диффундирует в пластиковые гранулы в течение длительного периода времени, возможно, 12 или более часов. Конечно, при литье под давлением абсорбция газа должна происходить намного быстрее, и это находится в центре их текущей работы. Их подход заключается в установке автоклава над входным отверстием формовочной машины и использовании температуры и давления для управления скоростью абсорбции и контроля количества добавляемого вспенивающего агента. Винт и цилиндр герметизированы, чтобы смесь пластика и газа под давлением оставалась в растворе во время плавления.

Обычно снижение веса составляет 3-15%, причем точная величина достигается в зависимости от материалов, характеристик продукта и конструкции пресс-формы. Основными регулирующими параметрами материала являются тип (аморфный или полукристаллический, наполнитель или добавки) и процент SCF. Наиболее важными факторами конструкции изделия являются толщина и факторы, влияющие на длину потока. Чем дольше поток, тем меньше возможно снижение веса. Наиболее важными факторами конструкции пресс-формы являются вентиляция и расположение ворот. Неадекватная вентиляция не только улавливает обычные летучие вещества и избыточный газ в расплаве, но также может привести к необходимости более высокого давления для преодоления сопротивления заполнению. Это повлияет на рост клеток и снижение веса, которого можно достичь. Размер затвора будет влиять на давление, сдвиг и скорость потока, которые могут повлиять на структуру ячеек. Расположение ворот важно по нескольким ключевым причинам. Во-первых, оно определит длину потока, необходимую для заполнения детали, и это имеет большое влияние на то, насколько можно уменьшить вес. Во-вторых, лучше избегать перетекания из толстого участка в тонкий, так как окончательное заполнение происходит по мере роста клеток, и это легче контролировать при переходе от тонкого участка к толстому.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 13

Обычно время цикла сокращается на 5-30%, причем основными факторами являются уменьшенный вес и минимальное время выдержки (обычно 0,5-1,0 секунды). Основными регулирующими переменными являются конструкция детали и охлаждение пресс-формы. Правила проектирования для оптимизации времени цикла соответствуют рекомендациям для стандартного литья под давлением. Наиболее частыми проблемами, ограничивающими сокращение времени цикла, являются чрезмерно толстые участки детали и плохое охлаждение пресс-формы в этих областях. Пониженная вязкость, более низкое давление впрыска и минимальное время выдержки – всё это способствует гораздо меньшему количеству напряжений. Обычно это приводит к уменьшению деформации и повышению стабильности размеров. Однако следует отметить, что, если основной причиной деформации является ориентация волокна, уменьшенное напряжение не улучшит это изделие. Также важна и усадка. И, хотя тщательный анализ выходит за рамки данной главы, было продемонстрировано, что усадка микропористой детали, полученной литьем под давлением, будет несколько иной. На изменение влияет несколько факторов, но о них мы поговорим уже в следующий раз.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 13

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад