Полимерные материалы востребованы в быту, на производстве, в сельском хозяйстве. Столь высокая распространенность стимулирует спрос на детали из пластика и позволяет построить бизнес на их изготовлении. Поэтому предприниматели и проявляют открытый интерес к технике по переработке полимерного сырья. Из-за габаритов данного оборудования требования по обслуживанию достаточно скромны, благодаря чему затраты по закупке и содержанию техники небольшие. Принцип работы легко изучить в процессе подготовки к эксплуатации.
По статистике более трети штучных изделий, выпускаемых в продажу, изготавливаются методом литья под давлением. Такой способ производства предлагается и на компактных (относительно аналогичного промышленного оборудования) термопластавтоматах. Многие процессы строго регламентированы государственными стандартами ГОСТ, что гарантирует высокое качество продукции. Например, ГОСТ 27358-87 описывает процедуру создания пресс-форм для изготовления пластмассовых изделий.
Впервые о литье пластмассы под давлением заговорили в XIX веке. Тогда был создан самый первый в мире аппарат по переработке полимеров. Данное устройство стало прототипом для последующих моделей, хотя каждое очередное поколение фактически создавалось заново, приходилось кардинально пересматривать технологические условия. Принцип работы остался прежним, хотя в течение XX века выдано несколько патентов, которые имели отношение к некоторым блокам термопластавтомата.
На современных аппаратах можно отливать пластмассовые изделия следующего типа:
Детские игрушки различных габаритов.
Отделочные и строительные материалы.
Фурнитура для комплектации мебели и окон.
Автокомпоненты для легковых и грузовых автомобилей.
Продукция канцелярского назначения.
Упаковка, тара, емкости.
Представленный перечень неполный, его можно продолжать, но на практике именно эти направления оказываются ключевыми потребителями готовой продукции. Модернизация процесса литья продолжается. Разработчики преимущественно работают по улучшению формообразующих в пресс-форме определяющих конфигурацию, точность габаритов готового изделия. То же относится к исследованиям по подбору надежного и безопасного для человека сырья. Общий алгоритм работы долгие годы остается без изменений, обновление происходит на уровне отдельных узлов вроде предмундштуковой зоны, конструкции узла смыкания, процесса заполнения формы материалом или выдержки на охлаждение.
Как устроены термопластавтоматы, различия
Оборудование состоит из нескольких базовых блоков, позволяющих в итоге организовать процесс литья. Производством данных устройств занимается целый ряд стран – Китай, Южная Корея, Гонконг, Тайвань, Германия, Италия. Принцип действия большинства этих аппаратов похож, ведь любой из них состоит из одинаковых узлов.
Типовое устройство выглядит так:
Загрузочный бункер, в который поступает сырье.
Узел пластификации, где изначально твердое сырье расплавляется до требуемой консистенции.
Узел смыкания, используемый для отлива продукции.
Гидравлическая система или гидроприводы, обеспечивающие сжатие, заполнение емкостей, движение плиты и иные операции.
Электродвигатели, приводящие в действие гидравлику.
Контроллер или блок ЧПУ, управляющий всей электроникой и механикой аппарата.
Различают автоматы для производства пластиковых деталей по нескольким признакам. В основу разделения обычно входит наличие дополнительных узлов (несмотря на одинаково реализуемый принцип работы). Встречаются такие технологические и конструктивные различия:
Метод пластификации. Выпускаются с поршневым, червячно-поршневым, с одним и двумя червячными механизмами.
Особенности пластификации. Различают модели с разделенным или совмещенным процессом.
Количество пластификаторов. Может устанавливаться один, два и более узла.
Число узлов смыкания формы. В зависимости от производителя выпускают одно-, двух- и многопозиционные модификации.
Конструктивные особенности привода. Встречаются модели с гидромеханическим приводом, электрическим или комбинированным.
Расположение оси цилиндра блока пластификатора и плоскости разъема литьевой емкости. Различают горизонтальные, вертикальные и угловые машины.
Независимо от особенностей устройства функциональные узлы размещаются на жесткой раме. Полимерный материал в виде гранул поступает в бункер, где захватывается шнеком и транспортируется в предмундштуковую зону, откуда после расплавления под давлением поступает в формообразующую пресс-формы.
Типовые характеристики, особенности
На рынке представлено немало моделей термопластавтоматов. Каждая из них обладает рядом отличительных свойств – разной производительностью, возможностью отливать очень больших изделий или способностью выполнять это с ювелирной точностью. Когда осуществляется выбор нужной модификации данного оборудования заостряют внимание на принципе работы, общих габаритах, требованиях к сырью. От правильного решения будет зависеть, насколько аппарат подойдет к запланированным задачам.
Ключевыми характеристиками данного оборудования, на которых заостряют внимание покупатели, являются:
Максимальное усилие смыкания формы
Размер плит
У гидравлических моделей – расстояние между колонн
Рабочий ход плиты (наибольшее расстояние между ними)
Объём впрыска
Скорость впрыска (способность лить тонкостенные изделия)
Наличие систем энергосбежения
Сухой цикл работы
Надежность конструкции, срок гарантийного обслуживания
В зависимости от технических характеристик выбранного термопластавтомата владелец может рассчитывать на производство определенных деталей. Вместе с параметрами будет меняться точность изготовления, применяемое сырье (промышленного назначения, для пищевых продуктов и т.д.). Способность данного оборудования удерживать давление в процессе производства напрямую влияет на физические свойства изготавливаемых деталей.
В продаже встречаются угловые, горизонтальные и вертикальные модификации. Первые разделяют на устройства с горизонтальным пластификатором и вертикальным узлом смыкания и вертикальным узлом инжекции, но горизонтальным узлом смыкания. Вторые и третьи обычно не имеют дополнительных различий по расположению узлов. По общему принципу работы все разновидности аппаратов похожи друг на друга. Меняются лишь отдельные моменты – процесс выдержки на охлаждение, время охлаждения без давления, скорость заполнения формы, срок выдержки под давлением, иные части программы ЧПУ.
Как работает термопластавтомат
Процедура литья на данном оборудовании предполагает цикличность операций, за счет чего обучиться работе на нем относительно просто. Процесс управления осуществляется встроенным контроллером. Его можно программировать на изготовление разных изделий, начиная с момента прижатия литниковой втулки, заполнения формы и вплоть до съема детали.
Последовательность изготовления одного образца выглядит таким образом:
Начинается цикл со смыкания формы. На этом этапе важно избежать удара одной части об другую, для чего скорость движения плиты значительно снижают ближе к моменту соединения.
К литниковой втулке пресс-формы прижимается мундштук модуля пластификации. Данные блоки прижаты друг к другу весь период формирования пластмассового изделия.
За счет движения шнек-поршня вперед, в пресс-форму впрыскивается заранее нагретое и расплавленное сырье в узле пластикации. Благодаря наличию обратного клапана исключается выброс в предмундштуковую зону. Этот период разделяют на заполнение формы и сжатие расплава.
Полное заполнение формы с вытеснением воздуха через воздушные клапаны в пресс-форме.
Стадия максимальной выдержки изделия под давлением выполняется сразу после завершения заполнения формы. Происходит это в считаные мгновения.
В течение заданного программой данного устройства цикла происходит выдержка под давлением с одновременным охлаждением пресс-формы. При завершении этапа в предмундштуковой зоне остается подушка расплава размером 2-6 мм.
После завершения программы сдавливания аппарат переходит к этапу охлаждения без давления. В процессе снижения температуры давление в пресс-форме постепенно уменьшается вплоть до атмосферного.
Как только изделие остывает до температуры, достаточной для безопасного съема детали, происходит размыкание пресс-формы, извлечение изделия толкателями, повторное смыкание формы для заливки последующей порции расплавленного пластика.
В зависимости от особенностей конструкции термопластавтомата на этапе охлаждения без давления литниковая втулка может разъединяться от предмундштуковой зоны для исключения переливания в нее части полимерного материала или оставаться прижатой на весь цикл изготовления товаров. Во втором случае процесс охлаждения может проходить дольше, т.к. сырье вне формы остается в нагретом состоянии и температуры передается на изготавливаемую продукцию.
Перспективы применения в бизнесе
Наиболее востребованы в малом, среднем бизнесе горизонтальные термопластавтоматы с конструкцией, не требующей значительных площадей для монтажа. Они отличаются от аналогов высокой производительностью, совместимостью с широким спектром сырья и удобством в эксплуатации и обслуживании. Ключевыми параметрами данных устройств являются объем впрыскиваемого материала и характеристики узла смыкания формы.
Наиболее востребована данная категория промышленного оборудования в производстве небольших партий штучных изделий из пластика. Постепенно все больше отраслей берут во внимание замену дорогих металлических деталей на дешевые полимерные изделия. Такая тенденция создает благоприятную почву для покупки автоматически работающих аппаратов по литью пластика. Современная система управления большинства термопластавтоматов позволяет обходиться минимальным штатом обслуживающего персонала, что гарантирует низкие накладные затраты при запуске собственной линии производства.
При вводе в эксплуатацию оборудования по переработке пластика, следует заострить внимание на безопасности. Процесс изготовления предполагает этап выдержки под давлением, что при технических неисправностях грозит опасностью для персонала. Необходимо придерживаться правил эксплуатации и при выталкивании, съеме готовых моделей. Они могут оказаться еще слишком горячими. Пока аппарат работает, в предмундштуковой зоне находится постоянно расплавленный материал. Поломки узлов, приводящие к выдавливанию сырья наружу, способны привести к ЧП на предприятии. Если всегда поддерживать исправность оборудования, следовать инструкции по эксплуатации, оно будет работать безукоризненно.
