Будівельні матеріали
Відповідну сталеву форму слід вибирати на основі вимог застосування. Для створення прототипів загартована прес-форма не потрібна. У більшості випадків попередньо{2}}загартована сталь або алюміній використовується для зниження витрат і полегшення налаштування прес-форми на етапі створення прототипу. Ці м’які метали також можуть формувати достатню кількість пробних зразків і готових деталей. Попередньо-загартована сталь для форм (така як P-20 або NAKR-55) часто використовується для великомасштабних форм, оскільки загартування сталі для форм непрактично для великих застосувань.
Для більших обсягів виробництва для серцевини та порожнини потрібна загартована сталь форми. Найбільш часто використовуваними сталями є S-7, H-13 і нержавіюча сталь 420. S-7 є чудовою сталлю для форм, яку можна використовувати для розширених виробничих операцій. Якщо потрібні дуже високі температури розплаву та форми, слід вибрати сталь H-13. H-13 також може бути використаний для виготовлення колекторів з гарячим каналом. H-13 має дуже високу температуру відпуску і може витримувати дуже високі температури обробки прес-форм, не впливаючи на його твердість.
Нержавіюча сталь є найкращим вибором для формування сталі, де потрібна висока зносостійкість або де у навколишньому середовищі утворюється значна конденсація. -Зношувані вставки для порожнин форми можна виготовляти зі сталей типу A2, ASP23 або D-2.
Усі формовані сталі можна захистити від зношування та корозії за допомогою певного типу покриття. Тільки нержавіючу сталь можна відремонтувати за допомогою зварювання та механічної обробки. Для сталей з існуючим покриттям ремонт можливий лише після зняття покриття. Після ремонту покриття необхідно нанести повторно.
Зображення
Оздоблення поверхні
Оздоблення поверхні формованих деталей може змінюватися залежно від естетичних вимог, потреб замовника та функціональності. Від дзеркального-глянцевого-фінішного покриття SPI №1 до текстурованих поверхонь, отриманих за допомогою травлення, композити LNP можуть отримати практично будь-який тип обробки поверхні формованих частин. Важливо розуміти, що деякі матеріали демонструють покращені характеристики з певною обробкою поверхні форм. Наприклад, поліпропілен демонструє значно кращі властивості відщеплення в матових формах, ніж у -глянцевих формах. З високим-наповнювачем важко досягти високого блиску. Вентиляція
Вентиляція є важливою частиною циклу формування для максимізації ефективності форми. Коли термопластичний матеріал потрапляє в порожнину форми, необхідно випустити повітря. Вентиляційні отвори, як правило, розташовані на останніх заповнених ділянках, біля лінії шва та на системі бігунів. Додаткові вентиляційні отвори, розташовані навколо лінії розділення, можуть значно покращити загальну ефективність вентиляції. Залишки газу в прес-формі виглядають як сліди опіків на формованій частині. Основне емпіричне правило полягає в тому, що газ із форми повинен виходити з тією ж швидкістю, що й пластик, що потрапляє в порожнину.
Глибина пустот змінюється залежно від використовуваного матеріалу – як правило, аморфні термопласти вимагають більшої глибини пустот через їхню вищу в’язкість.
Зображення
Одна-порожнина та багато-порожнина
У промисловості найчастіше використовуються три основні типи прес-форм, особливо для форм, що використовують композити LNP.
Найпоширенішим типом є дво{0}}конфігурація холодної канавки з двома пластинами, показана на малюнку 1. Матеріал вводять у деталь через втулку канатика та систему канатика. Після охолодження всі формовані частини викидаються (включно з затворами, полозами та литниками). Потім деталі видаляються, а решта напрямних і литників викидаються або переробляються.
На малюнку 2 показано три-форму з холодними канаками. У такій конструкції матеріал впорскується в порожнину деталі через систему бігунів і литників. Після охолодження форму розкривають, відокремлюючи деталь від шиберів і полозів. Деталь природним чином відпадає від полозів. Направляючі, ворота та литники все ще потрібно переробити або викинути.
На малюнку 3 показана прес-форма колектора з гарячим каналом з електричним нагріванням. Канали колектора та затворного зонда нагріваються до температури плавлення полімеру або близько до неї, утримуючи матеріал розплавленим. Це позбавляє від необхідності вивозити відходи з напрямних, воріт і литників. Ці системи дорожчі, ніж звичайні дво-- або три-пластинові конструкції, але забезпечують кращий термоконтроль матеріалу та утворюють мало відходів.
Зображення
Гарячий бігун
Прес-форми з повним гарячим каналом або "безканальні" форми мають багато переваг, але вимагають ретельного проектування, щоб забезпечити належний контроль розплаву, що надходить у порожнину форми. Хоча безканальні форми практично не утворюють відходів під час операцій формування, вони схильні до проблем під час запуску, особливо з напів-кристалічними композитами LNP, які схильні до швидкого твердіння. Основні принципи:
• Використовуйте лише добре{0}}збалансовані системи гарячого канального колектора, спеціально розроблені для застосування.
• Залежно від використовуваного матеріалу, гарячу канаву можна сконструювати так, щоб можна було безпосередньо заливати її на деталь за допомогою відкритої базової пластини затвора або затвора клапана для формування-без залишків, або затвор може бути розташований на невеликій поверхні канавки.
• Нагріта робоча лінія та гаряча опорна плита повинні забезпечувати плавний шлях потоку в порожнину прес-форми та нагріватися ззовні.
• При використанні смол, армованих довгим скловолокном, залишків на затворі не уникнути.
• Використовуйте повну систему від одного виробника гарячого каналу, а не використовуйте різні компоненти від різних виробників.
• Розмір воріт залежить від кількості та типу доданого матеріалу, розміру/співвідношення деталей і товщини стінки.
• Щоб отримати додаткову інформацію про конструкцію гарячого каналу, зверніться до технічного персоналу GE Plastics Group.
2. Посібник із загальних методів покращення поверхні форми в промисловості переробки пластмас
У наведеній нижче таблиці операторам формування та виробникам прес-форм наведено різноманітні звичайні способи обробки сталевих форм для підвищення стійкості до корозії та зносу. Можуть існувати й інші рішення.
Зображення
3. Прогони, литники та ворота
Втулки литників
При використанні звичайних форм гарячий матеріал надходить у форму через литникову втулку. Система бігунів направляє матеріал через ворота в порожнину форми. Правильна конструкція та розмір втулки литника мають вирішальне значення для правильного розподілу розплаву та правильного викиду формованої частини. Діаметр «O» литника має бути приблизно на 20% більшим за вихідний діаметр сопла, щоб запобігти блокуванню литника під час відкриття форми. Схематичне зображення розмірів литника показано нижче. Розмір "O" також тісно пов'язаний з розміром деталей і напрямних. Втулки бігуна з підігрівом можна використовувати замість звичайних втулок бігуна. Початкова вартість бігуна з підігрівом (або «гарячої» втулки) може бути вищою, ніж «холодної» втулки, але це значно зменшує відходи, оскільки усуває бігунок, який проходить уздовж кожної частини або системи бігунів. За допомогою втулки з підігрівом контроль температури розплаву, що надходить у систему бігуна, може бути набагато точнішим.
Зображення
Дизайн бігунка
Бігуни повинні бути якомога коротшими, щоб зменшити непотрібні перепади тиску. Бажано мати круглий переріз-. Якщо бігунок потрібно помістити у форму наполовину, використовуйте трапецієподібний бігунок із заокругленим дном. Напів{4}}круглі та плоскі напрямні неефективні та не рекомендовані. Направляючі повинні забезпечувати рівномірний і необмежений потік матеріалу в одну або кілька частин (якщо використовується кілька порожнин). Як правило, бігунок потрібно зменшувати в діаметрі на 20% на кожні 90 градусів обертання. Це необхідно враховувати при проектуванні системи бігунків. Діаметр круглої напрямної зазвичай становить 0,125 дюйма – 0,375 дюйма (3,2 – 9,5 мм). Зображення
Ворота |
Конструкція воріт для композитних деталей LNP має забезпечувати значні запаси обробки без створення напруги в-формі. Залежно від типу воріт, що використовується (тобто підводний човен, кромка, виступ тощо), деякі основні розміри воріт контролюють швидкість заповнення, кількість матеріалу, що надходить у порожнину форми, і швидкість затвердіння деталі.
Товщина стінки визначає розмір воріт, а геометрія деталі визначає розташування воріт на деталі. Існує три основних розміри воріт: глибина, ширина та обличчя. Конкретні конструкції для кількох типів воріт показано на наступній сторінці.
Розмір/розташування воріт
• Мінімальний розмір затвора становить 0,040 дюйма (1 мм), 0,100 дюйма (2,5 мм) для довговолокнистих композитів Вертона - круглих або трапецієподібних - 50–60% товщини стінки (для кристалічних композитів) - 50–75% товщини стінки (для аморфних композитів)
• В ідеалі ворота слід розміщувати там, де стіна має найтовщу - вирівняйте ворота безпосередньо зі стіною або втулкою, щоб запобігти зворотному засипанню та «викиду» (за винятком довговолокнистих композитів Verton) - тунельні ворота не рекомендуються для композитів Verton.
