Современные методы литья. Полимерная индустрия (стр. 8 из 9)

И все же чаще декоративный материал располагается на подвижной полуформе. В случае сильно изогнутой накладки стойки, пуансон литьевой формы находится, против обыкновения, на неподвижной полуформе. Во время застывания изделие дает усадку и сцепляется с неподвижной полуформой во время открытия. Это является причиной существенного отличия форм для декорирования от обычных: толкатель приходится устанавливать в неподвижную полуформу.

Выпускаются специальные литьевые машины, в которых гидравлика и механика узла толкателя располагаются с неподвижной стороны. Некоторое преимущество такой конструкции заключается в том, что толкатели не воздействуют на декоративный материал, что могло бы привести к повреждениям поверхности изделия.

Многие отливаемые декорированные изделия имеют продолговатую форму. Учитывая соотношение пути потока расплава и толщины стенки, впуск осуществляется через несколько впускных литниковых каналов. Если невозможно провести литниковую систему к линии разъема, впуск осуществляется в форме с тремя плитами, где плавающая плита расположена между подвижной и неподвижной плитами.

Задача многоточечного впуска решается намного проще с помощью горячеканальной системы. Поэтому горячеканальная технология неразрывно связана с декорированием изделий в процессе литья, например методом каскадного впуска (рис.5).

Одна из отличительных особенностей литья под давлением с декорированием в форме вытекает из необходимости обеспечить подачу декоративного материала. В форме должно существовать для размещения материала определенное пространство. Устройства перемещения, фиксации и прижима приходится интегрировать в форму. В связи с возрастающим количеством подвижных рабочих органов повышается вероятность механического износа элементов. Одним из важных аспектов декорирования изделий в процессе литья является необходимость получения подгибов. Если необходимые подгибы удается получить непосредственно при литьевом формовании, то за счет сокращения количества технологических стадий можно достигнуть заметной экономии.

Одним из способов получения подгибов на 180 градусов является применение формы с раздвижными направляющими. При закрытии формы направляющие вдвигаются внутрь. Их поверхность изогнута таким образом, чтобы при смыкании образовалась канавка. Декоративный материал вставляется в канавку, при этом получается подгиб. Направляющие выдвигаются прежде, чем начинается извлечение изделия.

Другим способом получения подгиб является вставка декоративной заготовки, которая сгибается на краях отливки. Декоративный материал состоит из лицевого слоя ткани и вспененной основы. При сгибе материала вспененные слои накладываются друг на друга. При впрыске промежуток между ними заполняется расплавом. Таким образом, на краю изделия расплав полностью обернут декоративным материалом с образованием складки. Такой метод требует специальной подготовки декоративного материала.

Подгиб под углом 90 градусов можно получить с помощью трехплитной формы. Этим обеспечивается извлечение образующегося поднутрения. Кроме того, ткань натягивается ширильной рамой.

Рис.5. Литьевая форма для декорирования изделий в процессе литья

На рисунке 6 приведена конструкция формы, в которой подгиб (180 градусов) на тканой накладке образуется на стадии формования изделия.

Форма состоит из подвижной и неподвижной полуформ, а также третьей плиты, расположенной между ними. Полукруглая выемка в плите служит для фиксации тканой детали. Декоративный материал размещается между неподвижной полуформой и третьей плитой. Затем форма закрывается, при этом третья плита прижимает ткань к неподвижной полуформе благодаря нажимной пружине. Декоративный материал натягивается подпружиненными штифтами толкателя, расположенными с неподвижной стороны (на рис.3 не показаны). Благодаря этому декоративный материал лишен возможности произвольного перемещения; он перемещается внутрь матрицы контролируемым способом.

После этого пуансон, размещенный на стационарной полуформе, перемещается навстречу, дополнительно натягивая ткань. Благодаря этому в гнезде располагается достаточное количество ткани, причем исключается продавливание расплава сквозь нее. При обратном ходе пуансона форма замыкается еще плотнее.

При обеспечении вертикальности поверхностей возможно применение как обычного литья под давлением, так и литьевого прессования. Литьевое прессование также допускает использование тонких и чувствительных декоративных материалов.

Рис.6. Конструкция формы

8. Дефекты литьевых деталей и способы их устранения

Характерными дефектами литьевых деталей из полимерных материалов (ПМ) являются грат, утяжины, недоливы, коробление и отпечатки от выталкивателей. В статье рассматриваются наиболее вероятные причины возникновения подобных дефектов и способы их предупреждения.

Грат

Если у литьевых деталей наблюдается грат (перелив, наплыв) в плоскости разъема литьевой формы, то в большинстве случаев его причиной является недостаточное усилие запирания формы во время стадий впрыска и выдержки под давлением. Кроме того, слишком высокое давление формования может вызвать местный прогиб формы в области ее смыкания и также привести к образованию грата. Завышенная скорость впрыска и пониженная вязкость расплава вследствие высоких температур расплава и (или) формы также могут оказаться причинами возникновения этого характерного для литьевых деталей дефекта из-за того, что в конце пути течения расплава слишком высока его текучесть.

Если у деталей постоянно появляется грат во вполне определенном месте, то это свидетельствует о дефектности литьевой формы, которая недостаточно уплотнена в данном месте. Если же наблюдается грат по всему периметру детали в плоскости разъема формы, то это, скорее всего, следствие недостаточного усилия запирания формы, повышение которого, однако, сверх определенного предела сопряжено с опасностью повреждения литьевой формы. Поэтому целесообразно более точно установить конкретную причину возникновения грата и лишь после этого принять соответствующие меры по его предупреждению (см. таблицу 5).

Таблица 5.

Причина возникновения	Способ устранения
Технологические причины
Недостаточное усилие запирания литьевой формы	Повысить усилие запирания
Слишком высокая скорость впрыска расплава ПМ	Уменьшить скорость впрыска; организовать ступенчатое изменение скорости впрыска: быстро (на начальной стадии) - медленно (на конечной стадии)
Запоздалое переключение на выдержку под давлением	Раньше переключать с давления впрыска на давление формования
Слишком высокая температура расплава ПМ	Понизить температуру материального цилиндра
Слишком высокая температура формы	Понизить температуру формы
Слишком высокое давление формования	Понизить давление формования
Конструкторские причины
Недостаточная деформационная устойчивость формы	Сконструировать более жесткую форму
Недостаточное уплотнение формы в местах плоскости разъема и оформляющих знаков	Доработать литьевую форму

Утяжины

Утяжины (углубления, впадины) на поверхности литьевых деталей возникают главным образом в зонах скопления массы ПМ - там, где толщина стенки максимальна или находится переход от одной толщины к другой.

Причиной появления подобных дефектов является неравномерная термическая усадка ПМ при охлаждении и затвердевании неравно толщинной отливки, когда свободной усадке ее утолщенных мест препятствуют периферийные зоны меньшей толщины. В результате этого происходит втягивание наружной оболочки внутрь детали. Такое явление может наблюдаться и после извлечения из формы еще нагретой отливки. Предотвратить возникновение утяжин возможно с помощью как конструктивных, так и технологических мероприятий (см. таблицу 6).

Таблица 6.

Причина возникновения	Способ устранения
Технологические причины
Слишком низкое давление формования	Повысить давление формования
Слишком короткое время выдержки под давлением	Увеличить время выдержки
Слишком высокая температура формы	Понизить температуру формы
Слишком высокая температура расплава ПМ	Понизить температуру материального цилиндра
Конструкторские причины
Слишком мала площадь сечения литника	Увеличить площадь сечения литника
Слишком большая длина литниковых каналов	Уменьшить длину литниковых каналов
Слишком мала площадь сечения отверстия сопла	Увеличить площадь сечения отверстия сопла
Место впрыска расположено на участке детали с малой толщиной стенки	Организовать место впрыска на участке с большей толщиной стенки
Слишком большая толщина стенок	Уменьшить по возможности толщину стенки
Неблагоприятное соотношение толщин стенки и ребра жесткости	Оптимизировать соотношение толщин

Недоливы