Прецизионный дизайн пресс-формы
Размеры полости формы необходимо точно рассчитать, прибавив к необходимым размерам пластиковой детали расчетную степень усадки. Скорость усадки тесно коррелирует с типом литника формы, расположением и распределением литника, ориентацией кристаллизации (анизотропией) инженерного пластика, а также формой, размером, расстоянием от литника и конкретным положением пластиковой детали; кроме того, на него влияет система распределения охлаждения пресс-формы. Например, в случае прецизионного литья под давлением -деталей со сложной геометрией и строгими требованиями к точности размеров производственный допуск полости формы должен контролироваться в пределах ± 0,005 мм, а шероховатость поверхности должна достигать Ra 0,1–0,05 мкм, чтобы обеспечить высокую точность готовых отлитых деталей.
Дизайн ворот
Тип и расположение литника существенно влияют на качество литьевой-детали. К распространенным типам ворот относятся точечные-точечные ворота, краевые ворота и подводные ворота. Штифтовые-точечные ворота подходят для прецизионных деталей с высокими эстетическими стандартами и строгими требованиями к точности размеров; они позволяют автоматически открывать затворы и оставляют минимальные следы затвора, хотя они обеспечивают более высокое сопротивление потоку и требуют более высокого давления впрыска. Краевые ворота легко поддаются механической обработке и подходят для самых разных пластиковых изделий; однако на этапе проектирования необходимо уделять пристальное внимание расположению и размерам ворот, чтобы предотвратить такие дефекты, как линии сварных швов и следы струи. Подводные ворота скрыты внутри конструкции формы и не влияют на внешний вид изделия; их часто используют для изготовления небольших, прецизионных деталей, отлитых под давлением-. Расположение литника должно быть выбрано таким образом, чтобы расплавленный пластик равномерно заполнил полость формы, тем самым предотвращая такие проблемы, как дисбаланс потока и захваченный воздух. Например, в случае круглых пластиковых деталей заслонка может быть расположена в центре, чтобы гарантировать, что расплавленный материал вытекает наружу равномерно во всех направлениях.
Проектирование системы охлаждения
Температура пресс-формы оказывает глубокое влияние на усадку пресс-формы; следовательно, форма должна поддерживаться в заданном диапазоне температур, и эта температура должна оставаться постоянной с течением времени. Более того, в многополых формах разница температур между отдельными полостями также должна оставаться неизменной. Конструкция системы охлаждения должна обеспечивать равномерное охлаждение, чтобы предотвратить деформацию деталей, вызванную неравномерным рассеиванием тепла. Обычно используется циркуляционное водяное охлаждение, при этом охлаждающие каналы равномерно распределены по полости формы, чтобы обеспечить стабильную скорость потока и объем охлаждающей воды. Для крупных-прецизионных литьевых форм можно использовать стратегию зонального охлаждения. Это включает в себя регулировку скорости потока и температуры охлаждающей воды в зависимости от распределения тепла по различным секциям формы. Например, в областях, где толщина стенок продукта значительна или где тепло имеет тенденцию концентрироваться, можно увеличить количество охлаждающих каналов-или увеличить скорость потока воды-, чтобы повысить эффективность охлаждения и минимизировать деформацию, вызванную усадкой-.
Процесс изготовления пресс-форм. Процесс изготовления пресс-форм требует использования высокоточного обрабатывающего оборудования и передовых технологий. Электроэрозионную обработку (EDM) можно использовать для изготовления полостей пресс-форм сложной геометрии, обеспечивая допуск точности ±0,01 мм. Электроэрозионная обработка с проволокой-cut позволяет выполнять точную резку мельчайших деталей пресс-форм с точностью обработки, достигающей ±0,005 мм. Операции шлифования используются для обеспечения плоскостности и чистоты поверхности формы, сохраняя погрешность плоскостности в пределах ± 0,002 мм. Кроме того, после завершения изготовления пресс-формы обязательны строгие процедуры проверки и отладки, чтобы убедиться, что точность и размеры пресс-формы строго соответствуют проектным спецификациям. В ходе тестовых испытаний пресс-форма подвергается оптимизации и доработке, чтобы гарантировать, что она полностью соответствует строгим требованиям производства прецизионного литья под давлением.
Контроль температуры пресс-формы
Прецизионное литье под давлением требует, чтобы колебания температуры на поверхности полости формы поддерживались в пределах ± 1 градус. Для кристаллических пластмасс,-таких как полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП)-, более высокая температура формы способствует равномерной кристаллизации пластикового материала, тем самым улучшая стабильность размеров и механические свойства продукта. Однако чрезмерно высокие температуры могут продлить цикл охлаждения, что приведет к снижению эффективности производства. И наоборот, для аморфных пластмасс,-таких как полистирол (ПС) и полиметилметакрилат (ПММА)-, температура формы в первую очередь влияет на поведение течения расплава во время заполнения полости и его последующую скорость охлаждения. Поддержание соответствующей температуры формы обеспечивает гладкую поверхность конечного продукта и помогает минимизировать внутренние напряжения. Благодаря использованию систем нагрева и охлаждения пресс-формы,-таких как электрические нагревательные стержни или контуры охлаждения циркулирующей водой,-температуру пресс-формы можно точно контролировать и поддерживать в оптимальном рабочем диапазоне.
