Что такое литье под давлением? Как это работает и упаковка приложений

Литье под давлением позволяет изготавливать пластиковые детали путем выталкивания расплавленного материала в закрытую форму, придания ему жесткости и удаления фасонной детали. Форма обеспечивает геометрию; машина повторяет цикл. В этой статье основное внимание уделяется традиционному литью термопластов под давлением, при котором пластик нагревается для формования и охлаждается для удаления.¹

В упаковке этот процесс используется для колпачков и многих пластиковых деталей, собранных в насосы и распылители. Готовый насос для лосьона объединяет несколько компонентов. Его видимая форма не означает, что весь механизм был отлит как единое целое.

Как пластик попадает в форму?

Твердые пластиковые гранулы падают из бункера в барабан машины. Вращающийся шнек перемещает материал вперед, а нагреватели ствола и срезающее действие шнека обеспечивают тепло. Материал превращается в текучий расплав, и шнека хватает на следующий выстрел.¹

Во время инъекции шнек движется вперед вдоль своей оси, действуя как плунжер. Он проталкивает расплав через сопло и каналы подачи формы в пространство для формования детали. Отверстие, через которое пластик попадает в это пространство, называется воротами.²

Это два разных винтовых движения: вращение подготавливает материал; движение вперед вводит его. Гранулы превращаются в расплавленный пластик перед попаданием в полость, формирующую деталь.

Полный цикл литья под давлением

Когда шот готов, цикл продолжается через закрытие формы, заполнение, упаковку и выдержку, охлаждение и удаление деталей. Эти этапы описывают последовательность действий, хотя некоторые действия частично совпадают.³

1. Закройте и зажмите форму.

Половинки формы соединяются. Зажимной блок удерживает их закрытыми, пока машина впрыскивает пластик.

Зажимное усилие удерживает инструмент в закрытом состоянии. Давление впрыска перемещает в него расплав.

2. Заполните полость

Шнек продвигается вперед, пропуская подготовленный расплав через систему подачи. Пластик занимает пространство, определяющее стенки компонента и другие формованные элементы.

Заполнение придает форму, но деталь все равно нуждается в упаковке и достаточном охлаждении перед снятием.

3. Упакуйте и держите

По мере остывания пластика его объем меняется. Удерживающее давление позволяет дополнительному расплаву проникнуть, пока затвор остается открытым, что помогает компенсировать сжатие.

Когда ворота замерзают, они закрывают путь в эту часть. Увеличение времени выдержки сверх эффективного закрытия ворот не приводит к постоянному добавлению материала в полость.⁴

4. Остудить до тех пор, пока деталь можно будет снять.

Тепло начинает выходить из расплава во время наполнения и продолжается в процессе упаковки. Отдельно названный этап охлаждения — это дополнительное время, необходимое для открытия формы; охлаждение не начинается внезапно после окончания выдержки.

За этот период автомат может подготовить следующий выстрел. Требуемое время зависит от детали и условий ее обработки.⁴

5. Откройте форму и извлеките деталь.

Форма открывается, когда деталь становится достаточно жесткой. Механизм выброса освобождает его, после чего инструмент закрывается для следующего цикла.

Выталкивающие штифты являются одним из методов удаления детали. Устройство выброса должно соответствовать геометрии детали.³

Что происходит внутри литьевой формы?

Простая открытая крышка помогает объяснить взаимосвязь между инструментом и пластиком. Внешняя полость определяет внешнюю поверхность колпачка. Металлический сердечник занимает пространство, которое внутри должно оставаться открытым. Расплав заполняет зазор между ними, создавая стенку колпака.

Это означает, что более толстая пластиковая стенка требует большего зазора между соответствующими поверхностями инструментов. Пластик не может заполнить пространство, уже занятое ядром. Таким образом, методом литья под давлением можно производить детали с открытой внутренней частью, а также детали, которые кажутся цельными.

Давление и температура влияют на возможность успешного воспроизведения этой формы. Ворота обеспечивают входной путь во время наполнения и упаковки. Окружающий инструмент отводит тепло, а охлаждающие каналы помогают контролировать теплообмен. После достаточного охлаждения инструмент отделяет и освобождает деталь. Конструкция пресс-формы координирует подачу, отвод тепла и выброс.⁴

Для части упаковки это связывает производство с функцией. Внешняя сторона может быть видна покупателю, а внутренняя часть должна соответствовать другому компоненту. При проектировании инструмента необходимо учитывать обе поверхности.

Какие материалы используются?

Многие термопласты можно подвергать литью под давлением. Полипропилен, или ПП, является одним из распространенных материалов, определенных Британской федерацией пластмасс.¹

Во многих аксессуарах линейки FAMER используется полипропилен. Однако насос представляет собой сборный узел: его привод, корпус, уплотнения, погружная трубка и другие детали могут иметь разные характеристики материалов. Заявление о том, что продукт «в основном состоит из полипропилена», не следует интерпретировать как полную спецификацию.

Выбор материала также должен соответствовать назначению детали. К подвижному или уплотняющему компоненту предъявляются другие требования, чем к декоративной внешней крышке. Покупатели должны подтвердить материал соответствующей детали, особенно если она контактирует с формулой или сопрягается с другой поверхностью.

Отделка под дерево и металлик подчеркивают внешний вид. Сами по себе они не устанавливают материал под отделку.

Применение в упаковке: насосы, распылители и колпачки.

Ассортимент аксессуаров FAMER включает насосы для лосьона с текстурой древесины, триггерные распылители, насосы для пены и колпачки. Эти примеры помогают отличить готовую сборку от отдельных деталей, которые производятся в процессе производства.

В конструкции насосов для лосьонов используются детали, отлитые под давлением. Например, в опубликованном патенте на насос для лосьона описан узел с головкой сопла, плунжером, крышкой контейнера, корпусом и пружиной, а также описаны его детали, отлитые под давлением. Он иллюстрирует одну конструкцию, а не спецификацию каждого насоса для лосьона.⁵

Насосы для лосьонов и отделка под дерево

В насосе для лосьона привод — это часть, на которую нажимает палец пользователя. Под ним затвор соединяет узел с бутылкой. В приводе, отлитом под давлением, инструмент определяет внешний профиль и внутренние особенности этой отдельной детали; вместе с ним собираются другие дозирующие компоненты.

Пример с отделкой под дерево имеет широкий привод над закругленным воротником. Внешний вид поверхности воротника отличается от материала и конструкции, находящейся под ним.

Для покупателей, сравнивающихупаковка для лосьона, проверьте видимую отделку рядом с материалами компонентов и соответствующей бутылкой.

Триггерные распылители и пенные насосы

Поставляемый пример распылителя представляет собой триггерный распылитель: рычаг находится под соплом и управляется пальцами пользователя. Его следует отличать от небольшого насоса для мелкодисперсного тумана, приводимого в действие пальцем.

Пример с пенным насосом имеет более широкую дозирующую головку и другой узел. Литье под давлением позволяет изготавливать индивидуальные пластиковые формы; Дозирующий механизм в сборе выполняет функцию перекачки. Литой привод сам по себе не является рабочим насосом.

При выборераспылительилипакет пенного насоса, утвердить собранную комбинацию, включая подсоединение бутылки и режим дозирования.

Колпачки и декоративные крышки

Колпачки и затворы используются для литья под давлением.¹

Входящий в комплект колпачок с серебристой отделкой имеет прозрачный внешний край и светоотражающую внутреннюю поверхность. Чертеж компонентов должен показывать, как построены эти слои и какие детали отлиты.

Насос для лосьона с древесной текстурой, триггерный распылитель, насос для пены и колпачок. Собранные изделия могут содержать отдельно изготовленные детали из различных материалов.

Литье под давлением против выдувного формования

Литье под давлением заполняет формованное пространство внутри инструмента. Выдувное формование расширяет нагретую пластиковую форму до стенок формы под давлением воздуха.

При экструзионно-выдувном формовании исходной формой является полая трубка, называемая заготовкой. Форма смыкается вокруг нее, воздух надувает ее, и контейнер остывает перед выпуском.⁶

Пакет может сочетать оба маршрута. Корпус бутылки может быть изготовлен выдувным формованием, а в насос или крышку собираются отдельно изготовленные пластиковые компоненты.

Между процессами существует и прямая связь: литьевое формование с раздувом и вытяжкой начинается с отлитой под давлением заготовки, которую впоследствии растягивают и надувают в контейнер.⁷

Информацию об этапах формирования бутылок см.как выдувное формование делает пластиковые бутылки.

Что должны подтвердить покупатели перед выбором компонента?

Существующий насос или крышка уже могут соответствовать требованиям проекта. Если требуется нестандартная форма, просмотрите чертеж и предполагаемую сборку, прежде чем приступать к работе с инструментами.

При выборе помпы обратите внимание на полную комплектацию: соединение с бутылкой, предполагаемую формулу, требования к дозированию и видимую отделку. Определите, какие детали требуют определенного материала и что будет оцениваться во время утверждения образца.

Если предлагается нестандартная оснастка, запросите стоимость пресс-формы отдельно от цены компонента. Уточните, какие образцы, изменения конструкции и записи проверок охватываются предложением.

Чтобы обсудить насос, распылитель или затвор с FAMER, поделитесь эталонным изображением или образцом, предполагаемой формулой, подходящей бутылкой и ожидаемым объемом заказа. Эти детали помогают сузить доступные варианты.

Часто задаваемые вопросы

Изготовлена ​​ли вся головка насоса за одну операцию литья под давлением?

Насос обычно содержит отдельно изготовленные детали, которые собираются в дозирующий механизм. Его привод, затвор, корпус и другие компоненты следует рассматривать индивидуально. Одна деталь, отлитая под давлением, может сочетать в себе несколько функций, но это не означает, что весь насос представляет собой единую отлитую деталь.⁵

Подходит ли литье под давлением для небольших заказов?

Стоимость оснастки влияет на экономику. Существующий компонент, изготовленный с использованием существующей формы, может принять решение о покупке, отличное от нового индивидуального дизайна. Запрашивайте объемы и цены для конкретного проекта, а не предполагайте, что один минимальный заказ применим ко всем продуктам, отлитым под давлением.

Плавится ли пластик внутри формы?

Гранулы плавятся в цилиндре машины перед впрыском. Нагреватели бочек и вращающийся шнек помогают превратить их в текучий материал. Затем форма получает этот расплав и отводит тепло, поэтому деталь может стать достаточно жесткой для высвобождения. ¹

Можно ли литьем под давлением изготавливать детали с внутренним пространством?

Крышка может иметь открытую внутреннюю часть, поскольку во время формования это пространство занимает металлический сердечник. Пластик образует стену вокруг него. Это отличается от выдувания полой исходной формы наружу для изготовления корпуса бутылки. ⁴

Сколько времени занимает цикл литья под давлением?

Для каждой детали не существует единого времени цикла. Свойства материала, толщина стенок, система подачи и охлаждение формы влияют на время, необходимое перед выпуском. Открытие, выброс и закрытие также требуют времени. Поэтому оценка цикла должна относиться к конкретной детали и инструменту. ⁴

Погружные трубки насоса также отлиты под давлением?

Погружные трубы можно изготовить методом экструзии, в результате чего получается непрерывный полый профиль, обрезанный по длине. Британская федерация пластмасс относит погружные трубки в распылителях к экструзионным применениям. Подтвердите процесс и материал выбранной трубки, а не рассматривайте каждую деталь узла насоса как отлитую под давлением. ⁸

Ссылки

1. Британская федерация пластмасс: литье под давлением. Система подачи, нагрев шнека, распространенные материалы и укупорочные средства.

2. Открытый университет: литье пластмасс. Подача пеллет и шнековый впрыск.

3. MIT OpenCourseWare: литье под давлением I. Этапы цикла, зажим и удаление детали.

4. Феррейра и др.: Междисциплинарная оптимизация систем литья под давлением. Упаковка, замораживание ворот, перекрывающиеся операции и подсистемы оснастки.

5. Патент США US8573448B2: Насос для лосьона.. Один документированный насос в сборе и его детали, отлитые под давлением; не является спецификацией продукта FAMER.

6. Британская федерация пластмасс: экструзионно-выдувное формование. Формирование паризонов и инфляция.

7. Британская федерация пластмасс: литье под давлением с вытяжкой и выдувом. Преформы отливаются методом литья под давлением с последующим вытягиванием и выдуванием.

8. Британская федерация пластмасс: экструзионные профили и листы. Непрерывная экструзия, резка по длине и применение погружных трубок в распылителях.