Get Adobe Flash player
PLASTIKS on line. Home
English version
новости журнал конференция каталог магазин объявления выставки листалка
2017
№ 9 (171), 2017
№ 8 (170), 2017
№ 7 (169), 2017
№ 6 (168), 2017
№ 5 (167), 2017
№ 4 (166), 2017
№ 3 (165), 2017
№ 1-2 (164), 2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2000
Медиаплан (темы номеров)
Прайс
Подписка
Купить
Мобильная версия
Медиакит








НОВЫЙ РАЗДЕЛ "ПЛАСТИКСА"
Самая свежая информация для участников и посетителей международных полимерных выставок




Ресурсосбережение в литьевом производстве  № 9(103), 2011

Острая проблема ограниченности природных ресурсов и высокая стоимость энергоносителей заставляют производителей искать пути повышения энергоэффективности технологических процессов. О том, какие возможности для экономии ресурсов — сырьевых и энергетических — существуют в литьевом производстве изделий из пластмасс, рассказывается в статье эксперта журнала «Пластикс

Экономия сырья

Начало XXI века, характеризуемое становлением эпохи глобализации, остро поставило перед человечеством проблему энергетического обеспечения среды его обитания. Отчетливое влияние применяемых человеком технологий на мировой климат, обозначившаяся исчерпаемость энергетических ресурсов, нарастающее загрязнение окружающей среды промышленными отходами и многие другие аспекты глобализации требуют от мирового сообщества системного подхода к решению этих вопросов, и в первую очередь радикального улучшения энергетической эффективности технологических процессов [1].
Рассмотрим в этом ключе процесс литья деталей из термопластичных полимерных материалов под давлением.
Основные ресурсы данного процесса производства деталей: — материал детали; — оборудование (термопластавтомат и периферия);
— технология литья.
Сырье для синтеза полимерного материала — нефть и газ — невозобновляемые природные ресурсы, которые уже в обозримом будущем станут дефицитными. Следовательно, термопластичные полимерные материалы будут только дорожать, а значит, перспектива только одна — экономия материала на единице продукции. Пути достижения этой экономии следующие:
— уменьшение массы изделия;
— сокращение расхода материала на единицу продукции;
— вторичная переработка материалов.
Снижения массы изделия можно добиться, при прочих равных условиях эксплуатации, за счет уменьшения толщины детали, добавления в исходный полимер порофора (вспенивателя) либо применения технологии литья с газом (GIT, MuCell) [4].
Снизить нормы расхода материала на единицу продукции возможно следующими способами:
— за счет перевода холодноканальной литниковой системы литьевой формы на горячеканальную (ГКС). Однако это означает дополнительное потребление электроэнергии на каждый цикл литья. Но, во-первых, применение ГКС сопровождается, как правило, сокращением цикла литья, а во-вторых, дальнейшее развитие горячеканальных систем связано с уменьшением энергопотребления. Так, запатентованные нагреватели Thermoplay и сопла серии DN с двойной теплоизоляцией позволяют сократить «паразитные» потери тепла, а значит, уменьшить потребление электроэнергии практически вдвое по сравнению с традиционными нагревателями;
— если разогрев литьевой формы до требуемой температуры во время выхода на технологический режим литья вести не за счет расплава полимера, а путем подключения литьевой формы к термостату, мощность нагрева которого подбирается в зависимости от массы формы и времени ее разогрева до температуры эксплуатации;
— за счет уменьшения брака при литье.
Вторичная переработка термопластичных полимерных материалов, наряду с экономией сырья, позволяет решить экологические проблемы утилизации отходов. Причем если около ТПА поставить маленькую тихоходную дробилку и соединить ее с бункером ТПА, то можно получить практически безотходное производство. Автоматизация процесса извлечения отливки из литьевой формы с последующей сепарацией (отделением) годных деталей от брака и литников дает возможность направлять годные детали по конвейеру на упаковку, а отходы в рециклинг — сразу же в дробилку и в бункер ТПА.

Оборудование и технологии

Основной технологической единицей процесса литья деталей из термопластичных полимерных материалов является термопласт автомат. Традиционно в литьевом производстве применялись ТПА с гидроприводом. Его отличительной чертой является вместительный маслобак, в котором масло постоянно циркулирует (насос, электродвигатель), и его еще требуется охлаждать (что означает дополнительное потребление электроэнергии). Однако за последние пять лет ситуация резко изменилась: на рынок активно вышли полностью электрические ТПА, и спрос на них с каждым годом увеличивается. Преимущества, которые дает потребителю использование полностью электрического ТПА по сравнению с аналогичным гидравлическим термопластавтоматом, следующие [2, 3]:
— потребление электроэнергии в 2 раза ниже, чем у ТПА с гидроприводом; — отсутствие маслобака емкостью от 200 до 2000 л в зависимости от типоразмера ТПА;
— более высокий КПД (до 0,91; у гидравлических — до 0,8);
— более высокая воспроизводимость параметров процесса литья, что само по себе уменьшает брак при литье.
Для обеспечения эффективной работы ТПА требуется различное периферийное оборудование (сушилки, дробилки, термостаты, охладители, загрузчики, дозаторы, роботы). Производители вспомогательного оборудования также работают над повышением энергоэффективности своих установок. К примеру, современные инновационные сушилки типа X-Drier обеспечивают при отличном качестве сушки до 72 процентов экономии электроэнергии по сравнению с традиционными устройствами.
Многочисленные разнообразные технологии литья дают возможность получать в единицу времени технически более сложные детали с новыми свойствами.
Так, технология многокомпонентного литья позволяет отливать детали с новыми эксплуатационными свойствами в одной форме на одном ТПА, сочетая два и более термопластичных полимерных материала: твердый и мягкий, прозрачный и непрозрачный и в прочих комбинациях. При этом ТПА для двухкомпонентного литья стоит на 75 процентов дороже машины для однокомпонентного литья.
Технология «моносэндвич» от компании Ferromanik Milacron [2] дает возможность отливать в обычной холодноканальной литьевой форме, но на ТПА в специальном исполнении (с двумя шнеками) детали различной конструкции:
— «обрезиненные» (сочетание твердого и мягкого материалов);
— с «пуговичным эффектом» (переменный хаотичный рисунок двух цветов, но со 100-процентной воспроизводимостью);
— толстостенные изделия с «начинкой» из вторичного сырья — включая металлизированные пластики: снаружи покрытые тонким слоем первичного полимерного материала;
— «силовые» детали — к примеру, с такой возможной комбинацией материалов: внутри — несущий стеклонаполненный полимерный материал, а снаружи — тонкий слой видового ненаполненного, окрашенного в нужный цвет пластика.
Стоимость ТПА с технологией «моносэндвич» всего на 25 процентов выше однокомпонентного термопластавтомата.
Технология вспенивания MuCell [4], которой еще недавно прочили великое будущее, позволяет еще в шнеке ТПА замешать в расплав термопластичного полимерного материала азот. При попадании такого расплава в форму азот начинает расширяться, и происходит равномерное по объему вспенивание полимера, но размеры этих пор очень маленькие — речь идет о микровспенивании. В результате вес детали снижается, брак по причине усадки, коробления, утяжки практически компенсируется, внутренние напряжения падают, прочностные характеристики отливки растут.
Кроме того, в одном технологическом процессе можно совмещать разные технологии — например, «моносэндвич» и микровспенивание.
Таким образом, общемировые требования по сокращению потребления ресурсов — в первую очередь экономия электроэнергии — являются двигателем прогресса в технологии литья термопластичных полимерных материалов под давлением.

Литература
1. Левин А.В. и др. Электрический самолет: от идеи до реализации. — М.: Машиностроение, 2010.
2. Koch M. Adding Value through Innovations in Injection Moulding // Kunststoffe Plast Europe. V. 94. — 2004. — №8.
3. Dimmler G. u. a. Antriebs- Heiz- und Prozessenergie: Gezielte Verbrauchssenkung // Kunststoffe. — 2011. — №2. — S. 40-45.
4. Авери Дж., Окамото К.Т. Специальные технологии литья. — СПб.: Профессия, 2009. — 407 с.

Resource saving in molding processes
Vladimir Duvidzon
The vexed problem of natural resources limitation and high energy costs make manufacturers look for more energy efficiency of engineering processes. The article of Plastiks Magazine’s expert gives a review of opportunities to save resources (both raw material and energy) in plastics injection molding, considered in terms of part material, equipment (injection molding machines and peripherals) and molding technologies.


В начало статьи Обсудить в форуме К содержанию
Полное или частичное воспроизведение материала в электронных СМИ допускается только при обязательной ссылке на сайт журнала "ПЛАСТИКС: индустрия переработки пластмасс", в печатных СМИ - только с письменного разрешения редакции.
Яндекс цитирования
"ПЛАСТИКС" стал мобильнее
x

Уважаемые посетители сайта "Пластикс"

С июня 2013 года для пользователей планшетных компьютеров на Android и iOS доступно мобильное приложение (инструкция здесь).

Вы можете бесплатно ознакомиться с одним из номеров журнала (№6, 2015) через мобильное приложение.