Plastics_7_2015

w w w . p l a s t i c s . r u 30 ТЕМА НОМЕРА /ЛИТЬЕ: ТЕХНОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА П Л А С Т И К С № 7 ( 1 4 7 ) 2 0 1 5 Чтобы расширить область использования литья со вспениванием, около 40 лет назад была разработана технология вспенивания за счет добавления инертного газа, обычно азота. Основнымпреимуществомэтогометода явля- ется более высокое давление расширения, ко- тороепривводе азотаможет составлять 100-200 бар, что позволяет формовать тонкостенные деталиикомпонентыс длиннымпутемпотока расплава. Помимо снижения веса преимуще- ства заключаются в уменьшении удельного давления впрыска, необходимого для полного заполнения гнезд, и, соответственно, усилия смыкания. Также стоит отметить меньшую склонность деталей к усадке и короблению. Литье совспениваниемприменяетсяприпере- работке различных термопластов — от ПП до ПК, ПА и ПБТ. Последние разработки дают возможность формовать с помощью данной технологии и термопластичные эластомеры. Особенности CELLMOULD ® Конструкция оборудования для ли- тья со вспениванием должна обеспечивать максимальную гомогенность однофазной полимерно-газовой смеси во время пластика- ции. Технологии, применяемые для этого раз- ными производителями, аналогичны, однако все они отличаются техническим исполнени- ем. Дипломированный инженер Вольфганг Рот, руководитель отдела прикладных техно- логий группы Wittmann Battenfeld, объясняет это следующим образом: «Благодаря более чем 40-летнему практическому опыту реали- зации данной технологии у нас есть отличная база для создания новых решений. Наша цель заключалась в уменьшении сложности систе- мы при повышении ее надежности и общем расширении областей применения. Исходя из такой постановки задачи, мы разработали наш узел впрыска для литья со вспениванием CELLMOULD ® , конструкция которого мак- симально приближена к стандартным узлам впрыска. Так, в нашем оборудовании уста- новлен стандартный шнек длиной 20D, удли- ненный в передней части за счет добавления смешивающей секции длиной 5D». Характерной особенностью технологии CELLMOULD ® является разделение между секциямишнека, ответственнымизапластика- цию и впрыск газа, что обеспечивается за счет использованияфиксированного цилиндриче- ского барьерного элемента, закрепленного на шнеке. Это позволяет отказаться от исполь- зования дополнительного клапана обратно- го потока. Вольфганг Рот добавляет: «Ввиду большого объема усилий, необходимых для регулировки двух клапанов обратного потока в соответствии с рабочими условиями (такая регулировка необходима для их безотказной работы, то есть обеспеченияизносоустойчиво- сти),мысталиискатьболеепростоерешение. В итоге выяснили, что необходим барьер между секциями шнека, ответственными за пласти- кацию и впрыск газа. Такой принцип может быть применен на машинах любого типораз- мера. Так мы устранили проблему износа без значительного снижения плотности газа в на- правлении пластицирующей секции шнека». Во время набора дозычерез инжектор сжи- женный азот, находящийся под давлением300 бар, подается в полимерный расплав в смеши- вающей секции узла пластикации, где проис- ходит диффузия газа в расплаве. Так как во времяпластикацииивпрыска газацилиндрот- делен от пресс-формы с помощью игольчато- го запорного сопла, полимерно-газовая смесь находится в узле пластикации под давлением. В результате смешивания образуется одно- фазная полимерно-газовая смесь. При впры- ске смеси в гнездо пресс-формы происходит сброс давления, за счет которого снижается способность газа растворяться в полимерном расплаве. Равномерно распределенный газ вы- свобождается, образуя вспененную структуру с равномерно распределенными ячейками. На формирование этой структуры влияют конкретные условия процесса литья, такие как вязкость полимерного расплава, скорость впрыска (чем выше скорость, тем лучше рав- номерность) и заданная степень вспенивания. Последняя определяется за счет недобора дозы впрыска либополного заполнения гнезда с по- следующимоткрытиемпресс-формына точно заданное расстояние. Технология литья со вспениванием известна уже давно. Химические вещества, такие как азодикарбонамид или фенилтетразол, вмешиваются в полимерный гранулят, подвергающийся пластикации, что приводит к высвобождению вытесняющих газов, а затем материал впрыскивается в гнездо пресс-формы — такие процессы используются в производстве уже около 50 лет. Так как давление расширения этих газов не превышает 14-40 бар, применение данной технологии ограничено производством толстостенных деталей с коротким путем потока расплава. Технология CELLMOULD ® , предлагаемая компанией Wittmann Battenfeld, позволяет расширить возможности литья со вспениванием и сферу его применения Литье со вспениванием: версия 2.0 Рисунок 1. Комплект оборудования, входящего в систему CELLMOULD ®