В статье
Как устроен вертикальный термопластавтомат
У вертикального ТПА половины пресс-формы движутся вверх и вниз, а плоскость разъёма обычно расположена горизонтально. Нижняя полуформа остаётся открытой сверху, как стол: оператор или робот кладёт в неё вставки, видит их положение и может проверить посадку до смыкания.
Сам принцип литья такой же, как на горизонтальной машине: гранулы расплавляют, расплав впрыскивают под давлением в закрытую форму, выдерживают под давлением и охлаждают. Узел впрыска у вертикальных машин расположен либо сверху (вертикально), либо сбоку (горизонтально) — это зависит от модели.
Упрощённый разрез: нижняя часть втулки установлена в посадочное гнездо. Элементы защиты резьбы и дополнительные фиксаторы не показаны. Конструкцию оснастки определяют по изделию.
Вертикальный или горизонтальный ТПА: что выбрать
Детали со вставками можно лить на машинах обоих типов. Разница — в том, как загружать и удерживать закладные и как организовать участок.
| Что сравниваем | Вертикальный ТПА Вертикальное смыкание формы | Горизонтальный ТПА Горизонтальное смыкание формы |
|---|---|---|
| Загрузка вставок | Вставки размещают сверху в нижней полуформе. Открытый доступ облегчает установку и проверку посадки. | Вставки устанавливают со стороны вертикальной плоскости разъёма. Доступ зависит от формы и способа загрузки. |
| Удержание закладных | Гнездо поддерживает вставку снизу. Фиксация должна также предотвращать смещение под действием расплава. | Оснастка удерживает вставку от выпадения до смыкания и от смещения при заполнении формы. |
| Совмещение операций | В исполнениях с поворотным или челночным столом загрузку и съём можно совмещать с формованием на другой позиции. | Организация загрузки и съёма зависит от оснастки и автоматизации. Возможности совмещения оценивают для конкретной линии. |
| Съём изделий | Изделия извлекает оператор или манипулятор — в зависимости от конструкции и организации участка. | После выталкивания возможен свободный сброс, если изделие это допускает, либо съём манипулятором. |
| Площадь участка | Машина может занимать меньше площади. Дополнительно учитывают движение стола, загрузку и обслуживание. | Компоновка вытянута по горизонтали. Общая площадь зависит также от робота, транспортёра и другого оборудования. |
| Характерные задачи | Литьё со втулками, стержнями и контактами, когда удобство размещения закладных влияет на организацию производства. | Широкий спектр пластиковых деталей, включая изделия со вставками при соответствующей оснастке и загрузке. |
Выбор определяют конструкция детали, пресс-форма и организация цикла. Компоновка машины сама по себе не определяет качество и себестоимость изделия.
Какие детали делают литьём с закладными
Такую технологию называют также обливкой закладной арматуры или армированным литьём. Во втором случае при заказе стоит уточнить, что имеется в виду: металлическая вставка в детали и полимер, армированный стекловолокном, — разные вещи.
Корпус с резьбовой втулкой
Латунная или стальная втулка даёт резьбу, которая выдерживает многократное закручивание винта. Накатка и буртик повышают сопротивление втулки проворачиванию и вырыву из пластика.
Рукоятка на стержне
Пластик отливают прямо на металлическую ось или стержень инструмента. Лыски, насечки или отверстия на стержне передают крутящий момент и держат рукоятку при рывке.
Разъём с контактами
Пластик изолирует контакты и жёстко фиксирует шаг между ними. Это может сократить объём последующей сборки. Надёжность удержания контактов проверяют с учётом условий эксплуатации.
Что даёт литьё с закладными
Меньше сборочных операций
Пластиковая часть формируется сразу вокруг вставки. При подходящей конструкции это исключает отдельные операции запрессовки, вклеивания или крепления закладной.
Механическое удержание вставки
Расплав заполняет насечки и канавки закладной. После охлаждения они помогают удерживать вставку от вырыва и проворачивания. Прочность зависит от геометрии, материалов и режима литья.
Повторяемость расположения
Посадочные места пресс-формы задают положение втулок, стержней и контактов. При соблюдении технологии их расположение воспроизводится в пределах согласованных допусков.
Совмещение загрузки и литья
Пока на одной позиции идёт формование, на другой можно устанавливать вставки и снимать изделия. Такое совмещение помогает сократить паузы между циклами.
Для соответствующих исполнений поворотного или челночного столаКак проходит литьё с закладными деталями
Перед запуском серии выбирают полимер, готовят вставки, ставят и прогревают пресс-форму и настраивают режим литья. Гигроскопичные материалы — полиамиды, ПБТ, поликарбонат — предварительно сушат по рекомендациям производителя сырья. Избыточная влажность может вызывать серебристые полосы и снижение прочности.
-
Подготовка вставок. Вставки очищают от масла и стружки. Необходимость подогрева вставок определяют по материалам и конструкции детали: холодный металл может ускорять местное охлаждение расплава, а разница усадки материалов — способствовать остаточным напряжениям.
-
Установка в форму. Вставки кладут в гнёзда нижней полуформы. Оператор проверяет, что все они на месте и сели до упора. На автоматизированных участках это контролируют датчики.
-
Смыкание. Верхняя полуформа опускается, машина запирает форму с усилием, достаточным, чтобы она не раскрылась от давления расплава.
-
Впрыск. Расплав заполняет полость и обтекает вставки.
-
Выдержка под давлением. После заполнения поддерживают давление, обеспечивая подпитку изделия расплавом, пока она возможна через впускной участок. Это компенсирует объёмную усадку и помогает снизить риск утяжин. Продолжительность выдержки определяют с учётом материала и литниковой системы.
-
Охлаждение. Деталь остывает в форме до состояния, позволяющего извлечь её без недопустимой деформации. Охлаждение начинается уже при заполнении полости и продолжается после выдержки под давлением.
-
Съём и контроль. Форма раскрывается, деталь снимают, при необходимости отделяют литник и проводят предусмотренный контроль. Затем загружают следующий комплект вставок.
Типичные дефекты при литье с закладными и как их избежать
Риск дефектов зависит от конструкции изделия и пресс-формы, качества вставок, подготовки материала и режима литья. Проработка этих условий до изготовления оснастки помогает предупредить часть проблем.
| Дефект | Возможные причины | Меры предупреждения |
|---|---|---|
| Смещение или перекос вставки | Поток расплава сдвигает вставку, гнездо слишком свободное | Фиксация на знаке или в точном гнезде, расположение впуска с учётом уменьшения боковой нагрузки потока на вставку |
| Пластик в резьбе втулки | Расплав затекает в отверстие втулки | Предусматривают перекрытие входа в резьбовое отверстие элементами формы и контролируют сопрягаемые размеры. Глухая втулка закрывает один торец, но её открытый вход также необходимо защитить от расплава |
| Облой на торце вставки | Зазор между вставкой и элементами формы из-за отклонений размеров, неполной посадки или износа оснастки | Согласованные допуски вставок и оснастки, входной контроль и проверка посадки. Вставка с завышенными размерами может повредить форму |
| Трещины вокруг вставки | Пластик усаживается сильнее металла, тонкая стенка вокруг вставки, острые кромки | Подбор толщины стенки и скруглений, марки полимера и режима литья; подогрев вставки, если он предусмотрен технологией |
| Линия спая за вставкой | Поток разделяется, обтекая вставку, и встречается с другой стороны | Перенос впуска, вентиляция формы, подбор температуры расплава и формы |
| Вставка проворачивается или вырывается | Гладкая вставка, недостаточное перекрытие пластиком | Накатка, лыски, канавки, буртики на вставке; проверка усилия вырыва и момента проворота |
| Недолив у вставки | Преждевременное охлаждение расплава, узкие участки полости, затруднённый выход воздуха | Проверка толщин и вентиляции формы, корректировка режима впрыска; подогрев вставок при необходимости |
| Внутренние пустоты у вставки | Недостаточная компенсация усадки в утолщениях или захват газа; причину уточняют при исследовании дефекта | Проверка толщин стенок, условий подпитки и выдержки под давлением; при газовых включениях — вентиляции формы, подготовки сырья и режима заполнения |
Критерии приёмки лучше согласовать до запуска оснастки. Для резьбовой втулки это обычно усилие вырыва и момент проворота, для разъёма — положение контактов и характеристики изоляции.
Установка втулок при литье или после формования
Резьбовые втулки можно не заливать при литье, а установить в готовую деталь — нагревом или ультразвуком. Оба способа рабочие, выбор зависит от детали и тиража.
- Заливка при литье подходит, когда вставка крупная, сложной формы или её нельзя установить после литья (контакты, стержни, оси). Установка вставки входит в цикл литья. Прочность соединения определяют конструкция и материалы. Оснастка может быть сложнее, а загрузка вставок влияет на продолжительность цикла.
- Установка после литья подходит для небольших резьбовых втулок в термопластах. Форма проще, литьё идёт быстрее, но появляется ещё одна операция и оборудование для неё.
Если способ установки втулок ещё не выбран, пришлите чертёж — обсудим подходящую технологию изготовления.
Оборудование и возможности ПК «ЭПОС»
ПК «ЭПОС» в Екатеринбурге выпускает пластмассовые детали литьём под давлением, в том числе изделия с закладной арматурой. Для таких заказов на производстве работают четыре вертикальных термопластавтомата.
вертикальных термопластавтомата
усилие смыкания
максимальный объём отливки в зависимости от станка
Количество машин и характеристики приведены по технической таблице предприятия. Диапазоны относятся к четырём вертикальным ТПА; подходящую машину выбирают под конкретную деталь и пресс-форму.
Возможность изготовления детали определяем по её массе и габаритам, материалу, числу гнёзд и размерам пресс-формы. Для оценки достаточно чертежа или 3D-модели.
Литьё с закладной арматурой
Изготавливаем пластмассовые детали с закладной арматурой. Возможность работы с конкретными вставками определяем по документации на изделие. Работаем с холодноканальной и горячеканальной оснасткой. Способ установки и фиксации вставок подбираем под изделие.
Материалы
Перерабатываем полиэтилен, полипропилен, полистирол, АБС-пластик, поликарбонат, термоэластопласты, ПБТ, полиамиды и другие полимеры, включая стекло- и минералонаполненные марки. Поможем подобрать материал и краситель под условия работы детали. Можем работать как на своём сырье, так и на сырье заказчика.
Пресс-формы
Проектируем, изготавливаем и ремонтируем литьевую оснастку. Когда деталь и форму прорабатывает одна команда, проще сразу правильно расположить вставки, впуск и толкатели и снизить риск доработок после пробных отливок.
Подробнее об услугах: литьё изделий из пластмасс и изготовление литьевой оснастки.
Как заказать изготовление деталей с закладными
Пришлите чертёж, 3D-модель или хотя бы эскиз с описанием детали. Чтобы расчёт был точным, укажите:
- размер первой партии и ожидаемый годовой объём;
- материал пластиковой части, если он уже выбран;
- условия работы: нагрузки, температуру, контакт с маслами, топливом, водой;
- материал, размеры и допуски вставок, предполагаемый порядок их поставки;
- критичные размеры и требования к внешнему виду;
- есть ли готовая пресс-форма.
Если материал или конструкция ещё не определены — просто опишите, что деталь должна делать. Подскажем решение и рассчитаем стоимость оснастки и партии.
Рассчитаем стоимость детали с закладными
Отправьте чертёж и размер партии — технолог оценит, подходит ли деталь для вертикального ТПА, и подготовит расчёт.
Частые вопросы
Чаще всего это латунь (резьбовые втулки), конструкционная и нержавеющая сталь (оси, стержни, крепёж), медь и её сплавы (электрические контакты). Важно, чтобы вставка выдерживала температуру расплава и давление в форме без деформации.
Возможность работы с готовой формой определяем после проверки её размеров, крепления, системы выталкивания, подключения и требований к машине. Пришлите документацию на оснастку; по результатам оценки обсудим совместимость и необходимые доработки.
Порядок поставки закладных согласуем при обсуждении заказа. Заранее определяем требования к материалу, размерам, допускам и состоянию поверхности вставок: они влияют на посадку в форме и качество изделия.
Можно, если оснастка обеспечивает установку и надёжное удержание вставок. Вертикальная компоновка часто облегчает загрузку закладных в нижнюю полуформу, но выбор оборудования зависит от изделия, пресс-формы и организации производства.
От стоимости пресс-формы, числа гнёзд, материала и массы детали, цены вставок, времени их загрузки и длительности цикла. Чем больше тираж, тем меньше доля оснастки в цене одной детали.