Классификация литьевых машин – какие бывают виды ТПА

Определение

Термопластавтомат — это инжекционно-литьевая машина для переработки пластиков и их формования под давлением в пресс-форме. Позволяет отливать детали любой сложности. Классификацию ТПА чаще проводят по тоннажу (усилию запирания) и массе впрыска, то есть сколько материала он способен выдавить.

Принцип действия

Применяется пластическая деформация сырья и его преобразование в формообразующем устройстве в изделие. Происходит размягчение пластика при высокой температуре в цилиндре, чтобы облегчить его течение. В процесс также входит заливка полученного пластиката в предварительно закрытую пресс-форму, образованную двумя металлическими частями (матрицей и пуансоном). Масса впрыскивается с контролируемой скоростью и давлением, затвердевает в заданных габаритах. Оснастка открывается, продукция выталкивается.

Таким образом, независимо от разновидности, ТПА выполняет следующие ключевые операции:

• пластикацию материала;
• наполнение им оснастки;
• затвердевание отливки;
• извлечение готового изделия.

Устройство, которое подает расплав в форму, называется узлом впрыска. Его внутренняя часть состоит из бункера, цилиндра со шнеком и сопла. Механизм, удерживающий части формы сжатыми, — это узел смыкания. Он также выполняет функции ее закрытия и открытия, извлечения деталей.

Температура пресс-формы, при которой полимер успевает принять нужную геометрию и затвердеть, поддерживается термостатом или чиллером с охлаждающей водой или другими жидкостями. Все условия формования мониторит контроллер.

Классификация термопластавтоматов: какие есть типы и виды ТПА

В ассортименте «Интерпласт» 18 серий оборудования общего и специализированного назначения. Это современные устройства, которые отличаются, прежде всего, создаваемым усилием смыкания оснастки и массой впрыска.

Сила, с которой запирается пресс-форма, чтобы противостоять давлению пластиката во время инжекции, варьируется от десятков до нескольких тысяч тонн. Из-за такого широкого диапазона ассортимент разделяют по тоннажу зажимного усилия. Подобного подхода требуют разные сырье, размеры изделий и конструкции формы. Например, некоторые материалы сложно выдавить, поэтому для их переработки нужно более мощное устройство. Если для PP (полипропилен) достаточно ТПА 160 т, то для PEEK (полиэфирэфиркетон) — уже 250 т.

Далее рассмотрим, по каким еще признакам проводят классификацию литьевых машин.

По объему впрыска

Модельный ряд по максимальному объему или весу материала, который термопластавтомат способен инжектировать за один рабочий цикл, весьма разнообразен. Например, вертикальные вмещают порцию от 50 до 6 000 куб. см, увеличенные узлы смыкания эксплуатируют при очень больших показателях, порядка 30 000 куб. см.

Подобрать можно вариант для создания любой продукции и необходимой производительности. Важно предотвратить недоливы и переливы. После запирания пресс-формы не должно снизиться усилие смыкания, иначе материал будет вытекать, образуя брак.

По типу формовочного материала

Одна из самых простых и понятных классификаций термопластавтоматов — по двум основным группам сырья. Литье под давлением используют для термопластичных и термореактивных пластиков. По сути, метод их технической обработки схож, хотя конструктив оборудования может иметь некоторую специфику в части деталей и узлов. Мы поставляем и те, и те.

Отметим, что реактопласты под термическом воздействии принимают необратимую форму и структуру, из которых их уже не вывести. Поэтому при формовании таких пластиков стараются избегать литников, брака и других отходов, так как в общем это безвозвратные потери (термопласты можно использовать заново). Хотя некоторые компании экспериментируют и пытаются измельчать «некондицию» до муки и добавлять в небольшом соотношении в первичную гранулу/порошок, до 5-10% от общей массы сырья.

По методу пластикации

Набор, уменьшение вязкости, гомогенизация и впрыскивание полимерной массы происходят в конструкции современного инжекционного устройства путем вращения и давления одного шнека. Это наиболее типичный способ переработки полимеров.

По количеству шнеков

Некоторые ТПА, например, серии BJM для многокомпонентного и двухцветного литья позволяют задействовать два разных по типу и цвету материала (благодаря более сложному составу узлов).

Устройство включает два бункера-загрузки, два цилиндра и два шнека. Двухсоставная пресс-форма для впрыска и формования разных компонентов заключена между подвижной и неподвижной плитами. Сначала впрыскивается один вид сырья, потом срабатывает поворотный механизм пресс-формы. Оснастка переворачивается и в те же гнезда, где уже сформировался первый, подается второй.

Обычно таким способом льют изделия с небольшими габаритами, по весу примерно до 700 г. Самые простые варианты: пластиковая крышка для ланч-бокса с уплотнением, распределительная коробка для электропроводки, зубная щетка с ТЭП-вставками, рукоятки инструментов.

По типу привода

Для приведения в движение всех узлов требуются две классические механические системы. Ниже рассмотрим, какие бывают приводы термопластавтоматов, сравним их и объясним преимущества и недостатки каждого в работе ТПА.

Гидравлический

Функционирует на масле, которое двигатель гоняет по всей системе. Что хорошо — это проверено временем. Из недостатков — масляные механизмы более энергозатратные и шумные. В течение дня давление незначительно, но все же меняется из-за нестабильного поведения жидкости. Поэтому здесь очевиден небольшой диапазон погрешностей, нарушение качества и воспроизводимости.

В нашей практике был случай, когда клиент жаловался на технологические сбои, а по факту цех оказался плохо отапливаемым при – 20 градусах. Масло просто потеряло вязкость и перестало полноценно выполнять свою функцию. Гидроцилиндры не могли проталкивать полимерную массу, цикл не получался. При установке литьевых машин гидравлического типа о поддержании стабильной температуры масла необходимо помнить.

Электрический

Преобладающее преимущество — более высокая точность по сравнению с гидравликой, в которой при изменениях температуры масла всегда есть определенная неточность. Электроимпульс можно подать любой силы, и он все время будет одинаковый.

Применение электродвигателя улучшает отзывчивость механизма и он тише. А поскольку не используется масло, отсутствуют риски утечки и разливов, значительно снижается вероятность возгораний. Плюс меньше забот с техобслуживанием: не нужно менять масло, нет затрат на утилизацию или переработку.

По ориентации узлов

Выделяют две основных категории оборудования: с вертикальным и горизонтальным расположением систем впрыска и зажима пресс-формы.

Вертикальные термопластавтоматы не занимают много места по ширине пола, но требуют значительной высоты помещения. Удобны для изготовления деталей с закладными элементами. Готовые отливки не выпадают, их извлекают вручную или с помощью робота.

Горизонтальные термопластавтоматы применимы в цехах даже с низкими потолками. Можно устанавливать оснастки большого размера, регулировать извлечение готовых изделий с помощью толкателей, пневмосдува или манипулятора.

Какие бывают особенности у различных видов литьевых машин

Основные технические параметры, присущие каждому термопластавтомату, — усилие смыкания, масса впрыска и расстояние между колонн. Если пресс-форма уже имеется, то подбирают под нее: по межколонному пространству смотрят, помещается она в ТПА или нет.

Однако стоит обратить внимание, что отнюдь не все можно получить на обычном оборудовании. Так, существует негласное правило: если толщина продукции менее 0,8 мм, то лучше применять скоростной ТПА. Для формования толстостенных деталей, по типу высокопрочных фитингов весом 8-15 кг и более, потребуется внушительный впрыск, чтобы обеспечить требуемую массу отливки.

Сделаем акцент на разновидности специализированных термопластавтоматов.

• Высокоскоростная серия KF: за короткий цикл создает легкие вещи с тонкими стенками, например, пластиковый стаканчик. Под увеличенным давлением шнек подает материал так, чтобы изделие успело пролиться до того, как он остынет. И чтобы не падала скорость распространения пластика и заполнение пресс-формы шло равномерно.
• Крупногабаритная серия DP: мощная двухплитная конструкция дает большой ход открытия пресс-формы. Это обеспечивает легкое извлечение габаритных деталей для автомобилей и бытовой техники, мусорных контейнеров, высоких вазонов и цветочных горшков.
• Серия PVC: главная особенность — наличие специализированного шнека, который оптимизирует все процессы пластикации и снижает вероятность пожелтения готового изделия из ПВХ. Контроллер снабжен датчиками, чувствительными к поливинилхлориду. Поскольку он восприимчив к перепадам температур, в спецмашинах лучше настроено охлаждение и контроль допустимого диапазона. Также стоят дополнительные вентиляторы на нагревателях у цилиндра и шнека. Кроме того, установлены специальные двигатели с более высоким крутящим моментом и меньшей скоростью для оптимизации технологических процессов.

Перспективы применения в бизнесе

По опыту скажем, что универсальные термопластавтоматы, иначе общего назначения, предназначены для изготовления широкой номенклатуры изделий, выпускаемых партиями в условиях серийного производства. Можно сделать практически все, если нет особых требований к технологическому процессу. В таком случае лучше брать высокоточную машину серии KII среднего размера (200-330 тонн). Она закроет ощутимый спектр деталей: от мелких в пресс-форме с увеличенным количеством гнезд до крупных в одноместной оснастке. Если купить термопластавтомат в 90 тонн, который предназначен для получения некрупных товаров, то проект ограничивается его производительностью. Бизнес теряет возможность развиваться и придется покупать еще один для расширения.

Застой неизбежен и при целевой покупке многотоннажного ТПА под крупный разовый заказ. Продуктивно проработав два месяца и исполнив заказ, линия встанет. Поэтому, планируя покупку большого термопластавтомата, следует сперва определить спрос на рынке и найти постоянные каналы сбыта. Чтобы дорогостоящее оснащение эксплуатировалось постоянно, окупило себя и приносило прибыль.

Мировые производители оборудования

«Интерпласт» представляет китайский завод PowerJet. Это крупное предприятие, которое специализируется на разработке и изготовлении литьевых и экструзионно-выдувных машин. Ежемесячно предприятие отгружает порядка 400 штук для поставок в разные точки мира. Является одним из лидеров внутри Китая: компания входит в ТОП-5 по общим объемам производства термопластавтоматов. По количеству выпускаемых специализированных групп занимает второе или третье место из года в год.

Критерии и советы по выбору

Принимая решение о покупке, важно выйти за рамки знаний того, какие существуют термопластавтоматы. Следует принять во внимание особенности продукции и закладывать основу для диверсификации ассортимента товаров. Поэтому рекомендуем искать ТПА не только под изделия, которые вы хотите сейчас делать и продавать, но и просчитывать возможности расширения бизнеса.

Подведем итоги

Производство пластиковых изделий на термопластавтомате требует хорошего понимания типа конструкций и используемых материалов. Если спецификация неподходящая, то формование может идти неправильно.

Помните, что покупать ТПА следует с учетом требований литья под давлением и особенностей формуемой продукции. И чтобы не запутаться в многообразии моделей, следует обращаться к квалифицированным поставщикам за экспертной помощью. Нюансов действительно очень много и разобраться в них может только тот, кто с ними имеет дело. А «Интерпласт» не только поставляет это оборудование, но и работает на нем.

Приглашаем на наш завод, чтобы посмотреть все в действии: понять литьевый цикл, что и на чем можно сделать. Возможностей увидеть промышленное оборудование вживую не так много, кроме как на производственных площадках и выставках. Но уделив внимание этому вопросу, будет легче принимать те или иные решения, общаться с поставщиком, выстраивать рабочий процесс и так далее.