Литьевая машина для пластика
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Для тех, кто не смог посетить Top 3D Expo, рассказываем о мелкосерийном производстве пластиковых деталей методом вакуумного литья в силикон, мастер-класс по которому был организован на конференции с помощью наших друзей из «Фолипласт».
Видео
Схема мелкосерийного производства из пластмассы
Сначала производится 3D-сканирование необходимой детали, далее — создается 3D-модель и, с помощью одного из методов 3D-печати, изготавливается прототип/мастер-модель, на основании которой уже можно получить, с помощью вакуумно-литьевых систем и силиконовой оснастки, партию готовых полиуретановых деталей.
Назначение технологии вакуумного литья
На текущий момент серийность всех изделий по России снижается и находится в области мелких/средних серий. Таким образом, технология вакуумного литья стала востребована для производства таких серий.
Преимущества вакуумного литья
Главное преимущество — очень короткие сроки изготовления, после создания 3D-модели, и использование материалов с различными свойствами, в том числе и двухкомпонентных полиуретанов, которые имитируют основные пластмассы и резину. При этом изделия не имеют внешних отличий и полностью соответствуют изделиям изготовленным на традиционном термопластавтомате (ТПА) из классичего материала, и подойдут для отработки технологии. Фактура поверхности зависит от технологии 3D-печати прототипа. Соответственно, если вы хотите получить качество как после ТПА, то необходима доводка прототипа. В большинстве случаев это ручной труд и для его сокращения мы используем технологию стереолитографии в 3D-печати прототипов.
Мы сосредоточились на двух производителях вакуумных литьевых систем — это немецкая компания KLM и китайская компания WINGS TECHNOLOGY. В таблице выделены зеленым цветом самые основные/важные параметры, на которые следует обратить внимание при подборе оборудования.
Вакуумные литьевые системы KLM, Германия
Вакуумные литьевые системы WINGS TECHNOLOGY, Китай
При изготовлении силиконовых форм и литье в них используется вспомогательное оборудование — термошкаф (нагревание материалов до 40 градусов перед заливкой, полимеризация при 60/70/80 градусах), вакуумный миксер (для изготовления силиконовой оснастки — одновременное вакуумирование и перемешивание силикона, удаление пузырьков воздуха из силикона), дозатор силикона (автоматическая дозировка и подача силикона).
Используются полиуретаны и силиконы для литья. На рынке достаточно большое количество компаний предлагающих материалы, основные производители представлены ниже.
Вакуумно-литьевая машина изнутри
Машина состоит из следующих основных элементов:
Вакуумный шкаф. Конструкция из нержавеющей стали, выкачивает воздух из рабочей камеры.
2. Литьевая система, состоящая из двух чашек, А и Б, каждая для своего компонента, а также системы подачи и смешивания.
Устройство литьевой системы:
Технология вакуумного литья состоит из следующих основных этапов:
1. Мастер-модель, подготовка:
2. Создание линии разъема:
3. Литниковая система:
4. Сборка контейнера:
5. Заливка мастер-модели силиконом
6. Разборка контейнеров
7. Разрезание формы, извлечение мастер-модели
Необходимо использовать вакуумирование для извлечения влаги из компонентов, иначе полиуретан может начать кипеть. Используются практически безусадочные компоненты мы можем получить 14 квалитет точности на изделиях. Пока ни один из видов 3D-печати не может предложить такое качество изделий из пластмассы, как вакуумное литье при мелком или серийном выпуске. Начиная от 3-5 изделий, экономически более выгодно использовать вакуумное литье вместо 3D-печати.
Демонстрируем изготовление изделия на компактной машине HVC-M.
В термопечи разогреваем силиконовую форму.
Обрабатываем силиконовую форму разделительным составом (силиконовый спрей).
Закладываем в форму металлические стержни, для формирования достаточно точных отверстий на изделии.
Собираем и закрепляем форму металлическими скобами с помощью степлера. Стойкость формы — порядка 25 циклов, можно увеличить количество циклов до 50-70, если не так важна геометрическая точность размеров изделий.
Наносим скотч, для предотвращения вытекания излишков полиуретана из формы через линию разъема.
Подготавливаем требуемое количество необходимых компонентов (масса заливки составляет 120 грамм — для этого необходимо 40 грамм компонента А и 80 грамм компонента Б.
Закладываем чашку с компонентом А в камеру и монтируем смесительную лопатку.
Готовим компонент Б и закладываем чашку с компонентом в камеру.
Закрываем камеру и включаем вакуум (вакуумирование продолжается около 10 минут).
Процесс подготовки завершен. Производим смешивание компонентов и засекаем 2,5 минуты.
Смесь готова к заливке в форму. Переворачиваем чашу с компонентом Б вниз с помощью поворота тумблера и компоненты через воронку поступают в форму.
Выключаем вакуум и наблюдаем как воздух выходит из формы, компоненты заполняют ее.
Нагнетаем воздух в камеру.
Процесс заливки закончен.
Открываем вакуумный шкаф и размещаем форму в термошкафу для последующей полимеризации, которая занимает около 30 минут для данного материала.
Наша отливка готова. В идеале, ее необходимо обдуть холодным воздухом, так как она еще эластична.
Мы получили функциональное готовое изделие с необходимой фактурой поверхности, необходимого нам цвета, необходимыми физико-механическими свойствами, у которой осталось удалить облой и элементы литниковой системы.
Различия между классическим и автоматизированным вакуумным литьем
Классическая схема вакуумного литья
Автоматизированная схема вакуумного литья
На текущий момент широко используется автоматизированная схема вакуумного литья. Дозировка, подача, подготовка, вакуумирование смеси и заливка в форму происходят в автоматическом режиме, в одном узле. Такая схема позволяет в разы сократить цикл заливки, то есть — 4 минуты в автоматическом варианте, против 12 минут в классическом. Весь процесс сокращается, примерно, в 1,6 раза.
Автоматизированные литьевые машины:
Полностью автоматизированная линия вакуумного литья. В России пока таких линий нет, но можно заказать:
Схема автоматической линии вакуумного литья:
Вакуумное литье пластика в силикон — оптимальный способ производства малых и средних партий изделий, твердо занимающий свои позиции между 3D-печатным прототипированием и фабричным серийным производством и обеспечивающий разумную стоимость изделий при сохранении высокого качества.
Заказать штучное и малосерийное вакуумное литье пластика в силикон, а также приобрести оборудование и материалы для него можно в Top 3D Shop — подберем оптимальный вариант под любые задачи.
Оборудование для литья пластмасс
Продукты из пластика занимают одну из главных ролей в жизни человека. Этот материал является незаменимым как на производстве, так и в обыденной жизни. Методика изготовления интересует многих людей, в частных домах все чаще появляется оборудование для литья пластмасс. Этот материал самый выгодный из многих вариантов производства. Он применяется для выполнения разной продукции, которая востребована в домашнем хозяйстве.
Что касается натуральных материалов, которые стоят очень дорого и довольно трудные в производстве, то пластиковые детали их со временем заменяют. Это происходит потому, что люди не думают о методике производства привычных и удобных в использовании продуктов.
Виды пластмасс и сырье
Для производства полимерных изделий эксплуатируются такие типы пластмасс:
Качеством изготовления пластика является выбор сырья. Даже самое хорошее оборудование для литья пластмасс под давлением требует перенастройки при изменении изготовителя начального материала.
В противном случае качество произведенных изделий будет совершенно другое.
Методика изготовления
Алгоритм для реализации любых типов пластиковых продукций:
На начальном уровне разные компоненты смешиваются для того, чтобы получить пластическое вещество. После этого в полимер добавляется газ конкретным способом: либо введение быстрозакипающих веществ, либо механическое вспенивание.
Они исчезают при нагревании или введении под давлением газа. Методика изготовления зависит от вида полимера и изделий. Способов осуществления изделий из пластмасс имеется несколько:
Оборудование для изготовления предметов из пластика
Чтобы производить пластиковую продукцию потребуется готовая технологическая линия или отдельный станок. Соорудить ее в домашних условиях сможет любой мастер.
Экструдеры – это огромный набор станков, способствующие производству вспененных и оконных профилей, труб и пластикового шифера, рукавных и листовых пленок, полимерных листов.
Главная структура станка – это экскудер. Линию экструзии составляет набор дополнительных механизмов. Изготовление работает в режиме автомат, он регулируется определенной программой.
Термопластавтомат – это станок для литья пластмассы под давлением. Заранее приготовленная масса походит в формы и подвергается охлаждению. В итоге образуется готовое штучное изделие.
На этих станках изготавливается около 75% всех пластмассовых изделий. Эта методика способствует образованию довольно трудных форм, которые подходят с точностью требуемым размерам. Оборудование имеет возможность работать со всеми видами этого материала.
В устройство агрегата входит привод, модуль подготовки материала, блок управления автомат и модуль закрывания и открывания форм. Оборудование для литья под давлением довольно дорогостоящее и включает в себя много инновационных решений.
Пресс для литья пластикаСпециальное оборудование
Выдувные машины предназначены для изготовления полых сосудов, которые имеют утонченные стенки: бочки, канистры и бутылки.
Этот агрегат способствует подогреву материала и формованию выдувательным способом. Этот способ сочетается с литьем под давлением в одном инжекционно-выдувном станке. Экструзивно-выдувные станки соединяют следующие методики: экструзия и выдув.
В этом случае есть возможность изготавливать обширный выбор изделий, чем выдувные машины. Все процессы ведет контроль микропроцессор.
Классификация станков:
Настольный ручной пресс для литья пластмасс предназначен для изготовления среднего размера изделий небольшими партиями. Весит такой станок не больше 15 кг. Отлично помещается на столе.
Если приобретать его в магазине, то в некоторых случаях в комплект входит и сам стол. Настольный станок для литья пластмасс необходим для производства деталей новых конструкций в качестве эксперимента.
Литье пластмассы в домашних условиях
Перед началом процесса необходимо подготовить площадь. Для такого оборудования, как мини ТПА отлично подойдет стол. Этот агрегат весит около 50 кг. Для такого станка потребуется 20% от максимальной электроэнергии за 10 часов работы.
К примеру, если мощность составляет 1,7 кВт, то за 10 часов потребуется 3,4 кВт. Станок предназначен для работы на одного человека. В процессе литья пластмассовых изделий необходимо выполнять все нормы техники безопасности и санитарии промышленности.
Чтобы произвести одно изделие, потребуется 40 секунд, то есть за час специалисты могут изготовить около 100 деталей.
Кроме этого, потребуется еще и дополнительное оборудование – это дробилка.
Мини-станок для литья пластмасс вводит массу сразу в деталь. Если полностью следовать инструкции и соблюдать все правила литья брака практически не бывает.
Часто мастера начинают домашнее производство с применения термопластов – материал непростой, требует к себе щепетильного отношения. Литье из этого материала подразумевает использование нескольких подготовительных этапов:
Работать с таким материалом сложно, поэтому в домашних условиях лучше нанять помощника. Такое решение поможет равномерно провести все операции на станке, а также своевременно охладить изделие, не сломав стандартной формы.
Видео: Литье пластика под давлением
Как работают термопластавтоматы
Изделия из полимерного сырья широко распространены, благодаря низкой стоимости, высокой технологичности производства, возможности вторичной переработки.
Для многих видов бизнеса будет выгодно организовать производство продукции из пластика собственными силами, а не закупать их на стороне.
В организации линии по производству изделий из термопластов нет ничего сложного – достаточно приобрести термопластавтомат (один или несколько).
Как устроен ТПА
Термопластавтоматы – это инжекционные литьевые машины, в которых сырье из определенного вида пластмасс нагревается, приводится в жидкое агрегатное состояние, потом под давлением подается в пресс-форму.
Внутренние контуры пресс-формы точно повторяют форму будущего изделия, поэтому полная заливка оснастки полимером означает получение геометрически точных деталей.
Все узлы и агрегаты машины крепятся на стальной раме, от её прочности и жесткости во многом зависит качество получаемой продукции.
Если производитель термопластавтомата экономил сталь, то возникающее напряжение при смыкании пресс-формы гарантированно приведет к перекосу оснастки и появлению брака.
Основные узлы инжекционно-литьевой машины
Гранулы полимерного сырья нагреваются одновременно за счет нагревательных элементов, установленных на материальном цилиндре, так и за счет тепла, выделяющегося при трении гранул пластика при вращении шнека.
Используемая технологическая оснастка
Качество получаемых на ТПА изделий критически зависит от используемой пресс-формы. Жесткость оснастки и шероховатость внутренней поверхности напрямую влияют на риск появления дефектов на поверхности получаемых отливок. Также важен химический состав используемого для производства ПФ сплава – использование дешевых сплавов стали или алюминия приводят к сокращению её жизненного цикла, увеличивая расходы на подготовку производства.
В зависимости от характеристик используемого сырья, геометрической формы отливаемых деталей, используются либо холодноканальные, либо горячеканальные ПФ. В ряде случаев важно подогревать литниковую систему, поддерживая пластик в жидком состоянии. Это уменьшает процент отходов, обеспечивает лучшую проливаемость пресс-формы.
Литьевая машина для пластмасс
Литье пластмасс под давлением — технологический процесс производства изделий путем переработки нагретых до жидкого состояния термопластичных полимеров.
Литьевые машины для изготовления пластмасс позволяют полностью автоматизировать процесс производства, и создавать серийные изделия любых размеров и конфигураций.
Рис.1. Термопластавтомат серии IMS-ES
Особенности литья под давлением
Принцип действия литьевых машин для производства пластмасс заключается в расплаве гранулированного полимерного материала до жидкого состояния и подаче его под высоким давлением в закрытую литьевую форму. Изделие приобретает точные очертания внутренней полости пресс-формы.
Литье под давлением позволяет создавать изделия с тончайшими стенками. Они могут быть армированными или пустыми внутри, быть многоцветными и вспененными. Соединять в себе различные полимеры.
В производстве могут использоваться различные виды сырья: полиэтилены, полистиролы, полиэтилентерефталаты, поливинилхлориды, полипропилены.
Основным критерием при выборе материала является показатель текучести расплава.
Прочность, качество и точность параметров изделий зависят от температуры и величины показателей давления, которые должны быть в диапазоне от 80 до 200Мпа.
Важно соблюсти необходимый баланс, так как низкое давление может привести к образованию полостей или недоливов, а слишком высокое — к образованию облоя.
Разновидности методов литья пластмасс
Определяющим фактором при выборе оборудования являются способы плавления, которые бывают инжекционными или интрузионными.
1. Инжекционный способ подходит для создания деталей сложной конфигурации со стенками различной толщины: от очень тонких до толстостенных. Популярный метод, отличается минимальной усадкой, возможностью использования многогнездовых пресс-форм для литья пластмасс, работы с любыми полимерами.
2. Интрузионный способ подходит для создания объемных деталей с толстыми стенками. Вращением червячного шнека расплавленная масса подается в литьевую форму и заполняет ее. Затем под давлением впрыскивается еще небольшое количество раствора, заполняя все полости формы для литья и компенсируя усадку остывающего расплава.
Этапы и особенности процесса
Создание пластмассовых изделий в литьевых машинах происходит в несколько этапов:
1. Полимерное сырье загружается в приемный бункер литьевой машины.
2. Под действием собственного веса гранулы попадают в шнековую зону, где плавятся под воздействием высоких температур.
3. Под высоким давлением, через мундштук пластификационного модуля, производится впрыск расплавленной массы в пресс-формы.
4. В процессе остывания в пресс-формах постепенно понижается давление, изделия извлекаются наружу.
Весь процесс литья занимает от нескольких секунд, до 10 минут. Это зависит от исходного материала, толщины стенок, габаритов и конфигурации деталей.
В литьевых машинах создаются пластиковые детали автомобилей, различные емкости, канцелярские товары, игрушки, предметы для дома, комплектующие для электроники, медицинского оборудования и прочие изделия.
Виды оборудования для литья пластика
Выбор механизмов и оборудования для литья пластмасс зависит от вида, конфигурации и габаритов изготавливаемых деталей.
Станки работают в автоматических, полуавтоматических или ручных режимах.
Используются для производства листовых изделий, полимерных пленок и пластин, труб, оконных профилей.
Исходный материал загружается в механизм и под давлением выдавливается через формы с заданными пропорциями.
Управление экструдерами производится в автоматическом режиме с использованием специальных программ.
Используются для литья всех видов изделий под давлением из полимерных материалов. В термопластавтоматах могут создаваться детали различных форм и конфигураций со стенками разной толщины, гибридные, полые или разноцветные изделия.
Технология производства заключается в расплаве полимерного сырья и впрыскивании под высоким давлением в специальные пресс-формы.
Могут иметь один или несколько вариантов пластификации и различное количество узлов смыкания форм.
Рис.2. Вертикальный термопластавтомат
Используются для изготовления полиэтиленовой тары и емкостей с тонкими стенками: бутылок, канистр, бочек объемом до пяти тысяч литров.
Выдувные станки разогревают полимерное сырье и создают изделия методом выдувания в формы определенных размеров.
4. Экструзионно выдувные линии
Производят продукцию путем совмещения методов экструзии и выдува, что расширяет возможности и ассортимент продукции.
На экструзионно-выдувных станках производят:
Топливные баки и бампера для автомобилей, различные флаконы, бутылки для косметической и медицинской промышленности, кресла, ведра и игрушки.
Экструзионно-выдувные линии комплектуются компрессорами и охладителями.
5. Термоформовочные комплексы
Используются для создания одноразовой пластиковой посуды или контейнеров с тонкими стенками.
Технология производства заключается в выдувании изделий из нагретой до температуры около 140°С полимерной пленки, толщиной более 100 микрон. Готовые изделия вырубаются из пластины и упаковываются.
Процесс управляется полуавтоматически или вручную.
6. Дополнительное вспомогательное оборудование
Для производства небольших партий пластмассовых изделий или экспериментальных партий товара на рынке имеются мини-станки, подходящие для использования в небольших, узкоспециализированных предприятиях.
Компактные станки не требуют больших производственных площадей и могут разместиться на обычном столе. Такие станки умельцы изготавливают своими руками для организации производства в домашних условиях.
Техника для литья пластмасс отличается высокой точностью изделий и прочими достоинствами:
1. Возможностью изготовления изделий любых геометрических форм и размеров безупречного качества.
2. Использование любых полимеров.
3. Массовое производство одинаковых деталей.
4. Отсутствие дополнительной доработки литых изделий.
5. Рентабельность и быстрая окупаемость производства.
Благодаря инжектированию расплавленной массы под высоким давлением происходит равномерное заполнение пресс-форм, включая мельчайшие детали и отверстия.
Производители литьевых машин
Лидеры российского рынка производителей литьевых машин для пластмасс — Китай, Тайвань, Южная Корея, Германия, Япония.
Станки производства Японии и Германии отличаются высоким качеством и производительностью, точностью литья и высокой стоимостью. Станки стран азиатского региона значительно дешевле европейских и японских машин, практически не уступают им в качестве.
Компания «ИМСТЕК», эксклюзивный дистрибьютор крупнейших производителей литьевых машин Китая и Тайваня, предлагает широкую линейку станков, таких как:
1. Servo Е — популярные термопластавтоматы тайваньского производителя CYBERTECH, отличающиеся высоким качеством литья и доступной стоимостью.
2. Крупнотоннажные тайваньские термопластавтоматы серии СХ с двигателем и комплектующими немецкой компании Rexroth, панелью управления от австрийской компании КЕВА.
3. Бюджетные экономичные станки серии IMS-ES китайского производителя с оптимальными параметрами скорости и объема впрыска, и усилий смыкания пресс-форм. Русифицированная панель управления разработана под российского потребителя.
На все оборудование имеются сертификаты качества.
Выбирать литьевые станки для пластмасс нужно с учетом параметров требуемых деталей, исходного сырья и объемов выпускаемой продукции.
Если нужны качественные и надежные станки для производства пластмассовых изделий по цене производителя, звоните в компанию «ИМСТЕК» или заказывайте звонок по каналу обратной связи!
Проконсультируем по вопросам производительности, подбору исходного сырья, режиму литья и дизайну изделий. Поможем посчитать экономическую эффективность производства.
Подберем подходящие станки. Обеспечим доставку и запуск. Внедрим технологию литья на производстве. Обучим персонал.
Окажем техническую поддержку в течение всего срока эксплуатации.
При необходимости, предоставим оборудование в аренду или в лизинг.