Всё, что нужно знать о пресс-формах для литья пластмасс под давлением

Пластиковые пресс-формы необходимы для эффективного массового производства точных и качественных пластиковых деталей.

Чтобы в полной мере использовать возможности литьевых форм, необходимо понимать их типы, материалы и особенности обслуживания. Продолжайте читать, чтобы узнать, как эти факторы влияют на качество и стоимость вашей продукции.

Что такое процесс литья под давлением?

Литье под давлением - это широко распространенный производственный процесс, который включает в себя впрыск расплавленного пластика в форму для создания точных и высококачественных деталей. Он незаменим в таких отраслях, как автомобилестроение, медицина и производство потребительских товаров.

Подготовка сырья

Перед формованием пластиковое сырье может проходить сушку, смешивание и окрашивание. Подготовка сырья — основа литья под давлением, напрямую влияющая на качество деталей.

Таяние

Сырье, используемое для изготовления пластмасс, нагревается и размягчается с помощью нагретого цилиндра литья под давлением. В этом случае, когда необходимо нагреть шнеки или плунжеры, пластиковые гранулы или пластиковая смола расплавляются и равномерно перемешиваются. Расплавление - наиболее значимая фаза литья под давлением, которая напрямую связана с качеством литых деталей.

Инъекция

Расплавленный пластик под давлением термопластавтомата проходит через сопло термопластавтомата и попадает в полость пресс-формы, принимая форму детали. Впрыск является очень важным этапом процесса литья под давлением, а функция впрыска влияет на качество литых деталей (качество поверхности, твердость, толщина стенок и т.д.).

Упаковка (или хранение)

После впрыска давление прикладывается к пластику внутри полости пресс-формы, чтобы уравновесить усадку в результате охлаждения, обеспечивая размеры и качество поверхности детали. Этап упаковки является важным в литье под давлением и напрямую влияет на качество литых деталей.

Охлаждение

Пластик в полости пресс-формы охлаждается и застывает с помощью системы охлаждения пресс-формы для получения готовой пластиковой детали. Отжиг или охлаждение - очень важный этап, который происходит при литье под давлением и определяет качество формованных деталей.

Открытие пресс-формы

Затем инжекционная машина раздвигает две половины формы - подвижную и неподвижную - и открывает форму. Открытие пресс-формы - один из важных этапов процесса литья пластмасс под давлением, и пресс-формы напрямую влияют на качество литых деталей.

Выброс

При формовании материала система выталкивания¹ извлекает готовую деталь из пресс-формы для последующих операций. Выталкивание — одна из важнейших стадий литья под давлением, непосредственно влияющая на качество деталей.

Каковы области применения литьевых форм?

Пресс-формы для литья под давлением играют важную роль в производстве: они используются для создания деталей в таких отраслях, как автомобилестроение, медицина и производство потребительских товаров, обеспечивая высокую точность и эффективность.

Автомобильный сектор

Литейные формы используются для производства внешних и внутренних компонентов автомобилей, приборных панелей, бамперов, фар и т.д., улучшая внешний вид, эффективность и безопасность автомобилей. Автомобильный сектор предъявляет высокие требования к пресс-формам для литья под давлением, требуя высокой точности, прочности и износостойкости.

Сектор электроники

Изделия электроники - корпуса разнообразных электронных приборов, разъемы, гнезда и многое другое, созданное с помощью литья под давлением, - отличаются точностью и надежностью. Электроника нуждается в пресс-формах для литья под давлением, которые обладают высокой точностью, стабильностью и теплопроводностью.

Сектор бытовой техники

Литейные формы применяются для создания корпусов, панелей, кнопок и других элементов бытовой техники, чтобы улучшить ее внешний вид и продлить срок службы электротехнических изделий. Для производства бытовой техники требуются точные, износостойкие и глянцевые пресс-формы.

Медицинский сектор

Пресс-формы для литья под давлением применяются для производства многих видов медицинских изделий, включая шприцы, наборы для инфузий, хирургические инструменты, принадлежности для совместного использования и другие расходные материалы, гарантирующие безопасность и санитарные требования к медицинским изделиям. В медицинском секторе используются пресс-формы для литья под давлением, которые отличаются точностью, чистотой и устойчивостью к коррозии.

Сектор предметов повседневной необходимости

Пресс-формы для литья под давлением помогают в производстве предметов повседневного использования, таких как бутылки, контейнеры, игрушки и т.д., которые соответствуют различным вкусам и тенденциям потребителей. Сектор товаров повседневного спроса требует литьевых форм с высокой точностью, блеском и эффективностью производства.

Каковы основные компоненты литьевой формы?

Пресс-формы для литья под давлением играют важнейшую роль в производстве точных и высококачественных деталей. Понимание их основных компонентов может помочь оптимизировать процесс литья и повысить эффективность.

Подвижные и неподвижные формы

Пресс-формы² главным образом делятся на подвижные и неподвижные; они устанавливаются соответственно на подвижной и неподвижной плитах термопластавтомата.

• Подвижная полуформа: Это часть пресс-формы, установленная на подвижной плите машины. Вместе с неподвижной полуформой она образует полость детали. Для изготовления изделий сложной формы подвижная полуформа может содержать боковые стержни и внутренние вставки.

• Неподвижная полуформа: Эта часть установлена на неподвижной плите машины и обычно не движется во время работы. Вместе с подвижной полуформой она образует полость и литниковую систему для подачи расплава. Её конструкция обычно проще, но должна быть достаточно жёсткой, чтобы выдерживать высокое давление процесса литья под давлением³.

Основание пресс-формы

Основание пресс-формы - это общее устройство, на котором устанавливаются и закрепляются подвижные и неподвижные формы, в основном состоящее из передней и задней плит, неподвижных и раздвижных плит и так далее. Основная функция основания пресс-формы - обеспечить точность позиционирования и жесткость компонентов пресс-формы, чтобы выдержать высокое давление и температуру, возникающие в процессе литья под давлением.

• Передняя плита: Расположена спереди формы и обычно закреплена вместе с неподвижной полуформой, которую поддерживает и позиционирует. При проектировании учитывают расположение системы охлаждения для равномерной температуры формы.

• Задняя плита: Расположена сзади формы и обычно соединяется с подвижной полуформой, обеспечивая её опору и позиционирование. Она должна иметь достаточную прочность и жёсткость, чтобы выдерживать движение полуформы и давление впрыска.

• Подвижная плита: Плита пресс-формы, установленная на подвижной части машины и фиксирующая подвижную полуформу. Высокая параллельность и гладкость обеспечивают её стабильное перемещение.

• Неподвижная плита: Плита на неподвижной части машины, фиксирующая и поддерживающая неподвижную полуформу. Для стабильности формы она должна обладать высокой точностью и жёсткостью.

Система охлаждения

Система охлаждения - важнейшая часть пресс-формы, в основном занимающаяся регулированием температуры в пресс-форме для повышения качества деталей и скорости производства. Это каналы охлаждения, водопроводные трубы и охлаждающие устройства. Охлаждаемая вода циркулирует по каналам пресс-формы, чтобы не допустить ее чрезмерного нагрева.

• Охлаждающие каналы: Водяные каналы внутри пресс-формы обеспечивают равномерную подачу охлаждающей воды по её участкам. Их проектируют так, чтобы расход воды и влияние охлаждения на температуру формы были равномерными во всех зонах.

• Охлаждающие трубки: Они соединяют охлаждающие каналы с оборудованием и служат для транспортировки воды. Их расположение выбирают с учётом конструкции и требуемой эффективности охлаждения, чтобы вода подавалась беспрепятственно.

• Охлаждающее оборудование: к нему обычно относятся градирни, чиллеры и другие устройства, подающие охлаждающую воду. Оборудование следует подбирать и настраивать с учётом требований к охлаждению пресс-формы и условий производства, чтобы обеспечить эффективное охлаждение и экономию энергии.

Система ворот

Система затворов относится к системе каналов, по которым расплавленный пластик поступает из сопла инжекционной машины в полость пресс-формы, к основным и вспомогательным каналам, затвору и холодному шламу.

• Главный литниковый канал: это канал от сопла термопластавтомата до разводящего канала, по которому расплав пластика поступает в пресс-форму. При его проектировании необходимо учитывать реологические свойства расплава, чтобы обеспечить беспрепятственное течение.

• Разводящий канал: он соединяет главный литниковый канал и впуск⁴ и направляет расплав пластика в несколько гнёзд пресс-формы. При проектировании следует учитывать распределение расплава и сопротивление течению, чтобы все гнёзда заполнялись равномерно.

• Впуск: это узкое отверстие между разводящим каналом и гнездом пресс-формы, через которое горячий пластик поступает в гнездо. При проектировании впуска необходимо учитывать скорость течения расплава и характер заполнения, чтобы обеспечить требуемые качество поверхности и точность размеров детали.

• Колодец холодного остатка: это углубление в конце главного литникового канала, которое улавливает остывший остаток пластика и не позволяет ему попасть в гнездо. Его конструкция должна учитывать охлаждение и строение пресс-формы, чтобы обеспечить качество отливки.

Система вентиляции

Система вентиляции необходима для удаления воздуха и летучих газов, образующих дефекты, такие как пузыри и ожоги на формованных изделиях. Обычно она выполняется в виде вентиляционных канавок, вентиляционных отверстий и вентиляционных клапанов.

• Вентиляционные канавки: это узкие канавки на поверхности гнезда пресс-формы, через которые выходят воздух и газы. Их пропускная способность должна обеспечивать эффективный отвод газов и требуемые качество поверхности и точность размеров детали.

• Вентиляционные отверстия: это небольшие сквозные отверстия в пресс-форме для отвода воздуха и газов. Их расположение и размер следует оптимизировать с учётом эффективности газоотвода и конструкции пресс-формы, чтобы получить требуемые качество поверхности и точность размеров детали.

• Система газоотвода: выпускной клапан регулирует отвод газов и может автоматически управлять их поступлением и выпуском. Для получения пластиковых деталей с высоким качеством поверхности и точностью размеров необходимы эффективный клапан и правильно спроектированная пресс-форма. Поэтому при проектировании следует учитывать эффективность газоотвода и конструкцию формы.

Система выброса

Система выталкивания используется для выталкивания отформованных пластиковых деталей из формы. Обычно она включает выталкивающие штифты и плиты, выталкивающие стержни и системы выталкивателей.

• Выталкивающие штифты: это обычно тонкие цилиндрические детали, которые непосредственно соприкасаются с пластиковой деталью и выталкивают её из формы. Их конструкция должна соответствовать форме и размерам изделия, чтобы оно легко извлекалось.

• Плита выталкивателей: она служит опорой для выталкивающих штифтов, фиксирует их и задаёт положение. При проектировании плиты прежде всего учитывают количество и расположение штифтов.

• Толкатели: эти детали соединяют плиту выталкивателей с приводным механизмом и приводят в движение плиту и выталкивающие штифты. При их проектировании необходимо учитывать усилие и ход, требуемые для эффективного извлечения изделия.

• Механизм выталкивания: это механическое устройство термопластавтомата, которое гидравлическим или механическим усилием приводит в движение толкатель. При проектировании необходимо учитывать усилие и ход выталкивания. Конструкция и оптимизация всей системы напрямую влияют на качество литья пластиковых деталей и эффективность производства.

Каков материал пресс-формы?

Материалы для пресс-форм - это вещества, используемые для создания пресс-форм для таких производственных процессов, как литье под давлением. Выбор правильного материала очень важен для обеспечения долговечности, точности и эффективности пресс-формы.

Стальная пресс-форма

Формовочная сталь обладает высокой прочностью на разрыв, высокой твердостью, хорошими усталостными и износостойкими свойствами. Таким образом, большинство литьевых форм производятся из литьевой стали. Некоторые из наиболее часто используемых сталей для пресс-форм - P20, 718, H13 и т. д. Выбор стали для пресс-форм зависит от нескольких факторов, таких как срок службы пресс-формы и стоимость производства.

Медный сплав с бериллием

Медный бериллиевый сплав является хорошим теплопроводником и износостойким, обычно используется для изготовления основных компонентов пресс-форм, таких как полости пресс-форм и направляющие. При выборе медного бериллиевого сплава необходимо учитывать эффект охлаждения пресс-формы и эффективность производства.

Алюминиевый сплав

Изделия из алюминиевого сплава обладают превосходным легким весом, высокой скоростью теплопроводности, что позволяет использовать их для изготовления прототипов пресс-форм и пресс-форм для мелкосерийного производства. Что касается вопросов выбора алюминиевого сплава, то необходимо учитывать время обслуживания пресс-формы, а также стоимость производства.

Какие бывают формы?

Конструкции пресс-форм являются важнейшими чертежами в процессе литья под давлением, определяющими форму и функциональность конечного продукта. Они влияют на эффективность производства и качество деталей.

Конструкция определяет геометрию и работу пресс-форм для литья под давлением. Основные варианты — одногнездные, многогнездные и групповые формы. Эффективная конструкция сокращает время производства и расход материала.

Конструкция полости пресс-формы

Конструкция полости пресс-формы - это детали и стандарты формы и размеров пресс-формы для пластмассовых изделий, количество полостей, расположение, допуски и т.д. Конструкция полости пресс-формы должна соответствовать форме и размерам пластиковых деталей, чтобы обеспечить качество формовки.

Дизайн бегущей системы

Проектирование литниковой системы включает схему каналов, по которым расплав течёт к линии разъёма⁵, а также выбор размеров, положения и направления главного и разводящих каналов и впусков. Особое внимание следует уделять реологическим свойствам расплава и конструкции пресс-формы.

Дизайн системы охлаждения

Под водяными путями охлаждения пресс-формы подразумевается проектирование систем охлаждения, таких как расположение и размеры каналов, а также тип используемой охлаждающей среды. При проектировании системы охлаждения необходимо учитывать эффект охлаждения пресс-формы и эффективность производства для обеспечения качества литья.

Проектирование системы вентиляции

Под проектированием системы вентиляции понимается проектирование газоотводящих каналов внутри полости пресс-формы, включая расположение и размеры вентиляционных канавок и вентиляционных отверстий. При разработке системы вентиляции необходимо оценить эффективность газовыделения и конструкцию пресс-формы с точки зрения качества формования.

Конструкция системы катапультирования

Проектирование системы выталкивания относится к проектированию устройств для выталкивания пластмассовых деталей, включая расположение количества выталкивающих штифтов и их положения, размер выталкивающих плит и выталкивающих стержней. Конструктивные факторы, связанные с системами выталкивания, требуют оценки, направленной на эффективность выталкивания по отношению к качеству формования.

Как происходит изготовление пресс-формы?

Производство пресс-форм включает в себя создание форм, используемых при литье под давлением для придания формы пластику, металлу или другим материалам. Оно имеет решающее значение для производства высококачественных и точных компонентов в различных отраслях промышленности.

Подготовка материалов

С учетом конкретных требований к конструкции пресс-формы, выберите подходящую форму и выполните обработку, включая снятие напряжений и отпуск. Подготовка материала - один из основных процессов при изготовлении пресс-формы, так как от него зависит качество и срок службы пресс-формы.

Черновая обработка

Точение, фрезерование, строгание и шлифование применяют при изготовлении пресс-форм как основные способы черновой обработки и формообразования материалов пресс-форм⁶. Точность и производительность черновой обработки напрямую влияют на срок и стоимость изготовления формы.

Термообработка

Проводите другие процессы термообработки - закалку и отпуск - в пресс-форме для повышения твердости и износостойкости. Качество термообработки заметно влияет на срок службы и качество формовки пресс-формы.

Финишная обработка

Точная полировка формы методом тонкой механической обработки, например, с помощью инструментов с ЧПУ, электроэрозионной обработки, резки проволокой и т.д. Убедитесь, что отлитая деталь находится в пределах допусков, указанных в проекте, и имеет предусмотренную отделку поверхности. Точность обработки и шероховатость поверхности форм для точного литья напрямую влияют на качество литья пластмассовых деталей.

Сборка и отладка

Соберите несколько участников пресс-формы, отладки и пробного формования, чтобы протестировать пресс-форму и проверить точность и производительность различных частей. Сборка - это последний процесс изготовления и отладки пресс-формы, непосредственно влияющий на эффективность работы пресс-формы и эффективность производства.

Как ухаживать и поддерживать плесень?

Правильное обслуживание пресс-форм необходимо для обеспечения стабильного качества продукции и продления срока службы ваших пресс-форм в процессах литья под давлением.

Очистка

Чистка пресс-формы должна проводиться часто, чтобы избавиться от остатков пластика, масляных пятен и других загрязнений, которые могут находиться на поверхности пресс-формы, и сохранить ее чистой и гладкой. Очистка как один из самых основных видов работ по уходу за пресс-формой напрямую связана с эффективностью работы пресс-формы и сроком ее службы.

Смазка

Смажьте все движущиеся части пресс-формы, чтобы минимизировать трение между ними и тем самым продлить срок службы пресс-формы. Смазка пресс-формы также является одним из важнейших процессов управления пресс-формой, поскольку она влияет на функциональность и долговечность пресс-формы.

Предотвращение ржавчины

Пресс-форму необходимо обрабатывать средствами для предотвращения ржавчины и коррозии, особенно если пресс-форма не используется в течение длительного времени. Профилактика ржавчины - одна из основных работ по обслуживанию пресс-формы, от которой зависит эффективность работы и срок службы пресс-формы.

Инспекция

Проводите плановые проверки различных участков пресс-формы, заменяйте или исправляйте сильно изношенные элементы, чтобы избежать сбоев в производственных процессах. Инспекция пресс-формы - это основной процесс технического обслуживания пресс-формы, оказывающий значительное влияние на эффективность работы и долговечность пресс-формы.

Заключение

Являясь одним из важнейших средств в работе индустрии переработки пластмасс, пресс-формы для литья под давлением отличаются сложной структурой и разнообразием функций. В этой статье автор дает самые простые и точные определения различных компонентов литьевых форм и их роли, а именно: подвижных и неподвижных форм, рам литьевых форм, систем охлаждения, систем обкатки, систем вентиляции и систем выталкивания, а также других.

В статье также рассмотрены выбор материала, проектирование, изготовление, техническое обслуживание и уход за пресс-формами, а также области применения литья под давлением. Материал даёт достаточно глубокое представление о пресс-формах и может служить справочником по их проектированию, изготовлению и эксплуатации. Более полный обзор приведён в нашем Полном руководстве по литью под давлением.

1. Подробнее: «Типы систем выталкивания при литье под давлением». Система выталкивания освобождает форму, подготавливая её к следующему циклу. ↩

2. Подробнее: «Восемь типов пресс-форм для литья под давлением». Среди распространённых вариантов — двухцветные формы, формы для литья поверх вставки и групповые формы. ↩

3. Подробнее: «Особенности процесса литья под давлением». Это популярный производственный процесс, позволяющий выпускать самые разные детали и изделия. ↩

4. Подробнее: «Литниковые втулки, каналы и впуски пластиковой пресс-формы». Они подают расплав пластика от сопла узла впрыска к отдельным гнёздам. ↩

5. Подробнее: «Как определить линию разъёма пресс-формы?». Это линия или плоскость, по которой две половины формы соединяются и расходятся во время литья под давлением. ↩

6. Подробнее: «Материалы пресс-форм для литья пластмасс». Пресс-формы изготавливают из стали, алюминия или бериллиевой бронзы. ↩

Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.

Запросить бесплатное предложение →