Термопластавтомат (ТПА)

Купить термопластавтомат среди предложений продавцов можно здесь: в России, в Москве, в Санкт-Петербурге.

Содержание:

1. Технологии производства пластмассовых изделий

1.1 Литьё под давлением
1.2 Экструзионное формование
1.3 Экструзионное выдувное формование
1.4 Выдувная экструзия пленки
1.5 Термоформование
1.6 Производство плоских пленок на барабанах (валках)

2. Основы процесса литья под давлением

3. Циклы ТПА

3.1 Закрытие пресс формы
3.2 Впрыск полимера
3.3 Охлаждение полимера
3.4 Открытие пресс формы

4. Классификация ТПА

5. Периферийное оборудование ТПА

5.1 Система подачи сыпучего материала
5.2 Система сушки материала
5.3 Загрузочные бункеры (смесители)
5.4 Преднагреватели пресс-форм
5.5 Кран балки
5.6 Чиллеры
5.7 Термостаты
5.8 Робот (манипулятор)
5.9 Конвейер

Перед тем как начать непосредственно говорить о литьевых машинах, которые также называют термопластавтоматами или сокращенно ТПА, давайте начнем с самого простого и далее будем постепенно погружаться в терминологию и особенности как ТПА, так и всего технологического процесса изготовления изделий из пластика.

Технологии производства пластмассовых изделий

Всего в природе существует четыре типа ресурсов:

Из представленной графики понятно, что пластики являются выходцами синтетических материалов, которые обладают уникальными свойствами.

Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря развитию не только химической промышленности, но также и технологиям обработки пластика. Различают 6 основных типов технологий производства пластмассовых изделий:

• Литьё под давлением

• Экструзионное формование

• Экструзионное выдувное формование

• Выдувная экструзия пленки

• Термоформование

• Производство плоских пленок на барабанах (валках)

Ниже поэтапно и коротко рассмотрим каждый из них

Литьё под давлением

Простыми словами процесс можно описать как:

Гранулы пластика подаются и расплавляются в нагретом цилиндре (экструдере) с вращающимся шнеком, который впрыскивает расплавленную пластмассовую массу в пресс-форму

Экструзионное формование

Пластиковый расплав продавливается через матрицу (также её могут называть дюза или “башка”) для создания симметричного или осесимметричного профиля

Экструзионное выдувное формование

Процесс экструзионного выдува заключается в формировании расплавленного рукава пластика и подаче его в пресс-форму, при закрытии которой осуществляется подача сжатого воздуха внутрь рукава для формирования конечного изделия.

Выдувная экструзия пленки

Экструдированный пластик раздувается для создания тонкой пластиковой пленки при прогоне ее через ролики (валки)

Термоформование

Пластиковый лист сначала нагревается, а затем с помощью вакуумного насоса прижимается к пресс-форме, повторяющей поверхность финального продукта

Производство плоских пленок на барабанах (валках)

Полимерная смесь прокатывается между вращающимися роликами для создания пластиковой пленки

Процесс литья под давлением является наиболее распространенным, используемым для производства пластиковых деталей, благодаря ряду преимуществ :

Поэтому далее более подробно остановимся именно на литье под давлением.

Основы процесса литья под давлением

Итак, какова основная концепция, лежащая в основе процесса литья под давлением и каков его механизм. Ниже схематично представлены основные этапы:

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТПА

Общая концепция литья под давлением заключается в том, что пластиковые гранулы (полимер) расплавляются в экструдере и подаются вращающимся шнеком в пресс-форму для формирования необходимого изделия.

ЦИКЛЫ ТПА

1. ЗАКРЫТИЕ ПРЕСС ФОРМЫ

Первый шаг в технологическом процессе литья пластика под давлением это закрытие пресс-формы, чтобы появилась возможность осуществить в нее впрыск расплавленного пластика.

2. ВПРЫСК ПОЛИМЕРА

Второй шаг обычно разделяют на два этапа. Первый - это непосредственно впрыск полимера в пресс-форму, при котором происходит заполнение формы расплавленным пластиковым материалом. Второй - это этап “удержания”, когда к расплавленному материалу прикладывается давление, чтобы удержать его в пресс-форме, предотвратив его “вытекание” и компенсировать усадку, которая происходит по мере охлаждения полимера.

3. ОХЛАЖДЕНИЕ ПОЛИМЕРА

После впрыска наступает время для охлаждения, в процессе которого впрыснутый полимер оставляют остывать до затвердевания, при этом давление больше не прикладывается. Одновременно с охлаждением шнек не прекращает своего вращения, его задача - набрать новую дозу полимера и расплавить его для его для следующего впрыска.

4. ОТКРЫТИЕ ПРЕСС ФОРМЫ

На данном шаге ТПА открывает пресс-форму в которой уже сформировалось готовое изделие, но которое еще не полностью остыло. С помощью выталкивателей изделие подается наружу и в целях безопасности забирается из рабочей части пресс-формы с помощью робота или манипулятора. Стоит отметить, что для некоторых видов полимеров требуется около 24 часов для их полной кристаллизации, поэтому рекомендуется дать финальному продукту время “отлежаться” в свободном положении до их помещения в упаковку.

В результате, если связать 4 этапа с их затратами по времени, можно обнаружить следующее: несмотря на то, что основная техника ТПА зависит от впрыска и “удержания”, время, затрачиваемое на эти этапы минимально. В то время как цикл охлаждения является наиболее трудоемким. Разбивку по времени цикла по всем этапам можно увидеть на диаграмме.

Классификация ТПА

Давайте рассмотрим ТПА с различных точек зрения и каким образом их можно классифицировать. В первую очередь ТПА идентифицируют по двум факторам:

объем впрыскиваемого материала;
усилие смыкания.

Таким образом, любой ТПА можно разделить на два интегрированных блока:

блок впрыска;
блок смыкания.

Каждый из них обладает своим функционалом. Далее речь пойдет о каждом из них и принципах их работы.

БЛОК СМЫКАНИЯ	БЛОК ВПРЫСКА
Открытие / Закрытие пресс-формы. Удержание пресс-формы в закрытом состоянии во время впрыска полимера	Нагрев и расплавление полимера. Впрыск расплавленного полимера в пресс-форму

Функция блока впрыска в ТПА

Начнем с блока впрыска. Как вы уже знаете, пластиковые гранулы (полимер) подаются через загрузочный бункер во вращающийся шнек, который перемещает гранулы к впрыску в пресс-форму, попутно нагревая и расплавляя их до однородной пластической массы. Этот нагрев осуществляется с помощью тэнов, которые полностью покрывают нагревательный цилиндр в котором расположен шнек. Нагрев происходит зонально. В районе загрузочного бункера температура нагрева самая низкая, это необходимо чтобы предотвратить моментальное расплавление полимера сразу после его подачи и тем самым затруднить всю подачу. Самая высокая температура нагрева ближе к соплу непосредственного впрыска расплава в пресс-форму.

Основными элементами в блоке впрыска принято считать шнек и контрольное кольцо и сейчас расскажем почему. Но это вовсе не означает, что прочие элементы данного узла не нуждаются в своевременном уходе и осмотре.

Шнек блока впрыска имеет три основные зоны, каждая из которых имеет специальное назначение.

Зона подачи - это участок шнека, который забирает материал из загрузочного бункера и начинает размягчать гранулы материала по мере его транспортировки.
В переходной зоне или зоне сжатия, диаметр шнека постепенно увеличивается. И по мере вращения шнека размягченные гранулы полимера начинают сжиматься и плавиться за счет трения и тепла от внешних нагревательных элементов (тэнов).
Дозирующая зона является последней зоной, она располагается непосредственно в районе сопла, где диаметр шнека остается постоянным, поскольку он подает расплавленный материал в так называемую купель шнека, перед непосредственно самим впрыском.

Контрольное кольцо является важнейшим компонентом блока впрыска, поскольку оно отвечает за предотвращение возврата расплавленного пластика во время фазы впрыска.

Работает кольцо следующим образом. Изначально контрольное кольцо находится в открытом состоянии, чтобы обеспечить транспортировку расплавленного пластикового материала к соплу.

Но, после завершения стадии впрыска материала в пресс-форму, контрольное кольцо закрывается, чтобы предотвратить попадание расплавленного пластика обратно в зону дозирования. Простыми словами контрольное кольцо по своей функции работает аналогично обратному клапану.

Если контрольное кольцо повреждено за счет истирания о пластик, то размеры готового изделия не будут соответствовать заданным в чертежах и более того они будут существенно отличаться друг от друга.

Функция блока смыкания в ТПА

Переходим к блоку смыкания, состоящему из двух плит, между которыми устанавливается пресс-форма. Одна из плит является подвижной, одна - неподвижная.

Основное внимание в этом блоке уделяется “запиранию” плит на стадии впрыска полимера. Обычно в запирающих узлах ТПА используют три метода:

1. Механический

2. Гидравлический

3. “Челюстной”

СПОСОБ ЗАПИРАНИЯ
Механический	Гидравлический	Челюстной
Основан на системе рычагов, состоящей из шатунов и шарниров. Рычаги имеют фиксированную длину, соединенных поворотными штифтами, за счет чего обеспечивается необходимое усилие запирания.	Запирание происходит за счет работы гидравлического цилиндра. Когда масло под давлением поступает в цилиндр, подвижная плита начинает перемещение и закрывает пресс-форму. Когда масло уходит из цилиндра, пресс-форма начинает открываться.	Этот “девайс” основан на обжатии соединительных планок, расположенных на колоннах ТПА.

СПОСОБ ЗАПИРАНИЯ

Механический

Гидравлический

Челюстной

Основан на системе рычагов, состоящей из шатунов и шарниров.

Рычаги имеют фиксированную длину, соединенных поворотными штифтами, за счет чего обеспечивается необходимое усилие запирания.

Запирание происходит за счет работы гидравлического цилиндра.

Когда масло под давлением поступает в цилиндр, подвижная плита начинает перемещение и закрывает пресс-форму.

Когда масло уходит из цилиндра, пресс-форма начинает открываться.

Этот “девайс” основан на обжатии соединительных планок, расположенных на колоннах ТПА.

Периферийное оборудование ТПА

В производстве литьевой машине требуется вспомогательное оборудование для изготовления и манипулирования изделиями.

Выше была рассмотрена вся основная информация связанная с ТПА. Однако, в производстве литьевые машины не являются единственным “игроком”, необходимым для выпуска пластиковых изделий. Далее рассмотрим периферийное оборудование являющееся неотъемлемой частью линии по производству пластиковых компонентов.

Система подачи сыпучего материала

Отвечает за учет, хранение и транспортировку сыпучего материала (гранул) к ТПА.

Система сушки материала

Некоторые виды материалов гигроскопичны по своей природе (впитывают влагу из окружающего воздуха) и для предотвращения образования пор и прочих дефектов в готовом изделии эти материалы перед подачей в экструдер необходимо просушить для чего и применяется оборудование для сушки.