ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Течение расплава термопласта через сопло инжекционного Цилиндра из "Основы переработки термопластов литьём под давлением" В литьевой машине червяк работает периодически. Когда червяк не вращается, тепло подводится от наружных нагревателей через стенки цилиндра, т. е. как в обычных поршневых машинах. Во время работы червяка нагрев материала происходит так же, как при работе экструдера. Эта периодическая смена Способа подвода тепла обусловлена характером работы литьевой машины и оказывает большое влияние на процесс пластикации термопласта. При этом важно распределение температуры по зонам цилиндра, которое зависит от типа -перерабатываемого термопласта. [c.87] Термопласты с низкой температурой размягчения и высокой вязкостью расплава (поливинилхлорид, ударопрочный полистирол и сополимер стирола с акрилонитрилом и бутадиеном) могут нагреваться в значительной степени за счет усилий сдвига. Для этих материалов температура в зоне питания червяка должна быть выше температуры размягчения материала. Главная цель нагревателей в этом случае — поддерживать температуру в начале работы и предотвращать потери тепла. Ббльшая часть тепла сообщается материалу за счет усилий сдвига. [c.87] Для термопластов с высокой температурой плавления (полиамиды или полиэтилен высокой плотности), обладающих низкой или средней вязкостью расплава, установить температуру труднее. [c.87] Эти материалы не могут нагреваться за счет усилий сдвига, пока они не расплавились под воздействием тепла от внешних источников тепла. Поэтому в зоне питания червяка должна быть установлена высокая температура для увеличения передачи тепла за счет теплопроводности. [c.88] Эксперименты показывают что, например, при переработке полиэтилена высокой плотности установление в зоне загрузки высокой температуры приводит к повышению пластикационной производительности, а при переработке полистирола, наоборот, к понижению пластикационной производительности (см. табл. 11.1). Это, очевидно, связано с тем, что для аморфного полистирола ббльшая часть тепла возникает за счет деформаций сдвига. [c.88] После заполнения формы расплавом термопласта червяк некоторое время находится в переднем положении, чем достигается компенсация усадки материала. Затем он начинает вращаться и, пока изделие охлаждается, подает расплав в переднюю часть цилиндра для следующего цикла литья. По окончании охлаждения изделие удаляется, а червяк находится в заднем положении и, как правило, уже неподвижен. Таким образом, пластикация должна осуществиться за период охлаждения детали. При литье тонких изделий это время весьма незначительно. Поэтому соотношение между массой отливки, ее толщиной и продолжительностью охлаждения имеет большое значение для определения продолжительности пластикации. [c.88] Уменьшение продолжительности пластикации может быть достигнуто за счет увеличения частоты вращения червяка. Чем она выше, тем быстрее расплав термопласта передается в переднюю часть цилиндра. Пластикационная производительность полистирола с повышением числа оборотов увеличивается з почти линейно с некоторым отклонением при очень высоких числах оборотов, как это видно из рис. П. 13. [c.88] Противодавление возникает в результате сопротивления материала пластикации и нагнетанию. Когда червяк вращается, про- двигая расплав в переднюю часть цилиндра, накапливающийся расплав отодвигает червяк назад. Накопление расплава продолжается до тех пор, пока не будет достигнут необходимый объем, после чего вращение червяка прекращается. При движении червяка назад поршень гидроцилиндра также движется назад, вытесняя масло из цилиндра. Если на пути движения масла установить приспособление для регулирования давления, то обратное давление можно легко изменять. С повышением противодавления увеличивается сопротивление вращению червяка. Для преодоления этого сопротивления необходима большая мощность, при этом материал подвергается значительным усилиям сдвига с соответствующим превращением механической энергии в тепло. [c.89] Регулирование обратного давления и скорости вращения червяка используется не только для изменения температуры расплава, но также и для достижения требуемого эффекта перемешивания. Например, окраска гранул термопласта сухим методом улучшается при высоком обратном давлении. [c.90] Критерием качества расплава при червячной пластикации является распределение температур в объеме расплава перед червяком. Эксперименты показывают что при большом числе оборотов червяка, низком противодавлении и максимальном объеме впрыска наблюдается очень большое колебание температуры в объеме расплава перед червяком, причем для высоковязких расплавов полиэтилена это колебание может достигать 55 °С, а для низковязких — 25°С. В осевом направлении колебание температуры расплава больше, чем в радиальном. Причинами колебаний температуры в осевом наяравлении является изменение эффективной длины червяка при пластикации и прерывность процесса пластикации. [c.90] Из приведенных данных следует, что увеличение числа оборотов червяка при отсутствии обратного давления вызывает уменьшение прочности йолипропилена на удар. Это, по-видимому, объясняется недостаточной температурной гомогенностью расплава при высоких скоростях червяка В то же время при увеличении обратного давления прочность на удар у полипропилена повышается. Однако в этом случае увеличивается продолжительность пластикации, но снижение производительности может быть компенсировано за счет увеличения числа оборотов. [c.90] Сопло является соединительным элементом между инжекцион-ным цилиндром литьевой машины и литниковой системой формы. Конструкция сопла и его размеры влияют на потери давления и изменение температуры расплава во время впрыска. Обычно диаметр отверстия сопла при массе отливки в 20—30 г составляет 3—3,5 мм. При литье изделий ббльшей массы применяют сопла с диаметром б мм и более. Наиболее распространенным типом сопла является так называемое стандартное сопло, показанное на рис. П. 14, а. [c.91] Это сопло имеет длинное конусообразное отверстие и характеризуется относительно высокими потерями давления. Расплав термопласта довольно легко охлаждается в таком сопле, поскольку объем материала в нем сравнительно мал. [c.91] Эти недостатки в определенной степени устраняются при использовании очень короткого капилляра сопла длиной 3 мм (рис. [c.91] На конце сопла вследствие соприкосновения с относительно холодной формой может образоваться затвердевшая пробка термопласта, температура затвердевания которого достаточно высока. Наличие обратного конуса облегчает удаление такой затвердевшей пробки материала вместе с литником. [c.91] В зависимости от типа перерабатываемого термопласта или размеров сопла в ряде случаев применяют отдельный обогрев сопла с регулировкой температуры. [c.91] При литье термопластов с низкЬй вязкостью расплава (полиамиды) зачастую расплав вытекает из открытого отверстия сопла. В этом случае применяют специальные конструкции сопел с запорным каналом, одна из которых показана на рис. П. 15. [c.92] В связи с этим целесообразно рассмотреть влияние размеров сопла и регулируемых параметров процесса литья—температуры, и давления — на изменение температуры расплава в сопле. Расчеты показывают , что повышение температуры в стенках сопла при давлении около 125 МПа может достигать 120 °С. [c.92] У входа в отверстие сопла. Температура капилляра сопла резко повышается начиная с первого впрыска и через несколько циклов достигает максимума. Температура стенки сопла (точка 7) повышается медленно и достигает максимума после 14 циклов впрыска, причем температура стенки сопла несколько превышает температуру расплава полистирола. Температура сопла вблизи капилляра и в капилляре значительно меняется с давлением. Повышение температуры расплава полистирола на 50 °С приводит к повышению температуры стенки капилляра сопла только на 20 °С, что, очевидно, объясняется уменьшением вязкости расплава. [c.93] Изменение температуры полистирола мало зависит от диаметра сопла. [c.94] Вернуться к основной статье