Процесс формования изделия начинается с момента поступле­нии материала в форму. Термопластичные материалы формуют в охлаждаемых формах, что вызывает охлаждение и усадку материала. В результате охлаждения и усадки материала, а также вследствие притока новых порций материала из инжек­цнонного цилиндра происходит изменение давления в форме в период формования. В результате затвердевания материала в литниковом канале форма изолируется от инжекцнонного ци­линдра. Дальнейшее охлаждение изделия в форме продолжа­

i‘nc. 5.18. Диаграмма p—/ для о, лей инки формы. Пояснение и тексте

ется без притока новый пор­ции материала из цилиндра, вследствие чего понижение давления в форме происходит быстрее, Если сопло отводят от формы до полного затвер­девания литника, то снижение давления в форме ускоряется из-за обратного истечения ма­териала.

После охлаждения и отверждения изделия форму раскрыва­ют и изделие извлекают.

Температура литьевой формы поддерживается при помощи поды пли какого-либо другого теплоносителя.

Изменение давления в цикле формования может быть на­глядно представлено диаграммой давление р—время t (рис. 5.18). Эта диаграмма иллюстрирует изменение давления в одной из точек формы. Заполнение формы (участок в) сопро­вождается повышением давления (о — время, предшествующее заполнению). После полного заполнения формы давление в ней продолжает возрастать (участок с), материал в форме уплот­няется (участок d). Отвод ннжскцнонного поршня или червяка в исходное положение вызывает спад давления в форме (учас­ток е). Дальнейшее охлаждение материала приводит к пони­жению давления (участок /). Давление к моменту раскрытия формы становится равным атмосферному или остается несколь­ко больше его (остаточное давление g).

Характер изменения давления з точках формы, расположен ных па различных расстояниях от впускного отверстия, неоди­наков. Скорость падения давления тем больше, чем дальше от впускного отверстия расположена точка. Это объясняется тем. что в более удаленные точки затруднен приток новых порций материала, необходимый для компенсации усадки, происходя­щей из-за охлаждения материала. В результате усадка, вызнан­ная охлаждением материала, не компенсируется.

При заполнении формы (рис. 5.19) фронт материала пере­мещается путем последовательного растягивания фронтальной пленки I и продвижения новых порций вдоль неподвижных сло­ев ■'! уже застывшего материала, облегающего стенки холодной формы 2 (рис. 5.19, а). Дальнейшее продвижение фронта тече­ния в форме (рис. 5.19,6 и е) сопровождается нарастанием давления в некоторой рассматриваемой точке к. Это увеличение давления способствует разглаживанию образовавшихся волн (рис. 5.19. г, d). При медленном течении поверхностные слои

могут охладиться, и на изделии остаются следы неразгладив - шихся волн.

l-ic. ni литниковое отверстие расположено по ходу течения материала, то характер заполнения может быть принципиаль­но отличным от рассмотренного выше. Б этом - случае при дви­жении материала с большой скоростью заполнение формы про­исходит lie сплошным фронтом, а в виде отдельной непрерыв­ной струи, которая хаотически продвигаясь вперед, заполняет форму. Отдельные участки струи сплавляются, заполняя фор­му. Давление в форме повышается, и материал приобретает конфигурацию ее внутренней полости.

Основным!! факторами, влияющими на процесс заполнения формы, являются свойства и температура материала, режим прикладываемого давления, геометрия и конструкция формы. Температура литьевой* формы оказывает значительно меньшее влияние иа условия заполнения. В случаях, когда форму подо­гревают до высоких температур, условия заполнении облегча­ются, а давление, необходимое для заполнения формы, понижа­ется.

Для заполнения литьевых форм сложной конфигурации тре­буются более высокие скорости литья. При этом необходимо высокое давление литья и соответственно повышенное усилие запирания формы.

Давление литья наиболее удобно регулируется автоматиче­ски, для чего устанавливают специальные приспособления в гидро - и электросистемах машины.

Плотность и масса получаемых на литьевой машине деталей зависят от давления, сохраняющегося в форме к моменту за-
.'верлевания литника. Поэтому свойства отливаемых детален зависят не только от величины давления, создаваемого на вхо­де н форму, но и от времени выдержки иод давлением. Изме­нение выдержки под давлением приводит к изменению давле­ния отключения и остаточного давления; последние имеют су­щественное влияние на качество изделии. Если выдержку под давлением увеличить, то давление отключения и остаточное давление (см, рис. 5.18) будут максимальным;;; если выдержку под давлением уменьшить, то давление отключения будет не­большим, а остаточное давление будет равно атмосферному.

Увеличение остаточного давления способствует повышению плотности отливки, однако при этом отливк трудно извлечь нз формы, так как при значительных остаточных давлениях поверхности изделии плотно прилегают к поверхностям формы. Это затрудняет съем отливки: небольшие шероховатости, рис­ки. царапины па оформляющих поверхностях при съеме при­водят к повреждению поверхности отливка. Повышение давле­ния на расплав в материальном цилиндре приводит к увеличе­нию скорости заполнения формы, к более плотном упаковке макромолекул: в результате повышается качество отливок из аморфных полимеров, увеличивается прочность при растяже­нии. сжатии и изгибе, ударная вязкость, С увеличением плот­ности отливки соответственно уменьшается ес усадка. Путем изменения давления можно влиять на структуру полимеров. Так. при повышении давления кристаллизация может начи­наться даже при температурах, превышающих точку плавления полимера.

Режим охлаждения расплава в форме влияет на структуру полимера в изделии, на качество изделии, на производитель­ность литьевой машины и т. и. Если охлаждать кристаллизую­щиеся полимеры медленно, то, измеряя температуру полимера, можно убедиться, что сначала она будет снижаться, затем на­ступит момент, когда температура материала будет постоян­ной. потому что начинает развиваться процесс кристаллизации и происходит выделение тепла. После окончания кристаллиза­ции температура снижается до комнатной и материал пол­ностью охлаждается. Если создать условия для быстрого ох­лаждения полимера, при которых не успеем произойти кристал­лизация. материал, затвердев, останется в аморфном состоянии. При охлаждении аморфных полимеров аморфная структура сохраняется. Однако изменяется характер надмолекулярных об­разовании, т. е их размеры и строение

При повышении температуры формы прочность при растя­жении. статическом изгибе, сжатии, а также ударная вязкость большинства термопластов Возрастают; несколько иначе изме­няются свойства полиэтилена — его ударная вязкость снижи

Полкэгилин

Для обеспечения высокой производительности процесса тем­пература формы должна быть значительно ниже, чем темпера­тура расплава, т. е. охлаждение расплава п его отверждение должно происходить быстро. В то же время эта разность тем­ператур не должна быть настолько велика, чтобы увеличились внутренние напряжения в изделии из-за неравномерности ох­лаждения расплава в различных участках изделия. Обычно этот перепад температур для разных пластмасс составляет 100-160 °С.

Значительное влияние на величину внутренних напряжении оказывает также конструкция изделия. Так. изделие с разной толщиной стенок неравномерно охлаждается, что является при­чиной возникновения внутренних напряжений. Разные точки оформляющей поверхности формы должны иметь близкие тем­пературь;. Разность температур не должна превышать 5—6°С Значительное превышение разности температур приводит к не­одинаковой скорости охлаждения расплава, а это вызывает де­фекты на поверхности изделия.

В ряде случаев, когда высокие температуры литья вызыва­ют появление больших внутренних напряжений, рекомендуется применять подогрев формы. Температуру подогрева формы ус­танавливают экспериментально для каждого изделия. Ориенти­ровочные значения температур форм при охлаждении различ­ных материалов приведены ниже (в табл. 5.5).

Литьевую ферму при работе. машины обычно охлаждают во­дой или поддерживают заданную температуру формы с помо-

Пел |ви«ылхло;»и;*

щыо теплоносителя термостатической установки. Применение термостатических установок позволяет автоматически регули­ровать температуру формы и количество охлаждающей жил кости.