При виборі процесу лиття виробів із пластмас під тиском, інженери-конструктори мають можливість вибрати між трьома різними варіантами. Кожен з трьох основних методів - гідравлічний, електричний і гібридний – наділені унікальними перевагами і недоліками. Щоб зробити правильний вибір для вашого проекту, важливо мати повне уявлення про те, як ці методи відрізняються один від одного і яким чином вони можуть бути корисними саме вашому підприємству.
Гідравлічні системи лиття виробів з пластмаси під тиском
Гідравлічні машини для лиття деталей із пластмас під тиском вперше з’явилися в кінці 1930-х років. Їх використання домінувало на ринку виготовлення виробів із пластмас до початку 80-х, коли почалося введення в експлуатацію електростанків. Незважаючи на конкуренцію, гідравлічні станки все ще можуть стати найкращим варіантом для роботи в залежності від ваших конкретних потреб, витрат на електроенергію та особистих уподобань компанії.
Ці типи машин використовують гідравлічні циліндри для затискання двох половин прес-форми під високим тиском. Пластикові гранули розплавляються, і рідина вводиться в порожнину форми. Як тільки пластик охолоджується і гартується, половинки форми розходяться, пластмасова деталь відділяється і процес повторюється.
Щоб запобігти передчасному відкриванню прес-форми під тиском вприску матеріалу, та уникнути протікання матеріалу навколо деталей, необхідно, щоб частини форми стискалися так, щоб прес-форма залишалася щільно закритою під час вприску матеріалу. Для отримання виробів з тонкими стінками і глибоким різьбленням необхідно приблизно 3-4 тонни сили стискання на квадратний дюйм (приблизно на 6 квадратних см). Для виробів з товстими стінками і неглибоким різьбленням потрібно близько 2 тонн зусилля затиску на квадратний дюйм.
Сьогодні гідравлічні машини для лиття виробів з пластмас під тиском здатні контролювати сили затиску до 8 000 тон і можуть створювати деталі вагою більше 22 кг. Гідравлічне лиття є популярним вибором для підприємств автомобільної промисловості, що вимагає виробництва великих важких деталей, таких як бампери.
Переваги
Гідравлічне лиття форм є кращим варіантом для застосування виштовхувачів сердечників, виштовхувачів і затворок клапанів, а також товстостінних деталей, виготовлення яких вимагає тривалого часу затримки. Деякі з переваг використання гідравлічних машин в порівнянні з повністю електричними машинами включають:
- Більше зусилля затиску для великих деталей
- Кращу швидкість вприску
- Високу стійкість до зношення/амортизації
- Більший об’єм вприску (подачі матеріалу)
- Кращу здатність до виштовхування деталі з форми
- Комплектація обладнання доступна також з газовими акумуляторами, щоб компенсувати повільні рухи затиску/фіксатора
- Відносно низьку ціну покупки
- Низьку вартість і високу доступність запасних частин, що призводить до зниження витрат на технічне обслуговування
- Простіший контроль у високоточних проектах
- На ринку є багато обладнання для лиття деталей під тиском саме цим методом.
Недоліки
За рахунок високої виробничої потужності гідравлічні станки споживають досить велику кількість енергії навіть працюючи в «холосту». Тоді коли, типовий електричний станок може споживати близько 2,55 кВт-год під час процесу лиття під тиском, гідравлічні станки споживають до 5,12 кВт-год. Їх використання вимагає більш високих температур для лиття деталей і більше часу для охолодження. Водночас такі станки не є ідеальними для чистих приміщень через ризик витоку рідини.
Гідравлічні станки для лиття деталей під тиском також більш шумні і менш точні, ніж електричні преси. Однак, оскільки зусилля затиску збільшується і системи управління поліпшуються, точність гідравлічних машин також поліпшується.
Лиття деталей з пластмас під тиском на електричних станках
Вперше електричні станки для лиття виробів з пластмас під тиском були представлені в 1984 році в Японії. Повністю електричні машини для лиття виробів з пластмас під тиском є відносно новими для ринку, але після їх впровадження більше половини всіх машин для лиття виробів з пластмас, що продаються в Сполучених Штатах і в світі складає саме таке обладнання.
Таке обладнання працює від високошвидкісних сервомоторів з цифровим керуванням, а не від гідравліки, що забезпечує швидшу, повторювану, більш точну і енергоефективну роботу. Експлуатація електричних машин є дуже зрозумілою, тому після досягнення бажаного рівня введення матеріалу, процес можна повторювати багаторазово і послідовно, отримуючи якісні деталі. Коли завдання запрограмоване в системі, обладнання може працювати практично без нагляду співробітників, що знижує трудовитрати і підвищує прибуток.
Переваги
Завдяки своїм властивостям застосування електрообладнання для лиття деталей з пластмас під тиском не дозволяє матеріалу протікати (що часто трапляється в гідравлічних станках). Завдяки своїй високій точності цей процес також ідеальний для невеликих і середніх деталей, а також виробів медичного призначення, таких як чашки Петрі і шприців.
Інші переваги:
- Висока точність виробів, повторюваність процесу, мінімальні відходи від виробництва
- Дуже чистий процес, в ході якого немає місця витіканню матеріалу
- Більш низькі простої, які часто виникають при використанні машин з гідравлікою
- Економія енергії від 30% до 70%
- Безшумна робота; зменшений шум двигуна нижче 70 дБ
- Більш висока швидкість вприскування до 800 мм/с і швидший рух фіксатора
- Більш короткий час запуску і на 20% швидший час роботи
- Більш низька питома вартість з меншою кількістю відходів
- Не потребує витратних матеріалів, таких як мастило, яке необхідно замінювати або очищати
- Нижчі вимоги до потужності дозволяє знизити експлуатаційні витрати.
Недоліки
Хоча електричні машини швидші, чистіші і більш енергоефективніші, вони не досягають такої сили затиску, яку створюють гідравлічні машини, а також мають більш високу початкову вартість. Вони є затискними машинами, які приводяться в дію кульковими гвинтами, обидва з яких зношуються, а їх заміна може дорого коштувати. І, не дивлячись на високу точність лиття, висока точність позиціонування в електричних машинах може зробити їх менш стійкими у порівнянні з гідравлічними пресами.
Гібридне лиття пластмас під тиском
Поєднуючи кращі з двох вищеописаних методів (лиття в гібридних машинах поєднує в собі чудову силу затиску гідравлічних машин з точністю, повторюваністю, економією енергії і зменшеним шумом електричних машин) дозволяє підвищити продуктивність випуску як деталей з тонкими, так і деталей з товстими стінками. В останні роки ці машини стають все більш популярними завдяки своїй ефективності і простоті використання.
Майже 66% енергії в гідравлічному пресі йде на відновлення різьби. Таким чином, в той час як гібридні преси є більш дорогими, їх електрифікована обертання гвинта може призвести до значної економії. Гібридні машини мають таку ж потужність, як і гідравлічні машини, з практично однаковою енергоефективністю, яка є в повністю електричному обладнанні.
Переваги
Гібридне лиття під тиском пластмас - це енергоефективний і довготривалий процес без особливих вимог, що призводить до більш швидкої віддачі від інвестицій .
Деякі з його конкретних переваг включають:
- Можливість постійного регулювання/коригування за рахунок насосної системи підсилювача
- Різноманітність дизайну продукту
- Як правило, використовується дві системи затиску для перемикання
- Середня початкова вартість з хорошою довгостроковою економією
- Закритий цикл з більш швидким часом віддачі
- Більш низька температура процесу потребує меншого охолодження і забезпечує більш тривалий час експлуатації мастила і машини
- Швидка рентабельності інвестицій завдяки описаній ефективності
Недоліки
Оскільки всі гібриди відрізняються один від одного, можуть виникнути складності в підборі прес-форм для відповідного вибору, а також складності в забезпеченні надійної заміни машин для певних режимів використання. Крім того, технічне обслуговування гібридної машини вимагає відповідної підготовки співробітників - знання щодо особливостей як гідравлічних, так і електричних пресів.
Підсумовуючи, зазначимо, що немає однієї правильної відповіді на питання, який із вищезазначених методів лиття виробів із пластмас під тиском найкраще підходить вашій компанії. Для окремих виробів/завдань всі три методи однаково хороші. Але навіть в таких випадках доречно розуміти відмінності всіх трьох підходів і зіставляти доцільність їх застосування відповідно до завдань, які ви перед собою ставите.
Маючи багаторічний досвід роботи на ринку виготовлення виробів із пластмас в Україні, співробітники компанії КВОТА завжди готові надати професійні консультації з приводу виготовлення прес-форм для лиття пластмасових виробів, а також надати свої послуги з проектування та виготовлення прес-форм, підбору стандартизованих комплектуючих фірми FCPK Bytow, гарячеканальних систем та інших елементів для комплектації прес-форми, виконання електроерозійних робіт тощо.
За будь-яких питаннях звертайтеся за номером + 38-096-22-99-290 (Viber) або по e-mail: kvotatr@gmail.com
Джерело: The Rodon Group
