Литье под давлением: технологии и этапы производства пластиковых деталей
Производство пластиковых деталей литьем под давлением: общая характеристика
Литье под давлением — технологический процесс изготовления пластиковых изделий путем впрыска расплава полимера в форму, где он затвердевает и принимает заданную геометрию. Этот метод применяется для серийного и мелкосерийного производства деталей разной сложности; подробное описание технологии литья под давлением доступно по адресу https://vpmat.ru/articles/plastikdetali.html.
Производство на заказ предполагает адаптацию всех этапов — от разработки конструкции до контроля качества — под требования заказчика, при этом сохраняется повторяемость и минимизация отклонений в размерах и свойствах изделия.
Этапы технологического процесса
Процесс включает несколько взаимосвязанных этапов, каждый из которых влияет на итоговое качество детали:
- Анализ требований и выбор материала: определяется назначение детали, требования к прочности, жаростойкости, химической стойкости и эстетическим характеристикам.
- Проектирование детали и расчет литниковой системы: выполняются чертежи, 3D‑модели, моделирование заполнения формы и расчет технологических допусков.
- Изготовление оснастки (формы): производится изготовление форм из стали или алюминия с учетом термической усадки материала и требований к сроку службы формы.
- Пробное литье и отладка процесса: на этой стадии корректируются параметры впрыска, температуры зон, времени охлаждения и отпуска.
- Серийное производство и контроль качества: осуществляется при установившихся параметрах процесса с применением систем контроля размеров и выявления дефектов.
Материалы и их свойства
Выбор полимера зависит от функциональных требований к детали. Часто применяются термопласты, обладающие следующими характеристиками:
- Полипропилен (PP): хорошая химическая стойкость и ударопрочность, низкая плотность.
- Полистирол (PS) и сополимеры (ABS): пригодны для деталей с высокой точностью размеров и хорошей поверхностью.
- Полиэтилен (PE): гибкость и стойкость к расслоению, применяется в изделиях с требованием к ударному воздействию.
- Полиамиды (PA): повышенная термостойкость и механическая прочность, используются в узлах, подвергаемых нагрузкам.
Каждый материал имеет свои температурные режимы течения и усадки, что учитывается при проектировании формы и настройке оборудования.
Проектирование деталей и оснастки
На этапе проектирования учитываются технологические ограничения метода — направления съема, возможные поднутрения, толщина стенки и требования к радиусам. Используются методы CAE‑моделирования для предсказания поведения расплава в полости формы и определения точек впрыска и расположения выпусков воздуха.
Требования к деталям
- Равномерная толщина стенки для уменьшения усадки и напряжений.
- Рациональное расположение ребер жесткости с учетом распределения давления.
- Минимизация острых углов и резких переходов для улучшения заполнения и уменьшения концентрации напряжений.
Контроль качества и испытания
Контроль охватывает входной контроль сырья, промежуточный контроль параметров процесса и выходной контроль готовых изделий. Применяются методы измерения размеров, контроль визуальных дефектов, механические испытания и, при необходимости, лабораторные тесты на стойкость к температуре и химическим воздействиям.
| Тип проверки | Цель | Метод |
|---|---|---|
| Геометрический контроль | Соответствие допускам | Калибры, координатно‑измерительная машина |
| Механические испытания | Проверка прочности и ударостойкости | Растяжение, изгиб, ударные тесты |
| Визуальный осмотр | Выявление дефектов поверхности | Осмотр, микроскопия |
Экономика и сроки производства
Выбор между стальными и алюминиевыми формами определяется планируемым тиражом и требованием к стойкости оснастки: стальные формы рассчитаны на большие серии, алюминиевые — на малые и средние тиражи с меньшими затратами на изготовление. Сроки запуска партии зависят от сложности формы, наличия оборудования и необходимости отладки параметров.
Особенности серийного и мелкосерийного производства
Мелкосерийное производство часто использует более гибкие решения в оснастке и ускоренные процессы проектирования, тогда как серийное производство ориентировано на оптимизацию себестоимости и длительный срок службы форм. В обоих случаях важна документированная процедура контроля параметров и стабильный режим впрыска для обеспечения повторяемости изделий.
Заключение
Литье под давлением остается распространенной технологией для изготовления пластиковых деталей на заказ благодаря высокой скорости производства и возможности получения сложных форм. Качественный результат достигается при комплексном подходе: корректном выборе материала, точном проектировании формы, адекватной подготовке оснастки и последовательном контроле параметров на всех этапах.
