Литье реактопластов под давлением

Этот способ переработки реактопластов заключается в переведении материала в вязкопластичное (вязкотекучее) состояние под действием тепла материального цилиндра, с последующим передавливанием расплава в форму, при повышенной температуре происходит сшивка олигомеров и изделие затвердевает. Метод технически схож с литьем термопластов, однако имеет ряд существенных отличий которые будут рассмотрены ниже.

Первые модели машин для литья реактопластов имели вид материального цилиндра с помещенным в него поршнем – это машины плунжерного типа. Такие цилиндры могли располагаться вертикально или горизонтально на крепежных рамах, в торце через специальную соединительную муфту присоединялась литьевая форма. В настоящее время машины плунжерного типа значительно усовершенствованы вплоть до оснащения ЧПУ и производятся известными европейскими производителями. Данный тип оборудования незаменим для изготовления мелкосерийных партий изделий.
Реактопластавтоматы – машины с червячной пластикацией. В них термореактивный материал пластицируется, и червяком постепенно перемещается в цилиндре по направлению к форме накапливаясь перед шнеком. По окончанию пластикации под действием давления червяк выдавливает материал из цилиндра в нагретую до температуры отверждения форму.

Второй способ переработки реактопластов на реактопластавтоматах – это вместе с пластикацией материала сразу же продавливается через впускные каналы в форму за счет вращательного движения червяка, когда степень заполнения достигнет 2/3 объема формы, происходит впрыск недостающей части расплавленной массы, но уже при поступательном вращении червяка.
Процесс литья под давлением реактопластов можно осуществить на специально оборудованном экструдере. Требования, предъявляемые к нему:
геометрия шнека должна позволить создание больших давлений «альфа» (прямого) потока , в то время как поток утечки «гамма» должен сводиться к нулю внутри материального цилиндра. Дозировка в данном методе определяется частотой вращения червячного винта. Недостатком метода является создание относительно низкого давления подачи материала в форму (до 30 МПа).

Для переработки реактопластов применяются литьевые машины с безкомпрессионными, а иногда и декомпрессиоными червячными винтами со степенью сжатия (0,75-1,0). Цилиндр как правило разбит на 3 зоны: зона загрузка, пластикации, гомогенизации.

Рис. 1 Принципиальная схема реактопластавтомата
1 – бункер; 2 – привод; 3 – гидроцилиндр впрыска; 4 – поршень гидроцилиндра; 5 – корпус; 6 – червяк; 7 – пластикационый цилиндр; 8 – неподвижная плита; 9 – подвижная плита; 10 – поршень гидроцилиндра механизма смыкания формы; 12 – полуформы.

Температура по зонам цилиндра:

зона загрузки 50-60С
зона плавления 70-80С
зона выравнивания 80-100С

Температура литьевой формы регламентируется температурой отверждения связующего: 150-190С

Особенностью процесса литья является скачок температуры при переходе материала из цилиндра в форму, это связано с трением материала во впускном канале и давлением подпора. Поэтому материал разогретый к примеру до 100С сразу после впрыска может иметь температуру 120С и более. Все это необходимо учитывать при подборе технологических параметров переработки. Независимо от степени универсальности (специальные или переоборудованные) литьевые машины для переработки реактопластов должны обеспечивать повышенный крутящий момент на червяке и давление литья из-за большой вязкости расплава, широкий диапазон регулирования окружной скорости вращения червяка для подбора оптимальных параметров переработки, высокую скорость впрыска. Давление, как правило, порядка 130-200Мпа.
Из-за возможности преждевременной сшивки материала терморегулированию на реактопластавтоматах уделяют большое внимание. Для этого используются самые современные и надежные термопреобразователи с использованием дополнительных систем сигнализации контроля и управления. Для предотвращения перегрева материала производят термостатирование червяка, благодаря этому поддерживается термическое равновесие процесса и сокращается время пластикации полимера.
Гидравлические системы и управление литьевыми машинами для переработки реактопластов намного сложнее, чем для термопластов. Это связано в первых с повышенным давлением впрыска, во вторых с вращательно и возвратно поступательным движением червяка.
Обычная система пластикации не позволяет обеспечивать равномерное распределение температуры в пластицируемой массе, на место впрыска приходится скачок температуры. На современных машинах используется программирование давления по длине хода червяка, что обеспечивает равномерную температуру по зонам цилиндра.

Литье под давлением реактопластов имеет ряд существеных преимуществ: короткий цикл формования изделий; высокое качество изделий; возможнотсь полностью автоматизировать процес

Недостатком является достаточно высокая стоимость реактопластавтоматов. Она превышает стоимость прессов в несколько раз. Поэтому даный вид переработки реактопластов экономически рентабельный только при массовом производстве.