Как выбрать термопластавтомат

Пошаговый метод выбора

Термопластавтомат лучше всего выбирать, отталкиваясь от изделия и пресс-формы, а не от цифры тоннажа. Каждый шаг ниже сужает круг подходящих машин, а окончательный выбор — самая компактная машина, которая выполняет все требования с разумным запасом.

Сначала соберите данные: чертёж или 3D-модель изделия, марку материала, массу изделия, толщину стенки, длину течения, число гнёзд, тип литниковой системы, габариты и массу пресс-формы, целевое время цикла и годовой объём выпуска. С этими цифрами каждый шаг можно рассчитать, а не оценивать на глаз.

1. Рассчитайте усилие смыкания

Площадь проекции всех гнёзд и литников, умноженная на типичное давление в полости для данного материала и толщины стенки, плюс запас.

2. Проверьте объём впрыска

Общая масса впрыска должна составлять примерно 20–80 процентов объёма впрыска шнека.

3. Выберите узел впрыска

Диаметр шнека, отношение L/D и давление впрыска, соответствующие материалу и длине течения.

4. Проверьте посадку пресс-формы

Расстояние между колоннами, размер плит, диапазон высоты пресс-формы, ход раскрытия и выталкиватель.

5. Проверьте скорость и давление

Тонкостенным изделиям и изделиям с длинным течением нужны высокая скорость и давление впрыска.

6. Проверьте производительность пластикации

Шнек должен расплавить следующую дозу за доступное время охлаждения.

7. Выберите тип привода и опции

Сервогидравлическая, двухплитная или специализированная серия; гидравлические знаки, запорные сопла, интерфейс робота.

8. Спланируйте автоматизацию и инженерные сети

Робот, IML, сушилка, чиллер, термостатирование пресс-формы, электропитание и вода.

Расчёт усилия смыкания на примере

Усилие смыкания должно превышать силу, с которой расплав давит на пресс-форму при заполнении и уплотнении. Стандартная оценка: усилие смыкания = общая площадь проекции x среднее давление в полости x коэффициент запаса. Площадь проекции — это площадь изделия, видимая в направлении раскрытия пресс-формы, для каждого гнезда плюс холодноканальные литники в плоскости разъёма. Отверстия внутри контура изделия вычитаются, только если они полностью перекрыты сталью.

Пример: корпус электроники из ABS с габаритом 150 x 100 мм, отливается в двухгнёздной пресс-форме с холодноканальной литниковой системой. Площадь проекции на гнездо 15 x 10 = 150 см2, на два гнезда — 300 см2. Литник добавляет около 20 см2, итого 320 см2. При стенке 2 мм и умеренной длине течения типичное давление в полости для ABS около 300 кгс/см2. Усилие = 320 x 300 = 96 000 кгс, то есть 96 тс, или около 940 кН. С запасом 15 процентов получается примерно 1 080 кН, поэтому исходная точка — машина около 1 100–1 300 кН с последующей проверкой посадки пресс-формы.

Пример с тонкой стенкой показывает, как сильно давление меняет результат. Четырёхгнёздная крышка из PP диаметром 120 мм имеет площадь проекции около 113 см2 на гнездо, или 452 см2 всего. При стенке 0,6 мм типично давление в полости около 500 кгс/см2, что даёт 226 тс, или около 2 220 кН без запаса. Та же крышка со стенкой 1,5 мм потребовала бы намного меньше. Калькулятор усилия смыкания HWAMDA использует тот же метод.

1 кгс/см2 примерно равен 1 бар; 1 тс — около 9,81 кН. Значения для конкретных марок уточняйте у поставщика материала.

Объём впрыска и использование шнека

Доза впрыска — это весь расплав, впрыскиваемый за цикл: все изделия плюс холодноканальный литник. Если доза использует слишком малую часть шнека, расплав остаётся в цилиндре на много циклов, растёт время пребывания и риск деструкции, а ходом впрыска трудно управлять. Если доза использует слишком большую часть, не остаётся подушки и ухудшается гомогенность расплава.

Общее правило — использовать от 20 до 80 процентов максимального объёма впрыска шнека, а для термочувствительных материалов комфортный диапазон — 30–65 процентов. Объём впрыска машины обычно указывают в граммах по PS. Для других материалов умножьте на отношение плотностей расплава: PP и PE дают примерно 0,85–0,9 от значения по PS, а PC, PET и PVC — примерно столько же или немного больше.

В примере с ABS два изделия по 45 г плюс литник 8 г дают дозу 98 г. Чтобы остаться в пределах 20–80 процентов, объём шнека должен быть примерно от 123 г до 490 г, а узел на 150–250 г обеспечит хорошее управление. Калькулятор объёма впрыска на этом сайте сам пересчитает объём, плотность и диаметр шнека.

Диаметр шнека, отношение L/D и варианты узла впрыска

В пределах одного узла впрыска шнек меньшего диаметра даёт более высокое давление впрыска и более точное дозирование, а шнек большего диаметра — больший объём впрыска и производительность пластикации, но меньшее максимальное давление. Поэтому многие машины, включая серию M8SII, предлагают несколько вариантов узла впрыска (A, B, C, D) на одном узле смыкания: шнек подбирается под изделие без перехода на более крупную машину.

Отношение L/D — это длина рабочей (нарезной) части шнека, делённая на его диаметр. Шнеки общего назначения обычно имеют около 20:1–22:1. Для материалов, требующих тщательного плавления и смешения, таких как PET, применяют более длинные шнеки; машины HWAMDA для преформ PET используют шнек для PET 25:1. Жёсткому PVC нужны шнек с низкой степенью сжатия и коррозионностойкий цилиндр, чтобы ограничить сдвиговый нагрев, поэтому машины для фитингов из PVC оснащаются специальным пластикационным узлом.

Посадка пресс-формы: колонны, плиты, высота пресс-формы, ход раскрытия и выталкиватель

Машина с достаточным усилием смыкания всё равно может не подойти, если в неё не встаёт пресс-форма. Прежде чем подтверждать модель, сверьте чертёж пресс-формы с этими размерами. Если пресс-форма ещё не спроектирована, используйте их в техническом задании для изготовителя пресс-формы.

Расстояние между колоннами

Ширина или высота пресс-формы должна проходить между колоннами с зазором для установки. Пресс-формам шире этого расстояния нужна машина больше или вариант с увеличенным расстоянием между колоннами.

Размер плит

Основание пресс-формы должно опираться на плиту большей частью площади, чтобы плита не прогибалась под усилием смыкания.

Диапазон высоты пресс-формы

Высота пресс-формы в сомкнутом состоянии должна находиться между минимальной и максимальной высотой пресс-формы машины.

Ход раскрытия

Для двухплитной пресс-формы заложите не менее двукратной глубины изделия плюс зазор на литник и съём; трёхплитным и этажным пресс-формам нужно больше.

Ход и усилие выталкивателя

Выталкиватель должен полностью снять изделие с пуансона; глубоким контейнерам и ведрам нужны длинный ход или пневмосъём.

Масса пресс-формы

Убедитесь, что подвижная плита выдерживает половину пресс-формы, а ваш кран способен её поднять.

Скорость впрыска, давление и производительность пластикации

Тонкостенные изделия быстро застывают, поэтому их нужно заполнять быстро. Ориентир: когда отношение длины течения к толщине стенки превышает примерно 150:1 или толщина стенки опускается ниже примерно 0,7 мм, стандартные узлы впрыска с трудом справляются. Тонкостенные пищевые контейнеры и стаканы обычно заполняются за 0,1–0,3 секунды и требуют высокой скорости и давления впрыска, а также быстродействующих клапанов или гидроаккумуляторов. Именно для этого предназначена высокоскоростная серия SP6 для тонкостенных изделий.

Производительность пластикации должна успевать за циклом. Шнек набирает следующую дозу во время охлаждения, поэтому требуемая производительность — масса дозы, делённая на доступное время набора. В примере с ABS доза 98 г каждые 30 секунд требует около 12 кг/ч, что несложно. Четырёхгнёздный тонкостенный контейнер с дозой 40 г и циклом 5 секунд требует около 29 кг/ч, причём на набор дозы остаётся всего около 3 секунд, поэтому шнек должен успеть подготовить расплав в этом временном окне.

Тип привода, автоматизация и инженерные сети

Сервогидравлические машины подходят для большинства задач общего назначения, упаковки и технических изделий, так как сочетают усилие гидравлики с меньшим энергопотреблением. Двухплитные машины подходят для крупных пресс-форм, где важны длина машины и раскрытие пресс-формы. Для двухцветных или двухкомпонентных изделий нужны многокомпонентные машины с двумя или тремя узлами впрыска.

Планируйте всю ячейку одновременно. Подтвердите робот или автоматизацию IML, производительность сушилки для гигроскопичных материалов, типоразмер чиллера и термостата пресс-формы, электропитание и сжатый воздух. Эти позиции влияют на опции машины, такие как интерфейс робота, пневмоклапаны и зоны горячеканальной системы.

Чек-лист выбора машины

Соответствие типов продукции сериям машин HWAMDA