Литье пластмасс

Пластмасса – один из самых популярных и востребованных материалов на рынке. Впервые пластик был создан в конце 19-го века, когда химики из Европы и США проводили эксперименты в этой области, используя в качестве сырья различные химические соединения и резину.

Основоположником распространения пластмассы можно назвать Джона У. Хаятта, который в 1865 году запатентовал материал, который назвал целлулоидом. Этот продукт был получен путём объединения камфоры с нитратом целлюлозы. Целлулоид сразу нашёл своё применение. В частности, материал использовался для имитации слоновой кости и из него делали бильярдные шары. Помимо этого, на основе целлулоида выпускалась фото и киноплёнка.

Формовочный материал появился много позже. Это был бакелит, созданный изобретателем Лео Хендриком Бакеландом в 1907 году. Бакелит был достаточно прочным материалом, поэтому использовался для универсального применения. В частности, он быстро стал незаменимым при производстве военной, промышленной и бытовой продукции.

Вообще, 20 век оказался богат на подобные изобретения. В период с 1891 по 1938 гг., в мире появились:

• Вискоза;
• Целлофан;
• Нейлон;
• Поливинилхлорид;
• Тефлон;
• Полиэтилен.

Однако все эти изобретения носили бессистемный характер, и появились лишь благодаря отдельным энтузиастам-химикам. Начиная с 50-х годов прошлого века, пластмассовое производство стало самостоятельной промышленной отраслью. Несмотря на солидный возраст, в этой сфере продолжает наблюдаться активный рост и развитие, что позволяет получать инновационные технологические решения. Даже в настоящее время здесь происходят крупные открытия и технические прорывы. При этом всю пластмассу можно условно разделить всего на два основных вида: термопластичную и термореактивную.

Как происходит процесс литья

Промышленный процесс литья пластмассовых изделий появился в 1946 году. После войны создался устойчивый спрос на недорогую продукцию массового потребления. Раньше большинство таких изделий выплавлялись из металла, однако, после войны наблюдалась острая нехватка такого сырья. Нишу заполнила пластиковая продукция. Примечательно, но появившиеся в 46 году технологии отливки пластиковых изделий практически не изменились вплоть до настоящего времени.

Революцию в мире пластмассового литья совершил Джеймс Хендри. Он изобрёл шнеково-винтовую машину, обеспечивающую процесс литья пластиков под давлением. Аналогичный принцип используется в 95% современного оборудования. В частности, сейчас на производствах также используются шнеки, которые обеспечивают подачу сырья, равномерное перемешивание и эффективный обогрев расплавленной массы.

Серийное изготовление пластиковых изделий обычно выполняется под давлением. Однако такая технология литья не исключает появление брака. Самыми распространёнными дефектами, полученными в результате этого процесса, считаются:

• Недолив. Это недостаточное заполнение литиевой формы расплавленной массой. Это обусловлено недостаточной текучестью расплава в следствии несоблюдения температурного режима. Кроме того, дефект может проявиться в результате загрязнения литниковых каналов.
• Стыковочные швы. Обычно возникают в результате неудачной конструкции самой формы либо снижения температуры в процессе литья. Не предусмотренные проектом изделия швы снижают механическую прочность.
• Перелив. Образуется на участках смыкания формы. Основная причина: некорректное функционирование дозатора.
• Наличие пустот и вздутий в готовом изделии. Дефект возникает в результате некачественного охлаждения или высокого содержания в сырье летучих компонентов.
• Присутствие усадочных раковин. Причин такого явления несколько: перегрев пластмассы, слабая вентиляция, неравномерный прогрев формы.
• Коробление. Это результат внутренних напряжений материала, возникающих в результате неравномерного температурного воздействия.
• Трещины. Проявляются в результате прилипания расплава к форме или остаточных напряжений материала.
• Морозные узоры. Такое явление появляется в трёх случаях: плохая вентиляция, попадание влаги внутрь формы, несоблюдение технологии сушки изделия.
• Неоднородность окрашивания. Обычно это вызвано расслоением красящего пигмента в результате избыточного нагрева сырья.
• Расслоение структуры. Дефект вызван избыточным содержанием влаги в самом сырье или использованием несовместимых литников.
• Несоответствие линейным размерам. Это результат непродуманной конструкции литиевой формы или значительной усадки.

Снизить процент брака позволяет неукоснительное соблюдение технологических процессов литья, использование исправных форм и контроль качества на всех этапах производства.