Способ формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к изготовлению деталей литьем под давлением в формы под давлением. Целью изобретения - повышение качества изделий. Для этого при осуществлении способа формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением в форму расплав термопластичного вещества льется под давлением в термостатированную форму, нагретую выше температуры перехода аморфного полимерного вещества в стекловидное состояние или выше температуры плавления полимерных веществ. Форма термостатируется термостатирующим веществом, которое подается в пространство, окружающее формовочное пространство. Формовочная поверхность перед литьем под давлением нагревается термостатирующим веществом и после наполнения формы охлаждается. Устройство для осуществления этого способа образовано преимущественно формой, формовочное пространство которой окружено формовочными стенками, образованными преимущественно теплопроводными фольгами, около которых образовано термостатирующее пространство, присоединенное к источнику термостатирующей жидкости. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) В 29 С 43/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (89) CS 245377/CS/Pv 9136-83/06.07.83 (21) 7773882/23-05 (22) 17,С6.86 (46) 23. 10.89. Ьюл. y 39 (71) Супрафон, о.п. Прага (CS) (72) Вашичек Алоис, Неугэусен Емил, Валента Сватоплук и Крал ЯН (CS) (53) 678.057.745 (088.8) (54) СПССО6 ФОРМОВКИ ПРЕДМЕТСВ ПУТЕМ

ЛИТЬЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЬХ ВЕЦЕСТВ ПОД

ДАВЛЕНИЕМ И УСТРОЙСТВС ДЛЯ ЕГС ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к изготовлению деталей литьем под давлением в формы под давлением. Целью изобретения - повышение качества изделий.

Для этого при осуществлении способа формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением в форму расплав термопластичного вещества льется под давлением в термостаИзобретение относится к способу изготовления предметов путем литья термопластичных веществ в формы под давлением, а также устройству для осуществления этого способа.

Применяемые в настоящее время способы изготовления предметов литьем термопластичных веществ в формы под давлением осуществляются так, что термопластичное полимерное вещество, поставляемое в большинстве случаев в виде гранул, в блоке пластификации машин для литья под давлением сначала переводится в расплав, который потом через литьевой блок поступает в форму, в которой термопластичное

„„SU„„1516366 А 1 тированную форму, нагретую выше температуры перехода аморфного полимерного вещества в стекловидное состояние или выше температуры плавления полимерных веществ, Форма термостатируется термостатирующим веществом, которое подается в пространство, окружающее формовочное пространэтво. формовочная поверхность перед литьем под давлением нагревается термостатирующим веществом и после наполнения формы охлаждается. Устройство для осуществления этого способа образовано преимущественно формой, формовочное пространство которой окружено формовочными стенками>, образованными а преимущсственно теплопроводными фоль" гами, около которых образовано термостатирующее пространство, присоединенное к источнику термостатирующей С жидкости. 2 с, и 3 и. ф-лы, 2 ил. вещество после охлаждения приобретает

1ваеь окончательную форму иэгота вливаемого изделия с окончательными свойствами, (Авторское свидетельство ЧССР

И 217326, wa, В 29 F 1/022, 1980), Однако расплав поступает в форму, температура которой значительно ниже температуры перехода аморфных полимер ных веществ в стекловидное состояние или температуры плавления полукристаллических полимерных веществ, в реэуль-тате чего полимерные вещества после входа в форму охлаждаются и их текучесть снижается. Поэтому необходимо заполнять форму расплавом с высокой температурой с большой ско1516366 ростью и под большим давлением, чтобы было обеспечено полное заполнение всего внутреннего пространства формы массой с достаточной текучестью. Воэ5 можности нагревания термопластичных веществ до высокой температуры ограничены термостойкостью используемого полимерного вещества, а скорость заполнения лимитирована конструкцией литьевого блока, которая может вызывать на поршне литьевого блока лишь определенную силу, а также свойствами полимерного расплава, который при . прохождении через форсунку под влиянием высокой температуры и трения подвергается механической деградации.

Для подавления этих негативных факторов при изготовлении сложных по конфигурации предметов формы термостати- 0 руются до температуры на несколько градусов низшей, чем температура перехода аморфного полимерного вещества в стекловидную форму или температура плавления полукристаллических поли- 25 мерных веществ. В результате этого улучшаются реологические свойства расплава, но удлиняется время бхлаждения содержимого формы, так как должна охлаждаться и часть формы, тем 30 самым в значительной степени снижается продуктивность производства.

Регулирование температуры формы в ходе производственного процесса при известных способах не производит- З5 ся, это невозможно осуществлять по той причине, что металлические формы имеют большую массу и их термостатирование весьма требовательно в энергетическом и временном отношении 40 (Авторское свидетельство ЧССР

К 232538, кл. В 29 F 1/08, 16,01,85),.

Следующим недостатком известных способов изготовления предметов путем литья термопластичных веществ под 4 давлением является то, что во время воздействия добавочного давления, когда в остывающем расплаве происходят объемные сжатия, при добавлении содержимого формы движение вяэкоэластичной массы оказывает влияние на состояние литьевого иэделия с точки зрения неравномерности ориентации и внутреннего напряжения материала,что является главной причиной снижения качества иэделия, Полное исключение этих неблагоприятных явлений в кзве- i стных и используемыХ в настоящее время производственных процессах практически невозможно и эти неблагоприятные явления прежде всего тесно связаны с конструкцией формы и с распределением температуры в форме, Недостатки известных производственных процессов устранены в способе

Формовке предметов путем литья термопластичных веществ под давлением, при котором термопластичное вещество сначала переводится в расплав, который потом разливается в формы под давлением, расплав термопластичного вещества разливается в форму под давлением, формовочное пространство которой нагрето перед началом разлива под давлением и/или в процессе разлива под давлением термопластичного вещества термостатирующим веществом, декствующим на стенки формовочного пространства, выше температуры перехода аморфных полимерных веществ в стекловидное состояние или выше температуры плавления полукристаллических полимерных веществ, причем в процессе литья термопластичного полимерного вещества под давлением температура термостатирующего вещества и его давление поддерживаются на необходимом значении и после заполнения формовочного пространства на это формовочное пространство оказывает воздействие охлаждающее вещество, Устрокство для осуществления предлагаемого способа образовано формок. формовочное пространство которой ограничено тонкостенными формовочными стенками, преимущественно теплопроводной фольгой, к которым со стороны, противоположной формовочному пространству, прилегает внешнее термостатирующее пространство для термостатируюи;его вещества, причем форма соединена с машиной для литья под давлением для подачи расплава и термостатирующего вещества и с механизмом управления подачи расплава и термостатирующего вещества, форма весьма легко, быстро и точно термостатируется до температуры, являющейся оптимальной для литья аморфных полимерных веществ или полукристаллических полимерных веществ под давлением, причем после заполнения формы расплавом по мере надобности можно осуществлять регулируемое, а также довольно быстрое охлаждение литьевого изделия . формовочное пространство ограничено довольно тонкой стенкой, 66 6 ((о(-о пространства 7 сниже(гисм температуры подаваемой термостатирующей жидкости регулируется охлаждение со. дерн<имого формовочного пространства

7. Длл того, чтобы тепло не проникало в корпус формы, термостатирующие пространсгва 6 и 8 отделены от металлических частей 5 и 9 корпуса формы теплоизоляционными слоями 3 и 4, причем теплоизоляцией 1О окружен также подводящий канал для литья термопласта под давлением.

Чтобы формовочная стенка 32 (33) при литье термопластичного вещества под давлением не могла деформироваться, в термостатирующих пространствах

6 ((8 поддерживаетсл изб,((o«((oe давле((ие термостатирующего лещ c TBB которое одинаково с давле(($(е((расплава при заполнении формовочного пространств, 7. Управление процессом охлажденил расплава можно осуществлять путем регулированил температуры термостатирующего вещ(ества. Если устройство не огнащено средствами для плавного регулирования температуры термостатирующего вещества, можно работать с двумл термостатирующими веществами с различными предельными температурами, а внутреннее пространство 6 и 8 необходимо разделить перегородками на несколько небольших камер. формовочные стенк(32 и 33 могут быть созданы из материалов с регулируемым электрическим сопротивлением и могут быть термостатированы подачей электрическогo тока на фольгу, образующ"о формовочные стенки, которые при г.рохождении тока нагреваются до требуемой температуры. Охлаждение в этом случае осуществляетсл также при помощи циркулирующей охлаждающей жидKO< T« .

Блок-схема устройства длл изготовле((ил прер((етов из термопласти (ных веществ изображена на фиг.2. Литье термопласт((«еского полимерного вещества под давлением в форму 13 осущгс глг;(еT<$ . машиной 11 длл л«тьл под дав$(ением, управляемой механизмом 12 управления, из которого поступают сое ответствующие управляющие сигналы 20.

Механизм 12 управления управляем логи«еским блоком 14, обрабатывающим ратно связанные информации о ходе роцессов, проходящих при литье под ,авлением, 11 связанным с механизмом

1 управления связью.

1(163 образованной, например, отформова((но(( фольгой или мембраной, которал не деформируется давлением разливаемогo расплава, так как с другой стороны

5 одновременно с таким же давлением подводится термостатирующал жидкость.

Следующим значительным преимуществом формы является ее несложное изготовление, потому что основная часть формы для целого ряда изготавливаемых изделий остается неизменной, изменяется только форма формовочной стенки, изготовление которой иэ-за ее небольшой толщины значительно проще, чем !5 изготовление до сих пор используемых форм.

На фиг.! изображена форма длл изготовления предметов путем литьл термопластов под давлением, поперечное 20 сечение; на фиг.2 — блок-схема машины для литья под давлением с механизмом управления.

Форма для изготовления предметов путем литья расплава термопластичного 25 полимерного вещества под давлением состоит из двух частей: верхней металлической 5 и нижней металлической 9, которые ограничивают внутреннее формовочное пространство 7 и образуют кор- 30 пус формы. Обе металлические части 5, 9 корпуса формы позволяют осуществлять закрепление формы в запорном блоке машины для литья под давлением и передачу сил, возникающих при изго- З5 товлении предметов, в запорный блок.

Формовочное пространство 7 ограни«ено внутренней формовочной 32 и внешней формовочной 33 стенками, имеющ (ми небольшую толщину, формовочные поверх-40 ности которых по своей форме соответствуют форме изготавливаемого предмета и образованы теплопроводной фольгой, мембраной или фасонной пгlастинкой и т.д. За формовочными стенками

32 и 33 со стороны, противог(оложной( формовочному пространству 7, расположено внутреннее термостатирующее пространство 6 и внешнее термостатирующее пространство 8, которое может О быть, разделено еще на неског(ько небольших камер; в эти термостатирующие пространства 6 и 8 через вход 1 подводится термостатирующая жидкость„ которая потом отводится через выход

2 и которая перед литьем под давле- оГ нием нагревает формовочные стены 32 п и 33 до требуемой формовочной темпе-, ратуры, а после заполнения формовоч1516366

В логический блок 14 подводит я как первый сигнал 21, характеризующий распределение температуры и давления массы в блоке пластификации

5 машины для литья под давлением 11, так и второй сигнал 22, специфицирующий давление расплава в форме 13, в которую поступает расплав через литьевой вход 25. Логический блок 14 10 на основе этих информаций с обратной связью регулирует давление термостатирующей среды так, что управляет с помощью третьего сигнала 23 регулирующим вентилем 19. Следующая обязанность 5 логического блока 14 состоит в регулировании режима термостатирования формы 13, которое осуществляется регулированием сервовентилей 17 при помощи четвертого сигнала 24. Термостатирование формы 13 осуществляется циркулированием термостатирующей среды при помощи насоса 18, причем теомостатирующая среда входит в Форму 13 через вход 1 и выходит из нее через выход 2. Термостатирующая среда после прохождения через регулирующий вентиль

19 поступает через проход 30 к сервовентилям 17, функцией которых является регулировка режима термостатирования формы 13. Если жидкость отбирается из емкости 15 охладителя, подключаются вход 26 и выход 27. При термостатировании формы 13 жидкостью из емкости 16 теплоносителя подключаются 35 третий вход 28 и третий выход 29.

При использовании формы 13 для литья термопластичных веществ под давлением нет необходимости в нагревании пластмассы до такой высокой тем- 40 пературы, как это имеет место в классических производственных процессах, когда, например, при изготовлении литьевого изделия из полипропилена в металлической форме весом 100 кг, 45 термостатирЬванной на 80 С, необходимо нагревать расплав на 200 С, в предлагаемом способе достаточна температура расплава 160 С. При охлажде нии формовочных стенок 32 и 33 Формы

13 охлаждающей жидкостью с температурой 20 С иэделие охлаждается приблизительно в два раза быстрее по сравнению с временем, эа которое можно получить такое же иэделие из полипро- у пилена классической технологией в одинаковых условиях. 1(ачество изделий с точки зрения внутреннего напряжения материала при изготовлении предметов предлагаемым способом B несколько раэ лучше, чем у предмгтон, изготовленных известными производственными процессами.

Формула изобретения

1. Способ формовки предметов путем литья термопластичных полимерных веществ под давлением в форму, при котором термопластичное полимерное вещество сначала переводится в расплав, который потом льется под давлением в формовочное пространство с нагретыми стенками, отличающийся тем, что перед началом литья под дав лением расплава термопластичного по лимерного вещества и/или в процессе литья под давлением расплава термопластичного полимерного вещества стенки формовочного пространства нагреваются термостатирующим веществом выше температуры перехода аморфных полимерных веществ в стекловидное состояние или же выше температуры плавления полукристаллических полимерных веществ, а после наполнения формы расплавом термопластичного полимерного вещества стенки формовочного пространства охлаждаются охладителем, причем в процессе литья расплава термопластичного полимерного вещества давление термостатирующего вещества поддерживается на уровне давления расплава термопластичного полимерного вещества.

2. Устройство для формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением, образованное формой с корпусом, состоящим из нескольких частей, в котором находится формовочное пространство, соединенное подводящим каналом с машиной для литья под давлением, о т л и ч а ющ е е с я тем, что.формовочное пространство ограничено тонкостенными формовочными стенками, преимущественно теплопроводной фольгой, которые со стороны, противоположной формовочному пространству, окружены термостатирующим пространством для термостатирующего вещества, преимущественно жидкостью, которое соединено трубопроводом с устройством для подачи и отвода термостатирующего вещества, оснащенным механизмом управления для регулирования производственного режима.

9 1516366 1О

3. Устройство по п.2, о т л и от емкости охладителя и от емкости ч а ю щ е е с я тем, что термостати- теплоносителя и которые соединены с

pyeulee пространство окружено тепло- регулирующим вентилем, соединенным изоляционным слоем.

5 с выходом термостатирующего вещества

4. Устройство по п.2, о т л и из формы, причем сервовентили и регу-. ч а ю щ е е с я тем, что формовочные лирующий вентиль соединены регулируюстенки образованы из проводящего ма- щей линией с логическим блоком, соетериала с электрическим сопротивлени- диненным с внутренним пространством ем и присоединены к источнику тока ip формы, а также с машиной для литьй для их нагревания. под давлением расплава термопластич5. Устройство по пп.2-4, о ; л и - ного полимерного вещества и с мехач а ю.щ е е с я тем, что устройство низмом управления для управления мадля подачи и отвода термостатирующей шиной для литья под давлением.. жидкости образовано насосом, напор- 15 ный трубопровод которого присоединен Признано изобретением по резульк входу термостатирующей жидкости в татам экспертизы, осуществленной ВеФорму и который соединен с сервовен- домством по изобретательству Чехослотилями, в которые входит трубопровод вацкой Социалистической Республики.

1 2