СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1999 года по МПК B29C45/26 B29C45/72 

Изобретение относится к области переработки пластмасс, в частности к способам литья изделий из термопластичных материалов.

Известен способ изготовления крупногабаритных изделий из полиэтилена (см. SU 659398 A, M кл. ² B 29 C 5/00, 1979) (1). Он включает нагрев и плавление гранулированного материала в направлении снизу вверх в вакууме при 0,1-10 мм рт. ст. , 140-200^oC с перепадом температур 10-15^oC по высоте на каждые 100 мм и последующее охлаждение снизу вверх до 20-80^oC с перепадом температур 5-10^oC по высоте на каждые 100 мм со скоростью, определяемой по формуле
V = 4,85-0,0038 d,
где V - скорость охлаждения, ^oC/ч,
d - диаметр изделия, мм.

В связи с тем, что охлаждение материала при этом способе происходит без избыточного давления, качественное изготовление изделий (без раковин) возможно только при очень медленном охлаждении. Например, охлаждение изделия диаметром 300 мм от 170^oC до 40^oC должно происходить в течение 35 часов.

Наиболее близким аналогом изобретения (прототипом) является способ формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением (см. SU 1516366 A1, М кл. ⁴ B 29 C 43/26, 1989). Он включает нагрев стенок формовочного пространства термостатирующим веществом, перевод термопластичного вещества в расплав, наполнение формы расплавом термопластичного вещества под давлением и последующее охлаждение стенок формовочного пространства охладителем по зонам.

Изделия из термопластичных материалов с толстыми стенками (более 30 мм), изготовленные этим способом имеют внутренние дефекты (раковины). Причиной возникновения дефектов является низкая теплопроводность материала, который застывает в последнюю очередь в середине толщины стенки изделия. При остывании в расплаве происходят объемные сжатия, а так как изделие охлаждается со всех сторон, то образуется корка, препятствующая подаче расплава для компенсации объемного сжатия, из-за чего появляются раковины.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании способа изготовления изделий из термопластичных материалов, позволяющего повысить качество получаемых толстостенных отливок и сократить время охлаждения.

Для решения этой задачи в способе изготовления изделий из термопластичных материалов, включающем нагрев стенок формовочного пространства, пластикацию материала в литьевой машине, заполнение литьевой формы под давлением с последующим охлаждением стенок формовочного пространства, охлаждение стенок формовочного пространства производят последовательно по зонам, начиная с наиболее удаленной от литникового канала по направлению к нему, при этом нагрев области литникового канала осуществляют до тех пор, пока не начнется охлаждение последней зоны.

На фиг. 1 изображено толстостенное изделие 1 с раковинами 2, полученное известными способами; на фиг. 2 - схема охлаждения литьевой формы по заявляемому способу и полученное изделие.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Стенки формовочного пространства литьевой формы, установленной на литьевой машине, нагревают нагревательными элементами до температуры плавления термопластичного материала (для полипропилена 170^oC), причем область литникового канала обогревают независимым нагревательным элементом. Расплавляют термопластичный материал в блоке пластикации литьевой машины и под давлением заполняют им литьевую форму. Прекращают нагрев стенок литьевой формы, кроме области литникового канала 1 (см. фиг. 2), и в зону А, наиболее удаленную от литникового канала, подают охлаждающую жидкость. По мере застывания материала охлаждающую жидкость подают также последовательно в зоны Б, В и Г. Завершают процесс охлаждения подачей охлаждающей жидкости в последнюю зону Д, предварительно прекратив нагрев области литникового канала. На протяжении всего процесса охлаждения в литниковом канале поддерживается давление. После охлаждения изделие 2 извлекают из литьевой формы и удаляют прибыльную часть 3 с раковинами 4.

Последовательное охлаждение стенок формовочного пространства по зонам в направлении к литниковому каналу в совокупности с нагревом области литникового канала до начала охлаждения последней зоны обеспечивает в процессе охлаждения перемещение зоны расплава к литниковому каналу, не препятствуя подаче расплавленного материала для компенсации объемного сжатия, что исключает образование раковин в толстых стенках, повышая качество получаемых отливок. Раковины образуются только в прибыльной части из-за того, что литниковый канал застывает быстрее, чем область 3. Компенсация объемного сжатия подачей материала под давлением позволяет повысить скорость охлаждения по сравнению со способом (1). Время охлаждения изделия диаметром 300 мм по опытным данным составило до 3-х часов.

В способе изготовления изделий из термопластичных материалов осуществляют нагрев стенок формовочного пространства, пластикацию материала в литьевой машине, заполнение литьевой формы под давлением с последующим охлаждением стенок формовочного пространства последовательно по зонам. Охлаждение стенок по зонам производят в направлении к литниковому каналу. До начала охлаждения последней зоны осуществляют нагрев области литникового канала. Способ позволяет повысить качество изготавливаемых толстостенных отливок и сократить время их охлаждения.

Способ изготовления изделий из термопластичных материалов, при котором осуществляют нагрев стенок формовочного пространства, пластикацию материала в литьевой машине, заполнение литьевой формы под давлением с последующим охлаждением стенок формовочного пространства последовательно по зонам, отличающийся тем, что охлаждение стенок по зонам производят в направлении к литниковому каналу, причем до начала охлаждения последней зоны осуществляют нагрев области литникового канала.