Технологичекие параметры процесса литья

где D - диаметр шнека в мм. Линейная скорость вращения шнека, рассчитанная таким образом, выражается в мм/c. 
     При высокой линейной скорости вращения шнека реализуются высокие скорости сдвига, и возникают большие напряжения сдвига, что приводит к деструкции материала и снижению качества отливки. Рекомендуемые значения линейной скорости вращения шнека приведены в разделах "переработка" справочника по материалам. 
    При вращении шнека в расплаве выделяется большое количество диссипативного тепла, поэтому скорость вращения шнека - важнейший фактор, определяющий температуру расплава. Слишком высокая скорость вращения шнека приводит к деструкции материала. При низкой скорости вращения шнека понижается производительность пластикации, ухудшается качество пластикации, что приводит к непроплаву, неравномерному окрашиванию (при использовании концентратов красителей).
     Для материалов, содержащих волокнистый наполнитель (стекловолокно, углеволокно), высокая скорость вращения шнека приводит к разрушению частиц волокна, что снижает механические характеристики материала.
     На современных машинах может устанавливаться профиль частоты вращения шнека с 2 и более ступенями. В таких машинах рекомендуется использовать профиль с понижением частоты вращения шнека в самом конце загрузки. Конечное значение частоты может составлять около 50% от начального значения. Уменьшение частоты вращения шнека в конце стадии загрузки предотвращает инерционный отход шнека назад под действием противодавления. Это повышает стабильность процесса.
 

Технологические параметры процесса литья

Переключение на выдержку под давлением / Время впрыска

Заданный момент переключения на выдержку под давлением

     Момент переключения (switch over point) с режима управления скоростью впрыска (стадия впрыска) на режим управления давлением (стадия выдержки под давлением) - один из наиболее важных технологических параметров процесса литья. В современных машинах переключение на выдержку под давлением может производиться следующими способами:

           - по положению шнека 
   - по времени впрыска
   - по давлению впрыска, контролируемому в гидроцилиндре узла впрыска
   - по скорости изменения давления в гидроцилиндре узла впрыска
  - по уменьшению скорости поступательного движения шнека 
  - по давлению, контролируемому на сопле литьевой машины
   - по давлению в пресс-форме

     Переключение по положению шнека - стандартный метод переключения для современных систем управления любого уровня. Данный метод предпочтителен для изделий, имеющих сложную геометрию.
     Метод переключения по времени впрыска реализован на некоторых литьевых машинах. 
     Другим стандартным методом является метод переключения по так называемому давлению впрыска (давлению заполнения), контролируемому в гидроцилиндре узла впрыска. При достижении заданного давления впрыска происходит переключение на режим управления давлением. Недостаток данного метода - большое расстояние между полостью формы и точкой контроля давления, что затрудняет регулирование процесса и может приводить к переуплотнению изделия.  
     Метод контроля скорости изменения давления (дифференциальный метод) - эффективный метод переключения на выдержку под давлением в том числе и при повышенной нестабильности условий литья и характеристик полимера. В этом методе в гидроцилиндре узла впрыска контролируется скорость изменения давления (первая производная) во времени. В момент окончания впрыска скорость изменения давления резко увеличивается. Система фиксирует данные изменения и дает команду на переключение в режим управления давлением. Для повышения эффективности этого метода желательно уменьшать скорость впрыска в конце процесса заполнения. Рекомендуется применять данный метод для изделий с относительно простой геометрией.
     Аналогично работает и метод переключения, основанный на контроле скорости движения шнека: резкое уменьшение скорости поступательного движения шнека в момент окончания впрыска фиксируется системой.
   Переключение по давлению, контролируемом на сопле литьевой машине, требует дополнительных финансовых затрат и применяется в некоторых системах автоматического управления с самонастройкой процесса.
     Для переключение по давлению, контролируемому в литьевой полости, требуется установка в пресс-форме датчика давления. Датчик устанавливается в точке полости, определяющей качество (quality-determining point). Эта точка обычно соответствует 30-40% пути течения расплава. В последние годы данный способ переключения получил достаточно широкое распространение за рубежом.
    Переключение на режим управления давлением производится в самом конце стадии заполнения, при этом основная часть изделия (обычно 93-99% по объему) должна заполняться в режиме управления скоростью впрыска. 
     При преждевременном переключении (по положению шнека или времени впрыска) на режим управления давлением оставшаяся часть изделия заполняется при снижающейся скорости впрыска (рис. 1). Это вызывает остывание фронта расплава, что может приводить к недоливу, дефектам поверхности, остаточным напряжениям, короблению и др.

Рис. 1. Зависимость скорости впрыска и давления в материальном цилиндре от времени при преждевременном 
переключении на режим управления давлением (показана одна ступень скорости впрыска и 
одна ступень давления выдержки) 

     Если переключение на выдержку под давлением запаздывает, после заполнения изделия расплавом в гидросистеме машины развивается пиковое давление (рис.2), вызывающее раскрытие пресс-формы, переуплотнение изделия.

Рис. 2. Зависимость скорости впрыска и давления в материальном цилиндре от времени при запаздывании 
переключения на режим управления давлением (показана одна ступень скорости впрыска)

Фактический момент переключения на выдержку под давлением. Время впрыска

    Фактический момент переключения на выдержку под давлением может отличаться от заданного. Если переключение производится по положению шнека или времени впрыска, при достижении заданного давления впрыска система перейдет в режим управления давлением, т.е. будет выполнять заданный профиль давления выдержки.
    В современных системах управления термопластавтоматов выводится фактическое время до переключения на режим выдержки под давлением (время впрыска) а также положение шнека при таком переключении. Стабильность данных параметров во многом определяет стабильность процесса литья.