Литье под давлением композиционных материалов
Метод литья под давлением является наиболее распространенным и производительным, так как его осуществляют с помощью автоматов, развитие которых идет по пути повышения их производительности, обеспечения стабильности параметров литья, разработки самонастраивающихся машин и на их базе — автоматических участков или даже цехов. Разрабатываемое сейчас математическое обеспечение процесса литья под давлением дает возможность создать автоматизированную систему управления процессом с целью получения изделий высокого качества.
Современные литьевые машины отличаются большим разнообразием (существует свыше 1000 типов). Для крупногабаритных автомобильных изделий подходят машины большой мощности (масса отливки более 5 кг). Существуют литьевые машины для литья термопластов и реактопластов. Они различаются главным образом конструктивным исполнением шнеков. Для реактопластов длина шнека меньше, в шнеке имеются 2-3 зоны обогрева, регулируемые с высокой точностью.
При литье под давлением отпадает надобность в применении дорогостоящего дополнительного оборудования (таблетирующих машин, установок для предварительного подогрева заготовок и т. д.), в 3-5 раз сокращается цикл формования по сравнению с прессованием, практически ликвидируется облой у изделий, уменьшаются внутренние напряжения в изделиях вследствие предварительной пластификации материала и большой скорости заполнения формы.
Отличительной особенностью шнековых литьевых машин для переработки стеклонаполненных полимеров является наличие в них загрузочного бункера с внутренним перемешивающим механизмом и индивидуальным приводом. Тестообразные стеклонаполненные термореактивные материалы типа премиксов перерабатываются обычно на поршневых литьевых машинах, так как из-за большого тепловыделения при шнековой пластификации происходит преждевременное отверждение связующего в самом цилиндре.
Для изготовления крупных изделий из стеклонаполненных пластмасс большинство специалистов рекомендуют поршневые машины, так как в них меньше разрушается стекловолокно и получаются более прочные изделия. Однако некоторые западноевропейские фирмы изготовляют на шнековых машинах довольно крупные изделия (например, детали кузовов), прочностные свойства которых не ниже, чем у полученных методом прессования. Шнековые машины обеспечивают более быстрый прогрев материала, хорошую гомогенизацию массы, удаление газов из цилиндра пластификации, что повышает качество изделия.
Давление на расплав должно быть достаточным (60… 150 МПа) для того, чтобы он продавливался из нагревательного цилиндра через сопло в пресс-форму и полностью заполнял ее. Излишне высокое давление сопряжено с повышенным расходом энергии и приводит к ускорению износа машины и формы. Давление на расплав определяется его вязкогекучими свойствами, которые зависят от молекулярного веса и температуры материала, а также от конструкции формы.
