Основным недостатком литья под давлением со вспениванием является возникновение вихревой структуры поверхности изделия. Для улучшения внешнего вида поверхности и ее качества приходится выполнять дополнительную обработку, что приводит к существенному повышению стоимости изделия. Также из-за уменьшения теплопроводности, связанного с наличием пористой структуры, время охлаждения таких изделий больше, чем изделий из сплошного материала. Если изделие было извлечено из литьевой формы преждевременно, то внутреннее давление газа будет приводить к образованию пузырьков на поверхности, особенно на участках с толстыми стенками. Наконец, механические свойства вспененный изделий могут быть существенно ниже, чем у обычных, даже несмотря на большую прочность на единицу веса. Среди различных материалов, используемых в технологии литья под давлением со вспениванием преобладают ПЭВП и ПЭНП благодаря своей низкой стоимости, отсутствию сложностей при переработке, химической стойкости и высокой ударной вязкости при низких температурах. ПП тоже является оптимальным материалам из-за повышенной жесткости и химической стойкости, а его смеси с армирующим наполнителем обладают повышенной термостойкостью. ПС с высокой ударной вязкостью и модифицированный полифенилен, модифицированный полифениленоксид и ПК используются в производстве изделий, для которых требуются высокие эксплуатационные характеристики. Важной задачей при литье вспененно-наполненных полимеров является выбор давления литья и объема впрыска. Давление литья выбирают так, чтобы исключить возможность достижения области нерегулярного течения. Вспенивание полимерного материала осуществляется за счет газа (обычно это азот), растворенного в расплаве перед впрыском или генерируемого химическим порообразователем, который находится в смеси с полимером. Химический порообразователь должен имееть температуру разложения, очень близкую к температуре переработки основного материала термопласта. В определенный момент он разлагается, выделяя большое количества газа (двуокись углерода, азот), и происходит вспенивание с образованием необходимого количества пористого материала. В специальных случаях вместо химического порообразователя используют физические порообразователи или сжатый газ. Термопласт, образующий пористую структуру, может содержать и другие добавки, например, тонкодиспергированные неорганические порошки, и некоторые добавляются в качестве центров кристаллизации для обеспечения равномерного формирования пористой структуры. Различают несколько вариантов технологии литья со вспениванием, но чаще всего используют вспенивание с литьем при низком давлении. Литье под низким давлением со вспениванием. Этот процесс начинается с пластикации системы «термопласт - химический порообразователь» в материальном цилиндре машины. В ходе пластикации химический порообразователь разлагается, выделяя газ, большая часть которого на этой стадии остается в растворенном состоянии под давлением. Затем осуществляется короткий впрыск в формующую полость. Продолжительность короткого впрыска обычно на 10-35 % короче нормального и зависит от глубины формующей полости и требований к плотности материала изделия после образования пористой структуры. В конце стадии впрыска образуется плотный поверхностный слой, поскольку пузырьки газа вблизи поверхности формы разрушаются под воздействием механических сил сжатия. Далее газы продолжают перемещаться, заставляя впрыснутую дозу расплава заполнять удаленные зоны полости и одновременно вспениваться, создавая пористую структуру. Таким образом, завершается этап заполнения формующей полости, которая хорошо вентилируется. Давление газа продолжает равномерно действовать во всех направлениях, в том числе на слои, прилегающие к формующей поверхности формы, которые в таких условиях способствуют эффективному устранению утяжин на поверхности изделия. К моменту выталкивания изделие должно иметь температуру, при которой приобретается достаточная жесткость, чтобы без деформации выдерживать усилия, возникающие при выталкивании, и сопротивляться внутреннему давлению газа. Литье под низким давлением со вспениванием может осуществляться на стандартном оборудовании для литья под давлением или на специальных машинах. Инжекционно-газовое литье. Основная идея, на которой основан метод инжекционно-газового литья (ИГЛ) - введение газообразной технологической среды (инертный газ, например, азот) в гнездо литьевой формы сразу после подачи в него расплава. Вытесняемый полимерный материал продолжает свой ход по путям течения и заполняет полости, до сих пор заполненные лишь частично. Литьевые машины для этого метода сконструированы в расчете на изготовление изделий с оптимальным качеством поверхности и простоту обслуживания самой установки. Для ИГЛ решающую роль играет разделение газа и расплава на этапах заполнения. Эта задача решается с помощью мундштука особой конструкции. Он имеет механически управляемый игольчатый затвор, который может быть использован как в процессе ввода и рециркуляции газа, так и при обычном литье под давлением. При изготовлении тонкостенных изделий газ в каналы вводится направленно. Это позволяет добиться изготовления плоских изделий с низким внутренним напряжением и со значительным соотношением толщины стенок к пути течения. Журнал «Полимерные материалы» www.polymery.ru |
