RU2107621C1

RU2107621C1 - Method of manufacture of articles of thermoplastic material and casting mould for its realization

Info

Publication number: RU2107621C1
Application number: RU97115420/25A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков; А.Ю. Ратников; Д.Н. Юрьев; В.Г. Андреев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Ратюр"
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1998-03-27

Abstract

FIELD: die casting of thermoplastics. SUBSTANCE: method of die casting of thermoplastics provides for preparation of thermoplastic melt, units injection in mould cavities, cold cure of melt in them and removal of moulded articles. A mould, whose all sprue channels are cooled, is used. All cooled sections of runner channels have an antifriction coating, having a thermoplastic melt friction coefficient providing for baffle flow condition of melt. In the direction of melt flow the friction coefficient of antifriction material decreases at a decrease of the cross-section area of channels. EFFECT: enhanced capacity of process and reduced reject of moulded articles. 3 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к технологии и оборудованию для переработки термопластов в изделия и детали методом литья под давлением. The group of inventions relates to technology and equipment for processing thermoplastics into products and parts by injection molding.

Известен способ изготовления изделий из термопластов, включающий подготовку расплава термопласта, его впрыск в оформляющие полости формы через литниковые каналы, имеющие разводящие участки с антифрикционным покрытием и системой охлаждения, отверждение расплава в оформляющих полостях формы и удаление готовых изделий из формы (RU, патент 2015903, кл. В 29 С 45/27, 1994). A known method of manufacturing products from thermoplastics, including the preparation of a molten thermoplastic, its injection into the forming cavity of the mold through the sprue channels having distributing sections with an anti-friction coating and cooling system, curing the melt in the forming cavity of the mold and removing finished products from the mold (RU, patent 2015903, C. B 29 C 45/27, 1994).

Недостатками этого способа являются низкая производительность и брак готовых изделий по размерной неточности и дефектам формы. The disadvantages of this method are low productivity and marriage of finished products due to dimensional inaccuracy and shape defects.

Известна литьевая форма для термопластов, содержащая подвижную и неподвижную полуформы, оформляющие гнезда, систему регулируемого охлаждения и каналы литниковой системы, имеющие разводящие участки, покрытые антифрикционным материалом (там же). A known injection mold for thermoplastics containing movable and fixed half-molds, forming nests, a controlled cooling system and gating system channels having spreading sections coated with antifriction material (ibid.).

Эта форма реализует описанный выше способ и сохраняет все его недостатки. This form implements the method described above and retains all its disadvantages.

Техническим результатом группы изобретений является повышение производительности и снижение брака изделий. The technical result of the group of inventions is to increase productivity and reduce product marriage.

Этот результат достигается тем, что в способе изготовления изделий из термопластов, включающем подготовку расплава термопласта, его впрыск в оформляющие полости формы через литниковые каналы, имеющие участки с антифрикционным покрытием и системой охлаждения, отверждение расплава в оформляющих полостях формы при охлаждении и удаление готовых изделий из формы, согласно изобретению используют форму, все охлаждаемые участки литниковой системы которой имеют антифрикционное покрытие, имеющее коэффициент трения по расплаву термопласта, обеспечивающий пробковый режим течения расплава термопласта. This result is achieved by the fact that in the method of manufacturing products from thermoplastics, including the preparation of a thermoplastic melt, its injection into the forming cavity of the mold through the gating channels having sections with an antifriction coating and cooling system, the melt is solidified in the forming cavity of the mold during cooling, and the finished products are removed from the molds according to the invention use a mold, all the cooled sections of the gating system of which have an antifriction coating having a coefficient of friction over the melt of the thermoplastic, providing cork flow regime of thermoplastic melt.

Тот же результат достигается тем, что в литьевой форме для термопластов, содержащей подвижную и неподвижную полуформы, оформляющие гнезда, систему регулируемого охлаждения и каналы литниковой системы, имеющие участки, покрытые антифрикционным материалом, согласно изобретению каналы литниковой системы выполнены покрытыми антифрикционным материалом на всех охлаждаемых участках, а антифрикционный материал выбран с коэффициентом трения, обеспечивающим пробковый режим течения расплава термопласта. The same result is achieved by the fact that in injection molds for thermoplastics containing movable and fixed half-molds, forming nests, an adjustable cooling system and gating system channels having sections coated with antifriction material, according to the invention, the gating system channels are made coated with antifriction material in all cooled sections and the antifriction material is selected with a coefficient of friction that provides the cork mode of the melt flow of the thermoplastic.

При этом возможно покрытие каналов литниковой системы по направлению течения расплава термопласта антифрикционным материалом, коэффициент трения которого уменьшается при уменьшении площади поперечного сечения литниковых каналов. In this case, it is possible to cover the channels of the sprue system in the direction of flow of the melt of the thermoplastic with antifriction material, the friction coefficient of which decreases with a decrease in the cross-sectional area of the sprue channels.

Это позволяет повысить производительность за счет сокращения времени впрыска и отверждения изделий и снизить брак изделий за счет повышения условной текучести расплава термопласта. This allows you to increase productivity by reducing the time of injection and curing of products and to reduce the marriage of products by increasing the conditional fluidity of the melt of the thermoplastic.

На чертеже показана литьевая форма для реализации способа, разрез. The drawing shows an injection mold for implementing the method, a section.

Литьевая форма для термопластов содержит подвижную полуформу 1, на которой выполнены оформляющие гнезда 2, разводящие каналы 3 и впуски 4 литниковой системы, и неподвижную полуформу 5 с центральным литниковым каналом 6. В обеих полуформах 1 и 5 имеются каналы 7 системы жидкостного охлаждения и термопары 8, которые являются средствами контроля охлаждения, связанные с аналоговым терморегулятором (не показан), например Р-133, ТУ 25-021-052195-79, который выполняет регулировку охлаждения. В подвижной полуформе 1 смонтированы выталкиватели 9. The injection mold for thermoplastics contains a movable half mold 1, on which the forming sockets 2 are made, distributing channels 3 and inlets 4 of the gate system, and a fixed half mold 5 with a central gate channel 6. In both half molds 1 and 5 there are channels 7 of the liquid cooling system and thermocouples 8 which are cooling controls associated with an analog temperature controller (not shown), for example P-133, TU 25-021-052195-79, which performs cooling adjustment. In the movable half-mold 1 mounted pushers 9.

Каналы 6, 3 и 4 литниковой системы выполнены охлаждаемыми, их поверхности 10, 11 и 12 имеют антифрикционное покрытие, коэффициент трения которого уменьшается от поверхности 10 к поверхности 12 или постоянен по всей длине всех каналов и обеспечивает пробковый режим течения расплава термопласта при впрыске. Если центральный литниковый канал 6 и, возможно, разводящие литниковые каналы 3 выполнены теплоизолированными от остальных частей формы и обогреваемыми, то есть в случае реализации технологии горячеканального литья термопласта, то антифрикционное покрытие имеют только охлаждаемые участки поверхностей 11 и поверхности 12. В этом случае коэффициент трения антифрикционного покрытия может уменьшаться от поверхности 11 к поверхности 12 или быть постоянным по всей длине для обеспечения пробкового режима течения расплава термопласта при впрыске. Channels 6, 3 and 4 of the gating system are made cooled, their surfaces 10, 11 and 12 have an antifriction coating, the coefficient of friction of which decreases from surface 10 to surface 12 or is constant along the entire length of all channels and provides a plug mode of injection of the thermoplastic melt. If the central runner channel 6 and, possibly, the runner runner channels 3 are thermally insulated from other parts of the mold and heated, that is, in the case of the implementation of the hot-channel casting technology of a thermoplastic, then only the cooled sections of surfaces 11 and surface 12 have an antifriction coating. In this case, the friction coefficient the antifriction coating may decrease from the surface 11 to the surface 12 or be constant over the entire length to provide a plug mode of the flow of molten thermoplastics during injection e.

На такой литьевой форме способ изготовления изделий из термопластов реализуется следующим образом. On such an injection mold, a method of manufacturing products from thermoplastics is implemented as follows.

Расплав термопласта готовят в пластикационном узле термопластавтомата (не показан) и впрыскивают его под давлением через литниковые каналы 6,3 и 4 в полости оформляющих гнезд 2 формы. За счет подачи охлаждающей жидкости по каналам 7 системы охлаждения расплав в гнездах 2 и охлаждаемых участках литниковых каналов 6,3 и 4 остывает до заданной температуры, контролируемой термопарами 8, и отверждается. Подвижную полуформу 1 отводят от неподвижной 5 и выталкивателями 9 удаляют изделия и литники, если таковые имеются, из формы. Затем полуформы 1 и 5 смыкают, и цикл повторяется. The molten thermoplastic is prepared in the plasticizing unit of the injection molding machine (not shown) and injected under pressure through the gate channels 6.3 and 4 in the cavity of the forming nests 2 forms. Due to the supply of coolant through the channels 7 of the cooling system, the melt in the slots 2 and the cooled sections of the gate channels 6.3 and 4 cools down to a predetermined temperature controlled by thermocouples 8 and cures. The movable half-mold 1 is diverted from the stationary 5 and pushers 9 remove the products and gates, if any, from the mold. Then half-forms 1 and 5 close, and the cycle repeats.

При течении расплава термопласта по литниковым каналам 6,3 и 4 с антифрикционным покрытием за счет увеличения скорости пристенного скольжения без снижения скорости осевых слоев при пробковом режиме течения происходит увеличение условной текучести расплава. Это приводит к полному исключению диссипативного разогрева термопласта и снижению его температуры в гнездах 2 формы. Это позволяет сократить время цикла формования изделий за счет сокращения времени впрыска, охлаждения и отверждения изделий в гнездах 2. During the melt flow of thermoplastic through the gating channels 6.3 and 4 with an antifriction coating, due to an increase in the velocity of wall sliding without decreasing the velocity of the axial layers during plug flow, an increase in the conditional fluidity of the melt occurs. This leads to the complete exclusion of dissipative heating of the thermoplastic and a decrease in its temperature in the nests of the 2 form. This allows you to reduce the cycle time of the molding of products by reducing the time of injection, cooling and curing of the products in the sockets 2.

Аналогичным образом повышение условной текучести расплава термопласта и снижение его температуры в гнездах 2 формы приводят к улучшению заполнения оформляющих полостей гнезд 2 формы, снижению усадки и температурных деформаций, что повышает качество готовых изделий за счет снижения брака по дефектам формы и размерной неточности. Similarly, an increase in the conditional melt flow rate of the thermoplastic melt and a decrease in its temperature in the nests of the 2 molds lead to an improvement in the filling of the forming cavities of the nests of the 2 molds, to a decrease in shrinkage and thermal deformations, which improves the quality of the finished products by reducing the defect due to shape defects and dimensional inaccuracy.

Повышение условной текучести при прочих равных условиях позволяет в ряде случаев увеличить гнездность формы за счет обеспечения подачи расплава термопласта на большую длину литниковых каналов 6,3 и 4, что в сочетании с уменьшением времени цикла формования дополнительно повышает производительность способа и формы. The increase in conditional fluidity, all other things being equal, allows in some cases to increase mold nesting due to the supply of thermoplastic melt to the greater length of the gate channels 6.3 and 4, which, combined with a decrease in the molding cycle time, further increases the productivity of the method and form.

Кроме того, предлагаемые способ и литьевая форма по сравнению с наиболее близкими аналогами позволяют реализовывать горячеканальный метод литья термопластов, не увеличивая при этом длительности цикла формования, что в дополнение к прочему позволяет снизить количество обратимых отходов. In addition, the proposed method and injection mold, in comparison with the closest analogues, allows the hot-channel method of molding thermoplastics to be implemented without increasing the duration of the molding cycle, which, in addition, reduces the amount of reversible waste.

Возможность применения для нанесения покрытия антифрикционного материала с изменяющимся по длине литниковых каналов коэффициентов трения дает возможность использования композиционных антифрикционных материалов с варьируемым количеством антифрикционного компонента, который, как правило, является плохим проводником тепла. В результате этого на участках литниковых каналов 6,3 и 4, имеющих большее поперечное сечение, система охлаждения может иметь меньшую мощность. Это дополнительно позволяет сократить энергозатраты на производство изделий из термопластичных полимерных материалов. The possibility of applying antifriction materials with a coefficient of friction for varying the length of the sprue channels for coating allows the use of composite antifriction materials with a variable amount of antifriction component, which, as a rule, is a poor heat conductor. As a result of this, in sections of the gate channels 6.3 and 4, having a larger cross section, the cooling system may have less power. This additionally reduces energy costs for the production of products from thermoplastic polymeric materials.

Таким образом, предлагаемая группа изобретений позволяет повысить производительность, сократить брак, а в ряде случаев и сократить энергоемкость производства изделий из термопластов и сократить количество обратимых отходов. Thus, the proposed group of inventions can improve productivity, reduce rejects, and in some cases reduce the energy intensity of the production of thermoplastics and reduce the amount of reversible waste.

Claims

1. A method of manufacturing products from thermoplastics, including the preparation of molten thermoplastic, its injection into the forming cavity of the mold through the channels of the gating system, having sections with an antifriction coating, curing of the melt in the forming cavities of the mold during cooling and removal of finished products from the mold, characterized in that they are used a form, all the channels of the gating system of which are made cooled and have an antifriction coating, having a coefficient of friction over the melt of the thermoplastic, providing a cork flow I thermoplastic melt.

2. Injection mold for thermoplastic, containing movable and fixed half-molds, forming nests, adjustable cooling system and gating system channels, having sections coated with antifriction material, characterized in that the gating system channels are made cooled and coated with antifriction material in all cooled sections, and antifriction material is selected with a coefficient of friction that provides a plug mode of the melt flow of the thermoplastic.

3. The mold according to claim 2, characterized in that the channels of the gate system in the direction of the melt flow are coated with antifriction material, the friction coefficient of which decreases with a decrease in the cross-sectional area of the channels.