Способ формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 29 С 43/2 ОПИСАН Я БРЕ Е ретаетемоговами,пос ем литьяформы подтву для ба.е времяметов литье лимерфяниеисвтваинеобк, чтовещество,случаевтифи ка циием сначала ыи пот в ичное коОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(54) СПОСОБ ФОРМОВКИ ПРЕДМЕТОВ ПУТЕМ ЛИТЬЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЬХ ВЕЦЕСТВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ И УСТРОЙСТВС ДЛЯ ЕГС ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к изготов. лению деталей литьем под давлением в формы под давлением. Целью изобретения - повышение качества изделий. Для этого при осуществлении способа формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением в форму расплав термопластичного вещества льется под давлением в термостаИзобретение относится кизготовления предметов путтермопластичных веществ вдавлением, а также устройсосуществления этого спосоПрименяемые в настоящеспособы изготовления предтермопластичных веществ вдавлением осуществляются ттермопластичное полимерноепоставляемое в большинствев виде гранул, в блоке пламашин для литья под давленпереводится в расплав, котчерез литьевой блок поступформу, в которой термоплас О 151636 тированную форму, нагретую выше температуры перехода аморфного полимерного вещества в стекловидное состояние или выше температуры плавленияполимерных веществ, Форма термостатируется термостатирующим веществом,которое подается в пространство, окружающее формовочное пространэтво,формовочная поверхность перед литьемпод давлением нагревается термостатирующим веществом и после наполненияформы охлаждается, Устройство дляосуществления этого способа образовано преимущественно формой, формовочное пространство которой окруженоформовочными стенкамиф, образованнымипреимущсственно теплопроводными фоль"гами, около которых образовано термостатирующее пространство, присоеди"ненное к источнику термостатирующейжидкости, 2 с, и 3 и. ф-лы, 2 ил. вещество после охлаждения приоб окончательную форму изгота влива изделия с окончательными свойст (Авторское свидетельство ЧССР М 217326, кл, В 29 Г 1/022, 198 Однако расплав поступает в форм температура которой значительно температуры перехода аморфных и ных веществ в стекловидное сост или температуры плавления полук таллических полимерных веществ, результате чего полимерные веще после входа в форму охлаждаются их текучесть снижается, Поэтому ходимо заполнять форму расплавом высокой температурой с большой сростью и под большим давлением, цтобы было обеспечено полное заполнение всего внутреннего пространства формы массой с достаточной текучестью, Воэ 5 можности нагревания термопластичных веществ до высокой температуры ограничены термостойкостью используемого полимерного вещества, а скорость заполнения лимитирована конструкцией литьевого блока, которая может вызывать на поршне литьевого блока лишь определенную силу, а также свойствами полимерного расплава, который при . прохождении через форсунку под влиянием высокой температуры и трения подвергается механической деградации, Для подавления этих негативных факторов при изготовлении сложных по конфигурации предметов формы термостати- и руются до температуры на несколько градусов низшей, чем температура перехода аморфного полимерного вещества в стекловидную форму или температура плавления полукристаллических поли мерных веществ. В результате этого улучшаются реологические свойства расплава, но удлиняется время бхлаждения содержимого формы, так как должна охлаждаться и часть формы, тем 30 самым в значительной степени снижается продуктивность производства.Регулирование температуры формы в ходе производственного процесса при известных способах не производит- З 5 ся, это невозможно осуществлять по той причине, что металлические формы имеют большую массу и их термостатирование весьма требовательно в энергетическом и временном отношении 40 (Авторское свидетельство ЧССР К 232538 кл, В 29 Г 1/08 16,01,85),Следующим недостатком известных способов изготовления предметов путем литья термопластичных веществ под 45 давлением является то, что во время воздействия добавочного давления, когда в остывающем расплаве происходят объемные сжатия, при добавлении содержимого формы движение вяэкоэластичной массы оказывает влияние на состояние литьевого иэделия с точки зрения неравномерности ориентации ивнутреннего напряжения материала,что является главной причиной снижения качества иэделия, Полное исключение этих неблагоприятных явлений в кзве"стных и используемыХ в настоящее время производственных процессах практически невозможно и эти неблагоприятные явления прежде всего тесно связаны с конструкцией формы и с распределением температуры в форме,Недостатки известных производственных процессов устранены в способеФормовке предметов путем литья термопластичных веществ под давлением,при котором термопластичное веществосначала переводится в расплав, который потом разливается в формы поддавлением, расплав термопластичноговещества разливается в форму под давлением, формовочное пространство которой нагрето перед началом разливапод давлением и/или в процессе разлива под давлением термопластичного вещества термостатирующим веществом,декствующим на стенки формовочногопространства, выше температуры перехода аморфных полимерных веществ встекловидное состояние или выше температуры плавления полукристаллических полимерных веществ, причем в процессе литья термопластичного полимерного вещества под давлением температура термостатирующего вещества иего давление поддерживаются на необходимом значении и после заполненияформовочного пространства на это формовочное пространство оказывает воздействие охлаждающее вещество,Устрокство для осуществления предлагаемого способа образовано формок,формовочное пространство которой ограничено тонкостенными формовочнымистенками, преимущественно теплопроводной фольгой, к которым со стороны,противоположной формовочному пространству, прилегает внешнее термостатирующее пространство для термостатирующего вещества, причем форма соединенас машиной для литья под давлением дляподачи расплава и термостатирующеговещества и с механизмом управленияподачи расплава и термостатирующеговещества,форма весьма легко, быстро и точнотермостатируется до температуры, являющейся оптимальной для литья аморфныхполимерных веществ или полукристаллических полимерных веществ под давлени.ем, причем после заполнения формырасплавом по мере надобности можноосуществлять регулируемое, а такжедовольно быстрое охлаждение литьевогоизделия . формовочное пространство ограничено довольно тонкой стенкой,66 6но-о пространства 7 снижением температуры подаваемой термостатирующей жидкости регулируется охлаждение со держимого формовочного пространства 7, Для того, чтобы тепло не проникало в корпус формы, термостатирующие пространсгвд 6 и 8 отделены от металлических частей 5 и 9 корпуса формы теплоизоляционными слоями 3 и 4, причем теплоизоляцией 1 О окружен также подводящий канал для литья термопласта под давлением.цтобы формовочная стенка 32 (33) при литье термопластичного вещества под давлением не могла деформироваться, в термостатирующих пространствах 6 и 8 поддерживдетсл избыгочое давление термостатирующего вещества, которое одинаково с давлением расплава при заполнении формовочного пространства 7. Упрдвленне процессом охлажденил расплава можно осуществлять путем регулировднил температуры термостатирующего вещества. Если устройство не осндщено средствами для плавного регулирования температуры термостатирующего вещества, можно работать с двумл термостатирующими веществами с различными предельными температурами, а внутреннее пространство 6 и 8 необходимо разделить перегородками на несколько небольших камер.Формовочные стенкь 32 и 33 могут быть созданы из материалов с регулируемым электрическим сопротивлением и могут быть термостатировдны подачей электрического тока на Фольгу, образующуо Формовочные стенки, которые при грохождении тока нагреваются до требуемой температуры, Охлаждение в этом случае осуществляетсл также при помощи циркулирующей охлаждающей жидБлок-схема устройства длл изготовлеил прернетов из термоплдсти ных веществ изображена нд Фиг.2. Литье термоплдстнческого полимерого веще" ствд под давлением в форму 13 осущас глглдтсл мдшиной 11 длл лтьл под давлением, управляемой механизмом 12 управления, из которого поступают соф ответствующие управляющие сигналы 20. Механизм 12 управления управляем логическим блоком 14, обрабатывающимратно связанные инФормации о ходе роцессов, проходящих при литье под ,авлением, и связанным с механизмом 1 управления связью. 15163 образованной, например, отФормовдноц фольгой или мембраной, котордл не деформируется давлением рдзливаемогорасплава, так как с другой стороны5 одновременно с таким же давлением подводится термостатирующал жидкость.Следующим значительным преимуществом Формы является ее несложное изготовление, потому что основная часть формы 0для целого ряда изготавливдемыхизделий остается неизменной, изменяется только форма формовочной стенки,изготовление которой иэ-за ее небольшой толщины значительно проще, чем 5изготовление до сих пор используемых форм.На фиг. изображена форма длл изготовления предметов путем литьл термопластов под давлением, поперечное 20 сечение; на фиг.2 - блок-схема машины для литья под давлением с механизмом управления.Форма для изготовления предметовпутем литья расплава термопластичного 25 полимерного вещества под давлением состоит из двух частей: верхней металлической 5 и нижней металлической 9 которые ограничивают внутреннее формовочное пространство 7 и образуют кор пус формы. Обе металлические части 5, 9 корпуса формы позволяют осуществлять закрепление формы в запорном блоке машины для литья под давлениеми передачу сил, возникающих при изго- З 5товлении предметов, в запорный блок, Формовочное пространство 7 огрдни еновнутренней формовочной 32 и внешней формовочной 33 стенками, имеющиминебольшую толщину, формовочные поверхности которых по своей форме соответствуют форме изготавливдемого предмета и образованы теплопроводной фольгой, мембраной или фасонной пгдстинкой и т.д. За формовочными стенками 32 и 33 со стороны, противоположной формовочному пространству 7, рдсположено внутреннее термостдтирующее пространство 6 и внешнее термостдтирующее пространство 8, которое ноже 50 быть, разделено еще на несколько небольших камер; в эти термостатирующие пространства 6 и 8 через вход 1 подводится термостатирующая жидкость которая потом отводится через выход2 и которая перед литьем под давле- оГ нием нагревает формовочные стены 32п и 33 до требуемой формовочной темпе-, ратуры, а после заполнения ФормовочВ логический блок 1 ч подводится как первый сигнал 21, характеризующий распределение температуры и давления массы в блоке пластификации5 машины для литья под давлением 11, так и второй сигнал 22, специфицирующий давление расплава в форме 13, в которую поступает расплав через литьевой вход 25. Логический блок 14 1 О на основе этих информаций с обратной связью регулирует давление термостатирующей среды так, что управляет с помощью третьего сигнала 23 регулирующим вентилем 19. Следующая обязанность 5 логического блока 14 состоит в регулировании режима термостатирования формы 13, которое осуществляется регулированием сервовентилей 17 при помощи четвертого сигнала 2 ч. Термостатирование формы 13 осуществляется циркулированием термостатирующей среды при помощи насоса 18, причем теомостатирующая среда входит в Форму 13 через вход 1 и выходит из нее через выход 2. Термостатирующая среда после прохождения через регулирующий вентиль 19 поступает через проход 30 к сервовентилям 17, функцией которых является регулировка режима термостатирования формы 13. Если жидкость отбирается из емкости 15 охладителя, подключаются вход 26 и выход 27. При термостатировании формы 13 жидкостью из емкости 16 теплоносителя подключаются 35 третий вход 28 и третий выход 29.При использовании формы 13 для литья термопластичных веществ под давлением нет необходимости в нагревании пластмассы до такой высокой тем пературы, как это имеет место в классических производственных процессах, когда, например, при изготовлении литьевого изделия из полипропилена в металлической форме весом 100 кг, 45 термостатирЬванной на 80 С, необходимо нагревать расплав на 200 С, в предлагаемом способе достаточна температура расплава 160 С. При охлажде нии Формовочных стенок 32 и 33 Формы 13 охлаждающей жидкостью с температурой 20 С иэделие охлаждается приблизительно в два раза быстрее по сравнению с временем, эа которое можно получить такое же иэделие из полипро пилена классической технологией в одинаковых условиях. 1(ачество изделий с точки зрения внутреннего напряжения материала при изготовлении предметов предлагаемым способом в несколько раэ лучше, чем у предмет тон, изготовленных известными производственными процессами.Формула изобретения1. Способ формовки предметов путем литья термопластичных полимерных веществ под давлением в форму, при котором термопластичное полимерное вещество сначала переводится в расплав, который потом льется под давлением в формовочное пространство с нагретыми стенками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед началом литья под дав лением расплава термопластичного по лимерного вещества и/или в процессе литья под давлением расплава термопластичного полимерного вещества стенки формовочного пространства нагреваются термостатирующим веществом выше температуры перехода аморфных полимерных веществ в стекловидное состояние или же выше температуры плавления полукристаллических полимерных веществ, а после наполнения формы расплавом термопластичного полимерного вещества стенки формовочного пространства охлаждаются охладителем, причем в процессе литья расплава термопластичного полимерного вещества давление термостатирующего вещества поддерживается на уровне давления расплава термопластичного полимерного вещества.2. Устройство для формовки предметов путем литья термопластичных веществ под давлением, образованное Формой с корпусом, состоящим из нескольких частей, в котором находится формовочное пространство, соединенное подводящим каналом с машиной для литья под давлением, о т л и ч а ющ е е с я тем, что.формовочное пространство ограничено тонкостенными формовочными стенками, преимущественно теплопроводной фольгой, которые со стороны, противоположной формовочному пространству, окружены термостатирующим пространством для термостатирующего вещества, преимущественно жидкостью, которое соединено трубопроводом с устройством для подачи и отвода термостатирующего вещества, оснащенным механизмом управления для регулирования производственного режима.9 1516366 1 О3. Устройство но п.2, о т л и от емкости охладителя и от емкости ч а ю щ е е с я тем, что термостати- теплоносителя и которые соединены с рующее пространство окруженотепло- регулирующим вентилем, соединенным изоляционным слоем.5с выходом термостатирующего вещества4. Устройство по п.2, о т л и из формы, причем сервовентили и регу-. ч а ю щ е е с я тем, что формовочные лирующий вентиль соединены регулирую- стенки образованы из проводящего ма- щей линией с логическим блоком, соетериала с электрическим сопротивлени- диненным с внутренним пространством ем и присоединены к источнику тока о формы, а также с машиной для литьй для их нагревания. под давлением расплава термопластич 5. Устройство по пп.2-4, о ; л и - ного полимерного вещества и с мехач а ю.щ е е с я тем, что устройство низмом управления для управления мадля подачи и отвода термостатирующей шиной для литья под давлением жидкости образовано насосом, напорный трубопровод которого присоединен Признано изобретением по резуль" к входу термостатирующей жидкости в татам экспертизы, осуществленной Веформу и который соединен с сервовен- домством по изобретательству Чехослотилями, в которые входит трубопровод вацкой Социалистической Республики.