Дефекты поверхности, возникающие при изготовлении изделий из термопластов методом литья под давлением

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
ДЕФЕКТЫ ПО ВЕРХН О СТИ , 
ВО ЗН И КАЮ ЩИ Е ПРИ  И ЗГ ОТОВЛЕН ИИ
И З ДЕЛИЙ  И З  ТЕРМОП ЛА СТО В 
МЕТО ДОМ ЛИ ТЬЯ П ОД  ДА ВЛЕН ИЕМ  
Учебное пособие 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2023 

УДК 678.073(075) 
ББК 35.71я7 
Д39 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, проф. Э. Р. Галимов 
д-р техн. наук, проф. В. Г. Хозин 
Д39 
Авторы: С. И. Вольфсон, А. А. Никифоров, И. З. Файзуллин,  
Ю. С. Карасева, О. А. Панфилова 
Дефекты поверхности, возникающие при изготовлении изделий из 
термопластов методом литья под давлением : учебное пособие / 
С. И. Вольфсон, А. А. Никифоров, И. З. Файзуллин [и др.]; 
Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : 
Изд-во КНИТУ, 2023. – 124 с. 
ISBN 978-5-7882-3455-7 
Описана сущность метода литья под давлением. Приведена классификация 
дефектов, возникающих при изготовлении изделий из термопластов методом литья под давлением. Рассмотрены физические причины возникновения каждого дефекта, и даны рекомендации по их устранению. 
Предназначено для студентов бакалавриата направления подготовки 
18.03.01 «Химическая технология» (профиль «Технология и переработка полимеров») и магистратуры направления подготовки 18.04.01 «Химическая технология», обучающихся по программам, связанным с получением и переработкой полимеров.  
Подготовлено на кафедре химии и технологии переработки эластомеров. 
УДК 678.073(075) 
ББК 35.71я7 
ISBN 978-5-7882-3455-7 
© Вольфсон С. И., Никифоров А. А., 
Файзуллин И. З., Карасева Ю. С., 
Панфилова О. А., 2023 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2023 
2

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Принятые обозначения и сокращения ............................................................................................... 
6 
Введение ............................................................................................................................................... 
7 
1. ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ........................................................................................................... 
8 
1.1. Сущность метода литья под давлением 
.................................................................................. 
8 
1.2. Основное оборудование ......................................................................................................... 
10 
1.3. Литьевые формы ..................................................................................................................... 
13 
2. ДЕФЕКТЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ......................................... 
15 
2.1. Утяжины .................................................................................................................................. 
15 
2.2. Разводы/свили ......................................................................................................................... 
16 
2.2.1. Шлиры пережога (пригары, подгары,  пригарные свили) ............................................. 
16 
2.2.2. Серебряные разводы/свили (шлиры влажности, серебряные шлиры) ......................... 
17 
2.2.3. Разводы/cвили, вызванные газовыми включениями 
...................................................... 
18 
2.2.4. Цветные разводы/свили .................................................................................................... 
19 
2.2.5. Разводы/свили, вызванные наполнением стекловолокном ........................................... 
20 
2.3. Вздутия/пузыри 
....................................................................................................................... 
21 
2.3.1. Запирание воздуха (вздутие, пузырение) ........................................................................ 
21 
2.3.2. Пустоты .............................................................................................................................. 
22 
2.3.3. Газовые включения (пузыри) ........................................................................................... 
23 
2.4. Линии спая 
............................................................................................................................... 
23 
2.5. Блеск/неравномерный блеск .................................................................................................. 
24 
2.6. Струйное заполнение (следы потока) ................................................................................... 
25 
2.7. Эффект «грампластинки» 
....................................................................................................... 
25 
2.8. Матовые пятна вблизи литника 
............................................................................................. 
26 
2.9. Недолив/неполный впрыск .................................................................................................... 
26 
2.10. Дизельный эффект/подгары 
................................................................................................. 
27 
2.11. Облой (град, перелив, заусенец) 
.......................................................................................... 
28 
2.12. Побеление или растрескивание от напряжения 
................................................................. 
28 
2.13. Видимые следы от выталкивателя ...................................................................................... 
29 
2.14. Деформация при извлечении  из пресс-формы 
.................................................................. 
30 
2.15. Бороздки, образующиеся при выталкивании/извлечении изделия из формы ................ 
30 
2.16. Отслаивание поверхностного слоя 
...................................................................................... 
31 
2.17. Холодные пробки 
.................................................................................................................. 
32 
2.18. Филаментация ....................................................................................................................... 
32 
2.19. Темные точки ........................................................................................................................ 
33 
2.20. Налет ...................................................................................................................................... 
33 
3 

2.21. Разрушение/разрыв пленочного шарнира .......................................................................... 
34 
2.22. Коробление ............................................................................................................................ 
35 
2.23. Технология многокомпонентного литья 
............................................................................. 
35 
2.24. Тигровые полосы .................................................................................................................. 
36 
2.25. Дефекты деталей из пенопласта, отлитых под давлением 
................................................ 
36 
2.26. Недоливы/аномалии течения ............................................................................................... 
38 
2.27. Размерные и весовые отклонения ....................................................................................... 
39 
3. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ И СПОСОБЫ
ИХ УСТРАНЕНИЯ ............................................................................................................................ 
41 
3.1. Причины появления и способы устранения утяжин ........................................................... 
41 
3.2. Причины появления и способы устранения разводов/свилей ............................................ 
44 
3.2.1. Причины появления и способы устранения шлиров пережога (пригаров, 
подгаров, пригарных свилей 
......................................................................................................... 
44 
3.2.2. Причины появления и способы устранения серебряных разводов/свилей 
(шлиров влажности, серебряных шлиров) .................................................................................. 
46 
3.2.3. Причины появления и способы устранения разводов/cвилей, вызванных 
газовыми включениями ................................................................................................................. 
47 
3.2.4. Причины появления и способы устранения цветных разводов/свилей ....................... 
49 
3.2.5. Причины появления и способы устранения разводов/свилей, вызванных 
наполнением стекловолокном ...................................................................................................... 
51 
3.3. Причины появления и способы устранения вздутий/пузырей ........................................... 
52 
3.3.1. Причины появления и способы устранения запирания воздуха (вздутий, 
пузырений) 
...................................................................................................................................... 
52 
3.3.2. Причины появления и способы  устранения пустот ...................................................... 
54 
3.3.3. Причины появления и способы устранения газовых включений (пузырей) ............... 
55 
3.4. Причины появления и способы устранения линий спая 
..................................................... 
57 
3.5. Причины появления и способы устранения блеска/неравномерного блеска ................... 
60 
3.6. Причины появления и способы устранения струйного заполнения (следов потока) ...... 
64 
3.7. Причины появления и способы устранения эффекта «грампластинки» ........................... 
65 
3.8. Причины появления и способы устранения матовых пятен около литника 
..................... 
67 
3.9. Причины появления и способы устранения недолива/неполного впрыска ...................... 
69 
3.10. Причины появления и способы устранения дизельного эффекта/горения ..................... 
70 
3.11. Причины появления и способы устранения облоев (градов, переливов, заусенец) 
....... 
72 
3.12. Причины появления и способы устранения побеления или растрескивания от 
напряжения ..................................................................................................................................... 
74 
3.13. Причины появления и способы устранения видимых следов от выталкивателя ........... 
77 
3.14. Причины появления и способы устранения деформаций при извлечении из прессформы 
.............................................................................................................................................. 
79 
3.15. Причины появления и способы устранения бороздок, образующихся при 
выталкивании/извлечении изделия из формы 
............................................................................. 
82 
4 

3.16. Причины появления и способы устранения отслаивания поверхностного слоя 
............ 
84 
3.17. Причины появления и способы устранения холодных пробок ........................................ 
86 
3.18. Причины появления и способы  устранения филаментации ............................................ 
87 
3.19. Причины появления и способы устранения темных точек 
............................................... 
88 
3.20. Причины появления и способы устранения налета 
........................................................... 
90 
3.21. Причины появления и способы устранения разрушения/разрыва пленочного 
шарнира 
........................................................................................................................................... 
93 
3.22. Причины появления и способы устранения коробления .................................................. 
96 
3.23. Причины появления и способы устранения дефектов при многокомпонентном 
литье .............................................................................................................................................. 
101 
3.24. Причины появления и способы устранения тигровых полос ......................................... 
105 
3.25. Причины появления и способы устранения дефектов при литье вспененных 
термопластов ................................................................................................................................ 
108 
3.26. Причины появления и способы устранения недоливов/аномалий течения .................. 
115 
3.27. Причины появления и способы устранения размерных и весовых отклонений .......... 
120 
Список рекомендуемой литературы .............................................................................................. 
123 
5 

П р и н я т ы е  о б о з н а ч е н и я  и  с о к р а щ е н и я
АБС-пластик – сополимер акрилонитрила с бутадиеном и стиролом 
ПА – полиамид 
ПБТ – полибутилентерефталат 
ПК – поликарбонат 
ПММА – полиметилметакриат 
ПОМ – полиформальдегид 
ПП – полипропилен 
ПС – полистирол 
ПСФ – полисульфон 
ПУР – пенополиуретан 
ПЭТ – полиэтилентерефталат 
ПЭ – полиэтилен 
САН-пластики – сополимер стирола с акрилонитрилом 
СКЭПТ – синтетический каучук этиленпропиленовый тройной 
ТПЭ – термопластичные эластомеры 
УФ – ультрафиолет  
6 

В В Е Д Е Н И Е
Литье под давлением – наиболее распространенный и прогрессивный метод переработки полимерных материалов, так как позволяет получать изделия сравнительно сложной конфигурации при небольших затратах труда и энергии. Процесс изготовления изделий основан на заполнении формующей полости формы расплавом с последующим его уплотнением за счет давления и охлаждением. Существенным преимуществом 
данной технологии является возможность производства большого количества изделий при использовании экономичных пресс-форм. 
Литье под давлением является сложным технологическим процессом, нарушение которого может привести к появлению дефектов, 
снижающих качество продукции. В данном пособии рассмотрены дефекты поверхностей, возникающие при изготовлении изделий из термопластов методом литья под давлением. 
Учебное пособие состоит из трех глав. В первой главе описана 
сущность метода литья под давлением. Во второй главе приведена классификация дефектов. В третьей главе в виде кратких пояснений рассмотрены физические причины возникновения каждого дефекта и влияние изменения параметров на процесс литья и качество отлитых изделий, а также даны общие указания по идентификации и устранению дефектов.  
7 

.  Л И Т Ь Е  П О Д  Д А В Л Е Н И Е М
1 . 1 .  С у щ н о с т ь  м е т о д а  л и т ь я  п о д  д а в л е н и е м
Литье под давлением – процесс формования изделий из полимерного материала, который предварительно пластицируется в обогреваемом цилиндре и затем впрыскивается в замкнутую охлаждаемую 
(для термопластов) или обогреваемую (для реактопластов) форму, где материал, приобретая конфигурацию внутренней полости формы, затвердевает. Этим способом перерабатываются все термопластичные полимеры. 
К основным достоинствам литья под давлением относятся: 
– универсальность по видам перерабатываемых пластиков;
– высокая производительность в режиме автоматизированного
процесса; 
– высокая точность получаемых изделий;
– возможность изготовления деталей весьма сложной формы, недостижимой при использовании любых других технологий; 
– отсутствие необходимости дополнительной обработки конечного продукта (за исключением операции удаления литников); 
– полная автоматизация процесса.
Недостатки метода:
– литьевые машины являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями; 
– применение термопластоавтоматов для реализации конкретного технологического процесса требует квалифицированного технико-экономического обоснования. 
Для литья под давлением обычно используют полимеры с показателем текучести расплава от 2 до 70 г/10 мин. Однако можно перерабатывать полимеры с меньшей текучестью, но при этом требуется более высокая температура, что не всегда допустимо из-за возможной термической 
деструкции. Обычно такие полимеры обладают повышенными механическими свойствами, и из них изготавливают изделия с большой толщиной 
стенки. Формы в этом случае имеют укороченные литниковые каналы 
8 

и большое сечение. При литье тонкостенных изделий используют полимеры с текучестью 7 г/10 мин и более, но необходимо учитывать, что 
прочность изделий и их атмосферостойкость понижаются. 
В упрощенном виде процесс литья изделий состоит из 4 этапов 
(рис. 1.1): 
– плавление пластикового гранулята;
– впрыск в пресс-форму;
– охлаждение;
– извлечение из пресс-формы.
Рис. 1.1. Упрощенная схема процесса литья под давлением 
Литье под давлением – периодический процесс, в котором технологические операции выполняются в определенной последовательности по замкнутому циклу. Цикл рассчитан на один впрыск (рис. 1.2). 
Рис. 1.2. Основные этапы цикла процесса литья под давлением 
9 

Суть технологии литья под давлением заключается в том, что 
разогретый до вязкотекучего состояния полимерный материал (расплав) подается в пресс-форму под высоким давлением, за счет которого 
он равномерно распределяется по форме, заполняя даже небольшие отверстия. Далее происходит охлаждение пресс-формы и затвердевание 
(отверждение) пластмассы. Время охлаждения зависит от нескольких 
параметров: типа полимера, температуры пресс-формы и т. д. Для небольших изделий это, как правило, несколько секунд. После того как 
форма остыла, она размыкается для выдачи готового изделия. В ряде 
случаев в зависимости от способа получения и конструкции прессформы готовые изделия могут требовать доработки в целях окончательного придания им потребительских свойств. 
1 . 2 .  О с н о в н о е  о б о р у д о в а н и е
Современные литьевые машины представляют собой сложные 
технические устройства. Они оснащены разнообразными средствами 
автоматизированного управления параметрами технологического 
процесса. Конструкции литьевых машин достаточно разнообразны. 
Основными признаками литьевых машин являются усилие запирания 
(усилие смыкания) формы и объем впрыска. 
Зажимное устройство предназначено для перемещения прессформы с применением усилия зажима, направленного против подъемной силы. За подвижной крепежной плитой пресс-формы располагается выталкиватель, предназначенный для извлечения изделия из 
пресс-формы. 
Узел впрыска выполняет функцию впрыска и пластикации, 
а также способен перемещаться в направлении пресс-формы и обратно. Под действием давления сопла узел впрыска прижимается 
к литьевой втулке для предотвращения утечки между соплом и прессформой. Узел впрыска включает узел пластикации, который является 
основным элементом машины для литья под давлением, так как он 
определяет качество протекания процесса и получаемого изделия. 
Узел пластикации состоит из цилиндра с нагревательной лентой 
и шнека пластикации с обратным клапаном, который не допускает 
возврата расплавленного пластика во время впрыска. Таким образом, 
10