Специальные технологии литья под давлением

GAS-ASSIST INJECTION MOLDING PRINCIPLES AND APPLICATIONS

Edited by Jack Avery With Contribution from J. Avery, K. S. Barton, K. Berdan, M. Caporeso, H. Eckardt, M. Paloian



MICROCELLULAR PROCESSING
Kelvin T. Okamoto






                HANSER





Hanser Publishers, Munich
Hanser Gardner Publications, Inc., Cincinnati

Дж. Авери К. Т. Окамото


СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Перевод с английского языка под редакцией докт. техн, наук, проф. Абрамова В. В. канд. техн, наук, доц. Лебедевой Т. М.










Санкт-Петербург
2009

ББК 35.710Англ
УДК 678.5
С71






        Специальные технологам литья под давлением / Дж. Авери, К. Т. Окамото; пер. С71 с англ, под ред. В. В. Абрамова, Т. М. Лебедевой — СПб.: 2009. — 416 с., ил.
        ISBN 978-5-93913-190-2
        ISBN 3-446-21289-2 (англ.)
        ISBN 3-446-22344-4 (англ.)

        Издание состоит из двух книг, посвященных современным технологиям литья под давлением. В первой части рассмотрены все аспекты процесса литья с газом — технология, оборудование, конструкции форм. Во второй — описание технологического процесса микроячеистого литья (AfwCeZZ-nponecc), его специфики, особенностей используемого оборудования и формующего инструмента. Впервые представлена полная информация поданным методам литья, которая является результатом практической работы ведущих специалистов отрасли.
        Книга будет полезным инструментом для конструкторов изделий и форм, производителей оборудования и оснастки, а также технологов высокой квалификации, деятельность которых направлена на повышение эффективности производства с сохранением высокого качества продукции

ББК 35.710
УДК 678.5



All right reserved. Carl Hanser Verlag, Munich/FRG Authorized translation from the original English edition published by Carl Hanser Verlag, Munich/FRG

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.


Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.


ISBN 978-5-93913-190-2
ISBN 3-446-21289-2 (англ.)
ISBN 3-446-22344-4 (англ.) ББК 35.710
УДК 678.5

                    © Carl Hanser Verlag, Munich/FRG, 2001
                    © Carl Hanser Verlag, Munich/FRG, 2003
© Изд-во «Профессия», 2009
© Перевод, оформление: Изд-во «Профессия», 2009

                Содержание





            Литье под давлением с подачей газа


  Предисловие к русскому изданию....................................... 17
  Введение............................................................. 19

1. Общее представление о литье под давлением с подачей газа...........  22

  1.1. Развитие процесса литья под давлением с подачей газа ............24
  1.2. Правовые аспекты.................................................24
  1.3. Общие сведения...................................................26
  1.4. Основные виды литья под давлением с подачей газа.................34
  1.5. Преимущества литья под давлением с подачей газа..................34
  1.6. Недостатки литья под давлением с газом ..........................35
  1.7. Материалы........................................................37
  1.8. Анализ конструкции...............................................38
  1.9. Применение ......................................................41
  1.10. Оснастка........................................................45
  1.11. Современные разработки .........................................45
  1.12. Перспективные направления развития..............................48
     Литература.........................................................50
     Библиография.......................................................50

2. Методы литья под давлением с подачей газа......................      52

  2.1. Введение.........................................................52
  2.2. Технологии литья с подачей газа в расплав полимера...............53
     2.2.1. Основные преимущества изделий...............................54
     2.2.2. Виды литья под давлением с газом............................56
     2.2.3. Технологические процессы литья под давлением с подачей газа.64
     2.2.4. Газ для литья под давлением с газом.........................66

Содержание

     2.2.5. Оборудование для литья под давлением с газом..............66
     2.2.6. Повторное использование (утилизация) газа.................74
     2.2.7. Горячеканальные литниковые системы с многосопловым впрыском.....74
     2.2.8. Литье под давлением с подачей жидкости....................74
  2.3. Литье под давлением с внешним давлением газа ........................75
     2.3.1. Процесс...................................................75
     2.3.2. Преимущества процесса с внешним давлением газа............76
     2.3.3. Оборудование для литья под давлением с внешним давлением газа...78
  2.4. Сочетание с другими процессами.................................78
     2.4.1. Сочетание процессов с внутренним газом и внешним давлением газа.78
     2.4.2. Многокомпонентное литье и литье с подачей газа............78
     2.4.3. Двухкомпонентное и комбинированное литье под давлением с подачей газа...............................79
  2.5. Патенты и лицензирование.......................................80
     Литература.......................................................81

3.  Проектирование при литье под давлением с газом..........................82

  3.1. Введение.......................................................82
  3.2. Значение процесса..............................................82
  3.3. Общие сведения.................................................86
     3.3.1. Классификация изделий.....................................86
  3.4. Основные принципы проектирования...............................97
     3.4.1. Сравнение конструкций деталей, полученных литьем под давлением и литьем с газом.................97
     3.4.2. Конструкция газовых каналов..............................101
     3.4.3. Расположение газового канала.............................102
     3.4.4. Особенности конструкции..................................105
  3.5. Когда рекомендуется литье под давлением с газом...............106
  3.6. Особенности проектирования ...................................109
  3.7. Примеры применения и выводы....................................ПО
     Литература......................................................113
     Библиотрафия....................................................113

4. СЛС-моделирование процесса литья под давлением с подачей газа............ 114

  4.1. Введение......................................................114
  4.2. Полимерная система............................................114
  4.3. СЛ£-моделирование литья с газом...............................115
  4.4. Описание процессов литья под давлением с газом ...............117
  4.5. Основные области применения литья с газом.....................120
  4.6. Преимущества процесса литья с газом ..........................120
  4.7. Совместимость СЛЯ-моделирования с основными принципам и проектирования литья с газом......................................122

Содержание

7

     4.7.1. Принципы проектирования изделий, производимых литьем с газом....122
     4.7.2. Задачи, рассматриваемые перед проектированием при литье с газом.122
     4.7.3. Влияние типа материала на процесс литье с газом.............122
     4.7.4. Определение расположения газового канала........................126
     4.7.5. Определение размера газового канала.........................129
     4.7.6. Выбор местоположения впусков для полимера и газа................131
     4.7.7. Определение технологических режимов переработки.................135
     4.7.8. Правила для особых случаев..................................136
  4.8. Заключение ......................................................138
     Литература.........................................................138

5.  Принципы проектирования и изготовления оснастки для литья под давлением с подачей газа................................  140
  Введение .............................................................140
  5.1. Системы впрыска газа через сопло ................................142
  5.2. Впрыск газа в литник или деталь .................................145
  5.3. Принципы расположения инжекторов для впрыска газа в деталь ..........148
  5.4. Конструкция форм для систем литья с газом с полным впрыском......150
  5.5. Конструирование форм для литья с внешним давлением газа..............152
  5.6. Конструирование форм с последовательно регулируемыми переливными полостями...................................................152
  5.7. Рекомендации для использования специальных деталей в формах для литья с газом..............................................155
  5.8. Выбор фирмы-изготовителя форм для литья с газом .....................160

6.  Технология литья под давлением с газом............................. 164

  6.1. Основные требования..............................................165
  6.2. Выбор системы....................................................165
  6.3. Установка системы................................................166
  6.4. Основные требования к сигналам...................................167
     6.4.1. Сигнал начала и окончания впрыска...........................167
     6.4.2. Сигнал закрытия формы.......................................167
     6.4.3. Сигнал открытия формы.......................................167
     6.4.4. Клапаны предохранительные и клапаны аварийной остановки.....167
  6.5. Газообразный азот................................................168
     6.5.1. Чистота азота...............................................168
     6.5.2. Переносные баллоны..........................................168
     6.5.3. Жидкий азот.................................................169
     6.5.4. Производство азота..........................................169
  6.6. Технология процесса..............................................170
     6.6.1. Впрыск газа через сопло.....................................171
     6.6.2. Впрыск газа в изделие.......................................171

Содержание

  6.7. Стадии процесса литья с газом....................................172
  6.8. Рекомендации.....................................................172
  6.9. Выявление и устранение проблем..................................173
     6.9.1. Стадия заполнения газом....................................174
     6.9.2. Стадия уплотнения газа.....................................176
     6.9.3. Стадия выхода газа.........................................177
     6.9.4. Неверная ориентация детали в форме.........................177
  6.10. Вспомогательные операции.......................................178
  6.11. Заключение.....................................................178
     Литература........................................................179

7.  Примеры применения литья под давлением с подачей газа............  180

  7.1. Плоская электропанель с жесткими требованиями по размерам.......181
  7.2. Корпус воздушного фильтра грузовика ............................182
  7.3. Модуль дверной фурнитуры........................................183
  7.4. Корпус бокового зеркала автомобиля..............................185
  7.5. Ручка дверцы автомобиля.........................................186
  7.6. Автомобильный бампер............................................187
  7.7. Держатель номерного знака автомобиля............................188
  7.8. Лотокдля CD-ROM ................................................189
  7.9. Корпусные панели компьютерного процессора.......................190
  7.10. Компьютерные панели ...........................................191
  7.11. Корпус принтера................................................193
  7.12. Корпус усилителя мощности......................................193
  7.13. Корпус основания факса ........................................194
  7.14. Прижимной ролик для копировальной бумаги.......................195
  7.15. Клюшка для гольфа..............................................196
  7.16. Крышки торговых автоматов......................................197
  7.17. Панели корпуса водоохладителя .................................199
  7.18. Элементы панели крыш ангаров...................................200
  7.19. Офисное автоматизированное рабочее место.......................201
  7.20. Панели для каталожного шкафа...................................203
  7.21. Корпус медицинского анализатора................................204
  7.22. Поручни больничной кровати.....................................205
  7.23. Ручка прибора .................................................206
  7.24. Поручни детского кресла в автомобиле ..........................207
  7.25. Колесо инвалидного кресла......................................209
  7.26. Складные контейнеры............................................210
  7.27. Мусорный контейнер.............................................211
  7.28. Насадка для душа...............................................212
  7.29. Лопастный смеситель стиральной машины..........................213
     Литература........................................................214

Содержание

9

Приложения.......................................................        216

  Приложение 1. Поставщики технологии литья под давлением с подачей газа..216
  Приложение 2. Поставщики газа и газовых систем.........................217
  Приложение 3. Поставщики программ САЕ (автоматизированное моделирование) для литья под давлением с подачей газа.................................218
  Приложение 4. Консультанты по литью под давлением с подачей газа .......219
  Глоссарий...............................................................219


Технология MuCell
для производства микроячеистых изделий

  Предисловие к русскому изданию.........................................229
  Предисловие............................................................231
  Предисловие автора.....................................................233

1. Введение......................................................        234

  1.1. История вопроса...................................................234
  1.2. Патенты, защищающие технологию получения микроячеистых пластмасс ..236

2.  Основные принципы процесса MaCeZZ........................            238

  2.1. История возникновения.............................................238
  2.2. Технология получения микроячеистых пен............................239
  2.3. Микроячеистые пены: теоретические основы .........................239
  2.4. Адаптация процесса к промышленному оборудованию для переработки пластмасс..............................................241
     2.4.1. Литье под давлением по технологии MuCell................................................242
     2.4.2. Экструзионная технология MuCell..............................243
     2.4.3. Выдувное формование по технологии MuCell.....................244
  2.5. Результаты и преимущества процесса MuCell.........................244
     2.5.1. Технология MuCell для литья под давлением.....................244
     2.5.2. Технология MuCell в экструзионных процессах..................245
     2.5.3. Технология MuCellдля выдувного формования....................246
  2.6. Заключение ........................................................246

3.  Установки подачи пенообразователя SCF............................... 247

  3.1. Предпосылки ......................................................247
  3.2. Характеристика физического пенообразователя ......................247
  3.3. Азот или углекислый газ...........................................248
  3.4. Оборудование для подачи SCF.......................................250

Содержание

     3.4.1. Объемное или массовое дозирование рабочего вещества........250
     3.4.2. Устройство жидкостного насоса..............................251
     3.4.3. Устройства газового насоса (насоса для газовой фазы).......252
     3.4.4. Газовые насосные станции...................................253
     3.4.5. Инжекторы SCF..............................................255
     3.4.6. Инжекционный клапан........................................255
     3.4.7. Перепускной коллектор......................................256
     Литература........................................................257

4. Литье микроячеистого материала: основы..........................    258

  4.1. Историческая справка............................................258
  4.2. Преимущества процесса получения микроячеистых изделий литьем под давлением...............................................259
  4.3. Сравнение с другими процессами литья под давлением..............259
     4.3.1. Сравнение процесса получения микроячеистых изделий литьем под давлением и литьем структурной пены.................260
     4.3.2. Сравнение процесса получения микроячеистых изделий литьем под давлением и литьем с подачей газа...................260
     4.3.3. Сравнение процесса получения микроячеистых изделий литьем под давлением и литьем с использованием
          химических пенообразователей.................................261
  4.4. Основное оборудование для процесса получения микроячеистого изделия литьем под давлением........................261
     4.4.1. Запирающееся сопло.........................................262
     4.4.2. Конструкция шнека..........................................263
     4.4.3. Модификации цилиндра.......................................267
     4.4.4. Модификации управления.....................................268
  4.5. Оборудование для подачи SCF.....................................269

5. Основы микроячеистого процесса литья..............................  270

  5.1. Введение........................................................270
  5.2. Теоретические основы микроячеистого процесса литья..............270
  5.3. Эффективность процесса..........................................272
     5.3.1. Влияние на вязкость........................................272
     5.3.2. Влияние на вес изделия.....................................273
     5.3.3. Влияние на время цикла.....................................274
     5.3.4. Влияние на температурные параметры.........................275
     5.3.5. Влияние на усилие смыкания.................................276
  5.4. Начальный этап работы в процессе литья микроячеистого материала.276
  5.5. Оптимизация технологии литья микроячеистого материала ..........278
     5.5.1. Основные принципы........................................279
     5.5.2. Оптимизация качества поверхности получаемого изделия.....280