Процессы пластикации термопластов в литьевой машине поршневого типа

Основной функцией цилиндра литьевой машины является нагрев термопласта до температур, при которых может происходить наполнение формы за счет давления, создаваемого поршнем. Температура и давление расплава, создаваемые на выходе из сопла нагревательного цилиндра, являются очень важными характеристиками литьевой машины.

Осуществление равномерного нагрева термопластов для переработки полимеров — достаточно сложная задача вследствие их низкой теплопроводности.

Для примера рассмотрим характер распределения температур в наиболее простом нагревательном цилиндре. Как вид о из рис. 11. 1, где представлен профиль температур полистирола в зависимости от передвижения объема отливки (без учета теплообмена вдоль оси цилиндра) наиболее близкий к соплу объем отливки не имеет равномерной температуры: в то время как темпер тура у стенок составляет около 200°С, в середине объема она достигает только 185С. Разумеется, характер распределения температур будет иным для другого полимера (с другими теплофизическими свойствами).

Рис. 11. 1. Профили температур полистирола в цилиндре диаметром 30 мм с температурой стенки 200 °С (V—объем отливки): 1-190° С; 2-180; 3-160; 4-120; 5-80° С.

К конструкции нагревательного цилиндра предъявляются ложные требования. Во-первых, полимер должен нагреваться до однородной температуры за максимально короткий промежуток времени при определенной пластикационной производитель ости. Во-вторых, он должен создавать минимальные потери давления при движении полимера во время заполнения формы. Кроме того, путь течения полимера через цилиндр должен быть без «мертвых» зон, где материал может застаиваться и подвергаться деструкции. И, в-третьих, конструкция нагревательного цилиндра должна обеспечивать прочность, герметичность и легкость разборки для очистки и ремонта цилиндра.

К сожалению, первые два требования являются противоречивыми. Чтобы от нагревательного цилиндра к полимеру эффективно передавалось тепло, внутренние каналы цилиндра должны быть очень малы для достижения минимального поперечного градиента температуры, а цилиндр должен быть как можно длиннее для обеспечения большей поверхности теплопередачи. С другой стороны, для эффективной передачи давления от поршня к соплу внутренние каналы должны быть по возможности шире, а их длина должна быть минимальной. Попытки найти компромиссное решение привели к созданию нагревательного цилиндра с торпедой.

Рис. 11. 2. Нагревательный цилиндр: 1—сопло; 2—пробковый кран; 3—передняя часть; 4—торпеда; 5—кожух; б—датчик терморегулятора; 7—задняя часть; 5—материальный цилиндр; 9 — втулка материального цилиндра.

Такая конструкция нагревательного цилиндра, представленная а рис 11. 2, является наиболее распространенной в настоящее время. В цилиндр, на поверхности которого расположены электрические обогревательные элементы, вставлен сердечник обтекаемой формы, называемый торпедой. Эта торпеда образует кольце- ой зазор с постепенно уменьшающейся толщиной для улучшения прогрева полимера. В передней части торпеды находится распределитель, представляющий собой кольцо с рядом мелких отверстий. Он улучшает условия передачи тепла полимеру. Расплав, проходящий через отверстия, попадает далее в камеру смешения, где температура полимера выравнивается, а затем поступает в сопло и далее в форму.

Комментариев нет