3.5 Контроль та керування хіміко-технологічними процесами

При переробці термопластів методом лиття під тиском литтєву форму термостатують (температура її не повинна перевищувати температури склування або температури кристалізації. Тиск лиття залежить від в'язкості розплаву матеріалу, конструкції литтєвої форми, розмірів системи літника і формованих виробів. Литво при надвисокому тиску (до 500 МПа) зменшує залишкову напругу в матеріалі, збільшує ступінь орієнтації полімерів, що кристалізуються, що сприяє зміцненню матеріалу і забезпечує точніше відтворення розмірів деталей.

Рисунок 3.1 Литтєва машина

1 – матеріальний циліндр; 2 – нагрівальні елементи; 3 – черв’як (шнек); 4 – канали охолоджування; 5 – бункер для матеріалу; 6 – гідронасос; 7 – редуктор; 8 – гідроциліндр вузла уприскування; 9 – манометр; 10, 17 – нерухомі плити; 11 – направляючі колонки; 12 – литтєва форма; 13 – рухома плита; механізм 14 – колесно-важільний механізм; 15 – гідроциліндр вузла зімкнення; 16 – гайки; 18 – упір; 19 – сопло.

Тиск в литій формі при заповненні розплавом полімеру підвищується поступово (в кінці витримки під тиском досягає 30-50 % від тиску литва) і розподіляється по довжині оформлюючої порожнини нерівномірно унаслідок високої в'язкості розплаву і швидкого її наростання при охолоджуванні або затвердінні. Лиття під тиском дозволяє виготовляти деталі масою від доль грама до декількох кілограмів. При виборі машини для формування виробу враховують об'єм розплаву, необхідний для його виготовлення, і зусилля зімкнення, потрібне для утримання форми в замкнутому стані в процесі заповнення розплавом оформлюючої порожнини.

При виробництві виробів методом лиття під тиском в автоматичному режимі потрібно контролювати і регулювати по трьох зонах матеріального циліндра і мундштука температуру:

1 зона: +130-150 ± 2,5 °С

2 зона: +150-170 ± 2,5 °С

3 зона: +170-190 ± 2,5 °С

В охолоджувальній системі контроль тиску води Р = 0,25 – 0,5 МПа ± 0,1 МПа автоматики менш 2000 годин.

На рис. 3.1 приклад функціональної схеми автоматизації. Вимірювання температури виробляє термопара типу 1ТХК 711-11, регулятором температури Ш Н528 сприймається сигнал від температури. Струм навантаження кожної зони обігріву контролює амперметр Е 8021. Напруження розголошення, яке впливає на магнітний пускач через регулюючий пристрій, за допомогою яких виробляється ввімкнення і відхилення нагріваючого елемента вимикають при відхиленні температури від заданої величини. Манометром загального призначення НТП 100/1 ВІД, встановленого на місці на панелі манометрів, проводиться контроль тиску в гідросистемі циліндру впорскування. Дифманометром ЕКМ-24 визначається рівень мастила. Система охолодження призначена для охолодження зони завантаження і напів форм. Тиск охолоджуючої води 0,25-0,5 МПа, температура не більше 20 °С. Температура форми вимірюється за допомогою термометра. На передній панелі термопластавтомата є кнопка включення електродвигуна, за її допомогою – включення пристрою.

Виробництво виробів із пластмас у відношенні пожежної небезпеки по ПУЕ відноситься до класу П-2, а виробниче приміщення по СНіП-2-М-272 відносяться до категорії В. Температурного розплаву полімеру, тривалістю витримки під тиском, питомим тиском розплаву визначається кількість виробів, які одержуються методом лиття під тиском.

Тиск повинен бути достатнім для просування матеріалу по інжекційному циліндру, впорскування його в форму та заповнення всього об'єму форми. Недостатній тиск призводить до недооформлення поверхні виробу.

Зона 1 – температура 150 – 170 °С

Зона 2 – температура 160 – 180 °С

Зона 3 – температура 180 – 200 °С

Регулювання і підтримка температур по зонах здійснюється системою, яка складена з термоперетворювача, регулятора температур, амперметра.

На регуляторах температури задається температура нагріву. Струм навантаження кожної зони електрообігріву: 1 зона – 5,7 А; 2 зона – 5,7 А; 3 зона – 5,7 А; контролюють амперметри. Посеред кожної зони встановлені термоперетворювачі, які є чутливими елементами, складеними із двох термоелектродів, зварених між собою на робочому кінці в термопару і ізольованих по всій довжині за допомогою керамічної трубки. Терморегулятори зон обігріву і мундштука та амперметра знаходяться в електрошафі терморегулювання.

Через систему запобіжних клапанів електромагнітів створюється управління робочим циклом. Тривалість витримки під тиском 3-5 сек, питомий тиск розплаву 80-160 МПа.

Коротка характеристика об'єкту.

В бункер завантажується термопластичний матеріал, який підлягає переробці, потім потрапляє на шнек, який знаходиться в матеріальному циліндрі.

Під впливом зовнішнього обігріву і внутрішнього тертя, при обертанні шнека, гранульований матеріал нагрівається, пластикується та потрапляє в простір перед шнеком у вигляді гомогенної маси.

Впорскування матеріалу під тиском в прес-форму, заперту механізмом запирання, здійснюється поступовим рухом шнеку після накопичення необхідного об'єму розплаву. Готові вироби після охолодження витягуються і цикл повторюсться. Якість виробів виготовлених методом лиття під тиском, залежить від режимів переробки і дотримання параметрів процесу в часі.