Производство пластиковых деталей литьем под давлением: технологии, материалы и контроль качества

Производство пластиковых деталей литьем под давлением

Литье под давлением представляет собой технологию получения сложных пластиковых изделий путем впрыска расплава в форму; подробное техническое описание и обзор типичных конструктивных решений можно найти по ссылке https://vpmat.ru/articles/plastikdetali.html.

Данный метод применяется при изготовлении серийных и крупносерийных деталей, требующих высокой повторяемости размеров и устойчивых свойств материала. Процесс включает подготовку сырья, нагрев и впрыск пластика, охлаждение в форме и извлечение готовой детали.

Материалы и их свойства

Выбор полимера определяется функциональными требованиями к детали: механической прочностью, термостойкостью, химической стойкостью и внешним видом. Наиболее распространены полиэтилен, полипропилен, полистирол, поликарбонат, нейлон и различные модифицированные композиции с добавками стекловолокна или наполнителей.

Ключевые параметры материалов

• Текучесть расплава (MFI) — влияет на заполняемость тонкостенных участков.
• Термическая деформация — определяет рабочие температуры детали.
• Ударная вязкость и модуль упругости — влияют на прочностные характеристики.
• Усадка при кристаллизации — учитывается при конструировании формы.

Проектирование форм и конструкция деталей

При разработке детали учитываются технологические допуски, уклоны, радиусы переходов и толщина стенок. Толщина стенок должна быть равномерной по возможности, чтобы снизить риск деформаций и образования усадочных дефектов.

Рекомендации по конструкции

• Избегать резких переходов по сечению.
• Предусматривать уклоны для облегчения извлечения из формы.
• Располагать усилительные ребра с учетом направления потока расплава.
• Продумывать места впрыска и систему охлаждения на этапе проектирования формы.

Изготовление оснастки и этапы производства

Оснастка (формы) — критический элемент процесса. Она изготавливается из инструментальных сталей и проходит термообработку для обеспечения долговечности. Сложность формы и используемые стержни/клапаны влияют на стоимость и срок изготовления оснастки.

1. Разработка конструкторской документации и 3D-модели детали.
2. Проектирование формы и подготовка технологической карты.
3. Механическая обработка и термообработка компонентов формы.
4. Сборка формы и пробные отливки с корректировками параметров.
5. Запуск серийного производства и контроль качества.

Контроль качества и постобработка

Качество контролируется визуально и с помощью измерительных приборов — калибров, микрометров, 3D-сканеров и испытаний на прочность. В ходе производства регистрируются параметры процессов: давление впрыска, время охлаждения, температура материала.

Типичные операции постобработки

• Удаление литников и облоя.
• Механическая или ультразвуковая сварка деталей.
• Покрытия, печать, окрашивание и термообработка.

Факторы, влияющие на себестоимость и сроки

На себестоимость влияют сложность формы, тираж, выбранный материал и требования к допускам. Высокие тиражи обычно компенсируют вложения в дорогостоящую оснастку, тогда как мелкие серии могут быть экономичнее при использовании альтернативных технологий.

Выбор метода и планирование производства

При выборе технологии учитываются требуемые свойства деталей, ожидаемый тираж и бюджет на разработку оснастки. Планирование включает оценку риска дефектов, запасов сырья и возможных корректировок дизайна после пробных отливок.

Комплексный подход на этапе проектирования и детальное тестирование первой партии способствуют снижению количества исправлений в серийном производстве и повышают стабильность процесса.