Литье газонаполненных полимеров : Описание технологии, разновидности методов

Все технические решения в этой области подпадают под действие патентов. Сейчас основными патентами обладают фирмы Cinpres Gas Injection (Великобритания), Bauer Compressors (США), Melea (Гибралтар)/GAIN Technology (США), Battenfeld (Германия), Epcon Gas Systems (США), Uniloy Milacron (США) и др.

При литье с газом уплотнение полимера происходит за счет давления газа непосредственно на область изделия или вблизи этой области, поэтому процесс проходит легче, чем в обычном литье под давлением. Данная технология позволяет получить изделия с хорошим качеством поверхности, без утяжек и коробления, с минимальным уровнем остаточных напряжений, т.е. с высокой стабильностью размеров.

Большинство вариантов литья с газом относится к технологии литья при низком давлении, т.к. заполнение полости полимером не требует высокого давления из-за большой толщины так называемых газовых каналов - утолщений, внутри которых движется газ. Типичное давление газа находится в пределах 50 - 200 атм., тогда как при обычном литье выдержка под давлением проводится в материальном цилиндре литьевой машины при 300 - 800 атм. Использование малого давления значительно снижает требования к пресс-форме.

В качестве газа обычно применяется азот, который имеет низкую цену, инертен и доступен. Перед окончанием цикла литья азот откачивают из изделия и используют в следующих циклах. В некоторых вариантах технологии вместо азота используют сжатый воздух. Однако кислород, содержащийся в сжатом воздухе может взаимодействовать с расплавом ряда полимеров. Для литья с газом применяются обычные литьевые машины, и это является одной из причин популярности этой технологии. Одно из преимуществ - возможность использования литьевых машин с существенно меньшим усилием замыкания, что дает большой экономический эффект при литье крупногабаритных изделий.

Чаще всего при таком литье не используются горячеканальные литниковые системы (исключением может являться литье с газом тонкостенных изделий), т.к. потери давления при впрыске полимера в изделиях с газовыми каналами небольшие. Это существенно снижает стоимость пресс-формы. Если все-таки горячеканальное литье применяется, впуски полимера и газа должны производиться в разные части изделия и горячеканальные сопла должны иметь запорный клапан. Также предпочтительно применение одноместных пресс-форм, т.к. использование нескольких гнезд нередко ведет к повышению нестабильности процесса.

Данная технология используется для изготовления деталей из ПЭВП, ПП, ПС общего назначения, ударопрочного ПС, АБС, смеси АБС и поликарбоната, смеси АБС и полиамида, поливинилхлорида, полиамидов, полибутилентерефталата, полиэтилентерефталата, поликарбоната, полиацеталей, полифениленоксида, синдиотактического полистирола, термопластичных полиуретанов, полиэфирсульфона, полиэфиримида, ароматических полиэфиркетонов и др. материалов.

Методы литья с подачей газа в расплав полимера эффективны для получения:

- толстостенных и полых изделий (разнообразные ручки, клюшки для гольфа, вешалки для одежды, подлокотники офисных кресел и т.д.);
- крупногабаритных изделий (автомобильные бамперы и панели приборов, корпусные детали телевизоров, мониторов, компьютеров, медицинского оборудования, оргтехники, бытовой техники, пластмассовая мебель, панели, тара, и т.д.) (рис. 2);
- небольших деталей с высокими требованиями к качеству наружной поверхности, содержащиех утолщения, ребра, бобышки.