Производство пенопласта оборудование: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

Автоматизация процесса производства пенопласта

Задача автоматизации и основные требования к АСУ

Задача заключалась в автоматизации процесса производства пенополистирола, а именно: нужно, чтобы управление в автома­тическом режиме обеспечивало бес­перебойную цикличную работу блок-формы. АСУ должна иметь два режима уп­равления: автоматический и ручной.

Запуск, останов, управление клапанами, задвижками для подачи пара, управление вентиляторами и вакуумным насосом должно выпол­няться по определённому алгоритму. Ручной режим необходим в основном при наладке оборудования, отработке технологических процессов, например, когда требуется задавать времен­ные интервалы продувки, пропарки и охлаждения. У оператора должна быть возможность выбора, чтобы осущест­влять продувку не только по времени, но и в соответствии с показаниями ма­нометра.

В случае выхода из строя обору­дования автоматика должна сигнали­зировать о неисправности. Для этих целей, а также для визуализации тех­нологического процесса необходима панель оператора. В случае аварий­ной ситуации установка переводится на ручной режим управления, и тех­нологический цикл завершается под контролем оператора.

Процесс производства пенопласта

Группа предприятий «ВяткаСтрой­Деталь» изготавливает, поставляет и монтиру­ет оборудование по производству теп­лоизоляционных плит из пенопласта (фото 1). Первая линия была изго­товлена для собственных нужд. Пос­тепенно на предприятии накопился опыт, уменьшили долю ручного труда путем автоматизации технологическо­го процесса. Предпочтение отдавали средствам автоматизации отечествен­ного производителя, а именно прибо­рам ОВЕН (фото 2).

Производство пенопласта (пе­нополистирола) состоит из несколь­ких этапов. Сначала под давлением в предвспениватель подаётся пар, и гранулы полистирола многократ­но увеличиваются в размере. При достижении определённого объема процесс подачи пара прекращается, и сырье отправляется в бункер дозре­вания, где происходит сушка гранул. В зависимости от используемого сы­рья время выдержки составляет от 12 до 24 часов. Затем гранулы загружа­ются в блок-форму, где продолжает­ся их тепловая обработка, и гранулы повторно расширяясь, формируют внутри установки блок пенопласта. Отформованный блок охлаждается и выталкивается. После формования вновь осуществляется выдержка, в течение которой в блоках снижается влажность и стабилизируются внут­ренние напряжения. Затем блок раз­резается на листы.

Отходы производства измельча­ются в дробильной установке и по пневмотранспорту загружаются в отдельный накопительный бункер. Измельченный пенопласт повтор­но используется в производстве пенополистирольных плит при до­бавлении его к вновь вспененным гранулам в приблизительном соот­ношении 1:10.

Действия оператора при управле­нии блок-формой однообразны. Дли­тельность цикла составляет 15 минут, в течение которых оператор соглас­но инструкции выставляет шаровые краны для подачи пара, ориентиру­ясь на показания манометров и ча­сов, включает продувку, пропарку и охлаждение. После завершения все операции нужно повторить заново. Естественно при такой монотоннос­ти вероятность случайной ошибки достаточно велика. Для того чтобы освободить оператора от утомитель­ной работы и увеличить производи­тельность, потребовалось автомати­зировать систему управления, чтобы за весь процесс спекания пенопласта отвечала автоматика.

Выбор средств автоматизации

В качестве основного управля­ющего устройства был выбран кон­троллер ОВЕН ПЛК100 (рис. 1) с двумя модулями расширения ОВЕН МДВВ и модулем аналогового ввода МВ110-2А. Программа для ПЛК была создана в среде CoDeSys на языках SFC и CFC. Контроллер осуществляет ана­лиз входных сигналов от конечных выключателей клапанов, пневмоци­линдров и контактных манометров. Если входные сигналы удовлетворяют условию, то формируется выходной сигнал на управление пневмораспре­делителями и магнитными пускателя­ми. По окончанию цикла программа возвращается в исходную позицию и ожидает команды оператора.

Визуализацию процесса и челове­ко-машинную связь обеспечивает па­нель оператора ОВЕН ИП320. Панель служит для отображения информации о ходе спекания пенопласта и для ввода технологических параметров, а также для выбора режимов пропарки и охлаждения.

Результат автоматизации

Первая полностью автомати­зированная система управления оборудованием по производству пенопласта на базе контроллера ПЛК100 с двумя модулями дискрет­ного ввода/вывода МДВВ и панелью оператора ИП320 была смонтирована в г. Альметьевске Республики Татар­стан. За счет внедрения новой сис­темы обеспечивается бесперебойная работа оборудования, производи­тельность линии в смену увеличилась, по меньшей мере, на 50 %.

Внедрение автоматического уп­равления блок-формой позволило минимизировать влияние так называ­емого человеческого фактора, повы­сить производительность и улучшить качество выпускаемой продукции. 

Оборудование для организации собственного бизнеса

 

Предлагаем Вам рассмотреть возможность поставки следующего оборудования для организации собственного бизнеса:

• линии для производства листового пенопласта

Пенопласт (пенополистирол) – хорошо зарекомендовавший себя во всем мире утеплитель, без которого в настоящее время не обходится ни одно строительство. Предлагаем поставки высокотехнологичного современного оборудования, производительностью от 36 до 100 м3/смена и более. Оборудование для формования блоков может снабжаться автоматической системой управления процессом, исключающей человеческий фактор при производстве.

 

• оборудование для производства фасадных термопанелей с клинкерной плиткой

Фасадные термопанели с клинкерной плиткой на основе пенополистирола – уникальная технология облицовки здания, сочетающая в себе непревзойденный внешний вид и одновременное утепление здания.
Данная технология получила широкое распространение за рубежом и сейчас активно набирает популярность в России.

 

• для производства несъемной опалубки из пенополистирола

Технология строительства из блоков несъемной опалубки значительно экономит время и ресурсы при возведении зданий любого назначения, снижает затраты на отопление и кондиционирование.

Нашим предприятием осуществляется монтаж и пуско-наладка всего предлагаемого оборудования, а также обучение персонала заказчика работе на нём.


Теперь производство пенопласта – сверхприбыльный бизнес!


Предлагаем новейшую разработку — блок-форму для формования блоков из 100% отходов пенопласта.

Если раньше допускалось использование дроблёнки в производстве только до 10% по отношению к первичному сырью, то теперь у Вас есть возможность формовать его с содержанием дробленого пенопласта до 100%, благодаря чему производство становится сверхприбыльным!

 

Большинство предприятий готовы даром отдавать отходы пенопласта (обрезки, упаковку от бытовой техники, брак), т.к. их утилизация обойдётся гораздо дороже. Если учесть, что стоимость сырья (полистирола) при производстве составляет обычно 85-90% от себестоимости готовой продукции, нетрудно посчитать, насколько выгодным становится бизнес при использовании отходов в качестве основного материала для производства.

 

Не упустите свой шанс, воспользуйтесь неоспоримым преимуществом в условия конкурентной борьбы во время кризиса!

В качестве сырья вы сможете использовать отходы собственного пенопласта и упаковку бытовой техники.


Для получения дробленого материала рекомендуем использовать дробильную установку ДРП-3.
Она обладает существенным преимуществом перед дробилками молоткового типа — измельчение происходит с минимальным образованием пыли, что позволяет не бояться за качество спекания блока.

 

  • Исполнение — горизонтальное
  • Размеры рабочей камеры (мм) – 1000×1000×2000 с изменяемым объемом
  • Автоматизированная вакуумная загрузка 
  • Автоматизированный процесс закрытия/открытие крышки
  • Автоматизированное запирание (блокировка) крышки
  • Автоматизированная система выгрузки блок-формы
  • Производительность – от 60 куб.м./смена (8 часов)
     
  •  

    Управление работой происходит с пульта, блок-форма работает в полуавтоматическом режиме, применяются дистанционно управляемые краны для подачи пара, вакуума.

     

     

    Комплектация:

     

    •  блок-форма в сборе с гидравликой;
    • маслостанция;
    • пульт управления пневматикой и гидравликой блок-формы;
    • дистанционно управляемые пневмокраны и затворы для обеспечения подачи пара, вакуума, воздуха, слива конденсата.

     

    Оборудование для производства пенопласта из 100% отходов

     

    Наименование оборудования / описание работ

     

     

      Подготовительный этап: привязка технологического оборудования к помещению и условиям заказчика, составление перечня необходимого стандартного оборудования (трубы, задвижки и т.д.), спецификации и исполнительные схемы.

     

     

      Блок-форма для дробленого пенопласта в полной комплектации

     

    • пневматика
    • гидравлика
    • маслостанция
    • пульт управления
    • дистанционно управляемая запорная арматура

     

     

      Дробильная установка ДРП-3 для получения дробленых гранул из отходов пенопласта. Это высокопроизводительная установка, которая обладает существенным преимуществом перед дробилками «молоткового» типа — измельчение пенопласта происходит с минимальным образованием пыли, что позволяет не бояться за качество спекания блока.

     

     

      Вентилятор со спецкрыльчаткой для транспортировки дробленой крошки в бункера-накопители

     

     

      Парогенератор КЭП-250 (300 кг пара в час), электродный, с  электронным блоком управления; 250 кВт, 4-х ступенчатый отбор мощности: 62,5 кВт, 125 кВт, 187,5 кВт, 250 кВт

    Также предлагаем к поставке парогенераторы на газе (природном, сжиженном), жидком топливе, твердом топливе (дрова, уголь).

     

     

      Паронакопитель для накопления вырабатываемого котлом пара.

    5 куб.м.

     

     

      Установка вакуумирования 12 м3/мин. Применяется для увеличения производительности блок-формы за счет снижения продолжительности цикла охлаждения.

     

     

      Аккумулятор вакуума для накопления вакуума 5 м3.

     

     

      Компрессор. Сжатый воздух необходим для работы пневматики блок-формы 400 л/мин, 10 атм.

     

     
     

     Дополнительно:

     

    • тележка для готовых блоков 
    • бункера-накопители для дробленой крошки 
    • металлоконструкции для установки бункеров-накопителей
    • Система пневмотранспорта для транспортировки дробленого пенопласта и распределения в бункерах-накопителях
    • Осуществляем монтаж бригадой или шефмонтаж оборудования, проводим пуско-наладочные работы и обучение персонала
    • Гарантия на оборудование — 1 год.
    • Послегарантийное обслуживание.

 



Бизнес план цеха по производству пенопласта. Открываем свое дело.

Пенопласт можно отнести к одному из наиболее востребованных строительных материалов. За счет высоких звуко и теплоизоляционных свойств этот материал активно применяется для утепления и шумоизоляции всего дома. Но одним строительным сегментом его использование не ограничено, его также активно применяют в сфере изготовления упаковочной продукции, судостроении, медицине и многих других направлениях деятельности.

Спрос на данный вид материала на самом деле высокий, и есть много рынков сбыта, которые при грамотном маркетинговом подходе могут обеспечить вас стабильной прибылью.

В этой статье мы рассмотрим бизнес план мини цеха по производству пенопласта. Разберемся с технологией все процесса изготовления этого материала и определимся, какое оборудование при этом вам будет нужно.

Несколько слов о материале

Содержание статьи

Пенопласт – это тип материала, состав которого основывается на вспененных (ячеистых) пластических массах. К основным техническим преимуществам этого материала можно отнести невысокую плотность и малый удельный вес. Эти два параметра обеспечивают хорошие тепло и звукоизоляционные характеристики.

В зависимости от полимеров, которые используются для основы будущего пенопласта их можно разделить на: поливинилхлоридный, полистирольный, фенолформальдегидный, полиуретановый, а также, карбамидоформальдегидный и другие.

Наибольшее распространение для применения в бытовых целях получил именно полистирольный пенопласт, который является материалом белого цвета, а по структуре – это склеенные между собой шарики. Этот материал имеет различные плотности, и в зависимости от этого показателя может использоваться либо для утепления полов, либо для фасадов, либо в других целях. Стоит отметить, что чем выше плотность пенопласта – тем выше его цена на рынке.

Их основных характеристик такого пенопласта – это экологичность, устойчивость к цементным и гипсовым смесям, отсутствие запаха и наличию отличных тепло и звукоизоляционных свойств.

Правда этот материал поддается разрушающему воздействию прямых солнечных лучей, поэтому лучше сразу предусмотреть крытый склад для хранения готовых изделий.

Технология производства пенопласта

Если вы решили заняться бизнесом по производству пенопласта, то вам нужно понимать все этапы технологии его производства. Его можно разделить на несколько основных шагов.

  1. Вспенивание. На этом этапе сырье, загружаемое в специальное оборудование, приобретает форму шариков. Тут стоит отметить, что эта процедура может проводиться несколько раз, и чем больше количество итераций, тем плотной будет готовая продукция на выходе. Стоит отметить, что при первичном вспенивании сырья можно получить плотность от 12 кг/куб.м. и выше. При последующих повторениях данной процедуры плотность будет падать до 10 кг/куб.м. и ниже. Стоит отметить, что для измерения плотности пенопласта применяют именно значение массы 1 кубического метра материала.
  2. Вылеживание. После первого шага гранулы перемещаются в специальный резервуар, где они вылеживаются от 12 до 24 часов. В ходе этого процесса внутреннее давление в шариках стабилизируется и они высыхают. Этот процесс проделывают после каждой процедуры вспенивания.
  3. Для придания определенной формы материал помещают в специальную блок форму, где под влиянием пара и давления пресса гранулы образуют сплошной слой пенопласта.
  4. После высыхания готового материала, около 24 часов, его разрезают на листы необходимых размеров.

Важно отметить, что бизнес на изготовлении пенопласта является безотходным, поскольку вся неликвидная продукция поддается последующей переработке.

Заработок на производстве и продаже садовых скульптур. Конкуренция, ассортимент, технология и рынки сбыта.

Оборудование для производства

Стоит отметить, что сама линия для производства пенопласта не очень сложна в техническом плане и вполне проста и удобна в использовании. Для поддержания рабочего процесса, вам нужно будет обеспечивать своевременную поставку сырья и оплату коммунальных платежей за электроэнергию, газ и воду.

К основным элементам оборудования для такого цеха можно отнести следующие позиции.

  • Парогенератор — $1500. Такой аппарат обычно работает либо на газу, либо он является электрическим. Если вы ищите варианты для экономии на оплате коммунальных платежей, тогда можно рассмотреть варианты конструкций, которые работают на твердом топливе, но тут стоит вопрос уже в технической поддержке и безопасности самой установки в целом. Дровяной парогенератор нужно постоянно чистить, топить и следить за температурными показателями, его же аналоги на электричестве или газу работают в автоматическом режиме.
  • Аппарат предварительного вспенивания — $2800. Такое оборудование работает с производственной мощностью около 7 – 8 куб.м. материала в час. Это показатели для мини завода, более крупные цеха могут работать в несколько раз мощнее. При повторном вспенивании достигается показатель в 10 – 12 куб.м. в час.
  • Аппарат повторного вспенивания — $750.
  • Емкость для сушки — $420.
  • Вентилятор для сушки — $350.
  • Паровой аккумулятор — $950
  • Блок форма — $1700. Средняя мощность для небольших цехов составляет также 7 – 8 куб.м. в час. Для того чтобы производить пенопласт плотностью менее 12 кг./куб.м. вам возможно потребуется дополнительная блок форма, с дополнительным паровым аккумулятором, стоимость такой опции будет составлять около — $3200.
  • Стол для резки с трансформатором — $450.
  • Торцовщик с трансформатором — $550.
  • Дробилка — $615. Предназначается для переработки отходов от производства и бракованного товара.
  • Мешок вкладыш для бункера.
  • Аппарат для упаковки материала.

При составлении сметы стоит учесть и расход ресурсов, это электроэнергии и топлива. При наличии средств, можно купить экологично чистый парогенератор, который работает на дровах или опилках и экономит средства, его стоимость около $4800.

В среднем для оборудования небольшого цеха вам потребуется стартовый капитал в размере $11000 — $16000. Цена будет зависеть от производителя и мощности покупаемого оборудования.

Несколько слов о сырье

Для поддержки работы линии производства, еще на стадии рассмотрения бизнес идеи, важно поискать поставщиков сырья для вашего производства. Как мы говорили выше, для этого мы будем использовать полистирол. Такое сырье имеет вид полупрозрачных гранул произвольной формы размер частиц, которых в поперечном разрезе составляет от 0.2 до 3.5 мм.

Для изготовления менее плотного пенопласта используют более крупные частицы, например те же 3.5 мм, а для более плотных вариантов этого материала используется сырье с меньшими гранулами.

Стоимость сырья, играет важную роль на конечную цену вашего материала, но в то же время нужно следить и за качеством. Поэтому мы советуем искать соотношение цена качество, а для того чтобы определиться с поставщиком, нужно сделать заказ и попробовать изготовить партию пенопласта, с последующей оценкой качества материала.

Найти поставщиков можно в интернете, либо на профильных форумах, где общаются предприниматели, которые работают в этой сфере деятельности.

Требования к помещению

Как вы понимаете, чтобы открыть цех по производству пенопласта, вам нужно будет подобрать помещение под этот бизнес.

Можно выделить несколько основных требований, которые нужно соблюдать.

  • площадь помещения от 100 кв.м. Такая площадь позволит разделить его на несколько зон. Рабочее пространство, склад, хозяйственное помещение и санузел, а также склад ля сырья.
  • высота потолков желательно от 4 м.
  • наличие коммуникаций: водопровод, электричество, газ. Нужно оснастить здание вентиляционной и охранной системой. А также, позаботиться о пожарной безопасности.
Расчет рентабельности производства

Давайте проведем оценку того, сколько можно заработать на изготовлении пенопласта, при создании именно небольшого цеха, с последующей перспективой расширения бизнеса.

При учете, что средняя выработка такого материала за 1 час составляет 7 – 8 куб.м. Исходя отсюда, при 8 часовом рабочем дне можно изготавливать 56 куб. м. продукции.

За месяц вы сможете изготовить (при 24 рабочих днях) – 1344 куб.м. продукции.

Продажная цена готового материала составляет – $27 за 1 куб.м. продукции.

При полной загруженности в месяц вы сможете продать пенопласта на сумму – $36288.

При этом себестоимость в среднем составляет около $15 — $18 за 1куб.м. Как видите рентабельность получиться около 70% – 80%.

Чистая прибыль за месяц получиться – $36288– ($15*$1344)=$16128

Также от этой суммы стоит отнять затраты на электроэнергию, зарплату для сотрудников и прочее. Как показывает практика, эти отчисления достигают 40% – 45% от месячной прибыли.

Получим чистую прибыль — $8800. Это доход при идеальных условиях работы. На практике же производство не загружено на 100%, да и сбыть в месяц такой объем пенопласта задача не из простых. Поэтому чистыми в реальных условиях можно заработать около $3500 — $4000.

Окупаемость бизнеса составит от 6 месяцев до 1 года.

Рынки сбыта

В конце, хотелось бы отметить и еще один немаловажный факт – это рынки сбыта. Еще на этапе составления бизнес плана мини цеха, который будет производить пенопласт, постарайтесь наладить контакты со строительными магазинами в вашем регионе, узнать о ценах конкурентов и предложить в будущем выгодные условиях для обеих сторон.

Только наладив оптовый сбыт товара – вы сможете обеспечить себя стабильным доходом.

Из основных маркетинговых шагов можно выделить: создание фирменного стиля и установления контактов с выгодным коммерческим предложением с оптовыми покупателями.

Еще один вариант – это розничная продажа своей же продукции.

Выводы. Бизнес на пенопласте – это выгодная ниша с высокой рентабельностью. Из минусов можно выделить конкуренцию и сложность поиска хорошего сырья. Из плюсов – это высокий спрос и простота технологии производства этого материала.

Есть опыт работы в этом сегменте рынка? Ждем ваших отзывов и рекомендаций.

Пенопласт, оборудование для производства пенопласта, резка пенопласта, производитель пенопласта, изготовление пенопласта, технология изготовления пенопласта, утеплитель пенопласт, утепление стен пенопластом, пенополистирол, производство пенополистирола, оборудование для производства пенополистирола, , технология изготовления пенополистирола, утепление пенополистиролом, резка пенополистирола, пенопласт фасад, буквы пенопласт, пенопласт полистирольный, листовой пенопласт, оборудование для изготовления пенопласта, станок резки пенопласта, получение пенопласта, пенопласт строительный, пенопласт фасадный, звукоизоляция пенопласт, утепление фасадов пенопластом, фигурная резка пенопласта, пенопласт завод, применение пенопласта, плиты пенополистирола, блоки пенополистирола, утепление стен пенополистиролом, изготовление пенополистирола, полистеролбетон оборудование для производства, технология производства полистеролбетона, пенополистеролбетон оборудование для производства, пенобетон, производство пенобетона, пенобетон оборудование, пенобетон технология, пенобетон блоки, рубероид, оборудование для производства рубероида.

Производство оборудования для пенопласта, полистирол бетона, пенобетона, рубероида.

Город Воронеж, ул. Ю. Янониса, 9А

Телефон: (4732) 56-46-33, 8 (920) 407-62-26
e-mail: [email protected]

 

ЮРИДИЧЕСКАЯ РЕГИСТРАЦИЯ

ИП Паневин Алексей Юрьевич
Бессрочное свидетельство о гос. регистрации №305366231800046
Зарегистрирован ИФНС России по Коминтерновскому району г. Воронежа 14 ноября 2005 г.

ИНН 366219803060
Юридический и фактический адрес: г. Воронеж, ул. Юлюса Янониса, д. 9А, кв. 37.

Р/сч. №40802810745000024640
в Филиал ОАО «ТрансКредитБанк» в г. Воронеже
К/сч. №30101810400000000810
БИК 042007810


ИП Бугакова Галина Егоровна
Свидетельство о гос. регистрации №310366808200108
Зарегистрирована ИФНС России № 12 по Воронежской области 23 марта 2010 г.
ИНН 366306496376
Юридический адрес: 394002, г. Воронеж, ул. Урывского, д. 3, кв. 62.

Банк: ОАО АКБ «АВАНГАРД», г. Москва
БИК: 044525201
Р/с : 40802810108200004573   
К/с30101810000000000201

Как найти:

Основное предприятие ООО ВМУ-1 «Юговостоксантехмонтаж» :

Конвекторы Аккорд, монтажные длины

(394026) г. Воронеж, ул. Брянская, 71а.

ИНН 3662072027

КПП 366201001

Р/сч 40702810400630116667

Филиал «Воронежский» ЗАО «МОССТРОЙЭКОНОМБАНК»

К/сч 30101810900000000776

БИК 042007776

Директор Талыков П.А.

 

Телефоны основных служб:

Бухгалтерия 8 (4732) 46-79-75
Отдел реализации 8 (4732) 56-46-33
8 (920) 407-62-26


e-mail: bbgv@mail. ru

Как найти:

 

Во избежание накладок!
Пожалуйста! Заранее сообщайте о прибытии по телефону (4732) 56-46-33

 

 

5 способов физического вспенивания улучшают литье пластмасс под давлением

Если в вашем производственном процессе используется литье под давлением для создания деталей для таких отраслей, как автомобилестроение, медицинские изделия, бытовая техника / бытовая техника, погрузочно-разгрузочные работы и упаковка, вы, вероятно, ищете способы улучшить продукт качество и эффективность при снижении эксплуатационных расходов.

Одним из способов вывести литье под давлением на новый уровень является использование физического вспенивания. Вот почему:

  • Вспененные изделия легче. Это основной драйвер для производителей автомобилей и других транспортных средств, включая авиацию, которые стремятся снизить вес везде, где это возможно. Более легкие продукты также дешевле в обращении и транспортировке, что означает экономию для вашего бизнеса и ваших клиентов.
  • Вспененные продукты используют меньше сырья. Диоксид углерода, вводимый в расплавленную смесь смол, создает в смеси пузырьки — пену, увеличивая объем внутри формы до того, как пластик остынет и затвердеет.Для достижения желаемых характеристик детали требуется меньше смолы; но форма, структура и предел прочности продуктов по-прежнему соответствуют требованиям заказчика. Фактически, поскольку пузырьки газа, образующиеся во время вспенивания, создают внутреннее удерживающее давление в компоненте, снижается вероятность пластической усадки и повышается точность размеров.

  • Новая технология вспенивания обеспечивает большую гибкость процесса. Технология предыдущего поколения требовала затрат времени и дорогостоящей модернизации до для включения вспенивания в существующую машину для литья под давлением. Он также был ограничен конкретной машиной для литья под давлением, что ограничивало ее использование только теми формами, которые подходят для этого пресса. Последние разработки в области технологий физического вспенивания устраняют эти ограничения. Поскольку это вспомогательное оборудование, оно не требует изменений в термопластавтомате. Теперь производители могут использовать эту технологию на машинах для литья под давлением различных размеров, принимать решение о включении или выключении вспенивания или переключаться на другую обработку для литья под давлением в зависимости от технических характеристик продукта.
  • Повышение производительности и снижение эксплуатационных расходов. Новая технология вспенивания, сочетающая процессы сушки и вспенивания, сокращает время цикла и повышает эффективность производства. Поскольку вспенивание позволяет использовать более низкие давления наполнения и выдержки, требования к усилию зажима формовочной машины также могут быть снижены. Производитель может снизить капитальные затраты на оборудование, поскольку вспенивание позволяет использовать машины для литья под давлением меньшей мощности.
  • Более доступный — более быстрая окупаемость. По мере развития отрасли технологии вспенивания, которые ранее были дорогостоящими, особенно для небольших производителей, стали более доступными с точки зрения ценообразования. Производители, использующие новую технологию вспенивания, достигли экономии до 50 процентов на единицу продукции по сравнению с физическими вспенивающими системами предыдущего поколения.

Если вас интересует экструзионное вспенивание, узнайте, может ли CO 2 сделать ваш процесс более экологичным.

Bergen International Химические пенообразователи для промышленности по переработке пластмасс

Химический пенообразователь Руководство по обработке формования
ВВЕДЕНИЕ

Литье под давлением формованных деталей из конструкционного пенопласта — это хорошо зарекомендовавший себя процесс в индустрии пластмасс.

Существует ряд процессов, используемых для производства жестких, легких формованных изделий из конструкционного пенопласта.

Эти детали обычно имеют оболочку с более высокой плотностью и сердцевину из ячеистого пенопласта с меньшей плотностью и изготавливаются путем введения пенообразователя в расплавленный полимер.


ПАРАМЕТРЫ МАШИНЫ

В принципе, химические пенообразователи можно обрабатывать на всех термопластавтоматах.

Использование запорной форсунки оказалось полезным для предотвращения или устранения слюноотделения. Если запорная форсунка недоступна, может помочь работа с форсункой, прилегающей к форме.

Чтобы получить однородную структуру пены, обязательно, чтобы газ расширялся после того, как он был введен в форму. Поэтому важно поддерживать скорость впрыска как можно быстрее. В некоторых инжекционных машинах скорость впрыска может быть увеличена с помощью аккумулятора давления газа.


СТРУКТУРНАЯ ПЕНА

Как правило, машины для формования конструкционной пены низкого давления оснащены экструдером для пластификации и отдельным гидроаккумулирующим цилиндром для более быстрого впрыска.


ФОРМА ДИЗАЙНА / МАТЕРИАЛ

Дизайн пресс-формы

Некоторые из основных требований к строительным формам, разработанным для литья под давлением структурной пены:

  • Заслонки и желоба должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечить быстрое и равномерное наполнение при относительно коротких длинах потока
  • Заслонки и направляющие должны быть относительно большими, чтобы обеспечить относительно низкое давление впрыска.
  • Важно, чтобы вентиляционные отверстия располагались в конце проточной части и были достаточно большими, чтобы выпускать захваченные газы.

Материал пресс-формы

Из-за гораздо более низкого давления формы, формы для формования структурированного пенопласта не должны изготавливаться из высокопрочной стали.

Охлаждение формы, с другой стороны, должно быть более интенсивным, чтобы преодолеть изолирующий эффект, который пена оказывает при охлаждении. Это особенно важно для участков с очень толстыми стенками, чтобы предотвратить или уменьшить последующее расширение.

Из-за более низкого давления, связанного с формованием конструкционной пены, во многих областях применения алюминий может использоваться в качестве материала формы. В случаях, когда в качестве материала пресс-формы используется сталь, следует использовать высоколегированную сталь, содержащую приблизительно 13% Cr. Рекомендовано.


ДОБАВЛЕНИЕ ПЕНА

Химические пенообразователи обычно добавляют в машину для литья под давлением так же, как красители или другие добавки.

Смешивание пластиковых гранул может производиться партиями в отдельных смесителях или в автоматическом смесителе непосредственно на верхней части машины для литья под давлением.

При обработке порошковых продуктов прибавка ок.Рекомендуется 0,1% клей во избежание последующего расслоения. Жидкие химические пенообразователи можно легко добавить непосредственно в цилиндр для впрыска с помощью дозирующего насоса. Для большей точности насос должен работать только параллельно с подачей материала, контролируемой в общем цикле литьевой машины.


ТЕМПЕРАТУРА

Зона кормления

Температура цилиндра для формования пенопласта в секции подачи должна быть достаточно низкой, чтобы предотвратить слишком раннее разложение пенообразователя, чтобы избежать потерь газа через загрузочную воронку.

Зона сжатия

В зоне сжатия температура расплава должна быть достаточно высокой для всей реакции пенообразователя, чтобы можно было достичь общего выхода газа.

У форсунки можно снова снизить температуру на 10-20%, чтобы увеличить противодавление и улучшить прочность расплава.


СКОРОСТЬ ВПРЫСКА / ДАВЛЕНИЕ

Тарифы

Полость формы должна быть заполнена, чтобы пузырьки диспергированного газа могли полностью расшириться только после завершения процесса впрыска.

Внутреннее давление расширения прижимает расплав к стенке холодной формы. Это приводит к клеточному ядру с твердой оболочкой.

Давление

Давление впрыска должно быть достаточно высоким, чтобы гарантировать высокую скорость впрыска. Иногда рекомендуется использовать гидроаккумулятор. Последующее давление обычно не используется для литья под давлением пены, поскольку оно может подавить расширение пены. Это требуется только тогда, когда требуется более толстая твердая кожа.


СВОЙСТВА

Применение химических пенообразователей при литье под давлением в основном направлено на снижение веса отформованных деталей, что позволяет экономить материалы и деньги.

Максимальное снижение веса, которое может быть достигнуто, во многом зависит от индивидуальной формы пресс-формы. Более толстые стенки формы улучшают образование пены.

Обжатие на 10–25% обычно достигается в формах с толщиной стенки более 4 мм и короткими путями прохождения потока.При благоприятных обстоятельствах также возможно сокращение более чем на 30%.

Технические корпуса в основном вспенены для увеличения жесткости стенок при том же количестве используемого материала.

Маркировка раковины

При формовании смол с высокой усадкой, таких как полипропилен, во время охлаждения часто возникают потеки.

В случаях, когда толщина стенок детали варьируется, например, детали с ребрами и выступами, более толстые области будут сжиматься с большей скоростью, чем более тонкие области, вызывающие вмятины.Этого эффекта можно избежать, добавляя небольшие количества специально разработанных пенообразователей, таких как Foamazol ™ 62

.

Детали, изготовленные литьем под давлением с использованием химических пенообразователей, обычно имеют матовую поверхность. Глянцевые поверхности могут быть достигнуты только с помощью специальных процессов и / или специально разработанных пенообразователей.

Детали, изготовленные литьем под давлением с использованием химических пенообразователей, обычно имеют матовую поверхность. Глянцевые поверхности могут быть достигнуты только с помощью специальных процессов и / или специально разработанных пенообразователей.

Литье под давлением из пеноматериала 2.0 | Пластмассы

  • Литье пены под высоким давлением
  • Cellmould: концепция машины
  • Какие возможности есть у литья под давлением пены под высоким давлением?
  • Глянцевые поверхности благодаря динамической закалке в пресс-форме
  • Эластомеры также подходят для вспенивания
  • Технический документ Виттманна Баттенфельда

Облегченная конструкция — это тенденция, которая все больше проникает во все сектора обрабатывающей промышленности.В этой области пластмассы играют жизненно важную роль благодаря их благоприятному соотношению между рабочими характеристиками и низким удельным весом. Но их легкий потенциал можно еще больше увеличить за счет вспенивания, например, литьем под давлением. Одним из пионеров в этой области является австрийский производитель термопластавтоматов Wittmann Battenfeld. Его процесс высокого давления Cellmould предлагает сравнительно превосходные рабочие параметры вместе с менее сложной и, следовательно, более надежной системной технологией по сравнению с конкурентами.Это 100% собственная разработка компании и служит основой для ряда новых инновационных приложений, таких как решения для улучшения качества поверхности, включая высокий глянец, для частичного сочетания компакта со вспененными компонентами в одной формованной детали и для вспенивания термопластичных эластомеров. Эти решения были разработаны в сотрудничестве с баварской технологической компанией Schaumform (рис. 1).

Рис.1: Детали из структурированного пенопласта с глянцевой поверхностью являются результатом совместного проекта компаний Wittmann Battenfeld, Kottingbrunn, Австрия и Schaumform, Hutthurm, Германия

Технология литья под давлением из пеноматериала — не новый процесс.Применения, в которых химические вещества, такие как азодикарбонамид или фенилтетразол, примешиваются к пластиковому грануляту и пластифицируются им, выделяя пороховые газы после впрыска в полость формы, известны и используются в производстве уже около 50 лет. Поскольку давление расширения этих химически выделяемых газов не превышает примерно 15-40 бар, их использование ограничено относительно толстостенными деталями с короткими путями прохождения потока.
Чтобы еще больше расширить границы применения литья пенопласта под давлением, около 40 лет назад было разработано вспенивание путем добавления инертного газа, обычно азота.Основное преимущество заключается в том, что с помощью азота можно достичь более высоких давлений расширения в диапазоне от 100 до 200 бар. Это позволяет использовать потенциал облегченной конструкции при литье под давлением пены для тонкостенных компонентов, а также компонентов с длинными путями прохождения потока. Помимо снижения веса, преимуществами являются снижение удельного давления впрыска, необходимого для заполнения полостей, и, следовательно, усилия зажима, а также компенсация эффектов усадки и коробления. Оба процесса используются при переработке термопластов, от полипропилена до конструкционных пластмасс, таких как ПК, ПА или ПБТ. Самые последние многообещающие разработки направлены на расширение области применения, включая также термопластичные эластомеры.

Cellmould: концепция машины

Основной задачей линии литья под давлением является создание однофазного раствора полимер-газ, диспергированного как можно более однородно в процессе пластификации. Технологии, используемые для этой цели всеми поставщиками, очень похожи. Тем не менее, есть некоторые отличия в деталях технического дизайна. Дипл.- Инженер (FH) Вольфганг Рот, руководитель отдела прикладных технологий компании Wittmann Battenfeld, говорит об этом так: «Более чем 40-летний практический опыт работы с технологиями, разработанными в нашей предшественнице, компании Battenfeld, Meinerzhagen, обеспечил нам прочную основу для построения на. Наша цель состояла в том, чтобы упростить систему, одновременно расширив области применения и, таким образом, сделав ее более надежной. Поэтому мы разработали наш узел впрыска пены Cellmould как можно ближе к стандартному узлу впрыска. Соответственно, наша машина работает со стандартным шнеком 20 D, который был расширен спереди за счет добавления секции смешивания 5 D ».
Особенностью технологии Cellmould Баттенфельда является разделение пластифицирующей и газовой секций шнека, которое обеспечивается неподвижным цилиндрическим барьером на шнеке. Это альтернатива использованию дополнительного обратного клапана втулочного типа. Вольфганг Рот добавляет: «Усилия, затраченные на настройку двух обратных клапанов в каждом случае на рабочие условия, чтобы сделать их отказоустойчивыми, т.е.е. Износостойкость побудила нас искать более простое решение, которое мы в конечном итоге нашли в перегородке между секциями пластификации и впрыска газа шнека. Это решение было проверено на производстве для машин любого размера. Таким образом, проблема износа может быть устранена без значительного ущерба для плотности газа в направлении секции пластификации шнека ».
В смесительной секции блока пластификации сжиженный азот (под давлением до 300 бар) добавляется в расплав пластика с помощью инжектора во время такта дозирования и затем диффундирует в расплав. В смесительной секции шнека распределение азота усиливается за счет разделения потока расплава на множество отдельных потоков ». (Рис. 2) Поскольку цилиндр удерживается закрытым с помощью запорного игольчатого клапана в направлении формы во время пластификации и впрыска газа, смесь расплава и газа поддерживается под давлением внутри блока пластификации. Следовательно, к концу процесса смешения получается однофазный раствор полимер / газ. Во время нагнетания в полость он подвергается понижению давления, что снижает растворимость газа в расплаве пластика.Мелкодисперсный газ образует зародыши в расплаве и, таким образом, обеспечивает ингредиент для образования пенной структуры с такими же мелко распределенными ячейками.

Ввод параметров и управление процессом осуществляется напрямую через геометрию барьера системы управления станка — запорную форсунку иглы — форсунку 1 манометра обратного клапана — форсунку 1 дозирующего устройства
Рис. 2: Блок пластификации Cellmould: его основные компоненты — 25 Цилиндр D с 3-зонным пластифицирующим шнеком 20 D и последующей зоной впрыска и смешивания 5D газа. Две функциональные зоны шнека разделены цилиндрическим удерживающим кольцом (барьером).

Формирование этой структуры зависит от конкретных условий процесса литья под давлением. К ним относятся вязкость расплава пластика, скорость впрыска (чем выше скорость, тем мельче пена) и, наконец, заданная степень вспенивания (уменьшение количества материала). Последний устанавливается либо путем введения соответствующей недостаточной дозировки в фиксированную полость, либо путем полного заполнения полости и последующего ее открытия с заранее установленным высокоточным ходом.Для достижения высокой скорости впрыска, которая способствует равномерному распределению пены, аккумулятор впрыска входит в комплект оборудования Cellmould (Рис. 3a + 3b).

Рис. 3a и 3b: Компоненты линии Cellmould доступны в идентичной конфигурации для всего модельного ряда машин Wittmann Battenfeld, что показано здесь на примере модели 110-тонной машины. Сверху ствола размещен газовый инжектор, связанный с компактным модулем регулирования расхода газа.
Помимо газового инжектора и модуля управления потоком газа, комплект оборудования Cellmould также включает аккумулятор впрыска на машине (в центре фотографии) и центральный генератор азота, объединенный с компрессорной установкой.

Азот либо отбирается из батареи баллонов под давлением, либо извлекается из окружающего воздуха генератором азота. В обоих случаях газ впоследствии подается в газовый инжектор через генератор давления, который также используется в линиях нагнетания газа Airmould. Часть концепции линии Battenfeld заключается в том, что несколько машин могут одновременно питаться от одной системы подачи газа (рис. 4). Регулятор расхода газа расположен между генератором давления и газовым инжектором на блоке пластификации.Через систему регулируемых клапанов поток газа контролируется и координируется с процессом с помощью программного обеспечения Cellmould (рис. 5). Пакет оборудования Cellmould доступен для всего ассортимента машин Wittmann Battenfeld.

Рис. 4: Конфигурация линии Cellmould. Концепция предусматривает использование одной или нескольких пластифицирующих установок, снабжаемых газом от одного центрального генератора азота, включая компрессорную установку. К каждому блоку пластификации подключены один контроллер потока газа, управляемый программным обеспечением Cellmould, и один газовый инжектор для дозирования жидкого азота в цилиндр.

Рис. 5. Удобство для пользователя и прозрачность процессов были главными приоритетами при разработке процессов. Соответственно, все параметры процесса могут быть установлены, отслежены и записаны с помощью системы управления машиной.

Какие возможности есть у литья под давлением пены под высоким давлением?

Внутри полости формы образование пены во внешней оболочке расплава в значительной степени подавляется из-за ее контакта с охлаждаемой стенкой полости и, как следствие, увеличения вязкости, в то время как более горячая область сердцевины способствует образованию ячеистой структуры. Таким образом, в основных частях формованной детали образуются «многослойные структуры», состоящие из покрывающих слоев с высокой плотностью и основных частей, объемная плотность которых на 5-20% ниже (рис. 6a + b).

Рис. 6a и 6b: Легкие пластмассовые детали с компактной внешней оболочкой и структурированным пенопластом, здесь показаны на примере компонента корпуса из полипропилена с толщиной стенок 3 мм.

Возможное снижение плотности формованной детали показывает прямую корреляцию с отношением пути потока к толщине стенки для всех обычно доступных типов пластмассовых материалов.При переработке полипропилена, например, снижение плотности на 15 процентов может быть достигнуто при соотношении 100: 1, в то время как при 150: 1 можно ожидать снижения плотности только на 10 процентов.
Помимо снижения веса, литье под давлением пенопласта предлагает дополнительный потенциал для улучшения качества формованных деталей, в первую очередь в отношении усадки и коробления, благодаря равномерному эффекту давления расширения внутри пенопласта. Этот эффект настолько силен, что следы утолщения и коробление, вызванные усадкой, могут быть практически полностью устранены до 100%, тем самым повышая общую точность размеров.Переработчики также получат ряд существенных преимуществ технологического процесса, таких как снижение требуемого усилия зажима до 50% за счет снижения вязкости расплава и, следовательно, давления впрыска, а также коммерческие преимущества за счет сокращения времени цикла. , в частности, время охлаждения, благодаря меньшей массе формованной детали, которую необходимо охлаждать.

Глянцевые поверхности благодаря динамической закалке в пресс-форме

Несмотря на использование всего диапазона вариаций параметров, предлагаемых процессом литья пенопласта под давлением, легкие детали по-прежнему имеют характерные полосы или серый туман на поверхности как общий признак.Этот поверхностный эффект возникает из-за того, что пузырьки газа проникают во фронт потока расплава во время процесса впрыска. Эта структура затем затвердевает при контакте со стенкой полости охладителя и впоследствии остается неизменной. Полированные поверхности, которые требуются для визуальных частей компонентов корпуса, не могут быть достигнуты с помощью стандартной технологии. Однако существенного улучшения качества поверхности можно достичь за счет комбинации литья пенопласта под давлением с циклической динамической закалкой формы, как это предлагается, например, Виттманном Баттенфельдом в форме технологий BFMold и Variomould.В этих вариантах используется система охлаждения, встроенная в пресс-форму, для улучшения видимой поверхности отливаемой детали, следуя контуру детали и работая циклически с регуляторами температуры горячего / холодного типа. Эта система контролирует температуру ограниченных участков пресс-формы рядом с полостью. При нагревании стенки полости, например, водой под давлением, нагретой до 180 ° C непосредственно перед впрыском расплава с газосодержащим материалом, материал сначала не соприкасается со стенкой холодной полости, так что замкнутая поверхность может образоваться перед затвердевает (рис.7). Таким образом достигается превосходное качество поверхности, не уступающее качеству компактных пластмассовых деталей. Сравнение деталей с динамическим охлаждением и без него, как показано на рис. 8, показывает, насколько сильно влияние динамического отпуска пресс-формы может влиять на качество поверхности ».

Рис.7: Форма с динамической вариотермической системой охлаждения для изготовления панели корпуса из смеси ПК / АБС с глянцевой поверхностью.

Рис.8: Декоративная панель из смеси ПК / АБС, слева изготовлена ​​с активным динамическим охлаждением, справа без активации динамического отпуска формы.

Эластомеры также подходят для вспенивания

Литье под давлением из пеноматериала можно также распространить на термопластичные эластомеры. Хотя хорошие структуры пенопласта могут быть достигнуты как химическим, так и физическим вспениванием, например, с полипропиленом и полиамидом, наша серия испытаний показала, что большинство типов ТПЭ можно вспенить только путем физического литья под давлением пены. И только ТПЭ на основе термопластичного полиэстера показывают приемлемые результаты по структуре пены, мелкости ячеек и ровности.Испытания показали, что чем мягче состав ТПЭ, тем больше проблем с поверхностью будет проявляться при вспенивании, особенно если литье пены под давлением сочетается с высокоточным открытием формы. На поверхности часто видны многочисленные вмятины, особенно когда полость полируется вытяжкой или даже полируется до зеркального блеска. Было предложено несколько различных объяснений этого явления. Во-первых, во время заполнения полости между формованной деталью и стенкой полости уже заключен воздух, который не может выйти.Альтернативное предположение состоит в том, что высокоточное открытие приводит к отделению части из пенопласта от стенки полости, и что расширяющаяся часть из вспененного материала, когда она снова входит в контакт со стенкой полости, в некоторых местах окружает воздух или пластиковый газ, который затем вызывает вмятины ». Серия
испытаний показала, что, в отличие от жестких и твердых технических термопластов, поверхностные проблемы при обработке TPE могут быть значительно уменьшены за счет использования средних и низких скоростей впрыска. Столь же положительный эффект можно получить, структурируя стенку полости.Текстурированная, обработанная дробеструйной очисткой или зернистая поверхность позволяет любому потенциальному газу или пузырькам воздуха выходить через микроканалы на контактной поверхности между формованной деталью и стенкой полости.
Что касается бороздок на поверхности, обычно применяются те же принципы, что и при литье под давлением пенопласта с инженерными пластиками. Здесь решением также является использование динамической закалки по контурам видимой стороны. Если одновременно применяется высокоточное открывание, можно производить высококачественную мягкую прокладку из пеноматериала, например, для подлокотников в конструкции транспортных средств, или амортизаторы для ручных приборов, которые должны быть защищены от повреждений при падении, можно производить с низкими затратами.Об этом будет сказано в отдельном отчете в одном из следующих выпусков.

С инновационными пресс-формами и станками для широкого применения

В связи с улучшением поверхности уже упоминалось, что инновационная технология форм играет жизненно важную роль в литье пенопласта под давлением. Еще одна область технологии пресс-форм и машин, специально предназначенная для литья под давлением пены, — это система частичного открытия пресс-формы с помощью машины для литья под давлением, которая позволяет комбинировать компакты со вспененными компонентами в одной детали, литой под давлением.Это необходимо в тех случаях, когда функциональные элементы из довольно компактного материала, такие как крючки, пружины или болты, необходимо комбинировать с элементами панели из вспененного материала. Для этого часть полости, которая должна вспениваться вокруг хода вспенивания, сделана подвижной. На первом этапе вся полость для формованной детали заполняется, как это делается для компактной формованной детали. Впоследствии высокоточным ходом открывается только вспениваемая часть. Таким образом, компоненты корпуса со сложными механическими интерфейсами с партнерскими компонентами также могут быть реализованы в облегченной конструкции.

Механические ключевые значения можно надежно спрогнозировать

Детали, полученные литьем под давлением из вспененного материала под высоким давлением, имеют характерную многослойную структуру с компактными покровными слоями и вспененным внутренним слоем. Граница между покровным слоем и сердцевиной относительно резкая. В компонентах малой толщины слой сердцевины имеет практически постоянную плотность по всей ширине сердцевины, в то время как в случае большой общей толщины присутствует характерный профиль плотности. Реализация процесса так же мало влияет на плотность компактного покрывающего слоя, как и выбранный тип закачки газа.Следовательно, наиболее важными конструктивными параметрами являются уменьшение плотности сердцевины и толщины стенки. Они могут быть четко определены по результатам измерений и служить ключевыми фигурами для расчетной модели, разработанной доктором Норбертом Мюллером, основателем Schaumform, в рамках его диссертации для прогнозирования механических характеристик компонентов.

Технологическое проектирование на основе модельных расчетов

Отправной точкой для расчета модели является симметричная многослойная структура, в которой, в несколько упрощенных терминах, приняты определенные материальные ценности компактного материала для покрывающих слоев.Для вспененного сердечника ключевые значения, близкие к реальности, приняты для модуля E и деформации разрушения (деформации текучести для пластичных материалов). Поведение вспененной сердцевины определяется поведением всего сэндвич-компонента, который хорошо функционирует, если известна толщина покрывающих слоев. Испытания, в которых вспененный сердечник извлекается из компонента и впоследствии испытывается механически, возможны, но приводят к сильно разрозненным результатам измерений, которые, следовательно, имеют лишь очень ограниченное значение.

Теория и практика едины

Оптимальный метод проверки жесткости и прочности — использование стандартных испытательных стержней, изготовленных из листов структурированного пенопласта, полученных методом литья под давлением. В качестве альтернативы, если эта опция недоступна, можно использовать стандартные испытательные стержни с поперечным сечением 4 x 10 мм (например, стержни растяжения кампуса). Однако при анализе результатов измерений необходимо учитывать, что компактны не только покрывающие слои стандартных стержней шириной 10 мм, но и боковые поверхности глубиной 4 мм.Следовательно, стандартный вспененный натяжной стержень сопоставим с небольшой прямоугольной трубкой (10 x 4 мм) с размером ок. Толщина стенки от 0,4 до 1,0 мм и вспененная сердцевина.
Как и следовало ожидать, оценка испытаний на растяжение показывает, что по мере увеличения доли пеноматериала модуль упругости при растяжении и предел прочности при растяжении соответственно уменьшаются. Это связано с тем, что только то количество материала, которое все еще содержится в компоненте, может выдержать механическое напряжение или способствовать несущей способности. Таким образом, изделия из вспененного материала, полученные литьем под давлением, демонстрируют более высокую скорость расширения при одинаковой нагрузке и разрушаются при более низкой максимальной нагрузке.К этому добавляются эффекты выемки, вызванные ячейками пены, близкими к покрывающему слою. Результаты измерений регулярно показывают, что снижение прочности на разрыв неизменно, по крайней мере, равно уменьшению веса детали. (Рис.9)

прочность на разрыв (Н / мм²) — сопротивление удару по Шарпи (кДж / м²) — деформация разрушения (%) — компактный PP
Рис.9: Изменение прочности на разрыв, ударопрочности и деформации разрушения PP-SGS 40 в зависимости от процент вспенивания (0, 5, 10, 15 процентов)

прочность на разрыв (Н / мм²) — сопротивление удару по Шарпи (кДж / м²) — деформация разрушения (%) — компактный полипропилен

При изгибающей нагрузке также снижаются абсолютные значения сопротивления изгибу и прочности на изгиб.Однако, поскольку многослойные конструкции гораздо более устойчивы к этому типу нагрузки, потеря прочности здесь значительно меньше, чем при растяжении. Сопротивление изгибу падает на меньший процент, чем вес детали. На рисунках 10 и 11 документально подтверждено, что, например, при степени вспенивания 15% жесткость по отношению к массе увеличилась на 4,8% по сравнению с компактной деталью без пены, или, другими словами, можно реализовать жесткие компоненты с меньшим весом.

обозначение оси — масса отн. к жесткости — остаточный вес
Рис.10: Изменение сопротивления изгибу, наиболее важного атрибута для компонентов корпуса. Сопротивление изгибу по отношению к весу образцов для испытаний лишь незначительно снижается при 5% вспенивания, в то время как оно остается таким же, как у компактной части с 10% вспенивания, и показывает даже заметное увеличение при снижении плотности на 15%.

Сопротивление изгибу относительно измеренного веса рассчитано
Рис.11: Сравнение сопротивления изгибу, зависящего от веса, в соответствии с расчетом модели (Schaumform) и результатами измерений литых под давлением изгибаемых стержней с поперечным сечением 10 x 7 мм показывает хорошее или отличное совпадение.

Резюме

Технология литья под давлением из пеноматериала получила новый инновационный импульс в связи с постоянно растущей тенденцией к облегчению применения. Самые последние инновации касаются методов улучшения качества поверхности в направлении достижения высокого блеска, а также сочетания компактных и вспененных сегментов в единой формованной детали.Наиболее важный вклад внесли дальнейшие разработки в области процессов и технологии форм, начиная от динамического отпуска формы до высокоточного открытия целых форм или сегментов полости за один или несколько этапов. Проверенные модельные расчеты, которые теперь общедоступны, предлагают дополнительные возможности для помощи при проектировании и компоновке деталей. В целом, процесс литья под давлением из пеноматериала, таким образом, достиг такой же высокой степени зрелости, как и традиционный процесс литья под давлением.Он обеспечивает точное, воспроизводимое снижение плотности и многослойную структуру для постоянно растущего ассортимента пластиковых материалов, включая термопластичные эластомеры.

Конструкционная пена: хорошее, плохое и будущее


Эта 1500-тонная машина для формования конструкционной пены Springfield от Uniloy Milacron по размерам детали эквивалентна литьевой машине с 10-кратным усилием зажима.Название Спрингфилд осталось от машин? Первоначальный создатель — Springfield Cast Products, которая была куплена Hoover Universal в 1975 году. Затем Спрингфилд перешел в Johnson Controls в рамках покупки Hoover, прежде чем перейти в Uniloy в 1998 году.

Специализированные машины для производства структурной пены
Wilmington недавно добавили новую логическую платформу управления Allen Bradley. Далее компания надеется устранить задержки в процессе, возникающие при очистке коллектора / форсунки.


Святой Грааль для длинных структурных пеноматериалов, поддоны могут перейти в сторону пластмасс благодаря более высокой эффективности производства пенопласта, а также увеличению цен на деревянные поддоны, по словам Рича Моргана из Wilmington Machinery.Поддоны из HDPE могут также использовать наполнители и переработанную смолу для снижения затрат.

Завод
в Уилмингтоне в Северной Каролине имеет лабораторию исследований и разработок, где компания занимается внутренней разработкой оборудования в дополнение к проектированию пресс-форм, рекомендациям по материалам, отбору образцов и небольшим производственным циклам для клиентов.


В дополнение к формованию структурной пены, где газ вводится в поток расплава для уменьшения плотности детали, линия машин Springfield от Uniloy Milacron может использоваться для формования под низким давлением, в котором также используется ряд форсунок для распределения дроби. против полости и позволяет создавать большие детали, подобные этим дренажным линиям.


Uniloy Milacron нашла постоянного покупателя на свою линейку машин для производства структурной пены низкого давления Springfield 20/20 Custom Molding (Холидей-Сити, Огайо). Эта 1500-тонная машина объединяет восемь других и, как показано, формирует четыре половины (верхнюю и нижнюю) для двух собачьих будок в двух цветах. В этом Спрингфилде есть два экструдера мощностью 600 л.с., 150 дюймов дневного света, плиты размером 162 на 107 дюймов и размер порции 200 фунтов.


Многие предприятия являются цикличными, но бешеные колебания рынка литья из структурной пены, кажется, становятся все более жестокими по мере приближения этой технологии к своему 40-летнему юбилею.

B oom: Это 1972 год, и Расс Лабелль настолько убежден в перспективности конструкционной пены низкого давления, что основывает Wilmington Machinery в Уилмингтоне, штат Северная Каролина, чтобы обслуживать растущую мебельную промышленность области. Он создает многопозиционную индексирующую машину для формования мебельных ножек и шпинделей.

Крах: ОПЕК перекрывает нефтяной кран, и, как говорит Лабель, «все эти мечты были разбиты нефтяным эмбарго». Мебельная промышленность изменила пластик.?

Бум: компьютеры создают совершенно новый рынок структурной пены с корпусами из полифениленоксида (PPO), особенно Noryl от GE. Бизнес достаточно хорош, чтобы побудить Лабелля и Уилмингтона представить машину среднего размера, использующую Т-образное расположение, в котором один узел впрыска может подавать формы в два зажима.

Бюст: К 1983 году, во главе с растущим присутствием Японии в области электроники и ее стремлением к более влажному виду пластмасс по сравнению с тусклым водоворотом структурной пены, компьютеры переключаются на прямой впрыск.80-е годы по-прежнему являются медленными, и единственные основные области применения пенопласта, продвигаемые Rubbermaid, — это тележки, отжимные устройства для швабр и другие бытовые изделия, которые формуются на больших машинах, которые Уилмингтон не создает.

Бум: погрузочно-разгрузочные работы стремительно развиваются в начале 90-х годов, когда бизнесом стали, в частности, поддоны и складные бункеры. Многие из них предназначены для автомобильной промышленности, которая использует контейнеры для перевозки компонентов через системы сборки. Смола около 0,28 доллара за фунт способствует расширению.Бюст. Достигнув пика в индустрии пластмасс в конце 90-х годов, структурная пена затем падает вместе с общей экономикой производства.

Столкнувшись с чрезмерно высокой производительностью и рекордно высокими ценами на полимеры, структурная пена остается в относительном ахине, но Лабелль и другие, продвигающие новые области применения, материалы и технологии, думают, что она может быть готова к новому всплеску.

Появление пены

Первоначально принадлежащая бывшему химическому гиганту Union Carbide, технология формования конструкционной пены под низким давлением была первоначально разработана этой компанией в конце 60-х годов как средство продвижения своего полистирола.Заинтересованные магазины, по сути, построили свои собственные машины, отдельно закупив экструдер, пресс и лицензию у Union Carbide, которая также добавила технический пакет, включая аккумулятор расплава, коллектор и форсунки. Машины для производства структурной пены по расположению зажима и узла впрыска напоминают прямые литьевые прессы, но на этом сходство заканчивается. В процессе используется экструдер для плавления смолы, а затем вводится инертный газ и / или химический вспенивающий агент, снижающий плотность материала на 10-20%.Это позволяет материалу легко стекать в форму, которая может быть изготовлена ​​из алюминия благодаря более низкому давлению впрыска. Полученная деталь имеет высокое отношение жесткости к массе, что делает ее относительно легкими и прочными конструктивными деталями. Детали имеют отчетливый внешний вид из-за прорыва газа через поверхность. Это было принято и даже желательно в Северной Америке, где шероховатость поверхности ассоциируется с прочностью, а некоторые даже ошибочно принимают это за присутствие армирующих волокон.

Эту шероховатость поверхности можно уменьшить с помощью более новых процессов, включая внешнее газовое формование, при котором используется газ, вводимый со стороны впрыска зажима, чтобы прижать внешнюю поверхность детали к стенке полости; противодавление газа, при котором форма герметизирована, чтобы удерживать газ или пенообразователь внутри смолы, чтобы он не прорвался через фронт потока расплава; или формование из структурного полотна, при котором давление снижается за счет закрытия формы в два этапа.

Каким бы ни был процесс, в конструкционной пене используется большое количество смолы, что делает ее чувствительной к колебаниям цен на материалы. Ричард Морган из Wilmington объясняет, что наименьший размер дроби на ее машинах составляет 25 фунтов, а некоторые превышают 300 фунтов. В таких количествах быстро ощущаются даже небольшие скачки в цене, что делает конструкционную пену менее конкурентоспособной по сравнению с металлом, деревом и другими материалами. усиленные системы прямого впрыска, которые он призван заменить. Помогая бороться с этими недостатками и в ответ на высокие цены на смолы в последние три года, Wilmington и другие, работающие в отрасли, такие как Uniloy Milacron (Цинциннати, Огайо), нацелены на разработку материалов и технологий машин, чтобы сделать структурный пенопласт более конкурентоспособным и продвигать его на новые рынки.

Уилмингтон в настоящее время работает с Incoe (Трой, штат Мичиган) над процессом, который позволил бы отформовать ламинатный материал и дать структурный пенопласт по весу, прочности и стоимости, но при этом покрыть пластиковую поверхность винилом или кожей. В этом процессе ламинат помещали в форму, пена выстреливалась за ним, а затем, в сочетании с внешним газовым формованием, деталь упаковывалась, при этом ламинат прилипал к полимерному субстрату. Потенциальные рынки включают автомобилестроение, где преимущества структурной пены по соотношению прочности к весу делают ее привлекательной с точки зрения топливной экономичности, а ламинат обеспечивает чистую отделку поверхности.

Что касается оборудования, Wilmington увеличил крутящий момент экструдера и построил более прочные коллекторы и форсунки, которые могут обрабатывать 100% доизмельчение. Лабелль говорит, что в результате этого процесса были созданы детали с лучшими свойствами, чем у первичных смол, которые имеют скорость течения расплава от 6 до 8 г / 10 мин. Смолы с более высокой скоростью потока традиционно использовались, потому что машины не обладали плавучестью. согласно Лабеллю, для работы со смолой, не соответствующей спецификациям, или смолой с высоким содержанием наполнителей, таких как лен, дерево или тальк. До конца года компания также надеется представить систему, которая позволит быстрее очищать аккумуляторы, форсунки и коллектор во время смены форм.В настоящее время смена инструмента в пресс-форме с 60-70 соплами может занять 30 часов. Что касается газа, Лабелль ищет альтернативу азоту, говоря, что газ, хотя и дешев, не совсем дружелюбен к полимерам. Лабель был рядом, когда попытки использовать пентан (легковоспламеняющийся) и фреон (вредный для озона) потерпели неудачу, но он говорит, что Уилмингтон добился прогресса с другим газом: диоксидом углерода.

Обычно стенки в части из структурной пены имеют относительно большую толщину, при этом пена снижает плотность на 15% и длину потока от затвора на 15 дюймов.Используя CO2, Wilmington удалось удвоить длину потока и снизить плотность, в некоторых случаях получая детали толщиной 1 дюйм с уменьшением плотности от 60% до 80%. Это может позволить использовать жесткие материалы с фракционным расплавом и открыть возможность их применения во флотационных устройствах или даже плавучих пирсах.

Foam? S Future

Если эти и другие достижения будут успешными, структурная пена может снова выйти на территорию бума, особенно если она преодолеет проблемы с огнестойкостью и стоимостью, которые сделают ее «поддоны» Святого Грааля в значительной степени вне досягаемости.? Есть проблемы [с поддонами]? Морган из Уилмингтона говорит: «Но это что-то вроде пива и ПЭТ; как только он пойдет, там будет огромный объем. В январе 2004 года в рамках Инициативы по интегрированному предотвращению и контролю загрязнения, которая затрагивает, среди прочего, Европейский Союз, Китай и Австралию, было принято решение о необходимости обработки и маркировки деревянных поддонов, что повысило их стоимость и хлопот и потенциально открыло рынок для пластмасс. снова.

Принимая во внимание взлеты и падения, которые он видел со структурной пеной, Лабель долго смотрит на любые разработки, но его главное мнение остается оптимистичным.«Я думал, что структурная пена умерла еще в 1980-х годах». Лабель говорит: «Но я думаю, что это просто процесс, ожидающий следующего большого приложения».

Структурная пена

Обзор

Структурная пена — это термин, обычно используемый для описания термопластичных компонентов для литья под давлением, изготовленных методом литья под давлением, которые имеют ячеистую сердцевину.

Ячеистый пластик — это пластик, у которого внешняя поверхность более плотная, чем внутренние слои. Сердцевина молдинга имеет сотовую структуру и менее плотная, чем внешняя поверхность. Комбинация приводит к формованию с высокой степенью жесткости по сравнению с формованными изделиями из неконструкционного пенопласта (компактными).

Типичные используемые материалы
  • Акрилонитрил-бутадиен-стирол ABS
  • Полистирол ПС
  • Поликарбонат ПК
  • Полипропилен PP
  • ПВХ поливинилхлорид
Типичная выпускаемая продукция
  • Корпуса для бизнес-машин
  • Компоненты дисплея для торговых точек
  • Компоненты шасси бизнес-машины
  • Дисплей для торговых точек
  • Погрузочно-разгрузочные работы
  • Контейнеры Поддоны

Способы производства конструкционной пены

Процесс низкого давления
Для достижения стабильного качества отливок рекомендуется использовать специальные термопластавтоматы.Машины вводят газ в расплавленный пластик, который при впрыске в инструмент для закрытой формы впоследствии вспенивает пластмассовый материал производимого компонента.

Обычные формовочные машины
Другим широко используемым методом является использование стандартных термопластавтоматов с добавленными в материал «вспенивающими добавками». Используя сухие химические вспениватели, смешанные с гранулами пластика, пластик плавится в цилиндре машины.Отмеренный заряд вводится в пресс-форму. Тепло расплавленного пластика заставляет вспениватель реагировать, образуя газ, который, в свою очередь, вспенивает пластик.


Изготовленные типовые молдинги

Использование более контролируемого процесса низкого давления позволяет изготавливать более крупные отливки. Практически все термопластические материалы могут быть вспененными, а сечение стенок толщиной 5-15 мм толще, чем у компактных (обычных) деталей, полученных литьем под давлением.Ограниченные только размерами формовочных машин, были произведены формованные изделия весом до 40 кг и более одного метра.

Характер процесса оставляет шероховатую шероховатую отделку на поверхности молдингов. Если это неприемлемо, применяется последующая операция заливки и покраски. Часто эта окрашенная поверхность имеет текстурированную поверхность, что сводит к минимуму любые неровности формованной поверхности.


Инструменты для пресс-форм

При низком давлении заполнения полости пресс-формы могут изготавливаться из более легких материалов, литого алюминия и литой стали.Таким образом, затраты ниже, чем при обычном литье под давлением.

Когда формованные изделия из структурного пенопласта изготавливаются на обычных формовочных машинах, они неизменно используются в инженерных областях. В обоих процессах вспенивание материала требует быстрой подачи материала в пресс-формы, поэтому используются большие загрузочные заслонки и высокие скорости впрыска.

Хотя процесс имеет более низкое давление заполнения полости, чем обычное литье под давлением, если отливки производятся на обычных машинах, то инструменты часто имеют более прочную конструкцию, чтобы учесть возможность использования более высоких давлений зажима машины. .



Литье структурной пены под давлением | МБлог

Пластиковые детали, изготовленные с использованием процесса структурной пены, имеют ячеистую или структурную сердцевину, окруженную толстым внешним слоем (оболочкой), которые в совокупности придают изделиям большее отношение прочности к весу и почти вдвое большую жесткость твердого тела. пластмассовые изделия из одинакового материала и веса.

В процессе формования конструкционной пены в качестве пенообразователя используется газообразный азот, который вводится в цилиндр экструдера. В результате получаются детали, которые намного больше и прочнее, чем детали, полученные литьем под давлением. Детали, произведенные в процессе формования конструкционной пены, имеют прочную конструкцию, почти не подвержены механическим напряжениям и имеют минимальное коробление.

Оборудование для литья под давлением под низким давлением (LPIM) рекомендуется для литья под давлением крупных конструкционных пластмассовых изделий, таких как бункеры для сыпучих материалов, поддоны, ящики для инструментов, строительные изделия, панели и лестницы для бассейнов, ограждения, стеллажи для розничной торговли, ящики для контейнеров, складские навесы, стеллажи, грузовые системы, в наземных ограждениях, развлекательные горки и игрушки, уличная мебель, резервуары для хранения воды и дренажные системы, захоронения, садовая решетка, собачьи будки, док-системы, товары для уборки и ресторана, а также промышленные тележки и многое другое.

Ключевые преимущества процесса структурной пены:

  • Вес детали уменьшен
  • Повышенная прочность и жесткость за счет многослойной структуры
  • Возможность формования больших сложных деталей без утяжелений
  • Возможность формования деталей толщиной до ½ дюйма (12,7 мм).

Снижение затрат на материалы — В процессе структурной пены вес детали в некоторых случаях может быть уменьшен до 30%. Хотя более типичным является снижение плотности на 15-20%, что снижает затраты на материалы без нарушения структурной целостности детали.Детали с высоким содержанием вторичного сырья могут быть легко изготовлены методом литья под давлением структурной пены с содержанием вторичного сырья до 100%.

Возможность крупных деталей — Размер выстрела до 400 фунтов. а плиты большого размера (до 100 x 210 дюймов) позволяют сформовать очень большие детали или семейства деталей за один цикл.

Машина с несколькими соплами — Машины для производства структурной пены низкого давления имеют возможность использования нескольких сопел с помощью конфигурируемой и модульной горячеканальной системы, которая является частью машины.Это означает, что несколько форм могут обрабатываться одновременно и на одной машине, по сравнению с литьем под давлением, где обычно используется только одна форма. Это позволяет повысить эффективность и гибкость производства.

Машина с несколькими соплами — Машины для производства структурной пены низкого давления имеют возможность использования нескольких сопел с помощью конфигурируемой и модульной горячеканальной системы, которая является частью машины. Это означает, что несколько форм могут обрабатываться одновременно и на одной машине, по сравнению с литьем под давлением, где обычно используется только одна форма.Это позволяет повысить эффективность и гибкость производства.

Задняя часть неподвижной плиты с отверстиями размером 6 дюймов x 6 дюймов для расположения сопел

Более низкие затраты на инструмент — По сравнению с обычным литьем под давлением, стоимость инструментов для структурной пены составляет примерно от одной трети до половины стоимости оснастки литьевой формы для литья под давлением. та же геометрия детали. Более низкая стоимость обусловлена ​​тем фактом, что на пресс-форме не требуется специальной системы горячеканального конвейера из-за использования конфигурируемого и модульного горячеканального конвейера на машине.Во-вторых, большая часть оснастки для изготовления структурной пены изготовлена ​​из алюминия, и из-за более низкого давления в полости, наблюдаемого при формовании конструкционной пены, формы могут быть тоньше и не требуют такой поддержки, как типичная пресс-форма для литья под давлением. Более легкие формы также обладают преимуществом меньшей инфраструктуры, позволяющей подвешивать формы в машине (меньшие потребности в кране) и перемещать их по предприятию.

Одно из самых больших преимуществ литья под давлением структурной пены под низким давлением заключается в том, что вес детали снижается от 10% до 30%, что дает более дешевую деталь без какого-либо воздействия на структурную целостность детали.Более высокое отношение прочности к массе, чем у цельной детали, изготовленной литьем под давлением, низкие напряжения при формовании, устранение утеков и уменьшение коробления являются ключевыми преимуществами этой технологии. Высокая пропускная способность машины приводит к лучшему коэффициенту использования, чем литье под давлением с использованием нескольких машин или смены форм, что позволяет производить большие детали или семейства больших деталей очень рентабельно.

Алюминиевая пресс-форма для производства структурной пены для большого поддона

Дебют нового процесса физического вспенивания на Fakuma

Свидетельством растущего интереса к физическим процессам вспенивания термопластов для литья под давлением стала новая версия, представленная на октябрьской выставке Fakuma 2017 в Фридрихсхафене, Германия.Техника, получившая название Plastinum, была разработана в Германии Kunststoff-Institute Lüdenscheid (KIMW) и Linde AG вместе с партнерами по оборудованию ProTec Polymer Processing GmbH и Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH. Процесс включает периодическую пропитку пластиковых гранул инертным газом внутри контейнера под давлением перед подачей их в машину для литья под давлением. Это отличает этот процесс от других, в которых газ вводится в расплав через отверстие в стенке цилиндра.

На первый взгляд Plastinum кажется близким родственником технологии ProFoam, коммерциализированной в 2015 году компанией Arburg (U.S. офис в Роки-Хилл, штат Коннектикут) и разработан в Институте обработки пластмасс (IKV) в Аахене, Германия. В обоих процессах могут использоваться стандартные винты и цилиндры, в отличие от процессов впрыска газа, поэтому машину можно эффективно использовать для пенопласта или твердых деталей. Отличие заключается в том, что в процессе Plastinum гранулы пропитываются CO 2 в автоклаве, что занимает 1,5–2 часа. Затем гранулы поступают в бункер машины, который не герметичен или находится под давлением. Согласно KIMW, газ будет оставаться в гранулах в условиях окружающей среды от 4 до 6 часов.Таким образом, Plastinum отделяет стадию газовой пропитки от литья под давлением — один автоклав может питать две машины, например, или может перемещаться на тележке между машинами по мере необходимости. ProFoam, напротив, пропитывает гранулы (обычно азотом) внутри герметичного бункера на литьевой машине и требует уплотнения на задней части шнека для удержания газа, а также запорного сопла спереди. Plastinum не требует дополнительных уплотнителей, только запорная насадка. Источники в KIMW и ProTec говорят, что нет патентного конфликта между процессом Plastinum и Profoam или любым другим известным процессом вспенивания.

KIMW протестировал Plastinum с ПК, АБС, 30% стеклонаполненного нейлона, PP, PLA, TPE и полиэфиром PTT с 15% стекла. В принципе, можно использовать любой материал, говорит KIMW, хотя было замечено, что каждый материал — даже разные сорта одной и той же смолы — по-разному абсорбирует газ и, следовательно, требует испытаний.

Plastinum был продемонстрирован на выставке Fakuma на 110-тонном полностью электрическом прессе IntElect от Sumitomo Demag (офис в США в Стронгсвилле, Огайо). Сушилка ProTec Somos подавала гранулы в автоклав, также построенный ProTec (объемом 100 и 200 литров), как и транспортная система для загрузки бункера машины.Текущая система подходит для обработки около 110 фунтов / час. ProTec планирует ввести его в производство в 2018 году.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *