Литьевая машина для ПС

Когда говорят про литьевые машины для ПС, часто упускают главное — полистирол бывает разный. Общий-целевой, ударопрочный, вспенивающийся... И под каждый нужны свои настройки узла пластикации. Многие думают, что достаточно купить сервоприводную модель — и все задачи решены. На практике даже температура зоны дозирования для ПС должна контролироваться точнее, чем для ПЭТ, иначе либо серебрение появится, либо дегазация неполная.

Конструктивные особенности под ПС

Шнековый узел — это отдельная история. Для стандартного ПС достаточно стандартного L/D 20:1, но если перерабатываем вторичный гранулят с добавками, лучше 22:1. Проверял на литьевой машине SONLY U-TS 280T — там шнек с переменным шагом, что для смесей ПС+ПП реально снижает риск перегрева. Кстати, про перегрев: часто вижу, как технологи игнорируют температуру в зоне загрузки. А ведь для ПС перегрев на входе — гарантия комкования материала в воронке.

Гидравлика — отдельная боль. Современные литьевые машины для ПС требуют не просто регулировки давления впрыска, а синхронизации с профилем скорости. Особенно критично для тонкостенных изделий типа корпусной арматуры. На полностью электрических моделях, как SONLY EL-series, с этим проще — нет зависимости от температуры масла. Но и стоимость эксплуатации выше, что для ПС-производств не всегда оправдано.

Система смыкания — тут часто экономят, а зря. Для ПС с его низкой усадкой достаточно 4-точечной направляющей, но если работаем с армированными марками (скажем, ПС+30% стекловолокно), уже нужны усиленные колонны. На практике даже на 980-тонной машине для ящиков видел, как колонны 'играли' после 50 000 циклов — пришлось добавлять контурные плиты.

Режимы переработки и типичные ошибки

Температурный профиль — большинство ставят °C от загрузки к соплу. Для прозрачного ПС это работает, но для ударопрочного лучше делать °C. Медленнее, да, но меньше внутренних напряжений. Проверял на литьевой машине с сервоприводом от SONLY — там как раз удобно настраивать градиент по зонам через HMI.

Скорость впрыска — вот где чаще всего ошибаются. Для ПС высокие скорости хороши только до момента заполнения 85-90% формы. Дальше нужно переходить на дожатие с падающим профилем, иначе в местах сопряжения стенок появляются следы от сдвиговых напряжений. Особенно заметно на крупных изделиях типа поддонов.

Охлаждение — отдельная тема. ПС кристаллизуется быстро, но не равномерно. Для толстостенных изделий лучше использовать прогрессивное охлаждение: сначала 10-15 секунд минимальным потоком, потом резкое увеличение. На машинах для ПЭТ-преформ такой режим не выставить — нужна специализированная гидравлика, как в серии SONLY U-TS.

Сравнение типов машин для ПС

Сервогидравлика против полного электропривода — вечный спор. Для ПС с его стабильными температурами переработки сервопривод часто избыточен. Но если делаем смеси ПС/ПЭ (например, для многослойной упаковки), то электрошкаф уже оправдывает себя за счет точности дозирования. SONLY как раз предлагают оба варианта — от 98 до 3400 тонн.

Двухцветные машины для ПС — тут есть нюанс совместимости материалов. Второй компонент должен иметь близкую температуру стеклования, иначе будет расслоение. На двухплитных машинах проще — можно делать асимметричное распределение температур по плитам. Видел как на заводе в Подмосковье адаптировали SONLY двухцветную серию под ПС+АБС — пришлось ставить дополнительный термоконтроллер на второй инжектор.

Спецсерии типа PPR или для фруктовых ящиков — это по сути те же машины, но с усиленным узлом смыкания. Для ПС-ящиков важно не просто давление, а равномерность распределения по площади формы. У SONLY в таких моделях стоит система параллельного выравнивания плит — снижает риск перекоса при длительной работе.

Практические кейсы и доработки

Кейс с браком крышек для пищевой упаковки — была проблема с облоем по периметру. Оказалось, для ПС с его низкой вязкостью нужно не увеличивать давление смыкания, а уменьшать скорость впрыска на финальной стадии. Перепрограммировали цилиндр дожатия на литьевой машине SONLY 420T — брак упал с 7% до 0.3%.

Модернизация системы обдува — стандартные вентиляторы не обеспечивали равномерного охлаждения ПС-профилей. Поставили кастомные воздуховоды с регулируемыми заслонками — цикл сократился на 15%. Важный момент: для ПС обдув нужно направлять не на поверхность формы, а на зоны выхода расплава из литников.

Проблема с дегазацией при использовании вторичного ПС — пришлось дорабатывать шнек. Добавили зону дегазации после зоны сжатия (примерно на 2/3 длины), вывели трубку в вакуумную систему. Не идеальное решение, но позволило использовать до 40% регранулята без потери качества.

Сервис и долговечность

Регламент ТО для ПС-производства — многие недооценивают необходимость чистки обратных клапанов. Для ПС рекомендуют делать это каждые 800-1000 рабочих часов. Иначе постепенно падает давление впрыска — сначала незаметно, но через месяц брак растет экспоненциально.

Износ червячной пары — для ПС износ идет неравномерно. Максимум в зоне дозирования, где температура выше. На машинах SONLY есть опция поворота шнека на 180° через 15-20 тысяч рабочих часов — продлевает ресурс на 40-50%.

Энергопотребление — сервоприводные модели для ПС окупаются за 2-3 года только при работе в 3 смены. Для односменной работы лучше брать классическую гидравлику с частотным преобразователем. В каталоге https://www.nbsonly.ru есть калькулятор для точного подсчета — очень полезная штука, считает с учетом тарифов.

Перспективы и ограничения

Биополимеры на основе ПС — начинают появляться модификации с добавками кукурузного крахмала. Температурный профиль для них другой — максимум 185°C в сопле, иначе деградация. На стандартных машинах нужна замена термопар на более точные, с погрешностью не более ±1.5°C.

Ограничение по толщине стенки — для ПС минимальная толщина около 0.8 мм, но стабильно получается только на электрических машинах. На гидравлике лучше не опускаться ниже 1.2 мм, особенно для марок с высокой текучестью.

Автоматизация — для ПС сложно ставить роботов-съемщиков из-за хрупкости изделий в горячем состоянии. Лучше использовать системы с активным подогревом захватов или вакуумные манипуляторы с регулируемым усилием. SONLY как раз предлагают такие кастомные решения под конкретный тип продукции.