Литьевая машина для ТПУ

Когда говорят про литьевые машины для ТПУ, часто упускают главное — вязкость расплава ведёт себя иначе, чем у стандартных термопластов. Многие ошибочно думают, что подойдёт любая машина с хорошим узлом пластикации, но на деле ТПУ требует особого подхода к конструкции шнека и точности поддержания температуры.

Особенности переработки ТПУ

Работая с ТПУ, постоянно сталкиваешься с тем, что материал чувствителен даже к небольшим перепадам температуры. Если на обычном ПП или АБС перегрев на 5-10 градусов может пройти незаметно, то здесь сразу начинается деградация — появляются жёлтые полосы, поверхность теряет глянец. Приходится постоянно следить за термостатами, особенно в зоне дозирования.

Ещё один момент — склонность ТПУ к прилипанию. Сталкивались с ситуацией, когда на машине без специального покрытия гильзы материал начинал подгорать уже после 3-4 часов работы. Пришлось переходить на хромированные или биметаллические гильзы — это добавило около 15% к стоимости узла пластикации, но полностью решило проблему.

Интересно, что разные марки ТПУ ведут себя по-разному. Например, более жёсткие сорта типа 85Ш лучше перерабатывать на машинах с удлинённым шнеком (L/D 25:1), а вот мягкие 60Ш нормально работают и на стандартном 22:1. Это как раз тот случай, когда универсальных решений не существует.

Критерии выбора оборудования

При подборе машины для ТПУ всегда обращаю внимание на систему clamping unit. Для эластичных материалов лучше подходят двухплитные механизмы — у них меньше вероятность выдавливания материала по линии разъёма формы. Особенно это важно при работе с тонкостенными изделиями, где давление впрыска доходит до бар.

Сервоприводные системы сейчас стали стандартом, но не все одинаково хорошо работают с ТПУ. Например, в машинах SONLY U-TS серии реализована точная регулировка скорости впрыска, что критично для сохранения стабильности геометрии изделий из ТПУ. Проверяли на производстве прокладок — разброс по массе уменьшился на 8% по сравнению с обычными гидравлическими машинами.

Мощность пластикации — тот параметр, который часто переоценивают. Для ТПУ достаточно 0.3-0.4 кВт/кг, главное — точность поддержания температурного профиля. В наших условиях хорошо показали себя машины с 6-зонным нагревом цилиндра и отдельным контролем температуры сопла.

Практические проблемы и решения

Одна из частых проблем — образование пузырей в литье. Сначала думали, что виновата влага, но после установки сушилки проблема осталась. Оказалось, дело в слишком высокой скорости впрыска — воздух не успевал выходить из полости формы. Снизили скорость на 30%, добавили вакуумирование — дефект исчез.

Интересный случай был при запуске производства уплотнителей для автомобильной промышленности. Технологи требовали стабильность твёрдости в партии, но первые образцы показывали разброс до 5 единиц по Шору. При детальном анализе обнаружили, что проблема в неравномерном охлаждении формы. Установили дополнительные терморегуляторы на каждый контур — вариативность снизилась до 1.5 единиц.

Ещё запомнился случай с кристаллизацией ТПУ в литниковой системе. Использовали стандартный конический литник, но материал застывал быстрее, чем успевал заполнить тонкие сечения. Перешли на точечные литники с подогревом — выход годных увеличился с 82% до 96%.

Опыт работы с оборудованием SONLY

На производстве тестировали сервоприводную машину SONLY на 280 тонн для изготовления подошв для обуви. Первое, что отметили — стабильность работы гидравлики даже при циклах менее 15 секунд. Система поддержания давления дожима действительно отрабатывает без скачков, что для ТПУ критически важно.

Из интересных находок — встроенная система диагностики позволяет отслеживать износ шнека без разборки узла пластикации. Для ТПУ это особенно актуально, поскольку материал обладает абразивными свойствами. За 8 месяцев эксплуатации износ составил всего 0.3 мм — результат лучше ожидаемого.

Сертификация CE и ISO 9001 в данном случае — не просто бумажки. Проверяли соответствие заявленных параметров реальным: отклонение по температуре не более ±1.5°C, по давлению — в пределах ±2%. Для сравнения, у некоторых аналогов разброс достигал ±5°C, что для ТПУ недопустимо.

Перспективы и ограничения

Сейчас рассматриваем возможность перехода на полностью электрические машины для ТПУ. Теоретически они должны дать лучшую точность, но есть опасения по поводу момента при пластикации — ТПУ создаёт значительную нагрузку на привод шнека. Нужны дополнительные испытания.

Интересное направление — двухцветное литьё ТПУ с жёсткими пластиками. Пробовали на двухплитных машинах SONLY — получилось неплохо, но требуется точная синхронизация циклов. Особенно сложно с разными температурами материалов: для ТПУ 190-210°C, а для сополимера ПП 220-240°C.

Из ограничений отмечу, что не все серии машин одинаково хорошо подходят для ТПУ. Например, модели для ПЭТ-преформ имеют слишком высокую скорость впрыска, а для ящиков — чрезмерное усилие смыкания. Нужно подбирать именно под конкретную задачу.

Выводы и рекомендации

Главный урок за годы работы с ТПУ — нельзя экономить на точности оборудования. Лучше взять машину с запасом по контролю температуры и давлению, чем потом бороться с нестабильностью качества. Особенно это важно для медицинских и автомобильных применений.

При выборе между гидравликой и сервоприводом для ТПУ я бы рекомендовал последний. Да, стоимость выше на 15-20%, но экономия на браке и стабильность параметров окупают разницу за 12-18 месяцев. Проверено на производстве уплотнителей.

Из практических советов — обязательно тестировать конкретную марку ТПУ на планируемом оборудовании. Даже в пределах одного производителя разные серии материала могут требовать корректировки настроек. Как показывает опыт, универсальных рецептов не существует.