Термопластавтомат це машина, з якою ви стикаєтесь щодня, навіть не підозрюючи про це. Вона призначена для виготовлення пластикових деталей найрізноманітніших форм і розмірів.
Ось реальні приклади:
- корпус пульта від кондиціонера, натискання на який стало звичкою;
- прозора кришка контейнера для їжі, яку зручно закривати;
- шприц у поліклініці, зроблений зі стерильного пластику;
- кнопка в ліфті, яку ми натискаємо, не задумуючись, з чого вона зроблена.
У всіх цих випадках деталі вироблені на термопластавтоматах – потужних і точних машинах для переробки пластмас. Розповімо, як вони влаштовані і як працюють.
Содержание
Термопластавтомат – основа сучасної переробки пластмас
Термопластавтомат це машина для лиття під тиском. Вона бере гранули термопласта, розплавляє їх, заливає в форму і охолоджує. Так отримуються пластикові вироби будь-якої форми: від зубних щіток до кришок моторного відсіку.
Машини бувають різних розмірів – від настільних до великих промислових. Вони працюють автоматично і повторюють цикл з високою точністю.
Точне визначення описано в підручнику Kunststoffverarbeitung – Einführung in die Technologie der Thermoplaste (Herbert Potente, Carl Hanser Verlag, 2017, ISBN 978-3-446-45145-9). В ньому також наведені формули розрахунку тиску, температури і часу впорскування.
Навіщо ТПА охолодження
Для термопластавтоматів необхідно організувати ефективне охолодження, оскільки воно критично впливає на швидкість виробництва і якість готових виробів. Під час роботи ТПА створюється значна кількість тепла – як у зоні впорскування і циліндра, де розплавляється полімер, так і в прес-формі, яка потребує контрольованого охолодження.
Для цих цілей застосовується чилер для ТПА – система охолодження, яка дозволяє підтримувати стабільну температуру на всіх етапах роботи обладнання. Вона охолоджує теплоносій (воду або гліколевий розчин), який потім циркулює через трубопровід до ТПА, ефективно відводячи надлишкове тепло від прес-форм, масла і робочих вузлів машини. Це допомагає покращити продуктивність і продовжити термін служби дорогого обладнання, знизивши знос його деталей.
Читайте також про охолодження металу
ТПА це техніка, де важлива точність
ТПА це скорочення від “термопластавтомат”. У промисловості його використовують всюди – від упаковки до автопрому.
До речі, ось таблиця з прикладами виробів:
Виріб | Матеріал | Складність форми | Розмір партії |
Корпус зубної щітки | PP, ABS | Висока | Мільйони |
Кришка ПЕТ-пляшки | HDPE | Проста | Мільйони |
Деталі для електроніки | PC, PA | Середня | Тисячі |
Медичні вироби | PP, LDPE | Проста | Сотні/тисячі |
Ми вважаємо, що ТПА це інструмент, без якого неможливо уявити сучасні лінії виробництва, особливо в харчовій, медичній і упаковочній галузях.
Як працює термопластавтомат у загальному циклі
Як працює термопластавтомат, найпростіше зрозуміти, якщо розділити весь процес на 4 етапи:
- Пластикові гранули засипаються в завантажувальну воронку.
- У шнеку відбувається їх нагрівання і розплавлення.
- Розплав під тиском впорскується в прес-форму.
- Після охолодження форма відкривається, і виріб виштовхується.
Машина робить це за секунди. Сучасні моделі дозволяють міняти форми, регулювати тиск, температуру, швидкість подачі. Все це контролюється через панель управління.
Детальні описи циклу і режимів впорскування викладені в посібнику Injection Molding Handbook (D.V. Rosato, Springer, 2011, ISBN 978-1-4419-5715-8), який використовується в європейських технічних вузах.
Принцип роботи термопластавтомата і його схема
Принцип роботи термопластавтомата заснований на перетворенні термопласта в форму виробу за рахунок тиску і температури.
Механічно все зводиться до трьох блоків: пластикаційна система (шнек, циліндр, нагрівачі), вузол впорскування, вузол змикання (дві половини форми).
Під час циклу один блок нагріває і подає матеріал, інший – замикає форму, третій – виштовхує готовий виріб. Самі форми можуть бути змінними – від простої пробки до складних медичних компонентів.
Якщо цікаво, цю конструкцію можна побачити в ілюстраціях до стандарту DIN 16742:2013 (Formteile aus Thermoplasten – Toleranzen und Abmessungen), де чітко показано, які відхилення допустимі при виробництві.
Будова термопластавтомата в деталях
Будова термопластавтомата досить стандартна, але вимагає точності і узгодженості всіх вузлів. Ми виділяємо основні компоненти: завантажувальна воронка (подає сировину), циліндр і шнек (нагрівають і перемішують пластик), гідравлічний або електричний привод (рухає шнек і форму), прес-форма (задає форму виробу), а також система управління, яка регулює всі параметри.
Рекомендуємо прочитати: методи охолодження екструдерів
На виробництві важливо обслуговувати ці вузли. Наші спеціалісти часто стикаються із зносом нагрівальних елементів або перекосом форми через неправильне налаштування.
На підставі Kunststofftechnik Maschinen und Verfahren (Klaus Finke, Beuth Verlag, 2020, ISBN 978-3-410-29945-1) можна сказати, що ресурс вузлів залежить від частоти очищення і точності регулювання.
Практична користь від розуміння принципу роботи ТПА
Ми вважаємо, що розуміння принципу роботи ТПА допомагає налагодити виробництво, скоротити брак і знизити енерговитрати. Ця інформація особливо корисна для технологів, інженерів, закупівельників і операторів, які працюють з обладнанням щодня.
На підставі нашого досвіду, накопиченого за більш ніж 11 років роботи у сфері рідинного охолодження і монтажу кліматичних рішень, ми точно знаємо, як впливає тепловідвід на стабільність циклу. Ми поставляли системи охолодження для машин лиття під тиском, чилери, насосні станції, проектували контури, щоб уникнути перегріву форм і знизити енергоспоживання. Наші проекти включають рішення для харчових, медичних і упаковочних виробництв.
Часто задавані питання (FAQ)
Термопластавтомат це що за обладнання?
Це машина, яка плавить пластик і заливає його в форму під тиском. За її допомогою роблять пластикові вироби – від пробок до деталей для авто і медицини.
Як працює термопластавтомат на виробництві?
Спочатку пластик нагрівається і плавиться в циліндрі. Потім подається під тиском у форму. Після охолодження виріб виштовхується, і цикл починається знову.
Які матеріали можна використовувати в ТПА?
Найчастіше – поліпропілен (PP), поліетилен (PE), полістирол (PS), поліамід (PA), ABS та інші термопласти. Все залежить від призначення виробу.
Від чого залежить якість виробу на ТПА?
Від правильного налаштування температури, тиску, часу циклу і якості прес-форми. Важлива також стабільна робота системи охолодження.
Які розміри бувають у термопластавтоматів?
Від малих настільних моделей до великих машин з зусиллям змикання 1000 тонн і більше. Розмір залежить від маси виробу і об’єму форми.
Чи потрібна спеціальна вентиляція і охолодження для ТПА?
Так. Робота машини пов’язана з високою температурою. Без охолодження форма може перегріватися, а без вентиляції порушується мікроклімат на виробництві.
Читайте також що таке статична система охолодження
Список літератури, використаної для написання статті
- Potente, H. Kunststoffverarbeitung – Einführung in die Technologie der Thermoplaste. Carl Hanser Verlag, 2017. ISBN 978-3-446-45145-9
- Rosato, D.V. Injection Molding Handbook. Springer, 2011. ISBN 978-1-4419-5715-8
- Finke, K. Kunststofftechnik Maschinen und Verfahren. Beuth Verlag, 2020. ISBN 978-3-410-29945-1.
