Термопластавтомат это машина, с которой вы сталкиваетесь каждый день, даже не подозревая об этом. Она предназначена для изготовления пластиковых деталей самых разных форм и размеров.
Вот реальные примеры:
- корпус пульта от кондиционера, нажатие на который стало привычкой;
- прозрачная крышка контейнера для еды, которую удобно закрывать;
- шприц в поликлинике, сделанный из стерильного пластика;
- кнопка в лифте, которую мы жмем, не задумываясь, из чего она сделана.
Во всех этих случаях детали произведены на термопластавтоматах – мощных и точных машинах для переработки пластмасс. Расскажем, как они устроены и как работают.
Содержание
Термопластавтомат – основа современной переработки пластмасс
Термопластавтомат это машина для литья под давлением. Она берет гранулы термопласта, расплавляет их, заливает в форму и остужает. Так получаются пластиковые изделия любой формы: от зубных щеток до крышек моторного отсека.
Машины бывают разных размеров – от настольных до крупных промышленных. Они работают автоматически и повторяют цикл с высокой точностью.
Точное определение описано в учебнике Kunststoffverarbeitung – Einführung in die Technologie der Thermoplaste (Herbert Potente, Carl Hanser Verlag, 2017, ISBN 978-3-446-45145-9). В нем также приведены формулы расчета давления, температуры и времени впрыска.
Зачем ТПА охлаждение
Для термопластавтоматов необходимо организовать эффективное охлаждение, так как оно критически влияет на скорость производства и качество готовых изделий. Во время работы ТПА создается значительное количество тепла – как в зоне впрыска и цилиндра, где расплавляется полимер, так и в пресс-форме, которая нуждается в контролируемом охлаждении.
Для этих целей применяется чиллер для ТПА – система охлаждения, которая позволяет поддерживать стабильную температуру на всех этапах работы оборудования. Она охлаждает теплоноситель (воду или гликолевый раствор), который затем циркулирует через трубопровод к ТПА, эффективно отводя избыточное тепло от пресс-форм, масла и рабочих узлов машины. Это помогает улучшить производительность и продлить срок службы дорогостоящего оборудования, снизив износ его деталей.
Читайте также про охлаждение металла
ТПА это техника, где важна точность
ТПА это сокращение от “термопластавтомат”. В промышленности его используют повсюду – от упаковки до автопрома.
Кстати, вот таблица с примерами изделий:
Изделие | Материал | Сложность формы | Размер партии |
Корпус зубной щетки | PP, ABS | Высокая | Миллионы |
Крышка ПЭТ-бутылки | HDPE | Простая | Миллионы |
Детали для электроники | PC, PA | Средняя | Тысячи |
Медицинские изделия | PP, LDPE | Простая | Сотни/тысячи |
Мы считаем, что ТПА это инструмент, без которого невозможно представить современные линии производства, особенно в пищевой, медицинской и упаковочной отраслях.
Как работает термопластавтомат в общем цикле
Как работает термопластавтомат, проще всего понять, если разделить весь процесс на 4 этапа:
- Пластиковые гранулы засыпаются в загрузочную воронку.
- В шнеке происходит их нагрев и расплавление.
- Расплав под давлением впрыскивается в пресс-форму.
- После охлаждения форма открывается, и изделие выталкивается.
Машина делает это за секунды. Современные модели позволяют менять формы, регулировать давление, температуру, скорость подачи. Все это контролируется через панель управления.
Подробные описания цикла и режимов впрыска изложены в пособии Injection Molding Handbook (D.V. Rosato, Springer, 2011, ISBN 978-1-4419-5715-8), которое используется в европейских технических вузах.
Принцип работы термопластавтомата и его схема
Принцип работы термопластавтомата основан на превращении термопласта в форму изделия за счет давления и температуры.
Механически все сводится к трем блокам: пластикационная система (шнек, цилиндр, нагреватели), узел впрыска, узел смыкания (две половины формы).
Во время цикла один блок нагревает и подает материал, другой – замыкает форму, третий – выталкивает готовое изделие. Сами формы могут быть сменными – от простой пробки до сложных медицинских компонентов.
Если интересно, эту конструкцию можно увидеть в иллюстрациях к стандарту DIN 16742:2013 (Formteile aus Thermoplasten – Toleranzen und Abmessungen), где четко показано, какие отклонения допустимы при производстве.
Устройство термопластавтомата в деталях
Устройство термопластавтомата довольно стандартное, но требует точности и согласованности всех узлов. Мы выделяем основные компоненты: загрузочная воронка (подает сырье), цилиндр и шнек (нагревают и перемешивают пластик), гидравлический или электрический привод (двигает шнек и форму), пресс-форма (задает форму изделия), а также система управления, которая регулирует все параметры.
Рекомендуем прочитать: методы охлаждения экструдеров
На производстве важно обслуживать эти узлы. Наши специалисты часто сталкиваются с износом нагревательных элементов или перекосом формы из-за неправильной настройки.
На основании Kunststofftechnik Maschinen und Verfahren (Klaus Finke, Beuth Verlag, 2020, ISBN 978-3-410-29945-1) можно сказать, что ресурс узлов зависит от частоты очистки и точности регулировки.
Практическая польза от понимания принципа работы ТПА
Мы считаем, что понимание принципа работы ТПА помогает наладить производство, сократить брак и снизить энергозатраты. Эта информация особенно полезна для технологов, инженеров, закупщиков и операторов, которые работают с оборудованием каждый день.
На основании нашего опыта, накопленного за более чем 11 лет работы в сфере жидкостного охлаждения и монтажа климатических решений, мы точно знаем, как влияет теплоотвод на стабильность цикла. Мы поставляли системы охлаждения для машин литья под давлением, чиллеры, насосные станции, проектировали контуры, чтобы избежать перегрева форм и снизить энергопотребление. Наши проекты включают решения для пищевых, медицинских и упаковочных производств.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Термопластавтомат это что за оборудование?
Это машина, которая плавит пластик и заливает его в форму под давлением. С ее помощью делают пластиковые изделия – от пробок до деталей для авто и медицины.
Как работает термопластавтомат на производстве?
Сначала пластик нагревается и плавится в цилиндре. Затем подается под давлением в форму. После охлаждения изделие выталкивается, и цикл начинается заново.
Какие материалы можно использовать в ТПА?
Наиболее часто – полипропилен (PP), полиэтилен (PE), полистирол (PS), полиамид (PA), ABS и другие термопласты. Все зависит от назначения изделия.
От чего зависит качество изделия на ТПА?
От правильной настройки температуры, давления, времени цикла и качества пресс-формы. Важна также стабильная работа системы охлаждения.
Какие размеры бывают у термопластавтоматов?
От малых настольных моделей до крупных машин с усилием смыкания 1000 тонн и более. Размер зависит от массы изделия и объема формы.
Нужна ли специальная вентиляция и охлаждение для ТПА?
Да. Работа машины связана с высокой температурой. Без охлаждения форма может перегреваться, а без вентиляции нарушается микроклимат на производстве.
Читайте также что такое статическая система охлаждения
Список литературы, использованной для написания статьи
- 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.
