Технология переработки из расплавов аморфных и кристаллизующихся веществ

КУРСОВАЯ РАБОТА
ТЕХНОЛОГИЯПЕРЕРАБОТКИ ИЗ РАСПЛАВОВ АМОРФНЫХ И КРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ ВЕЩЕСТВ

Оглавление
Введение… 3
1.Классификация термопластичных материалов… 4
1.1Классификация термопластов по эксплуатационным свойствам… 4
1.2Классификация термопластов по объему производства… 5
1.3Классификация термопластов по химической структуре… 5
2.Технология экструзии полимеров… 13
2.1Типы и устройство экструдеров… 13
2.2Поведение полимера при экструзии… 16
2.3Основные параметры процесса экструзии… 18
3.Технологические параметры переработки (литья) термопластичных полимеров      19
3.1Принципы качественного литья… 20
3.1.1Влияние конструкции изделия и пресс-формы на процесс уплотнения при литьетермопластов… 20
3.1.2Процесс уплотнения для аморфных и кристаллизующихся материалов      21
3.2Разновидности процесса литья… 32
3.2.1Литье тонкостенных изделий… 32
3.2.2Литье при низком давлении… 38
3.2.3Технологии литья термопластов с газом… 40
Литература… 50

/>Введение
Промышленность пластмасс развивается сегодняисключительно высокими темпами. Начиная с 60-х годов, производство полимеров,основную долю которых составляют пластмассы, удваивается через каждые 5 лет, иэти темпы роста в соответствии с прогнозом на период до 1990 г. сохранятся.
Характерным является опережающее развитие впромышленности пластмасс термопластичных материалов, составляющих в среднемоколо 70 % от общего количества производимых пластмасс.
Современные тенденции создания малоотходной и безотходнойтехнологии приводят к тому, что рост производства пластмасс неизбежно сопровождаетсясовершенствованием технологических процессов, внедрением нового оборудованиядля синтеза и переработки.
В области синтеза пластмасс преимущественное развитиеполучают процессы полимеризации в массе (получение полиэтилена, полистирола) посравнению с водно-дисперсионными методами. Все интенсивнее внедряютсянепрерывные процессы с высоким уровнем автоматизации и механизации, вытесняяпериодические процессы. Возрастают единичные мощности технологическогооборудования (полимеризаторов, сушилок, экструдеров и др.) и совершенствуетсяих конструкция. Улучшается качество сырья, используемого в процессах синтеза иконфекционирования. [1]
 

1. Классификация термопластичных материалов
К термопластичным материалам или термопластам относятсяполимеры, которые при нагревании переходят из твердого агрегатного состояния вжидкое: высокоэластическое или вязкотекучее. При охлаждении материала происходитобратный переход в твердое состояние. Поведение при нагревании отличаеттермопласты от термореактивных материалов или реактопластов, которыеотверждаются за счет химической реакции и не способны далее переходить в жидкоеагрегатное состояние.
1.1 Классификация термопластов поэксплуатационным свойствам
Термопластичные материалы делят на несколько групп взависимости от уровня эксплуатационных свойств. К таким свойствам прежде всегоотносится температура долговременной эксплуатации.
Пластмассы достаточно условно делят на группы (вразличных изданиях приводятся разные критерии классификации):
— Материалы общетехнического назначения или общегоназначения;
— Пластмассы инженерно-технического назначения или конструкционныепластмассы;
— Суперконструкционные или высокотермостойкие полимеры.
Среди термопластов выделяют особую группу термопластичныхэластомеров или термоэластопластов (TPE), которые по технологическим свойствамявляются обычными термопластами, а по эксплуатационным подобны каучукам ирезинам, т.е. способны к большим обратимым деформациям. В зависимости оттемпературы долговременной эксплуатации термоэластопласты также подразделяют наматериалы общего назначения и инженерно-технического назначения.
За рубежом классификации полимеров по уровнюэксплуатационных свойств и их отнесение к той или другой группе материалов внастоящее время носит вспомогательный характер и используется лишь в целях упорядоченияинформации.
Материалы специального назначения
Иногда условно выделяют группу материалов специальногоназначения (специальные пластмассы, функциональные пластмассы). К ней относятматериалы, обладающие особыми, иногда уникальными, свойствами. Эти свойствамогут обеспечиваться особой химической структурой полимера или специальныминаполнителями и добавками. Среди специальных добавок — электропроводящиедобавки (антистатические, электропроводящие, ЭМИ-экранирующие материалы),антифрикционные добавки (материалы с пониженным коэффициентом трения),фрикционные добавки (материалы с повышенным коэффициентом трения) и др. [2 – 5]
1.2 Классификация термопластов пообъему производства
Нередко в литературе выделяют группу крупнотоннажныхматериалов, к которым относят полиэтилен (PE) и полипропилен (PP), основные стирольныепластики (PS) и особенно АБС (ABS), акрилаты, ПВХ (PVC) и бутылочный ПЭТ (PET).
1.3 Классификация термопластов похимической структуре
Классификация, основанная на химической структуреполимеров, включает множество аспектов. Остановимся только на тех вопросах итерминах, которые часто упоминаются в технологической литературе.
Функциональные группы термопластов
По химическому строению, определяемому наличием вструктуре определенных функциональных групп, литьевые термопластичные материалыобычно подразделяют на несколько групп. Современная промышленность выпускаетбольшое количество типов полиолефинов (PO), важнейшими из которых являютсягруппы полиэтиленов (PE) и полипропиленов (PP). Многочисленные типы материаловпредставлены в группах стирольных пластиков (PS), полиамидов (PA), сложных полиэфиров.
Традиционно выделяют группы полимеров на основе целлюлозы,фторполимеров или фторопластов. Акриловых полимеры или акрилаты (acrylic)обычно являются сополимерами. Изготовители этих материалов часто указываюттолько принадлежность материала к данной группе и не приводят данные охимической структуре сополимера. [6]
Примечание: 1 — Карбонатная группа содержит сложноэфирнуюгруппу, поэтому обычно поликарбонаты относят к сложным полиэфирам.
Гомополимеры. Сополимеры. Интерполимеры
Полимеры, построенные из одинаковых мономеров, называютгомополимерами, из разных — сополимерами.
По структуре сополимеры делят на несколько типов:
— блок-сополимер — с регулярным чередованиемпоследовательностей (блоков) звеньев в основной цепи;
— статистический сополимер — с нерегулярным чередованиемпоследовательностей звеньев;
— привитой сополимер — имеет основную цепь в видегомополимера или сополимера, к которой присоединены боковые цепи;
— чередующийся или альтернатный сополимер — с регулярнымчередованием звеньев в основной цепи.
В последнее время большое развитие получили интерполимеры- сополимеры, образующие гомогенную структуру (компоненты не выделяются вотдельные фазы).
Помимо двойных сополимеров, построенных из двух типовмономерных звеньев, выпускаются тройные сополимеры, состоящие из трех типовзвеньев, а также сополимеры с четырьмя и большим количеством типов звеньев.Тройными сополимерами являются АБС-пластики (ABS), ACA-сополимер (ASA) и др.
Стереоизомеры
Для многих типов материалов (полипропилен, полистирол идр.) помимо химической формулы большое значение имеет стереоизомерия — тип пространственнойконфигурации боковых групп атомов относительно полимерной цепи. Наиболее важныетипы стереоизомеров:
— изотактический — в схематичном изображении (например, в«проекции Фишера») боковые группы расположены «по однусторону» условной плоскости полимерной цепи;
— синдиотактический — в схематичном изображении боковыегруппы последовательно чередуются «по одну и другую сторону» условнойплоскости полимерной цепи;
— атактическиий — в схематичном изображении боковыегруппы располагаются беспорядочно «по одну и другую сторону» условнойплоскости полимерной цепи.
Реальная пространственная структура стереоизомеровявляется более сложной, из-за того, что макромолекула закручивается в спираль.
Развитие технологии синтеза полимеров с одним центромполимеризации на металлоценовых и неметаллоценовых катализаторах позволило наладитьв последние годы промышленный выпуск различных стереоизомеров.
В качестве примера влияния стереоизомерии наэксплуатационные свойства материала можно привести синдиотактический полистирол(SPS), являющийся кристаллизующимся материалом с высокой термостойкостью, вотличие от обычного аморфного атактического полистирола.
Классификация термопластов поспособности к кристаллизации
Термопластичные материалы делят на две группы взависимости от способности к кристаллизации [7]:
— Аморфные полимеры: ABS, GPPS, HIPS, PC, PES, PMMA, PPO,PVC и др.
— Кристаллизующиеся полимеры: PA 6, PA 66, PBT, PE, PET, POM,PP, PPS и др.
В кристаллизующихся полимерах при охлаждении расплаватолько часть полимера переходит в кристаллическое состояние, характеризующеесядальним порядком. Другая часть имеет аморфное состояние.
Иногда выделяют группу частично кристаллизующихсяполимеров, к которым относят полимеры со сравнительно небольшой степеньюкристалличности (менее 80 или 60% по разным источникам).
Способность к кристаллизации — очень важное свойствоматериалов, определяющее их эксплуатационные свойства и поведение припереработке. Оно обязательно должно учитываться при конструировании изделий ипресс-форм и выборе технологического режима литья. Кристаллизующиеся материалыимеют высокий уровень усадки и анизотропии усадки.
Деление на аморфные и кристаллизующиеся полимеры являетсяв некоторой степени условным и относится только к определенным условиям, т.к.способность к кристаллизации зависит от множества факторов. Полимеры, которыеведут себя в условиях литья под давлением, как аморфные, в других условияхмогут кристаллизоваться. Например, аморфный поликарбонат кристаллизуется присверхвысоких давлениях (500 МПа), при длительной выдержке (8 дней при 180 °С) и под действиемнекоторых растворителей (например, ацетона).
Особенности формования аморфных полимеров
Аморфные полимеры при изготовлении из них расплаваизделий переходят в твердое состояние без изменения фазового (аморфного)состояния. Параметром изменения надмолекулярной структуры полимеров являетсястепень ориентации. Ориентация макромолекул связана со сдвигом материала поддействием напряжений в процессе формования.
В процессе течения высокоэластичная деформация достигаетопределенной величины, определяемой свойствами материала, режимами и условиямитечения. Поэтому после заполнения формы она (высокоэластичная деформация) релаксирует(уменьшается). Но из-за охлаждения материала в прессформе (температурапрессформы ниже температуры стеклования) уменьшается скорость релаксации.Уменьшение скорости и ограничение продолжительности релаксационного процессаприводит к остаточной (неполной) релаксации (сохраняющейся в деталях). Частьориентированных полимерных цепей при этом остаются «замороженными» внеравновесных конформациях.
Ориентация распределена в продольном и поперечном сечениидетали неравномерно. В результате возможности релаксации в начальные моментывпуска материала в прессформу ориентация уменьшена (отсутствие давления инеполный контакт с прессформой). Далее при двухмерном течении (к стенкампрессформы и вглубь) по радиусу и длине ориентация неравномерна, а ее характерраспределения определяет режим течения.
Эксплуатационные свойства изделий из аморфных полимеровсущественно зависят от степени ориентации в процессе формования: упорядоченнаяпри ориентации структура полимера приводит к увеличению прочности в направлениитечения и уменьшению прочности в направлении перпендикулярном течениюматериала, образованию внутренних напряжений. Это может приводить крастрескиванию изделий, образованию микротрещин (ухудшению оптических свойств,помутнению, появлению серебрения) особенно в местах спая встречных потоковматериала, короблению, снижению размерной стабильности.
Особенности формования кристаллизующихся полимеров
При формовании изделия, расплав полимера кристаллизуетсяв результате теплопередачи его тепла более холодным стенкам прессформы.Скорость охлаждения в разных слоях различна: в слоях, касающихся прессформы — наибольшая, в средних слоях — наименьшая. Скорость охлаждения и напряжениесдвига существенно влияют на структурообразование. Выделяют две предельныхскорости охлаждения V¢при V²пр и двапредельных напряжения сдвига t¢пр и t²пр, которые условно разграничиваютзависимость размеров и структурных образований на три участка. При охлаждении свысокими скоростями, больше V²пр,кристаллизация материала сопровождается только образованием зачатковкристаллитов и ламелярных образований; при охлаждении с низкими скоростями,ниже V¢пр, вполимере формируются развитые сферолиты; при охлаждении с промежуточнойскоростью, в пределах V¢пр– V²пр,формируются промежуточные структурные образования, пропорционально скоростиохлаждения. Охлаждение расплава полимера при низких напряжениях сдвига, меньше t¢пр, практически не создает деформированныхсферолитов, они симметричны; при деформировании с высокими напряжениями сдвига,выше t²пр, формируютсясноповидные или стержневые образования (вытянутые в направлении течения); при промежуточныхнапряжениях сдвига в процессе формования (t¢пр- t²пр) получают ориентированныесферолиты, степень ориентации зависит от напряжения сдвига.
Формирование слоевой структуры проявляется из-заинтенсивного охлаждения и больших сдвиговых напряжений, особенно при литье поддавлением. Поэтому структура деталей сложная. В поперечном сечении деталивыделяют три структурные области, формируемые в три основных периода процессалитья под давлением.
Первая структурная область — поверхностная оболочка,образуется в период заполнения прессформы; вторая область — средний слой,формируется в период нарастания давления и выдержки под давлением; третьяобласть — центральный слой, образуется в период спада давления. Поверхностнаяоболочка может состоять из трех слоев: первый слой — наружный — состоит изкристаллитов или ломелярных образований, она образуется при быстром охлаждениирасплава и ориентации расплава при значительных напряжениях сдвига: слоиматериала в потоке поворачиваются и растягиваются — ориентируются; а присоприкосновении со стенками прессформы достигнутая ориентация фиксируется;средний слой — зона неразвитых сферолитов, которые либо слабо деформированы — ориентированы, либо недеформированы, так как эти слои охлаждаются со среднимискоростями ( интервал V¢пр– V²пр), причемсферолитные образования, проходящие с низкими напряжениями сдвига получаютнедеформированными, а при напряжениях сдвига t²пр> t > t¢пр получают несимметричные — ориентированные сферолиты; центральный слой возникает при заполнениипрессформыс высокими напряжениями сдвига, более t²пр,здесь получают сноповидные сферолиты — ориентированное состояние.
Средняя зона может состоять из двух слоев с различнымиразмерами сферолитов: в наружном слое этой зоны, охлаждающемся со скоростьюбольше V¢првозникают неразвитые сферолиты, внутренние слои охлаждаются с меньшимискоростями, меньшими V¢пр,и поэтому в ней возникают развитые сферолитные образования ( в это время, впериод подпитки, низкие скорости течения и низкие напряжения сдвига). В случаелитья материала в подогретую форму образуется одна зона, а скорость охлажденияв различных слоях зоны ниже предельной V¢пр.
Центральная зона может состоять также из двух зон. Этазона образуется при охлаждении с низкими скоростями охлаждения и почти безсдвиговых напряжений, поэтому она состоит из развитых неориентированных сферолитов.Образование двух слоев определяют условия формования: наружный слой — безмикропор, внутренний с микропорами; при охлаждении под давлением микропоры невозникают, при частичном охлаждении под давлением в незатвердевшем до снятиядавления материале в результате усадки возникают микропоры.
Механические свойства изделий из кристаллизующихсяполимеров связаны со слоевой структурой. Зоны центральная и средняя по механическимсвойствам мало отличаются. Поверхностная зона оказывает решающее значение насвойства изделия и ее учитывают в расчетах на работоспособность в зависимостиот структуры.
Влияние технологических параметров на слоевую структуруизделий
Эти параметры влияют на структуру, размеры слоев и зонизделий из кристаллизирующихся полимеров и их свойства. Требуемую структуру сзаданными размерами зон и слоев в зависимости от условий эксплуатации изделияможно получить путем выбора технологических параметров.
Толщина поверхностной зоны зависит от температурыматериала Т0 и прессформы Тф и времени ее заполнения. Увеличение Т0 и Тфуменьшает толщину этой зоны, а увеличение времени заполнения увеличивает ее.Толщина средней зоны также будет меньше при повышении Т0 и Тф и времени впуска;повышение давления Р и времени выдержки увеличивают толщину средней зоны.Толщина центральной зоны увеличивается с увеличением Т0 и Тф и практически независит от заполнения, давление оказывает незначительное влияние на нее.

2. Технология экструзии полимеров
Экструзия – способ получения изделий или полуфабрикатовиз полимерных материалов неограниченной длины путем выдавливания расплаваполимера через формующую головку (фильеру) нужного профиля. Экструзия, наряду слитьем пластмасс под давлением, является одним из самых популярных методовизготовления пластмассовых изделий. Экструзии подвергаются практически всеосновные типы полимерных материалов, как термопласты, таки и реактопласты, атакже эластомеры.
В основном для экструзии пластмасс применяют шнековые,или червячные, экструдеры. Также существуют дисковые экструдеры. Для успешногопроизводства продукции методом экструзии недостаточно только одного экструдера.Кроме него необходимо иметь еще несколько единиц оборудования, вместесоставляющих экструзионную линию. Кроме того, существуют выдувные экструдеры,которые применяются в установках по получению изделий методомэкструзионно-выдувного формования. Их описание, не входит в данную статью.Практически не встречаются экструдеры с вертикальными шнеками.
2.1 Типы и устройство экструдеров
1. Червячные экструдеры подразделяются на одношнековые,двухшнековые и многошнековые.
Наиболее простым оборудованием для экструзии являетсяодношнековый (одночервячный) экструдер без зоны дегазации (рис. 1). Такиеэкструдеры широко применяются для производства пленок, листов, труб, профилей,в качестве одной из составных частей линий-грануляторов и т.д. Основнымиэлементами экструдера являются обогреваемый цилиндр, винтовой шнек (с охлаждениемили без него), сетки, размещаемые на решетке, и адаптер.
В зависимости от природы полимера, технологическихрежимов переработки применяются шнеки различного профиля с разным шагом и глубинойвитков. В зависимости же от вида выпускаемого изделия применяют либо коротко-,либо длинношнековые машины, т. е. с малым или большим отношением длины L кдиаметру D шнека (L/D). Значения D и L/D являются основными характеристикамиодношнекового экструдера. Типоразмерный ряд экструдеров, выпускавшихся вСоветском Союзе был основан на диаметрах шнека: D = 20; 32; 45; 63; 90; 125;160; 200; 250 и 320 мм.
/>
Рис. 1. Схема одношнекового экструдера: 1- бункер; 2-червяк (шнек); 3- цилиндр; 4- полость для циркуляции воды; 5- нагреватель; 6-решетка с сетками; 7- формующая головка с адаптером
2. Двухшнековые экструдеры могут применяться как в тех жеслучаях, что и одношнековые, так и в специальных условиях, когда одношнековыеэкструдеры не справляются с задачами. В российских реалиях двухшнековыеэкструдеры в подавляющем большинстве случаев используются для экструзии ПВХ(поливинилхлорида) в изделия строительного назначения. Технология процессаэкструзии ПВХ зачастую подразумевает применение порошкообразного основногосырья (ПВХ-композиции), которую невозможно переработать на стандартнойодношнековой экструзионной линии. Как правило, двушнековые экструдеры вобязательном порядке оснащаются устройством дегазации. Двухшнековые экструдерыразличают двух основных типов:
· экструдеры со шнеками, находящимися в зацеплении (соднонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков);
· экструдеры со шнеками, не находящимися в зацеплении (соднонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков).
3. Многошнековые экструдеры применяются сравнительноредко. К таким экструдерам можно отнести четырехшнековый экструдер, а такжепланетарный экструдер. Червячная система последнего состоит из одногоцентрального червяка и еще, как правило, 6 дополнительных шнеков, расположенноговокруг основного на одинаковом радиальном расстоянии. Эти шнеки называютпланетарными, отсюда и название экструдера. Такая конструкция позволяетперерабатывать материалы, склонные к быстрой термической деструкции (часто –композиции ПВХ) без применения высоких температур, но со значительнымсмесительным эффектом и интенсивной дегазацией расплава.
4. Дисковые экструдеры относятся к достаточно редкомутипу экструзионных машин современности. Работа дискового экструдера основана наперемещении полимерного материала и создании давления за счет адгезии полимерак подвижным частям экструдера. Такие экструдеры могут быть как однодисковыми,так и многодисковыми. Последний является наиболее современным вариантом ипозволяют давать давление расплава на выходе в несколько раз превышающее давлениерасплава стандартного одношнекового экструдера. Однако, обычно это преимуществонивелируется высокой стоимостью многодискового экструдера вследствие егоконструкционной сложности.

2.2 Поведение полимера приэкструзии
Поведение полимера внутри экструдера рассмотрим напримере одношнековой экструзии гранулированного материала. Технологический процессэкструзии складывается из последовательной пластикации и перемещения материалавращающимся шнеком в зонах материального цилиндра. Различают следующие зоны –питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III).
Можно сказать, что деление шнека на зоны I-III достаточноусловно, оно осуществляется по технологическому признаку и указывает на то,какую операцию в основном выполняет данный участок шнека. Цилиндр также имеетопределенные длины зон обогрева. Длина этих зон определяется расположениемнагревателей на его поверхности и их температурой. Границы зон шнека I-III изон обогрева цилиндра могут не совпадать. Для обеспечения успешного перемещенияматериала большое значение имеют условия продвижения твердого материала иззагрузочного бункера и заполнение межвиткового пространства, находящегося подворонкой бункера.
Загрузка сырья. Полимерный материал для экструзии,подаваемый в бункер, может быть в виде порошка, гранул, лент. Последний видсырья характерен для переработки отходов промышленного производства пленок иосуществляется на специальных экструдерах, снабженных принудительнымипитателями-дозаторами, устанавливаемыми в бункерах. Равномерное дозированиематериала из бункера обеспечивает хорошее качество экструдата.
Наиболее часто экструзией перерабатываютсягранулированные пластики. Переработка полимера в виде гранул — оптимальныйвариант питания экструдера. Гранулы полимера меньше склонны к«зависанию» и образованию пробок в бункере, чем порошок, а такжегранулы легче пластицируются и гомогенизируются.
Загрузка межвиткового пространства щнека под воронкойбункера происходит на отрезке длины шнека, равном (1 — 1,5)D. При переработкемногокомпонентных материалов для загрузки их в бункер применяются индивидуальныедозаторы: шнековые (объемные), вибрационные, весовые и т. п. Сыпучестьматериала сильно зависит от его влажности: чем больше влажность, тем меньшесыпучесть. Поэтому гигроскопичные материалы необходимо сушить перед загрузкой вэкструдер.
Применяя приспособления для принудительной подачиматериала из бункера в материальный цилиндр, также удается существенно повыситьпроизводительность машины. При уплотнении материала в межвитковом пространствешнека вытесненный воздух выходит обратно через бункер. Если удаление воздухабудет неполным, то он останется в расплаве и после прохождения через головкуобразует в изделии нежелательные полости.
При длительной работе экструдера возможен перегревцилиндра под воронкой бункера и самого бункера. В этом случае гранулы начнутслипаться и прекратится их подача на шнек. Для предотвращения перегрева этойчасти цилиндра в нем делаются полости для циркуляции охлаждающей воды. Обычнозона загрузки является единственной охлаждаемой зоной современных экструдеров.
1. Зона питания (I). Поступающие из бункера гранулы илипорошок полимера заполняет межвитковое пространство шнека зоны I и уплотняется.
2. Зона пластикации и плавления (II). В зоне IIпроисходит подплавление полимера, примыкающего к поверхности цилиндра. В тонкомслое расплава полимера происходят интенсивные сдвиговые деформации, какследствие материал пластицируется, что приводит к интенсивному смесительномуэффекту. Основной подъем давления P расплава происходит на границе зон I и II.На этой границе образующаяся пробка из спрессованного материала как бы скользитпо шнеку: в зоне I это твердый материал, в зоне II- плавящийся. Наличие этойпробки и создает основной вклад в повышение давления расплава. Запасенное навыходе из цилиндра давление расходуется на преодоление сопротивления сеток,течения расплава в каналах головки и формования экструдируемого профиля.
3. Зона дозирования (III). Расплавленная масса полимерапродолжает гомогенизироваться, однако она все еще не является однофазной исостоит из расплавленных и твердых частиц. В конце зоны III пластик становитсяполностью гомогенным и готовым к продавливанию через чистящие сетки и формующуюголовку.
2.3 Основные параметры процессаэкструзии
К технологическим параметрам переработки пластмассметодом экструзии относятся:
· температура по зонам экструдера,
· давление расплава,
· температура зон головки,
· режимы охлаждения экструдированного профиля.
Основными технологическими характеристиками экструдераявляются длина шнека L, диаметр шнека D, соотношение L/D, скорость вращенияшнека N, а также профиль шнека и степень изменения объема канала шнека.
Основной характеристикой формующего инструмента,состоящего как правило из экструзионной головки (вместе с фильтрующими сетками)и калибрующего узла, является коэффициент сопротивления течению расплава K.Перепад давления на фильтрующих сетках служит показателем засорения, т. е.увеличения сопротивления сеток и, следовательно, сигналом к их замене.
Укрупненным показателем работы любого экструдера можноназвать его эффективность, измеряемую как отношение производительности экструдерак его потребляемой мощности [7, 8, 11].

/>3.Технологические параметры переработки (литья) термопластичных полимеров
Необходимо различать параметры процесса литья, задаваемыев системе управления термопластавтомата, термостата, и фактические параметрыпроцесса, которые реализуются в литьевой машине и пресс-форме.
В первую очередь это связано с тем, что стадии процесса литья,определяемые системой управления литьевой машины, отличаются от стадий (илифаз) процесса, реализуемых для конкретной отливки.
Задаваемые параметры процесса зависят от особенностейсистемы управления литьевой машины.Стадия загрузки (пластикации) Частота вращения шнека / линейная скорость вращения шнека   Противодавление (давление пластикации)   Время загрузки / Положение шнека после загрузки Положение шнека после загрузки, доза расплава Подсос (отвод шнека назад без вращения)     «Подушка» (крайнее переднее положение шнека)1 Стадия впрыска (заполнения) Скорость впрыска / профиль скорости впрыска Фактическая скорость впрыска Давление впрыска Изменение давления при впрыске Переключение на выдержку под давлением Фактическое переключение на выдержку под давлением / время впрыска Стадии выдержки под давлением (подпитки), выдержки на охлаждение Давление выдержки (давление формования, давление подпитки) / профиль давления выдержки Изменение давления в полости формы при выдержке под давлением Время выдержки под давлением Фактическое время выдержки под давлением Время выдержки на охлаждение     Время цикла Общие Температура материального цилиндра Температура расплава Температура нагревателей (для горячеканальных форм)   Температура хладоагента / Температура формы (в точке контроля) Температура формующих поверхностей
1 — хотя «подушка» соответствует моментуокончания выдержки под давлением (подпитки), она регулируется изменением дозырасплава. Поэтому здесь она отнесена к стадии загрузки. [19-25]
3.1 Принципы качественного литья
3.1.1 Влияние конструкции изделияи пресс-формы на процесс уплотнения при литье термопластов
Стадия уплотнения (подпитки) оказывает большое влияние накачество изделия из термопластичного материала [20, 26.27] наряду с другими стадиямилитьевого цикла. После окончания заполнения отливки в литьевой полостипроисходит нарастание давления за счет уменьшения перепадов давления в системесопло-литник-изделие. В процессе уплотнения уменьшение объема охлаждаемогополимера частично компенсируется за счет подачи в литьевую полость дополнительногоколичества полимерного расплава под давлением. При недостаточном уплотнении налитьевом изделии появляются утяжки, внутренние усадочные полости, дефектытекстуры. Недостаточное и неравномерное уплотнение может приводить к короблениюизделия.
Эффективным методом изучения процесса уплотнения прилитье под давлением является конечноэлементный анализ [28-30]. В примерах,которые приводятся в данном докладе, моделирование процесса впрыска, уплотненияи охлаждения отливки проводилось в программном продукте MPI/Flow, а коробления –в программном продукте MPI/Warp компании Moldflow. Процесс литья моделируется вMPI/Flow как двумерное течение сжимаемого расплава в неизотермических условиях(модель Хеле-Шоу), с учетом основных факторов, влияющих на поведение полимера влитьевом канале (теплоперенос в пристенных слоях пресс-формы, диссипативноетепловыделение при течении, тепловые эффекты сжатия-растяжения расплава и др.).В отдельных случаях учитывались входовые эффекты. Расчеты проводились при симметричномравномерном охлаждении литьевой полости. Температуры расплава и формысоответствовали средним значениям рекомендуемого диапазона переработкиполимера. Скорость впрыска выбиралась так, что изменения рассчитываемойтемпературы фронта расплава в изделии не превышали 1-3 °С.
 
3.1.2 Процесс уплотнения для аморфных и кристаллизующихсяматериалов
Современное количественное прогнозирование процессауплотнения базируется на использовании экспериментальной PVT-диаграммы, характеризующейсжимаемость полимера под действием давления, а также усадочные процессы вусловиях, приближенных к равновесным. PVT-диаграммы аморфных и кристаллизующихсяматериалов (рис. 2) имеют принципиальные различия.
/>
Рис. 2. PVT-диаграммы АБС-пластика (аморфный) и ПП(кристаллизующийся)
Оценка уплотнения в реальном или моделируемом процессеможет производиться по максимальному давлению в пресс-форме, по зависимостидавления от времени, а также по весу изделия. При моделировании наиболееэффективна оценка уплотнения по величине объемной усадки материала,рассчитываемой на момент раскрытия пресс-формы. Объемная усадка определяется наоснове рассчитываемой временной зависимости температуры и давления в узлахмодели на стадиях впрыска, выдержки под давлением и выдержки на охлаждение.Аморфные полимеры отличаются от кристаллизующихся невысоким уровнем объемнойусадки. При оценке объемной усадки необходимо учитывать влияние неравновесныхусловий на усадочные процессы. Скорость охлаждения оказывает большое влияние настепень кристалличности полимера, поэтому объемная усадка кристаллизующихся материалов,рассчитываемая на основе равновесных PVT-диаграмм, оказывается завышенной посравнению с усадкой в реальном процессе. Например, для ненаполненного ПА 6объемная усадка, рассчитываемая на основе равновесной PVT-диаграммы, можетпревышать фактическую объемную усадку на 100% [31].
Проводились экспериментальные работы [31 и др.] поизучению «неравновесных» PVT–диаграмм, полученных при высокой скорости охлаждения,и их применению в конечно-элементном анализе. Однако в современном коммерческомпрограммном обеспечении данная методика не применяется.
Вязкость полимера на стадии уплотнения
Повышение вязкости полимера затрудняет процессуплотнения. Однако при сравнении материалов по вязкости необходимо учитывать,что течение расплава на стадии подпитки осуществляется при низких скоростяхсдвига. Материал может проявлять более высокую вязкость при больших скоростяхсдвига, характерных для впрыска, и меньшую вязкость при уплотнении (рис. 3).

/>
Рис. 3. Кривые течения для АБС-пластиков: Сплошная линия– Stylac ABS 100 (Asahi Kasei), пунктир – ABS 728-A (Kumho Chemicals)
Технологические параметры процесса уплотнения
Для управления подпиткой в материальном цилиндре передшнеком должна оставаться достаточная «подушка» полимера (обычно 3-6 мм после окончания уплотнения).
Необходимо различать параметры процесса, задаваемые всистеме управления литьевой машины, и параметры, реализуемые в конкретнойпресс-форме. Какое бы большое время выдержки под давлением не было задано,после застывания впускного литника подача расплава полимера в литьевую полостьпрекращается. Однако процесс течения в незастывших внутренних слоях полимераможет продолжаться за счет перераспределения давления внутри гнездапресс-формы.
В реальном процессе время выдержки под давлением частооценивают по весу изделия: время, при котором вес изделия перестает меняться,принимается за время выдержки. Аналогичную оценку можно проводить и в компьютерноманализе. На рис. 4 приведена зависимость веса отливки от времени для расчета(табл. 2). При проведении компьютерного анализа оценка времени выдержки поддавлением обычно выполняется по рассчитываемому времени охлаждения впускноголитника.

/>
Рис. 4. Зависимость веса отливки (в % от максимального)от времени
Если давление выдержки оказывается равным максимальномудавлению при впрыске, в начале процесса уплотнения наблюдается скачок давленияв изделии. Для устранения этого скачка часто рекомендуется проводить «сбросдавления» и задавать в качестве давления выдержки 80% от максимального давленияпри впрыске. Однако расчеты показывают, что оптимальное давление выдержки,определенное на основе оценки объемной усадки, в общем, не связано смаксимальным давлением при впрыске и зависит от особенностей конструкцииизделия и литниковой системы и вязкости материала.
Повышение давления выдержки до определенного уровняспособствует улучшению уплотнения изделия. Одним из факторов, ограничивающихдавление выдержки, является величина распорного усилия, развиваемого в полостиформы. Распорное усилие должно быть меньше усилия замыкания термопластавтомата(необходимо предусмотреть запас 20-30%). Типовые конструкции форм обычнорассчитаны на давление в литьевой полости, не превышающее 80-100 МПа. Прииспользовании большего давления выдержки необходимо повысить жесткостьконструкции пресс-формы, например, за счет увеличения толщины плит, применениядополнительных опорных колонок и др. Слишком высокое давление выдержки приводитк переуплотнению полимера, что ведет к залипанию изделия в форме, повышениюуровня остаточных напряжений, растрескиванию (для хрупких материалов).
Влияние конструкции изделия и места впуска на уплотнение
Чем дальше от места впуска находится область изделия, темсложнее обеспечить ее уплотнение. В табл. 2 приведены расчеты процессауплотнения пластины 200 х 30 мм толщиной 2.5 мм с холодноканальной литниковой системой для материалов Stylac ABS 100 (изготовитель Asahi Kasei) и ненаполненногополипропилена HD120M (изготовитель Borealis). Время выдержки под давлениемпревышало время, необходимое для застывания впускного литника. Время выдержкина охлаждение соответствовало времени полного застывания центрального литника(в реальном процессе изделие можно извлекать из пресс-формы, не дожидаясьзастывания центрального литника).
/>
Рис. 5. Модельное изделие «Пластина». Dцентр1 = 4.5 мм, Dцентр2 = 10 мм, Dразв = 8 мм, Dвпуск = 2.5 мм. Цифрами показаны точки измерения объемнойусадки
Из-за высоких значений объемной усадки в конце потоказаполняемая с торца прямоугольная пластина приобретает форму трапеции, атолщина изделия в области впуска оказывается больше толщины в конце потока.
Для выравнивания объемной усадки по длине изделияиспользуют профиль давления выдержки с линейным сбросом давления в концепроцесса уплотнения. Применение в расчете 4 профиля давления (рис. 6) позволилоуменьшить разброс объемной усадки с 2.4 до 0.8%. Если система управления термопластавтоматане позволяет задавать линейное изменение давления, используют ступенчатыйсброс. Для изделий, имеющих сложную геометрию, часто требуется применениеспециальных профилей давления выдержки, которые могут быть определены вкомпьютерном анализе.
Заполнение тонкостенных изделий с толщиной стенки менее 1 мм может быть связано с серьезными проблемами, но если они решены, такие изделия хорошоуплотняются. Наоборот толстостенные изделия с толщиной стенки более 5-6 мм легко заполнить, но сложно уплотнить. Для получения качественных толстостенных изделий частоприменяют специальные технологии литья.
/>
Рис. 6. Профиль давления для расчета 4. Пунктиромпоказано изменение давления в узле впрыска на стадии заполнения
Утолщение в области впуска легко уплотняется, наличиеутяжек в такой области обычно свидетельствует об ошибках в конструкциилитниковой системы. Любые утолщения в других частях изделия следуетрассматривать как области, где возможно недоуплотнение.
В реальных литьевых изделиях наряду с утолщениями частоприсутствуют тонкостенные участки. Использование повышенных давлений выдержки втаких изделиях может приводить к переуплотнению тонкостенных областей.
При конструировании изделия необходимо учитывать, чтовысокие ребра, малое расстояние между ребрами могут значительно затруднятьотвод тепла от формующей поверхности. В областях с затрудненным отводом теплаповышается объемная усадка полимера, что приводит к утяжинам и др. дефектам.
Влияние литниковой системы на уплотнение
Конструкция холодноканальной литниковой системы оказываетбольшое влияние на процесс уплотнения. При этом самыми важными факторами,влияющими на уплотнение изделия, являются толщина впускного литника(определяется диаметром вписанной в его сечение окружности), его длина, а такжеконструкция области перехода от разводящего литника к впускному. При застываниивпускного литника, который является самой тонкой частью литниковой системы,подпитка изделия прекращается. Тонкий и длинный впускной литник – типичнаяпричина появления утяжек. Толщина впускного литника должна определяться такимобразом, чтобы избежать появления дефектов, как при заполнении, так и при уплотненииизделия. Все факторы, затрудняющие отвод тепла от впускного литника иувеличивающие время застывания впускного литника, способствуют улучшениюуплотнения. К таким факторам можно отнести: изготовление деталей пресс-формы,оформляющих впуск, из материала с пониженной теплопроводностью (легированнаясталь), оформление впуска отдельной вставкой, наличие воздушных зазоров междуэтой вставкой и плитами пресс-формы.
Длинный переход от разводящего литника к впускномуспособствует быстрому охлаждению расплава перед впуском и затрудняет заполнениеи уплотнение. Переход должен быть предельно коротким, но не должен содержатьострых углов, способствующих появлению неустойчивого течения расплава на стадиивпрыска.
При выборе конструкции туннельного литника необходимоучитывать ее влияние на процесс уплотнения. Рекомендуется отдавать предпочтениеконструкциям туннелей без длинного перехода к впускному литнику с длинойвпускного литника менее 2 мм.
При использовании материалов с высокой вязкостью(поликарбонат и др.) для обеспечения хорошего уплотнения изделия, толщинавпускного литника может достигать толщины изделия. Для получения хорошеговнешнего вида изделия в таких случаях могут применяться специальные устройстваотделения литника с нагревом.
В некоторых случаях при большой толщине впускного литникаи преждевременном снятии давления выдержки может наблюдаться обратное течениеполимера из литьевой полости в литниковую систему. Результатом может бытьнедоуплотнение области вблизи впуска.
Для хорошего уплотнения изделия разводящие и центральныйлитники должны иметь достаточную толщину (определяется диаметром окружности,вписанной в сечение). Как правило, толщина разводящего литника должна превышатьтолщину изделия минимум на 1.5 мм [32]. Тонкие разводящие литники применяютсядля материалов, не требующих хорошего уплотнения. К таким материалам относятсянекоторые типы ТЭП.
При конструировании литниковой системы необходимоизбегать любых пережимов (сужение литьевого канала) и ступенек, которыеспособствуют быстрому охлаждению полимера и значительно затрудняют передачудавления в литьевую полость (рис. 7). Форма сечения литникового канала влияетна процесс уплотнения. Наиболее эффективны сечения в форме круга, скругленнойтрапеции, трапеции. Увеличение длины литниковой системы приводит к ухудшениюуплотнения.
В пресс-форме с горячеканальной литниковой системойдавление выдержки легко передается в изделие, поэтому хорошее уплотнениеизделия можно получить при меньшем давлении выдержки. При этом распределениеобъемной усадки по изделию становится более равномерным. Поэтому можноутверждать, что горячеканальный литник способствует повышению качества изделия.

/>
Рис. 7. Конструкции литников, затрудняющие процессуплотнения а) тонкий впускной литник, б) длинный впускной литник (> 1 мм), в) длинный переход от разводящего литника к впускному, г) и е) туннельные литники с длиннымпереходом к впускному литнику, д) туннельный литник с длинным впускным литником(>2 мм), ж) – з) – пережимы, и) ступеньки
Если литниковая система содержит горячеканальные ихолодноканальные литники, процесс уплотнения определяется конструкцией холодноканальнойчасти.
Влияние системы охлаждения пресс-формы на уплотнение
При конструировании пресс-формы необходимо учитыватьвлияние системы охлаждения на процесс уплотнения. В холодноканальнойпресс-форме недопустимо расположение охлаждающего канала вблизи впуска (подобныерекомендации встречаются в литературе), «пересечение» литника охлаждающимканалом. В настоящее время существуют два подхода к конструированию системыохлаждения: первый предполагает обеспечение равномерного охлаждения изделия, вовтором равномерность уплотнения изделия достигается за счет его неравномерногоохлаждения.
Влияние неравномерного уплотнения на коробление
Неравномерное распределение объемной усадки по изделию –одна из основных причин коробления. Коробление изделий из аморфных материалов(ПС, УПС, АБС, САН, ПММА, ПК, ПФО и т.д.), имеющих малую усадку, существенноменьше коробления из ненаполненных кристаллизующихся материалов (ПЭ, ПП, ПА 6,ПА 66, ПА 610, ПБТ и т.д.). При повышении жесткости изделия за счет увеличенияосновной толщины, введения ребер, использования материала с большим модулемупругости, коробление уменьшается.
/>
Рис. 8. Объемная усадка и коробление для изделия«Светофильтр» (расчет в MPI/Flow, MPI/Warp): а) изделие с утолщением попериметру, горячеканальная литниковая система, б) изделие без утолщения,горячеканальная литниковая система, в) изделие с утолщением по периметру,горяче-холодноканальная литниковая система. Цифрами показаны значения объемнойусадки и максимального коробления. Величины деформаций модели при изображениикоробления увеличены в 8 раз.

Рассмотрим влияние неравномерного уплотнения накоробление на примере изделия «Светофильтр автомобильной фары», получаемогодвухцветным литьем из поликарбоната. В компьютерном анализе моделировалсяпроцесс литья только одной части изделия с использованием материала одногоцвета. Изделие имело основную толщину 2.5 мм и утолщение по периметру до 4-5 мм. Расчет показал: если впуск полимера производится в центральную часть изделия(рис. 8а), то при давлении выдержки 40 МПа высокая объемная усадка в областиутолщения приводит к большому короблению (4.0 мм). Применение более высокого давления выдержки в данном случае невозможно, т.к. при повышениидавления в центральной части изделия возникает переуплотнение.
На рис. 8б представлены результаты расчета для изделиябез утолщения. В этом случае уплотнение изделия улучшается, величина коробленияуменьшается до 2.8 мм.
Для конструкции с утолщением наименьшее коробление (1.7 мм) получается при впуске в утолщение (рис. 8в). Такой впуск обеспечивается литниковой системой,содержащей горячеканальную и холодноканальную части. Реализация данноготехнического решения (изготовление пресс-форма и литье выполнялось в ОАО«Автосвет, г. Киржач) позволило получить изделие высокого качество.
Технологии литья, улучшающие уплотнение
Уплотнение литьевых изделий может быть улучшено прииспользовании специальных технологий литья. К таким технологиям относятся литьес подпрессовкой (компрессионное формование или литье с изменяющейся геометриейлитьевой полости), литье с газом, литье с водой, горячеканальное литье снезависимым управлением профилем давления выдержки (технология «Dynamic feed»фирмы Synventive Molding Solutions) и др. Для изделий простой формы(прямоугольный параллелепипед, пластина, диск и др.) качественное изделие можетбыть получено и при недоуплотнении материала, если обеспечивается только однонаправление усадки. Данная технология может быть реализована за счетнеравномерного «одномерного» охлаждения полости формы [31 – 33].
3.2 Разновидности процесса литья
 
3.2.1 Литье тонкостенных изделий
Одним из наиболее эффективных методов снижениясебестоимости изделия является уменьшение толщины стенки изделия, позволяющееуменьшить расход материала и цикл литья. Однако толщина стенки менее 1 мм и время цикла литья 5-10 сек накладывают особые требования к материалу, оборудованию ипресс-форме. Поэтому говорят о технологии тонкостенного литья [34 – 38].
Можно выделить 3 типа изделий, для литья которыхприменяется технология тонкостенного литья. К первому типу относятся изделия изтермически стабильных материалов, таких как полиэтилен, полипропилен, полистироли др., толщиной менее 1 мм. Указанные материалы используются для изготовленияупаковки, одноразовой посуды. Низкий уровень механических свойств данныхматериалов обычно не позволяет снизить толщину менее 0.5-0.6 мм.
Ко второму типу можно отнести технически сложные изделиятолщиной менее 1 мм, отливаемые из конструкционных термопластов (АБС-пластик,полиамиды, поликарбонат, полибутилентерефталат, полиацетали и др.) исуперконструкционных материалов (полифениленсульфид, полиэфирсульфон,полиэфирэфиркетон, жидкокристаллические полимеры, полиэфиримид и др.). Данныематериалы отличаются высоким уровнем механических свойств и невысокойтермической стабильностью при переработке. Из этих материалов могут отливатьсясверхтонкие изделия, например: электрический разъем из стеклонаполненногожидкокристаллического полимера длиной 250 мм с толщиной стенки 0.4 мм [39], миниатюрные разъемы из жидкокристаллического полимера толщиной 0.2-0.3 мм [40], корпуса электрических катушек из PA 66 и ПБТ толщиной 0.15 — 0.27 мм [41]. Существуют примеры литья и более тонких изделий, например толщиной 0.08 мм.
Тонкостенные изделия третьего типа – крупногабаритные изделиятолщиной более 1 мм с отношением длина потока/толщина более 100. Литье такихизделий имеет свои особенности и здесь не рассматриваются.
Требования к литьевой машине, пресс-форме и материалу длятонкостенного литья
Рассмотрим особенности литья тонкостенных изделий 1-го и2-го типа. Требования к литьевой машине, пресс-форме и материалу изделия при тонкостенномлитье таких изделий обобщены в таблице [25-27]:Литьевая машина
Высокое давление
Высокая скорость впрыска
Высокое усилие замыкания
Быстроходность
Высокий уровень системы управления
Высокий уровень гидравлической системы Пресс-форма
Горячеканальная система
Интенсивное и равномерное охлаждение
Повышенные требования к центрированию
Повышенная точность изготовления литниковой системы
Увеличенное усилие выталкивания
Увеличенные литьевые уклоны
Хорошая вентиляция
Надежность работы всех систем пресс-формы
Повышенная прочность и износостойкость материалов пресс-формы Материал изделия
Высокая текучесть
Стабильность
Способность к «быстрому литью»
Высокие механические свойства
При литье тонкостенных изделий из термически нестабильныхматериалов одним из наиболее критических параметров литьевой машины являетсяскорость впрыска. При тонкостенном литье необходима очень высокая скоростьвпрыска т.к. материал очень быстро застывает. Литьевая машина для тонкостенноголитья должна иметь гидроаккумулятор. Гидроаккумулятор увеличивает подачу маслав гидроцилиндр узла впрыска, что позволяет повысить скорость впрыска в 3 раза посравнению с обычной машиной [2].
Если тонкостенное изделие отливается из термическистабильного материала, обычно можно взять машину с большим объемом — этообеспечивает повышение скорости впрыска. Для термически нестабильных материаловобъем впрыска должен соответствовать объему отливки и время пребыванияматериала при высокой температуре должно быть минимальным.
Машина для тонкостенного литья должна обеспечиватьвысокое давление впрыска (1800-2500 кгс/см2 и более) и соответствующее высокоеусилие замыкания. Например, для литья корпуса источника питания толщиной менее 0,5 мм из поликарбоната потребовалась машина с давлением литья, превышающим 2760 кгс/см2 [28].
Важнейшее условие получения качественных тонкостенныхизделий – высокий уровень системы управления машины (управление с обратной связьюпо основным параметрам процесса, контроль процесса), надежность и стабильностьработы машины. Изменение времени впрыска на 0,1 с может привести к недоливу [35].
Применение холодноканальных литников при тонкостенномлитье неэффективно из-за большого времени охлаждения литников и значительныхпотерь давления расплава в литниковой системе. По этой причине для литьятонкостенных изделий используют горячеканальные литниковые системы или реже –для термически стабильных материалов – системы с незастывающими литниками,которые имеют меньшую стоимость, но менее надежны в работе.
При тонкостенном литье должна быть обеспечена высокаянадежность работы всех систем пресс-формы. Особое внимание должно быть уделеноцентрированию формообразующих элементов. Смещение пуансона относительно матрицына 0.01 мм может привести к резкому изменению характера течения полимера привпрыске. Высокая скорость впрыска требует хорошей вентиляции оформляющейполости.
В многогнездных формах важным фактором является точностьизготовления литниковой системы. Небольшие различия в размерах литниковыхканалов (особенно впускных литников) могут вызвать резкие изменения характеразаполнения гнезд отливки.
При тонкостенном литье часто необходимо более высокоеусилие выталкивания и увеличенные по сравнению с обычным литьем литьевые уклоны[3] – следствие более высокого давления литья.
Высокие давление и скорость впрыска накладывают особыетребования к материалам пресс-формы. При литье тонкостенных изделийрекомендуется применять более износостойкие и прочные стали, типа стали H13 (отечественныйаналог 4Х5МФ1С) [35].
Высокие требования к пресс-формам для тонкостенного литьяприводят к ее удорожанию на 30-40% по сравнению с обычным литьем [29]. Болеевысокая стоимость пресс-формы окупается за счет меньшего веса изделия и большейпроизводительности процесса.
Высокая текучесть — одно из обязательных свойств материаладля тонкостенного литья [3]. Выпускаемый в настоящее время марочный ассортиментзарубежных термопластов включает достаточное количество материалов с низкойвязкостью различного применения. Необходимо учитывать, однако, что повышениетекучести материала сопровождается уменьшением основных механическиххарактеристик.
При толщинах стенки меньше 1 мм «окно переработки» становится очень узким. Это накладывает жесткие требования кстабильности характеристик материала.
Уменьшение времени цикла литья ограниченотеплофизическими характеристиками материала (для кристаллизующихся материалов — скоростью кристаллизации). Некоторые марки материалов разработаны специальнодля тонкостенного литья. Они характеризуются как материалы с «быстрым циклом».
Тонкостенное литье требует более точного учетатехнологических и эксплуатационных особенностей материала при конструированииизделия. Оптимальное решение может быть найдено в компьютерном анализе.
Оптимизация толщины стенки изделия, литниковой системы итехнологического режима
В таблице приведены результаты анализа впрыска длякофейной чашки из полипропилена марки Каплен 01250 в программном продуктеMPI/Flow фирмы Moldflow при различной толщине стенки. Анализ проводился притемпературе расплава 220 °Си температуре формы 40 °С.Толщина (мм) Вес изделия (г) Оптимальное время впрыска (с) Общая толщина 2-х застывших слоев при окончании впрыска (мм) Время охлаждения (с) Потери давления: изделие + литник (кгс/см2) Распорное усилие при впрыске (тс) 0,4 5,7 0,18 0,21 0,3 990 40 0,5 7,1 0,24 0,22 0,5 780 30 0,6 8,5 0,30 0,20 0,8 680 25 0,7 10,0 0,35 0,26 1,1 600 22 0,8 11,4 0,43 0,30 1,4 530 19 0,9 12,8 0,53 0,34 1,7 460 16 1,0 14,2 0,64 0,38 2,1 410 14
Уменьшение толщины стенки изделия приводит к быстромуросту потерь давления расплава на стадии впрыска. Если эти потери давления превышаютдопустимое давление для используемой литьевой машины, может появиться недолив.
При тонкостенном литье большую роль играет застывшийпристенный слой, толщина которого сопоставима с толщиной полости. Величиназастывшего слоя очень сильно зависит от скорости впрыска, поэтому притонкостенном литье правильный выбор скорости впрыска имеет особое значение.
Одним из наиболее критических мест горячеканальнойлитниковой системы является впускной литник. Слишком тонкий впускной литник являетсяпричиной недолива, дефектов изделия вблизи впуска. При большой толщиневпускного литника ухудшается внешний вид изделия. Оптимальная толщина впускноголитника зависит от текучести материала, толщины изделия и длины потоковрасплава. Оптимальная толщина впускного литника может быть определена вкомпьютерном анализе.
Оптимизация системы охлаждения пресс-формы
Особое значение при тонкостенном литье имеет конструкциясистемы охлаждения пресс-формы. Оптимизация системы охлаждения проводится вкомпьютерном анализе.
Для обеспечения стабильности процесса охлаждениепресс-формы для литья тонкостенных изделий должно осуществляться с помощьюспециального термостата.
При малых временах цикла в пресс-форму от расплавапоступает очень большое количество тепла. Поэтому при тонкостенном литье отводтепла от изделия должен быть более интенсивным.
Еще одним требованием является равномерность охлажденияизделия. Неравномерное охлаждение приводит к резкому изменению характера течениярасплава и является причиной многих дефектов (коробление, воздушные ловушки,нестабильность размеров при хранении и эксплуатации изделия и т.д.). Частоусловия охлаждения матрицы и пуансона очень сильно различаются. В этом случаетребуется два независимых контура охлаждения (используется термостат с двумя бакамиили два термостата).
Особые проблемы при тонкостенном литье могут вызвать такназываемые «горячие пятна» — участки формообразующей поверхности сповышенной температурой. «Горячие пятна» возникают из-зазатрудненного отвода тепла от некоторых областей изделия. Причиной этого можетбыть большое расстояние до канала охлаждения (превышающее 3 диаметра канала), атакже конструктивные особенности изделия (наличие ребер и пр.).
3.2.2 Литье при низком давлении
Одной из разновидностей литья под давлениемтермопластичных материалов является т.н. литье при низком давлении [30]. Литьепри низком давлении применяется для изготовления крупногабаритных изделий(столешницы, двери, различные панели, подставки и пр.), а также изделий сдекоративной поверхностью, получаемых методом литья на подложку (ткань, кожу,пленку). В зарубежной литературе для последнего процесса обычно используюттермины «In-mold decoration» (IMD) или «In-moldlamination». Методом литья на подложку изготавливают мебель (сидельястульев и кресел), чемоданы и дипломаты, крупногабаритные детали салона автомобилейи т.д.
Особенностью литья на подложку является невозможностьприменения высоких скоростей впрыска, характерных для обычного литья под давлением,т.к. при высокой скорости впрыска происходит смещение и смятие подложки. Прималых скоростях впрыска резко уменьшаются потери давления: давление впрыска вэтом процессе обычно не превышает 10 МПа.
Хотя время впрыска в данном процессе удлиняется в 3-4раза по сравнению с обычным литьем, общее время цикла остается на том же уровнеиз-за того, что практически отсутствует стадия выдержки под давлением иуменьшается время выдержки на охлаждение. Изделие можно извлекать изпресс-формы при более высокой температуре. Изделия, полученные литьем принизком давлении, отличаются низким уровнем остаточных напряжений и малымкороблением [44, 45].
Малая скорость впрыска и низкое давление выдвигают особыетребования к материалу и конструкции изделия, пресс-форме и литьевому оборудованию.
Требования к материалу изделия
Для литья на подложку обычно используют материалы сневысокой температурой переработки, такие как полипропилен, АБС-пластики исмеси на их основе [45].
Процесс требует применения материалов с высокойтекучестью. Хотя подложка является хорошим изолятором и изделие охлаждаетсятолько с одной стороны, при низкой скорости впрыска диссипативноетепловыделение крайне мало — расплав быстро охлаждается.
Выбор материала и определение толщины изделия,необходимой для 100% заполнения, может быть выполнен с высокой точностью впрограммном продукте Flow. Для учета влияния подложки на процесс литья необходимотакже использовать анализ охлаждения пресс-формы Cool (в этом программномпродукте предусмотрен специальный анализ литья на подложку).
Требования к пресс-форме
Использование низких давлений и малых скоростей резкоуменьшает требования к механической прочности деталей пресс-формы, чтопозволяет существенно уменьшить толщину плит и вес пресс-формы по сравнению собычным литьем. Пресс-форма может изготавливаться из недорогих, легкообрабатываемых материалов.
В то же время в данном процессе используется горячеканальнаялитниковая система. Одной из особенностей литья при низком давлении являетсямалая прочность и низкое качество линий спая. В области спаев наблюдаютсядефекты на декоративной подложке. Поэтому для предотвращения появления линийспая в литье при низком давлении применяется особая технология«последовательных впусков». В этой технологии используются запирающиесягорячеканальные сопла. Начальное состояние всех сопел, кроме одного — закрытое.Сопло открывается только в тот момент, когда до него доходит фронт расплава.Оптимальное положение впусков, а также моменты открытия/закрытия могут бытьопределены на этапе конструирования изделия/пресс-формы в программном продуктеFlow.
Литьевые машины для литья при низком давлении
Отсутствие высоких давлений и скоростей значительноупрощает все узлы литьевой машины. В 3-4 раза снижается усилие замыкания.Уменьшается толщина и габариты крепежных плит. Например [45], машина для литьяпри низком давлении с усилием замыкания 350 т имеет плиты с размерами 1120 х 1120 мм, тогда как размер плит машины с таким же усилием замыкания для обычного литья составляетвсего 735 х 735 мм.
Специальные литьевые машины для литья при низком давлениивыпускают фирмы Hettinga Equipment, Engel, Krauss-Maffei и др.
3.2.3 Технологии литьятермопластов с газом
Литье пластмасс с использованием газа получило широкоераспространение с начала 1990-х годов. Первые работы в этом направлении быливидимо выполнены в середине 60-х годов в России Е.Е. Глуховым.
В настоящее время основными патентами в области литья сгазом обладают фирмы Melea (Гибралтар)/GAIN Technology(США) и Cinpres GasInjection (Великобритания) [49].
В обычном литье под давлением уплотнение полимера вформующей полости происходит за счет давления, создаваемого в гидроцилиндреузла впрыска литьевой машины (стадия выдержки под давлением). Давление передаетсяв дальние области отливки через остывающий полимер, при этом на утолщениях,напротив ребер или бобышек появляются утяжки, на участках с повышенной толщиноймогут образовываться внутренние усадочные полости. Недоуплотнение приводит кпоявлению дефектов текстуры. Неравномерное уплотнение является причинойнеравномерности усадочных процессов, приводит к короблению, вызывает высокиеостаточные напряжения. При литье с газом уплотнение полимера происходит за счетдавления газа (50-200 атм.) непосредственно на область изделия или вблизи этойобласти, поэтому процесс уплотнения проходит легче (и при небольшом давлениигаза), чем в обычном литье под давлением. Литье с газом позволяет получитьизделия с хорошим качеством поверхности, без утяжек и коробления, с минимальнымуровнем остаточных напряжений, т.е. с высокой стабильностью размеров [49 – 51].
При литье с газом применяются обычные литьевые машины, иэто является одной из причин популярности таких технологий. Одно из преимуществлитья газом — возможность использования литьевых машин с существенно меньшимусилием замыкания, что дает большой экономический эффект при литьекрупногабаритных изделий.
В настоящее время существует множество вариантовтехнологий литья с газом. Все их можно разделить на 2 типа. К первому типуотносятся технологии, в которых газ подается в расплав полимера, образуявнутренние полости (в зарубежной литературе для таких технологий чаще всегоиспользуют английский термин «gas-assisted injection molding» (GAIMили GAM) и немецкий «gas innendruck technik» (GIT или GID). Втехнологии второго типа газ подается в полость формы и создает внешнее давлениена изделие. За рубежом для этой технологии используют термин «external gasmolding». Оба типа технологий могут быть реализованы на одном и том жеоборудовании.
В качестве газа применяется азот, который имеет низкуюцену, инертен и доступен. Источником газа являются баллоны с азотом (принебольших объемах производства) или специальные генераторы азота.
В зависимости от типа используемого оборудования процесслитья с газом может проводится в двух вариантах [49, 50]: с управлением давлениемгаза и с управлением объемом подаваемого газа. В первом наиболее распространенномварианте компрессор высокого давления обеспечивает требуемый профиль давлениягаза. Во втором варианте заданный объем сжатого газа подается в пресс-форму спомощью поршневого дозирующего компрессора импульсного действия.
Принципиально важным моментом в литье с газом являетсяспособ осуществления уплотнения (подпитки) материала. В ряде технологий (приподаче газа через литниковую систему и др.) уплотнение изделия выполняетсятолько за счет давления газа. В крупногабаритных изделиях это может приводить кнедоуплотнению части изделия, следствием чего является появление утяжек,внутренних усадочных полостей, а также снижение качества спаев. Подобныеявления не проявляются, если основной процесс уплотнения производится за счетобычной подпитки полимером из материального цилиндра литьевой машины, адавление газа обеспечивает дополнительное уплотнение в проблемных областях.
Технологии литья с подачей газа в расплав полимера
Существует несколько разновидностей этих технологий,которые могут быть классифицированы по особенностям проведения технологическогопроцесса, по месту подачи газа, по типам получаемых изделий.
Учитывая особенности технологического процесса, выделяютследующие разновидности технологии литья с подачей газа в расплав полимера [49,52]:
1. Литье с неполным впрыском полимера
2. Литье с полным впрыском с применением прибыли
3. Литье с полным впрыском с вытеснением расплаваполимера в материальный цилиндр литьевой машины
4. Литье с локальной подачей газа в область изделия дляустранения утяжек
5. Литье со смещением знаков
Для получения одного и того же изделия часто могутприменяться различные варианты процесса.
Впуск газа может осуществляться непосредственно в полостьформы, в холодноканальную литниковую систему (в разводящий или центральныйлитник), а также в сопло литьевой машины. При подаче газа в центральный литникили в сопло машины, последнее должно быть оснащено запорным клапаном, дляпредотвращения попадания газа в материальный цилиндр [51]. При подаче газа вразводящий литник запорный клапан не требуется — остывание полимера вцентральном литнике обычно препятствует продвижению воздушного пузыря кматериальному цилиндру. Для надежности также применяют пережимы – локальное утоньшениена разводящем литнике. Газ подается с помощью специального устройства –инжектора (газовой иглы) – через тонкий кольцевой зазор, который пропускаетгаз, но является преградой для расплава полимера.
Технологии литья с подачей газа в расплав полимераэффективны для получения изделий следующих типов:
а) Визуально-толстостенные изделия (разнообразные ручки ит.д.)
б) Крупногабаритные изделия (автомобильные бамперы,панели приборов, корпуса телевизоров, мониторов и т.д.)
в) Детали с высокими требованиями к качеству наружнойповерхности, содержащие утолщения, ребра, бобышки.
В последнее время стали применять литье с газом и дляполучения тонкостенных изделий (корпусные детали мобильных телефонов и т.д.).Ввиду того, что литье подобных изделий связано с рядом особенностей, для негочасто используют особый термин «тонкостенное литье с газом».
Поведение полимера и газа в полости формы определяетсямногими факторами и очень сильно зависит от особенностей используемой маркиполимера. Компьютерный анализ позволяет спрогнозировать это поведение иоптимизировать конструкцию изделия и пресс-формы на этапе подготовкипроизводства [53 – 55].
Один из недостатков технологий с подачей газа в расплавполимера — неравномерная толщина стенки полимера. Наибольшая неравномерностьтолщины наблюдается на «поворотах»: слой полимера минимален с внутреннейстороны газового канала. Вблизи газовой иглы обычно наблюдаются резкоеизменение толщины слоя полимера, а на поверхности изделия — дефекты текстуры.
Литье с неполным впрыском полимера
При литье с неполным впрыском (рис. 9) в пресс-формуподается расплав полимера, но после заполнения изделия на 50-60% длявизуально-толстостенных и 90-95% для крупногабаритных деталей [56] впрыск полимерапрекращается, и в полость формы подается газ. В крупногабаритных изделиях газподается в так называемые газовые каналы — утолщения, предусмотренные в конструкцииизделия. Газ вытесняет расплав полимера из горячих внутренних областей полостив незаполненные участки, обеспечивает полное оформление изделия.
/>
Рис. 9. Схема процесса литья с газом при неполном впрыскеполимера: слева — газ подается через литниковую систему, справа — газ подаетсяпрямо в изделие [57]
К моменту подачи газа на поверхности отливки формируетсякорка из застывшего полимера, которая препятствует выходу газа наружу. Толщинакорки определяется несколькими факторами, важнейшим из которых является«время задержки» – промежуток времени между моментом остановкивпрыска полимера и началом подачи газа.
Одной из проблем в данном процессе является след наизделии на линии остановки полимера [51, 52], который иногда можно устранитьизменением технологического режима.
Литье с полным впрыском с применением прибыли
Проблема следа на изделии может быть решена при 100%заполнении формующей полости расплавом перед подачей газа. Расплав полимера извнутренних областей изделия вытесняется газом в прибыль. Между изделием иприбытью устанавливают запорный клапан, который находится в закрытом состоянииво время заполнения изделия расплавом [52]. Различают варианты процесса. Впервом варианте прибыль открывается перед подачей газа. Во втором варианте,запатентованном фирмой Cinpres Gas Injection, газ подается перед открытиемприбыли, что позволяет дополнительно уплотнить материал.
Литье с полным впрыском с вытеснением расплава полимера вматериальный цилиндр литьевой машины
Интересным вариантом технологии литья с газом являетсяпроцесс со 100% заполнением изделия расплавом, при котором подача газапроизводится в противоположную от впуска полимера часть изделия [49, 52]. Газвытесняет расплав полимера из внутренних областей изделия в материальный цилиндрлитьевой машины (при этом газ не должен попасть в цилиндр литьевой машины).
Литье с локальной подачей газа в область изделия дляустранения утяжек
Задача устранения утяжек может быть решена при локальнойподаче газа в определенную область изделия [52]. При этом основная частьизделия уплотняется, как и в обычном процессе литья под давлением за счетдавления полимера (стадия выдержки под давлением). Газ создает дополнительноедавление в проблемных областях с повышенной объемной усадкой и обеспечиваетхорошее качество поверхности изделия.
Литье со смещением знаков
Процесс литья с газом со смещением знака [52] проводитсяследующим образом. После впрыска полимера открывается дополнительная полость засчет смещения подвижного знака пресс-формы. Эта полость заполняется полимернымматериалом, который «раздувается» под действием давления газа.
Особенности литья с газом крупногабаритных изделий.Принципы конструирования газовых каналов
Газовые каналы выполняют при литье с газомкрупногабаритных изделий 3 функции: а) на стадии впрыска полимера газовыеканалы работают как холодноканальные литники, транспортируя расплав полимера кдальним областям изделия; б) после впуска газа последний вытесняет расплавполимера из внутренних областей газовых каналов (стадия вытеснения),обеспечивая 100% заполнение изделия полимером в процессе с неполным впрыском;с) далее под действием давления газа происходит уплотнение полимера в изделии(стадия уплотнения). Конструкция газовых каналов должна учитывать особенностиповедения полимера и газа на этих трех стадиях процесса.
Форма и размеры поперечного сечения, расположение газовыхканалов, места впуска полимера и газа выбираются с учетом следующих факторов:
1) Необходимо обеспечить возможность заполнения 80-95%изделия расплавом до подачи газа в процессе с неполным впрыском или 100% в процессес полным впрыском, а также уплотнение полимера. Газ может двигаться в канале,только вытесняя из него полимер или уплотняя полимер. В процессе с неполнымвпрыском при малом объеме газовых каналов возникает недолив. Если объем газовыхканалов слишком большой, газ не может дойти до конца газовых каналов. Этоприводит к утяжкам (в каналах, заполненных полимером), короблению и значительноувеличивает время цикла.
2) Необходима сбалансированность заполнения изделиярасплавом [50, 51]. Нарушение данного принципа может привести к недоливу,короблению изделия. Согласно работе [50] газовые каналы должны заканчиватьсярядом с теми областями изделия, которые заполняются на стадии впрыска полимерав последнюю очередь.
3) Необходима также балансировка для газа [50,51].Неравномерность движения газа может быть вызвана неравномерностью охлажденияполимера или другими причинами.
4) При течении полимера могут образовываться воздушныеловушки и линии спая. На стадии впрыска расплав полимера движется по газовымканалам быстрее, чем по более тонким областям изделия. При большой толщинегазовых каналов происходит образование воздушных ловушек и линий спая междудвумя газовыми каналами. Для предотвращения этого явления рекомендуетсявыбирать для начала толщину газовых каналов в 2-2.5 раз больше толщины изделия [50,51]. Это оценочная величина и часто такая толщина газовых каналов будетнедостаточна. Поведение расплава в реальной пресс-форме зависит от вязкостиматериала, толщины изделия и др. факторов. Согласно [58] толщина газовыхканалов может превышать основную толщину изделия в 4 раза. Чем меньше толщинагазовых каналов, тем большее давление газа должно быть использовано.
5) Впуск полимера может производиться в газовый канал илив основную стенку изделия. В первом случае облегчается заполнение крупногабаритныхизделий. Во втором варианте уменьшается длина затекания, но одновременноснижается эффект ускорения течения расплава по газовым каналам [51].
6) Так как в изделии с газовыми каналами имеется большойперепад толщин, часто может проявляться эффект замедления, который повышает неравномерностьзаполнения и приводит к недоливу.
7) Искривление газового канала приводит к неравномерномууменьшению толщины слоя полимера и ослабляет изделие (газ движется в искривленномгазовом канале по кратчайшему пути) [49 – 51]. Этот эффект можно предотвратить,увеличивая охлаждение канала с соответствующей стороны (за счет правильноговыбора формы поперечного сечения канала, расположения охлаждающих каналов).
8) Попадание газа в тонкостенные части изделия [49 – 51]значительно снижает механическую прочность изделия и ухудшает его внешний вид(для прозрачных изделий). Данный эффект часто наблюдается при расположениигазовых каналов перпендикулярно направлению растекания расплава. Эффект можноустранить при задержке подачи газа, повышении эффективности охлаждения изделия,снижения давления газа, уменьшении основной толщины изделия. Использованиеспециальной канавки, расположенной вдоль газового канала также являетсявозможным решением для устранения данного эффекта.
9) Замкнутые газовые каналы могут создавать несколькопроблем [49 – 51]. Во-первых, они приводят к образованию воздушных ловушек.Во-вторых, в месте встречи 2-х воздушных пузырей всегда остается слой полимера.Для полного охлаждения этого слоя необходимо значительно увеличить время цикла.Часто давления газа недостаточно для уплотнения толстого слоя полимера, поэтомуздесь возможна утяжка.
10) Механическая прочность и жесткость изделия. Газовыеканалы, если у них достаточная толщина стенки, повышают механические характеристикиизделия. Однако авторы работ [49, 50] не рекомендуют пытаться использоватьгазовые каналы для улучшения механических характеристик изделия. Проще всегоэто сделать за счет системы обычных ребер.
11) При литье с газом нередко используются нескольковпусков газа в изделие. Количество впусков газа должно быть минимальным. Каждыйвпуск — это отверстие в изделии (хотя в настоящее время существует технология,позволяющая «заделать» дырку впрыском дополнительной порции расплава,эта технология требует особой литьевой машины). В разных впусках сопротивлениегазу может различаться — газ может проигнорировать впуск с большимсопротивлением.
12) При разводке газовых каналов необходимо учитывать,что уплотнение полимера и компенсация объемной усадки происходит в даннойтехнологии за счет давления газа. При увеличении расстояния от области изделиядо газового канала эффективность уплотнения этой области уменьшается. Чемменьше текучесть материала, тем ближе должны быть газовые каналы к уплотняемойобласти изделия.
13. В ряде случаев на лицевой стороне изделия вдольгазовых каналов может появляться след. По мнению авторов работы [49] на этотдефект большое влияние оказывает материал изделия. Использование специальныхмарок с уменьшенной скоростью кристаллизации/отверждения позволяет устранитьэтот дефект.
14) Добавление или изменение газового канала можеткардинально изменить характер заполнения изделия [50, 51], это надо учитыватьпри доработках формы.
Литье с внешним давлением газа
В технологии литья с внешним давлением газа процесспроводится как в обычном литье под давлением с той лишь разницей, что послевпрыска полимера в полость формы подается газ. Газ подается между обратной(нелицевой) стороной изделия и стенкой формы. Процесс позволяет получить высокоекачество лицевой поверхности изделия, при этом поверхность обратной стороныизделия, на которую непосредственно действует давление газа, оказываетсянеровной. Полость формы в этом процессе должна быть надежно уплотнена дляпредотвращения утечек газа.
Известный у нас процесс литья с газовым противодавлением [59]можно рассматривать как разновидность процесса литья с внешним давлением газа.

Литература
1. Быстров Г. А., Гальперин В. М., Титов Б. П. Обезвреживание и утилизацияотходов в производстве пластмасс. Л.: Химия, 1982. С. 178 – 214.
2. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярныхсоединений. — М.: Химия, 1976. 440 с.
3. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. — М.: Химия, 1978. 544 с.
4. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. — М.: Высшая школа, 1981. 656 с.
5. Энциклопедия полимеров. Т. 1-3. — М.: Советская энциклопедия. Т. 1:1972. 1224 с. Т. 2: 1974. 1032 с. Т. 3, 1977. 1152 с.
6. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатацииизделий: Справочное пособие. — Л.: Химия, 1987. 416 с.
7. Николаев А.Ф. Технология пластических масс. — Л.: Химия, 1977. 368 с.
8. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов:Справочное пособие. — Л.: Химия, 1983. 288 с.
9. Каменев Е.И., Мясников Г.Ф., Платонов М.П. Применение пластических масс.- Л.: Химия, 1985. 448 с.
10. Технические свойства полимерных материалов: Учебн.-справ. пособие /Крыжановский В.К., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д., Крыжановская Ю.В. 2-е изд. –СПб: Профессия, 2005. 280 с.
11. Технология пластических масс / Под ред. В.В. Коршака. — М.: Химия, 1985.560 с.
12. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. — М.:Химия, 1989. 432 с.
13. Injection molding handbook / Ed. by D.V. Rosato,D.V. Rosato, M.G. Rosato. Springer — Verlag, 2000.1457 p.
14. Modern plastics handbook/Ed. by Harper Ch.A.McGraw-Hill, 2000. 1231p.
15. Бернхардт Э. «Переработка термопластичных материалов», пер. санг., М.,1962
16. Завгородний ВК., Калинчев ЭЛ., Махаринский Е. Г.,«Оборудованиепредприятий по переработке пластмасс» Л.,1972
17. Оборудование для переработки пластмасс. М., 1976
18. Торнер Р. В. Теоретические основы переработки полимеров. М., 1977.
19. Глухов Е.Е., Попов Е.Н. Инжекционные характеристики литьевых машин ирасчет форм. Пласт. массы, 1980, № 3, с. 43-44.
20. Калинчев Э.Л., Калинчева Е.И., Саковцева М.Б. Оборудование для литьяпластмасс под давлением: Расчет и конструирование. М., Машиностроение, 1985,256 с.
21. Калинчев Э.Л., Кацевман М.Л. Автоматизация технологического процессаизготовления изделий на литьевых машинах. М., НИИмаш, 1979, 72
22. Калинчев Э.Л., Кригевер А.И. Автоматизированные литьевые машины исистемы управления ими. Обзор. М., НИИМаш, 1980.
23. Попов Е.И., Глухов Е.Е., Сагалаев Г.В. Основная технологическая характеристикалитьевой машины. Пласт. массы, 1980, № 1, с. 30-31.
24. Руководство по литью под давлением конструкционных полимерных материаловпроизводства НПП «Полипластик». «Полипластик», М., 2000.
25. Техника переработки пластмасс. Под ред. Н.И. Басова и В. Броя. М.,Химия, 1985, 528 с.
26. Лапшин В.В. Основы переработки термопластов литьем под давлением. М.,Химия, 1974, 270 с.
27. Глухов Е.Е., Коекин Е.И. «Схема расчета литьевых форм для термопластов».Пласт. массы, 1985, № 4, с. 39-40.
28. Катышков Ю.В., Беликов В.В., Варенков В.В. «Классификация режимов примоделировании стадии уплотнения процесса литья». Пласт. массы, 1992, № 4, с.32-33.
29. Катышков Ю.В., Беликов В.В., Варенков В.В. «Математическая модель иалгоритм расчета при моделировании стадии уплотнения процесса литья». Пласт.массы, 1992, № 4, с. 33-35.
30. Катышков Ю.В., Беликов В.В., Варенков В.В. «Моделирование стадииуплотнения процесса литья. Многоступенчатое уплотнение». Пласт. массы, 1993, №5, с. 34-36.