Пресс-форма — это сложный по конструкции технологический инструмент для производства изделий из пластмасс, которое задает конфигурацию изделия при литье под давлением.
Литьевая форма определяет параметры будущей отливки, от первичных: длина, ширина, высота, и до вторичных: шероховатость и фактура поверхности, плотность изделия (плотность напрямую связана с прочностью). Этот инструмент — главное звено в серийном и массовом производстве деталей из пластика и других материалов.
Различают множество видов пресс-форм:
- ручные, полуавтоматические и автоматические;
- съемные, полусъемные и стационарные;
- с горизонтальной и вертикальной плоскостями разъёма;
- с одной или несколькими плоскостями разъёма.
Пресс-форма состоит из неподвижной части (матрицы), и подвижной части (пуансона), формующие полости которых являются обратным (негативным) отпечатком внешней поверхности заготовки. В одной пресс-форме может одновременно формоваться несколько деталей (многоместные формы).
Чаще всего, пресс-форма проектируется для изготовления одного определенного изделия из пластика. Хотя надо сказать и о существовании модульных литьевых форм, которые имеют набор сменных компонентов, позволяющих изменять конструкцию изделий. Также существуют многогнездные пресс-формы, позволяющие изготавливать разную продукцию посредством одной формы. За один цикл литья многогнездная пресс-форма позволяет изготовить изделия разной конструкции, но из одного материала.
Важный этап изготовления пресс-форм – это ее проектирование.
Проектирование включает в себя четыре основных этапа: создание чертежей и разработка трехмерной модели, оптимизация размещения деталей в оснастке, оптимизация литниковой (холодно- или горячеканальной) системы, подготовка комплекта документов на пресс форму (чертежи и 3D модели, инструкции по работе, правила эксплуатации). Система отвечает за доставку полимерного материала в формообразующие полости термопластавтомата. Существуют два основных вида литниковых систем – холодноканальные и горячеканальные.
Холодноканальная литниковая система состоит из центрального литника, разводящих литников и впускных литников. Такая система является более дешевой, довольно надежной, простой в эксплуатации. Есть и недостатки: часто увеличивает время цикла литья под давлением.
Горячеканальная литниковая система более дорогая, сложнее в обслуживании. Горячеканальные системы потребляют больше электроэнергии. Но есть и несомненное достоинство – отсутствие затвердевших литников (как при использовании холодноканальной системы), выпадающих вместе с готовыми изделиями при каждом литьевом цикле.
Любая пресс-форма имеет систему сброса готовых изделий. Эти системы подразделяются на механические и пневматические. К механическим выталкивателям относятся: выталкивающие плиты, стержневые толкатели, плоские толкатели и трубчатые толкатели. Кроме рассмотренных нами систем, в конструкцию пресс-формы для литья пластмасс под давлением входят некоторые вспомогательные системы: система охлаждения, система вентилирования, система направляющих и центрующих элементов формы.
Конструкции пресс-формы бывают разными. Они зависят от вида изготовляемых изделий, свойств материала, из которого они должны быть изготовлены, а также характера производства.
Пресс-формы для литья пластмасс под давлением делят на две группы: пресс-формы прямого прессования и пресс-формы литьевого прессования, с верхней или нижней загрузочной камерой.
В пресс-форме прямого прессования, загрузочная камера является как бы продолжением полости, оформляющей нижнюю часть изделия. Необходимый материал загружают в матрицу, где он нагревается и приобретает пластичность, после чего уплотняется под действием пуансона. Пресс-формы прямого прессования полностью смыкаются, когда изделие окончательно оформлено.
В пресс-форме литьевого прессования, оформляющая полость делается отдельно от загрузочной камеры. Пресс-формы литьевого прессования перед заполнением материалом должны быть полностью сомкнуты. Материал поступает из загрузочной камеры в оформляющую полость через литниковые каналы. Пресс-формы литьевого прессования могут быть двух видов: с индивидуальной загрузочной камерой — для работы на прессах, без загрузочной камеры — для работы на литьевых машинах.
Пресс-формы прямого прессования обладают большей производительностью, чем пресс-формы литьевого прессования. Однако, литьевая технологическая оснастка позволяет получать более точные изделия и изделия сложной формы, не требующие зачистки облоя.
По характеру эксплуатации пресс-формы могут быть съемные и стационарные. Съемные пресс-формы требуется снимать с термопластавтомата для извлечения готового изделия. Такая технологическая оснастка мало производительна, применяется при изготовлении небольших партий изделий. Стационарная пресс-форма крепко соединена с плитами термопластавтомата или литьевой машины, произведенное изделие удаляется без снятия пресс-формы с пресса.