Казалось бы, литье под давлением – это просто: расплавить пластик, залить в пресс-форму, дать остыть и вытащить отливку. Но литье пластмасс постоянно совершенствуется.
Пластмассовая революция
В XIX веке бильярдные шары делали из бивней слонов. Это опустошало популяцию слонов, поэтому один из меценатов предложил приз в размере 10 тысяч долларов за замену слоновой кости. Приз (около 3 миллионов долларов в сегодняшних деньгах) выиграл американский изобретатель Джон Уэсли Хайатт, запатентовав в 1868 году аппарат для изготовления бильярдных шаров из целлулоида. Так началась пластмассовая революция.
Первый в мире пластик
Первый в истории пластик, изготовленный из синтетического полимера, был создан Лео Хендриком Бакеландом, бельгийцем, иммигрировавшим в США. После нескольких лет экспериментов в попытке создать более гладкий, однородный пластик высокого качества Бакеланд, наконец, преуспел в 1912 году и назвал полимер в честь себя – «Бакелит». Это был первый по-настоящему синтетический пластик без единой молекулы, найденной в природе.
Шнек совершил переворот в литье под давлением
Первоначальный процесс литья под давлением оставался неизменным до конца Второй Мировой войны. Но после разрухи возник массовый спрос на недорогие пластиковые изделия.
До середины XX века, чтобы расплавить пластик в литьевой машине использовали только внешний нагрев цилиндра, по которому двигался плунжер (как шприц). Но поскольку пластик плохо проводит тепло, температура в цилиндре с плунжером была неравномерной: либо середина была слишком холодной и не полностью расплавлялись гранулы, либо крайние сектора цилиндра были слишком горячими и сжигали пластик. Решение проблемы нашли в возвратно-поступательном движении шнека (винта).
Джеймс Хендри сконструировал первую литьевую машину со шнеком и произвел очередную революцию в литье пластмасс. Диаметр шнека увеличивался вдоль винта, так что расстояние между шнеком и стеной цилиндра уменьшалось. В центральной части цилиндра стал формироваться более тонкий, равномерно нагретый слой сырья, и из него стал выдавливаться воздух. Это позволило устранить пузыри и пережоги на отливках.
Вращаясь, шнек нагревает пластик. Гранулы сдвигаются вперед и прижимаются к стволу. Эти сдвиги создают трение и нагревают пластик на 60-90% от всего тепла, необходимого для плавления. Остальное тепло дают ленточные нагреватели цилиндра.
Самая большая в мире литьевая машина
Самая большая в мире литьевая машина спроектирована в 2013 году и построена компанией Infiltrator Systems в Винчестере, США. Мощнейший термопластавтомат выпускает изделия для септиков. Пресс-форма, установленная в литьевой машине Infiltrator, весит 190 508 килограммов и формирует 110-килограммовую полипропиленовую половину бака.
Фото: digdifferent.com