Технология литья пластмасс под давлением: полный разбор

TOPSTAR CMT — Технология и оборудование

Литьё под давлением — основной промышленный метод производства пластиковых изделий. От упаковки и бытовых товаров до автомобильных деталей и медицинских компонентов. Разбираем как работает процесс, какое оборудование нужно и как выбрать термопластавтомат под свою задачу.

от 2,9 млнцена термопластавтомата TOPSTAR CMT
15–120 стипичное время цикла литья
90–2800 тдиапазон тоннажа ТПА TOPSTAR CMT
3 серииTH, TM II, TE II — под любую задачу

Принцип работы термопластавтомата

Термопластавтомат (ТПА) — машина для производства пластиковых изделий методом литья под давлением. Принцип работы прост: гранулят термопласта расплавляется и под давлением впрыскивается в закрытую пресс-форму, где принимает её форму и застывает.

🔩

Узел смыкания

Открывает и закрывает пресс-форму. Создаёт усилие смыкания — от 90 до 2800 тонн — чтобы расплав не выдавил форму при впрыске. Коленно-рычажный (TM II) или гидравлический прямой (TH, TE II).

🌡

Узел пластикации и впрыска

Шнек вращается и перемещает гранулят из бункера в обогреваемый цилиндр где материал плавится. При впрыске шнек движется вперёд как поршень и выталкивает расплав в форму под давлением 600–2000 бар.

🖥

Система управления

Контроллер (KEBA на TOPSTAR CMT) управляет всеми параметрами цикла: температурой, давлением, скоростью, временем. Хранит рецептуры для каждого изделия. Передаёт данные в MES через OPC UA.

💧

Система привода

TH — гидравлический насос; TM II — сервогидравлика (экономия до 80%); TE II — электрические сервоприводы без масла. Тип привода определяет энергопотребление, точность и применение.

🔄Этапы цикла литья под давлением

Цикл литья под давлением состоит из 6 последовательных фаз. Полное время цикла — от 5 до 120 секунд в зависимости от размера изделия и материала.

Фаза Что происходит Доля времени цикла
1. Смыкание Форма закрывается, создаётся усилие смыкания 5–10%
2. Впрыск Расплав под высоким давлением заполняет полость формы 5–15%
3. Выдержка под давлением Давление поддерживается для компенсации усадки материала при охлаждении 10–20%
4. Охлаждение Изделие остывает до температуры извлечения. Одновременно — пластикация следующей дозы 40–70%
5. Размыкание Форма открывается 5–10%
6. Извлечение Выталкиватели или робот извлекают готовое изделие 5–15%

Охлаждение занимает 40–70% времени цикла — именно здесь наибольший потенциал для оптимизации. Правильный термостат и чиллер сокращают время охлаждения на 15–25%. Подробнее — «Контроль температуры пресс-формы».

📋Ключевые параметры процесса литья

Параметр Типичный диапазон Влияние на качество
Температура цилиндра 160–350°C Вязкость расплава, заполнение формы, деградация материала
Давление впрыска 600–2000 бар Полнота заполнения, облой, внутренние напряжения
Скорость впрыска 10–500 мм/с Линии спая, следы потоков, захват воздуха
Давление выдержки 40–80% от давления впрыска Усадка, утяжины, размерная точность
Температура формы 20–140°C Качество поверхности, коробление, время охлаждения
Время охлаждения 5–90 с Геометрия изделия, производительность
Противодавление шнека 5–50 бар Однородность расплава, стабильность дозы
Объём дозы 20–80% от объёма цилиндра Стабильность веса изделия, разброс размеров

🎛Как настроить параметры литья под давлением

Настройка ТПА под новое изделие — последовательный процесс. Опытный наладчик выходит на стабильный процесс за 2–8 часов.

Шаг Действие На что влияет
1 Установить температурный профиль цилиндра по рекомендации производителя материала Вязкость расплава
2 Рассчитать объём дозы (60–70% от объёма изделия + литники) Полнота заполнения
3 Установить температуру формы через термостат Поверхность, охлаждение
4 Подобрать скорость и давление впрыска — заполнить форму на 95–98% Заполнение, следы потоков
5 Настроить давление и время выдержки — устранить утяжины Усадка, размеры
6 Оптимизировать время охлаждения — минимальное без деформации Производительность
7 Сохранить «золотую рецептуру» — зафиксировать все параметры Воспроизводимость

Метод литья под давлением vs другие технологии

Метод Тираж Стоимость оснастки Материалы Качество поверхности
Литьё под давлением (ТПА) от 1 000 шт. Высокая (форма) Любые термопласты Отличное
3D-печать (FDM/SLA) 1–500 шт. Нет Ограниченный выбор Видны слои
Выдувное формование от 5 000 шт. Средняя PP, PE, PET Хорошее (снаружи)
Ротационное формование от 100 шт. Низкая PE Среднее
Термоформование от 500 шт. Низкая Листовые пластики Среднее
Экструзия Непрерывное Средняя PP, PE, PVC, PS Хорошее

Литьё под давлением — оптимальный метод при тираже от 1 000–5 000 штук и требованиях к точности размеров, качеству поверхности или широкому выбору материалов. При меньшем тираже — рассмотреть 3D-печать или силиконовое литьё.

🏭Оборудование для литья под давлением TOPSTAR CMT

TOPSTAR CMT поставляет полный комплект оборудования для литья под давлением — от термопластавтомата до периферии и пресс-форм. Три серии ТПА закрывают весь диапазон задач.

Серия Тоннаж Цена от Применение
TM II — сервопривод 90–470 т от 2,9 млн руб. Посуда, упаковка, корпуса, тара — универсальная серия, экономия до 80% электроэнергии
TH — гидравлика 550–2800 т от 10 млн руб. Крупные изделия — бамперы, паллеты, контейнеры 240 л, строительные изделия
TE II — электрический 90–460 т от 5,3 млн руб. Медицина, оптика, электроника — чистые помещения, точность ±0,05%, без масла
30 дней
срок поставки ТПА из Китая в Москву

3 года
гарантия на ТПА TOPSTAR CMT

сервис 24/7
техподдержка и выезд инженеров по всей России

лизинг
0% удорожание до 36 месяцев — купить ТПА без большого аванса

?Вопросы и ответы о технологии и оборудовании для литья

Что такое литьё под давлением пластмасс и как оно работает?

+

Литьё под давлением — метод производства пластиковых изделий при котором расплавленный термопласт под давлением 600–2000 бар впрыскивается в закрытую пресс-форму. Расплав заполняет полость формы, охлаждается и затвердевает, принимая её форму. Форма открывается — готовое изделие извлекается. Цикл повторяется. Метод позволяет производить изделия сложной формы с высокой точностью и отличным качеством поверхности при низкой себестоимости при больших тиражах.

Из каких этапов состоит цикл литья под давлением?

+

Цикл литья состоит из 6 фаз: смыкание формы → впрыск расплава → выдержка под давлением (компенсация усадки) → охлаждение (40–70% времени цикла) → размыкание формы → извлечение изделия. Параллельно с охлаждением происходит пластикация следующей дозы материала. Общее время цикла — от 5 секунд (тонкостенная упаковка) до 2–3 минут (крупные толстостенные изделия).

Что такое термопластавтомат простыми словами?

+

Термопластавтомат — это промышленный станок для производства пластиковых изделий. Работает как большой шприц: засыпаешь пластиковые гранулы, они плавятся, шнек-поршень вдавливает расплав в форму нужного изделия. Расплав остывает — форма открывается — готовая деталь. И так снова и снова, автоматически. На одном ТПА можно производить разные изделия просто меняя пресс-форму — как меняют насадки у кондитерского мешка.

Какие параметры влияют на качество изделия при литье под давлением?

+

Основные параметры: температура цилиндра — определяет вязкость расплава и его текучесть; давление впрыска — влияет на полноту заполнения, облой и внутренние напряжения; скорость впрыска — определяет линии спая и следы потоков; давление выдержки — компенсирует усадку, устраняет утяжины; температура формы — влияет на качество поверхности, коробление и время охлаждения; время охлаждения — определяет геометрию изделия и производительность. Все параметры взаимосвязаны — изменение одного влечёт изменение других.

Что такое инжекционно-литьевая машина — то же самое что термопластавтомат?

+

Да, это одно и то же. Термопластавтомат (ТПА), инжекционно-литьевая машина, литьевая машина, станок для литья пластмасс — всё это синонимы одного оборудования. В России чаще используют термин «термопластавтомат» или сокращение «ТПА». В международной практике — injection molding machine или IMM. TOPSTAR CMT производит термопластавтоматы трёх серий: TH, TM II и TE II.

Метод литья под давлением пластмасс — при каком тираже он выгоден?

+

Литьё под давлением выгодно от тиража 1 000–5 000 штук суммарно. Основная статья затрат при запуске — стоимость пресс-формы (от 150 000 до 5 000 000 руб.). Чем выше тираж — тем меньше амортизация формы на одно изделие. При тираже 10 000+ шт./мес. себестоимость изделия определяется в основном материалом и машино-часом. При меньших тиражах (до 500 шт.) выгоднее 3D-печать или силиконовое литьё.

Принцип работы термопластавтомата — как работает шнек?

+

Шнек — ключевой элемент ТПА. Он выполняет две функции: пластикация — шнек вращается и перемещает гранулят из бункера вдоль обогреваемого цилиндра. Трение и нагрев плавят материал. Расплав накапливается перед шнеком, шнек при этом отходит назад; впрыск — шнек перестаёт вращаться и движется вперёд как поршень, проталкивая накопленный расплав в форму под высоким давлением. Ресурс шнека зависит от материала: для армированных PA+GF, PP+GF нужен биметаллический шнек с повышенной износостойкостью.

Термопластавтомат купить — с чего начать выбор?

+

Три шага для выбора ТПА: 1) Рассчитайте тоннаж — усилие смыкания = площадь проекции изделия × давление литья × коэффициент 1,3. Для большинства изделий из PP и ABS давление 300–500 кг/см². 2) Рассчитайте объём впрыска — вес изделия + литники, делённый на плотность материала. Рабочий объём ТПА должен быть в 1,2–2 раза больше. 3) Выберите серию — TM II для большинства задач (90–470 т, от 2,9 млн), TH для крупных изделий (550–2800 т), TE II для медицины и электроники (90–460 т). Рассчитаем бесплатно: 8 800 505 81 70 или оставьте заявку.

Купить термопластавтомат — сколько стоит и каков срок поставки?

+

Цены на термопластавтоматы TOPSTAR CMT: TM II 90 т — от 2,9 млн руб.; TM II 130 т — от 3,0 млн руб.; TM II 170 т — от 3,5 млн руб.; TM II 220 т — от 3,5 млн руб.; TM II 260 т — от 4,7 млн руб.; TM II 330 т — от 5,8 млн руб.; TH 550 т — от 10 млн руб.; TH 1000 т — от 19 млн руб.; TE II 90 т — от 5,3 млн руб.; TE II 160 т — от 6,4 млн руб. Срок поставки — 30–45 дней. Доступен лизинг с нулевым удорожанием. Купить ТПА: 8 800 505 81 70 или оставьте заявку.

ТПА цена — от чего зависит стоимость термопластавтомата?

+

Цена термопластавтомата зависит от: тоннажа (усилия смыкания) — основной фактор, каждые 100 т добавляют 30–60% к цене; типа привода — электрический TE II дороже гидравлического TH на 30–50%, сервогидравлический TM II — на 15–25%; объёма впрыска — расширенный цилиндр стоит дороже; дополнительных опций — биметаллический шнек, специальные плиты, закрытый контур гидравлики; производителя — TOPSTAR CMT предлагает оптимальное соотношение цена/качество в своём сегменте. Актуальная цена на ТПА TOPSTAR CMT: 8 800 505 81 70.

Как рассчитать себестоимость литья под давлением?

+

Себестоимость изделия при литье под давлением = материал + машино-час + амортизация формы + ФОТ + накладные. Материал: вес изделия с литником × цена гранулята. Машино-час: зависит от тоннажа ТПА и цикла — обычно 500–3000 руб./ч. Амортизация формы: стоимость формы / ресурс в изделиях. Пример для PP-изделия 100 г, цикл 30 с, ТПА 130 т: материал 13 руб. + машино-час 8 руб. + амортизация 20 руб. = ~41 руб./шт. Воспользуйтесь онлайн-калькулятором себестоимости литья.

Чем инжекционное литьё отличается от выдувного?

+

Инжекционное литьё (литьё под давлением) — расплав под давлением заполняет закрытую форму. Получают твёрдые изделия любой формы: корпуса, детали, посуда, медицинские компоненты. Выдувное формование — расплав выдавливается в виде трубки (паризон), которую раздувают в форме воздухом. Получают полые изделия: бутылки, канистры, флаконы. Для бутылок из ПЭТ используют двухстадийный процесс: сначала литьё под давлением (преформа), затем выдув. На термопластавтомате TOPSTAR CMT производят только изделия методом литья под давлением.

Купить термопластавтомат TOPSTAR CMT

Расскажите об изделии — рассчитаем тоннаж, подберём серию и подготовим предложение с ценами.