Дзюбій О.М.

Хмельницький національний університет

Вплив температури вприску на процес лиття тонкостінних виробів

Існує проблема не пролиття тонкостінних виробів, яка призводить до ускладнення виробничого процесу, через необхідність збільшення кількості експериментальних проливів та додаткових витрат матеріалу.

Для вирішення поставленої задачі існують програми, які здатні прискорити процес моделювання і зробити виробництво більш економічним. Прикладом такої програми є додаток для систем автоматизованого проектування Autodesk Moldflow Adviser, яка здатна за заданими параметрами вказати на проблемні елементи та оптимізувати процес проливу.

В якості дослідження використовувалася деталь типу «коробка» (рис.1), яка була спроектована в середовищі Solidworks.

Рис.1 Виріб типу «коробка»

В якості матеріалу виробу був обраний полімер РР Кополімер/PP Generic, котрий має такі властивості:

Таблиця 1. Властивості матеріалу

Властивості	Значення	Одиниці вимірювання
Модуль пружності	896000000	Н/м^2
Коефіцієнт Пуассона	0.4103	-
Модуль зсуву	315800000	Н/м^2
Густина	890	кг/м^3
Межа міцності на розтяг	27600000	Н/м^2
Теплопровідність	0.,147	W/(м·K)
Питома теплоємність	1881	J/(кг·K)
Мінімальна температура лиття	220	̊С
Максимальна температура лиття	260	̊С

В усіх випадках початкові параметри були однакові.

Таблиця 2. Початкові параметри проливу.

№	Назва величини	Значення
1	Тиск вприскування розплаву у прес-форму, МПа	220
2	Температура прес-форми, ̊С	30
3	Температура розплаву, ̊С	235
4	Час розмикання прес-форми, с	7
5	Час вприску розплаву, с	0,1
6	Діаметри сопла, мм	1,5

Оскільки температура вприску розплаву являється одним із головних факторів, від котрого залежить якість виробу, то були проведені проливи з мінімальною 220̊С, максимальною 260̊С і середньою (яка на практиці вважається оптимальною) 235̊С температурами.

Результати дослідів представлені нижче.

Таблиця 3.Результати дослідів

Діаметри наконечника сопла, мм	Час заповнення, с	Вірогідність заповнення, %	Якість заповнення, %	Тиск вприску, МПа	Температура розплаву, ̊С	Час циклу, с
1,5235̊С	0,1136	100	90,3	63,07	283,6	10,5
1,5220̊С	0,1097	100	90	70,82	237,1	10,25
1,5260̊С	0,1132	100	0,37	57,84	279,5	10,8

Мінімальна якість виробу при 260̊С, яка склала 0,37%. Максимальна 90,3% при 235̊С, що на 89,93% краще.

Рис. 2. Показники якості.

Оскільки програма здатна оптимізувати необхідні параметри, щоб пролив деталі відбувся 100%, то відбулася корекція температури розплаву в середині розплаву. При температурі вприску 220̊С,

Рис.3. Показники температури.

температура розплаву в середині прес-форми склала 237,1̊С. При температурі вприску 235̊С, склала 283,6̊С, що на 8,4% більше за максимально-допустиму і тому недопустима.

Час одного циклу включає в себе: час заповнення прес-форми, час охолодження розплаву та час розкривання прес-форми. При 220̊С час повного циклу склав 10,25с, що на 5,1% краще за 260̊С.

З результатів дослідів видно, що температура вприску чинить суттєвій вплив на процес лиття тонкостінних виробів. Хоча для матеріалу допустимі границі температур 220-260̊С, результати дослідів показали, що:

1) на максимальній температурі якість майбутнього виробу буде недопустимою 0,37%;

2) час одного повного циклу буде на 5,1% більше, що в умовах масового чи крупносерійного виробництва є визначальним фактором;

3) температура в прес-формі має бути, при 235̊С – 283,6̊С, при 260̊ - 279,5̊С, що на 8,4% і на 7% більше за максимально-допустиму.