Выбор места впуска расплава в формующую полость

Выбор места впуска связан с необходимостью обеспечения наименьшего пути течения массы, а также с движением потока по тому направлению, которое совпадает с направлением действующих при эксплуатации небольших усилий. Следует принимать во внимание и перетекание расплава по полости формы с места с меньшим поперечным сечением, т.е. от более толстых элементов детали к более тонким.

Поскольку на отверждение расплава термопласта в формующей полости влияет температура литьевой формы, а толщина стенки детали имеет решающее значение в теплопередаче, размещать впуск нужно всегда на самом толстом участке.

Если впуск размещен не на самом толстом участке отливки, то в этих зонах могут появляться усадочные раковины и утяжины. Они являются следствие недостаточного давления подпитки, которое вызвано преждевременным застыванием расплава в месте впуска.

Переработка вспенивающих материалов является исключением. В этой технологии впуск нужно располагать в самом тонком месте детали. Заполнение формующей полости и уплотнение материала происходит благодаря выделению газа, и сопротивление потоку должно уменьшаться по мере заполнения, чтобы компенсировать снижение давления газа.

Направление движения потока материала внутри формующей полости определяется расположением впуска. Из-за этого возникает так называемая ориентация, или направленность, молекул. Поскольку свойства макромолекулы полимера вдоль ее цепи и попе существенно различаются, то же самое происходит и со свойствами деталей, например, прочностью и усадкой вдоль и поперек потока. Этот эффект, вызванный ориентацией молекул, становится тем более явным, чем большее напряжение сдвига испытывает расплав в период охлаждения. Поэтому степень ориентации особенно велика в тонких стенках детали. Оптимальные величины предела прочности при растяжении и ударной вязкости достигаются при ориентации вдоль потока, тогда как в поперечном сечении следует ожидать пониженную прочность и склонность к растрескиванию. На рис. 6 – 8 – даны примеры направления потока расплава при различных положениях впускного литника и того, как это влияет на прочность детали.

Рис. 7. Ориентация молекул поперек потока материала при расположении впускного литника на более длинной стороне. Механическая прочность в сечении С-D больше, чем в сечении А-В
Рис. 6. Движение потока при различном положении впускного литника: а – центральный литник или точечный впускной литник; b – стандартный боковой впуск, создающий благоприятный турбулентный поток; с – щелевой впускной литник; d – многоточечный впускной отрывной литник	Рис. 8. Ориентация молекул вдоль потока материала при расположении впускного литника на короткой стороне. Механическая прочность в сечении А-В больше, чем в сечении С-D

Весьма критично проявление линий спая, или «холодного спая», когда один поток расплава встречается с другим, но они не способны к взаимному проникновению. В этом случае не появляется таких макромолекул, которые поглощали бы усилия, направленные под прямым углом к направлению потока (рис. 9). Чем дальше линии спая находятся от впускного литника, тем холоднее поверхности сходящихся потоков расплава. В таком случае они еще труднее перемешиваются, то есть оказываются еще менее прочными зонами в детали. Этого можно избежать, если при последующем заполнении или подпитке; расплав пересекает такие линии под прямым углом. Подобный эффект позволяют получить современные технологии впуска, например, каскадные.

С другой стороны, для деталей, чья конструкция содержит много препятствий потоку, отлично подходит многоточечный впуск, потому что между двумя литниками путь потока невелик, поверхности потоков хорошо свариваются, слабые места на линиях спая не возникают. На рис. 10 – 12 приведен еще ряд примеров. Многоточечный впуск (рис. 10) обычно предпочитают щелевому впускному литнику (11) только ради простоты отделения и возможности автоматизации, хотя последний имеет ряд других преимуществ.

Рис. 9. В местах линий спая за отверстиями и прорезами образуются зоны пониженной прочности

Рис. 10. Многоточечный пуск	Рис. 11. Щелевой впускной литник	Рис. 12. Принцип равной длины потоков

Получение информации еще на этапе конструирования о том, как то или иное размещение впускного литника влияет на качество отливки получают с помощью компьютерного анализа.