Любая отливка уменьшается в размерах при остывании. Это называется усадкой, и учитывать её нужно уже при изготовлении пресс-формы: гнездо делают больше, чем нужная деталь, так, чтобы после остывания она получилась в размер. Усадка встречается в десятках разговоров о допусках, браке и материалах, но «владельца» у темы раньше не было. Здесь собраны причины усадки и способы её учитывать. Числовые коэффициенты не приводятся: они берутся только из техкарты поставщика конкретной марки сырья.
От чего зависит усадка
| Фактор | Как влияет |
|---|---|
| Материал | Кристаллизующиеся пластики (ПП, ПЭ, ПА) обычно усаживаются заметнее, аморфные (АБС, ПК, ПС) — слабее |
| Наполнитель | Стекловолокно снижает усадку, но делает её неравномерной вдоль и поперёк потока — см. стеклонаполненные пластики в литье |
| Толщина стенки | Чем толще стенка, тем дольше остывает и тем больше усадка — толщина стенки детали |
| Давление и время выдержки | Выдержка под давлением подпитывает деталь расплавом и уменьшает усадку |
| Температура формы и расплава | Влияет на скорость остывания и степень кристаллизации |
| Положение впуска и направление потока | От него зависит, как ориентируется материал и как деталь усаживается по направлениям — точка впуска |
| Охлаждение формы | Неравномерное охлаждение даёт разную усадку в разных зонах — охлаждение и время цикла |
Усадка и коробление: не одно и то же
Усадка — равномерное уменьшение размеров, её можно заранее учесть в форме. Коробление возникает, когда усадка в разных частях детали разная: утолщённый участок остывает дольше, ориентация материала различается, охлаждение неравномерно. Деталь изгибается или скручивается, и коэффициентом на форме это не поправить. Против коробления работают равномерная стенка, продуманные рёбра и подходящая точка впуска. Типичные проявления разобраны в статье дефекты литья пластмасс.
Как усадку учитывают на практике
Фиксируют материал до изготовления формы
Усадка зависит от марки, поэтому смена материала после изготовления формы может изменить размеры детали.
Закладывают коэффициент усадки марки
Размеры гнезда рассчитывают по данным техкарты поставщика сырья с учётом геометрии и толщин детали.
Выделяют критичные размеры
Для ответственных размеров форму часто делают с запасом металла и затем подгоняют по результатам пробных отливок.
Проверяют на пробных отливках
Первые образцы показывают реальную усадку — см. испытание пресс-формы и пробные отливки.
Согласуют условия измерения
Размеры деталей продолжают немного меняться после извлечения (послеусадка), поэтому оговаривают, когда и в каком состоянии детали измеряют.
Усадка связана с допусками: чем жёстче допуск, тем важнее материал, режим и условия измерения — подробнее в статье допуски и точность размеров при литье. Для деталей с высокой точностью полезна опытная партия перед серией. Особенности усадки разных материалов — в статьях про полиамид, ПНД и ПП и АБС.
Часто задаваемые вопросы
Что такое усадка пластика при литье?
Это уменьшение размеров детали при остывании расплава. Её учитывают при изготовлении формы: гнездо делают чуть больше, чтобы после остывания деталь получилась в нужный размер.
Одинакова ли усадка у разных пластиков?
Нет. Кристаллизующиеся материалы вроде ПП, ПЭ и ПА усаживаются обычно сильнее, аморфные (АБС, ПК, ПС) — слабее. Точные значения указаны в техкарте марки.
Чем усадка отличается от коробления?
Усадка — равномерное уменьшение размеров, её можно предусмотреть в форме. Коробление — искривление детали из-за неравномерной усадки; оно зависит от конструкции и охлаждения.
Можно ли сменить материал, если форма уже готова?
Это рискованно: усадка нового материала другая, и размеры детали могут не попасть в допуск. Материал лучше фиксировать до изготовления формы.
Почему размеры детали меняются после литья?
Усадка продолжается некоторое время после извлечения, а некоторые материалы, например полиамид, ещё и впитывают влагу. Поэтому заранее оговаривают условия измерения.
Нужна деталь с точными размерами?
Пришлите чертёж или 3D-модель с критичными размерами — учтём усадку материала при проектировании формы.