Главная Обратная связь

Дисциплины:






Основи технології виробництва виробів із пластичних мас



Залежно від стану полімеру під час формування методи переробки пластмас у вироби можна розділити на наступні групи:

- переробка у в’язкотекучому стані — формування виробів з литтьових і пресувальних композицій литтям під тиском, екструзією, каландруванням, гарячим пресуванням;

- переробка у високоеластичному стані – формування виробів з підігрітих аркушів і труб пневматичними методами (вакуум-формуванням, роздуванням, видуванням) і гарячим штампуванням;

- переробка у твердому стані – механічна обробка на верстатах (вирубне штампування, вирізання, виточування, висвердлювання й ін.);

- виготовлення виробів безпосередньо з рідкого мономера. Цей метод можна назвати хімічним формуванням. Його застосовують під час виготовлення аркушів органічного скла (поліметилметакрилату) полімеризацією метилметакрилату безпосередньо в плоских формах. Таким же способом отримують пінополіуретан; інші методи переробки – спікання, зварювання, склеювання.

Вибір методу переробки обумовлений конструкцією виробу і характером змін пластмаси під час нагрівання. Термопласти (оборотні пластмаси) можуть бути перероблені будь-яким методом пластичної деформації, а термореактивні пластмаси (необоротні пластмаси) – в основному методом гарячого пресування. Термопласти мають у цьому відношенні велику перевагу, тому що їх можна переробляти найбільш прогресивними методами – литтям під тиском і екструзією, що забезпечують виготовлення виробів від найпростішої конструкції до найбільш складної.

Лиття під тиском.Переробка термопластів литтям під тиском здійснюється на спеціальних високопродуктивних литтьових машинах. Оформлення виробів виробляється в холодних формах, які не потрібно періодично підігрівати, як під час гарячого пресування, тому що твердіння пластмаси відбувається завдяки охолодженню.

Принцип виготовлення виробів литтям під тиском показаний на рис. 14. Термопластичний матеріал у вигляді порошку або гранул завантажується через бункер у нагрітий циліндр литтьової машини, переходить у ньому у в’язкоплинний стан і за допомогою плунжера передавлюється через сопло в холодну форму, що приєднується періодично до сопла литтьової машини. Заповнивши форму, термопластична маса прохолоджується і твердне, набуваючи риси форми. Готовий виріб витягають з форми виштовкувачем. Для прискорення розплавлювання пластмаси усередину циліндра вставляють металеву торпеду з електричним обігрівом. Литтьові машини діють у напівавтоматичному й автоматичному режимах. Застосовуються форми, що мають одну і багато чарунок. Дрібні і прості за конструкцією вироби виготовляють у формах, що мають багато чарунок. Цикл виготовлення одного або декількох навіть складних виробів складає 20–60 с.



 
 

Рис.14. Схематичне зображення процесу лиття під тиском.

1 —пластичний матеріал; 2 — завантажувальна воронка; 3 — поршень; 4 — електричний нагрівальний елемент; 5 — стаціонарна частина форми; 6 — рухома частина форми;7 — основний циліндр; 8 - торпеда; 9 — м’який пластичний матеріал; 10 — прес-форма; 11 - виріб

Характерними рисами литих виробів є дзеркальний блиск поверхні (як у застиглої рідини) і наявність слідів від літника. Пластмаса, що застигла в ливниковому (впускному) каналі форми, утворить на виробі літник (звичайно на нелицьовому боці), при відламуванні або відрізанні якого залишається слід, що вимагає наступної обробки (зачищення). Для зменшення розмірів літника і витрат на його зачищення застосовують так зване крапкове лиття, відливаючи виріб через впускний отвір мінімальних розмірів. Тиск вприскування при цьому приходиться збільшувати, але якість литтьових виробів поліпшується завдяки гарному прогріванню матеріалу у вузькому литниковому каналі. Для зниження напруги, особливо в зовнішніх шарах відлитих виробів, їх рекомендується віджигати, щоб запобігти можливостей утворення тріщин. Поверхня литтьових виробів виходить більш гладкою і блискучою, без розводів і «срібла», якщо литтьовий матеріал відгранульований і підсушений.

Пластмаса знаходиться в циліндрі литтьової машини в розплавленому стані досить тривалий час (місткість циліндра розрахована на велике число виробів), тому звичайний метод лиття під тиском для реактопластів застосувати не можна.

 
 

.

Рис. 15. Схема роботи екструдера (шнекмашини)

1 — двигун привода; 2 — формуючий пристрій; 3 — нагрівальний елемент; 4 — гільза; 5 — шнек; 6 — завантажувальний бункер; 7 — упорний підшипник; 8 — редуктор.

Екструзія. Метод екструзії за принципом дії подібний до лиття під тиском.

Твердий полімер (у вигляді порошку або гранул) надходить у екструдер (рис. 3), розігрівається в циліндрі й у вигляді грузлої маси безупинно видавлюється шнеком через сопло, що має різні профілі. Під час оходження через сопло і виході з нього пластмаса твердне у вигляді профільних виробів (з перетином сопла).

Методом екструзії безперервним литтям, видавлюванням з термопластів одержують стрижні, труби, жолоби, стрічки, аркуші (шириною до 1 м і більше), плівки, волокна і нитки, що переробляються потім у вироби. Нитки, наприклад, йдуть для виготовлення кистей і щіток.

Екструзія з роздуванням.Екструзійні машини це універсальні й автоматизовані агрегати, які комплектуються з різними прийомними пристроями, що дозволяють виготовляти не тільки профільні, але і готові, видувні вироби і плівки. На рис. 16 показана схема роботи агрегату для одержання полімерних плівок методом роздування трубки (рукава), одержуваної екструзією. Рукав роздувають гарячим повітрям. Аналогічним шляхом із заготовок, що мають форму трубок, виготовляють сулії, флакони, каністри й інші порожні вироби.

 
 

Рис 16. Агрегат для одержання плівок методом роздмухування рукава

1 - екструдер; 2 - рукав; 3 - прийомне пристосування

 

 
 

Спочатку на екструдері видавлюванням виготовляють трубки необхідного перетину, а потім відрізки труб роздуваються у формі, складеної з двох половин (рис. 17). На бічних поверхнях таких виробів звичайно помітні сліди від місць з'єднання рознімних частин форми. Шов (зварений) мається лише в нижній частині виробу.

 

Рис. 17. Схема видування (роздування) порожніх виробів з термопластів:

а — заготовка, розміщена у відкриту прес-форму; б — закрита прес-форма;в— вдування повітря в прес-форму;г — відкриття прес-форми.

1— заготовки; 2 - голка для подачі повітря; 3 - прес-форма; 4 - повітря; 5- виріб, виготовлений методом пневмоформування

Каландрування. Метод каландрування застосовують для одержання пластин, аркушів і плівок з термопластів. Полімер разом із пластифікатором і барвником піддають вальцюванню, а потім пропускають через каландр, що складається з декількох пар валів, що лежать один над іншим. Так виробляють, зокрема, плівковий пластикат для сумок, клейонок, плащів і накидок з полівінілхлориду. Таким же способом переробляють сополімери вінілхлориду, удароміцні полістироли. Полівінілхлорид іншими методами переробити важко, тому що через перегрів можливо його розкладання. Схема одержання плівки на каландрі показана на рис. 18. Готову плівку на прийомному пристрої розрізають на аркуші або змотують у рулони.

 
 

Для одержання тканин з покриттям пластикати ПВХ (у виді пасти) на каландрах наносять на тканині. Останні здобувають при цьому водостійке покриття з гладкими блискучими або тисненої (з малюнками) поверхнею. Таким способом виробляють матеріали для взуття і шкіргалантерейних виробів, для оббивки меблів і ін.

 

Рис. 18. Схема апарата для каландрування

1 – полімерний компаунд; 2 – каландровочні валки: гарячі (3) та холодні (4); 5 – каландрований лист; 6 – направляючі валки; 7 – змащуючий пристрій

Пневматичне формування.Формування виробів методами, у тому числі вакуумним формуванням і видуванням, засновано на дії атмосферного або надлишкового тиску (1,5-5 атм) повітря або іншого газу на розігріті заготовки (аркуші або трубки) термопласту. Найстаріший з цих методів – видування. Раніш він застосовувався для виготовлення порожніх іграшок з листового целулоїду.

Велике поширення одержав метод вакуумного формування листових термопластів у вироби, тому що процес і необхідне устаткування нескладні. Сутність його полягає в тому, що заготовка термопласту (лист) притискається до форми затискною рамкою і прогрівається інфрачервоним випромінювачем до розм'якшення, а потім між формою і листом створюється розрідження (вакуум) і заготовка, рівномірно обжимаючи форму, формується у виріб.

З застосуванням надлишкового тиску (до 5 атм) пневматичним формуванням з листових термопластів одержують виріб, у тому числі і великогабаритні, з більш чітким рисунком, ніж під час вакуумного формування. Форма для пневматичного формування аркушів складається з матриці і камери для газу, що давить на розігрітий лист.

 
 

Залежно від конфігурації виробу іноді сполучають вакуум з надлишковим тиском. Після рознімання форми роблять обрізкові країв (полів), відходи при цьому складають 15–20% маси листової заготовки. Застосування мірного листа знижує відходи.

Рис. 19. Схема реалізації процесу вакуумного формування:

1 – нагрівальний пристрій; 2 – притискна рама; 3 – плоска полімерна заготовка; 4 – формуюча матриця; 5 – відформований виріб

 

Методами пневматичного формування з листового вініпласту, удароміцного полістиролу і сополімерів стиролу виготовляють великі вироби і деталі: фотокювети, ванни, раковини, корпуси шухляд, валіз, обшивання стінок і дверей холодильників і ін. Тим же методом виготовляють хлібниці, сухарниці й інші вироби з аркушів органічного скла.

Гаряче штампування.Цей метод використовують для виготовлення з листових термопластів виробів нескладної форми. Так, з целулоїду (рис. 20) одержують різні галантерейні вироби: мильниці, футляри для окулярів і зубних щіток, портсигари і т.п. Аналогічним шляхом одержують вироби з листового поліметилметакрилату (органічного скла).

 

 
 

Рис.20. Схема гарячого штампування виробів з листових термопластів:

1 – нагрівальний пристрій; 2 – притискна рама; 3 – плоска полімерна заготовка; 4 – формуючий пуансон; 5 – відформований виріб

 

Заготовка з листа пластмаси прогрівається на плитах, притискається до матриці і формується пуансоном. Вироби в штампах прохолоджуються стисненим повітрям. Надлишкову частину заготовки обрубують по контуру виробу і після витягу його зі штампа обробляють. Іноді виріб прохолоджують — опускають у холодну воду. Метод гарячого штампування придатний лише для виробів простої форми. Серйозним недоліком його є досить швидкий знос формувального устаткування (штампа).

Багато виробів масового виробництва виготовляють на спеціальних штампувальних автоматах, наприклад тарові для харчових продуктів (зокрема, з вініпластових аркушів і плівки).

Гаряче пресування.Методом гарячого пресування виготовляють вироби в основному з фенопластів, амінопластів і інших термореактивних пластмас. Принцип гарячого пресування у формі показаний на рис. 21. Пресувальний порошок (звичайно у вигляді пігулки) поміщають у попередньо розігріту до температури 160-185°С металеву прес-форму. Під час нагрівання і дії тиску від 150 до 350 кгс/см2 роблять пресування.

Звичайно застосовують так назване пряме пресування, що використовується для виробів нескладної форми, як правило, з розширенням угорі. Прес-форма складається в основному з двох рознімних частин: нижньої — матриці і верхньої - пуансона.

Розм'якшений прес-порошок під тиском заповнює прес-форму, що залишається нагрітою і замкнутою до повного затвердіння прес-матеріалу Досягається це звичайно під час витримування під пресом протягом декількох хвилин (з розрахунку 20 с до 1 хв на 1 мм товщини виробу).

За цей час смола прес-порошку твердне, переходячи зі стадії А в стадію С. Після цього прес-форму відкривають витягають гарячий відформований виріб, ще нездатний розм'якшуватися.

 

Рис. 21. Схема гарячого пресування виробів з реактопластів у прес-формі на гідравлічному пресі:

1 — завантаження прес-порошку; 2 — замикання форми; 3 — формування під тиском і при підвищеній температурі (з витримкою); 4—.рознімання прес-форми і витяг готового виробу; 5 — гідравлічний прес

Механічна обробка.Виріб після пресування, або іншого процесу формування одержують, як правило, із заусенцями (гратом або облоєм) і літниками, які видаляють. Грат (облой) у вигляді затверділих плівок пластмаси утворюється на виробах головним чином унаслідок нещільності з'єднання рознімних частин прес-форми. Видалення облою, залишків літника зачищення подряпин і нерівностей звичайно роблять на шліфувальних верстатах.

Багато деталей виробів (рис. 22) виготовляють вирубним штампуванням (вирубанням) з листових пластмас на спеціальних штампах. Вони служать конструкційною й електроізоляційною основою радіодеталей і ін.

 

Рис. 22. Деталі виробів з листових пластмас, виготовлені вирубним штампуванням

Переробка спіканням.Спікання порошків, попередньо спресованих у заготовку (трубку, лист), найбільше часто застосовують під час переробки фторопластів. Антикорозійні покриття на металеві деталі деяких виробів наносять методами полум'яного або вихрового напилювання.

Зварювання і склеювання.Застосовують їх під час виготовлення виробів з попередньо підготовлених деталей, найчастіше з аркушів і плівок. Зварювальні і клейові методи з'єднання пластмасових деталей успішно застосовують під час виготовлення тари й упакування, плащів і накидок із плівки, під час монтажу трубопроводів тощо.

Зварювання деталей з термопластів, однакових або близьких за хімічним складом, здійснюють під гарячим пресом або роликом, нагрітим газом, струмом високої частоти, гарячими інструментами й ін.

Склеювання застосовують для з'єднання деталей як з однакових, так і з різнорідних пластиків. Міцність склеювання залежить від виду клею і характеру поверхонь, що склеюються, (їх шорсткості й ін.). Склеюють розчинами і розплавами клеїв або підходящих органічних розчинників, якими змочують поверхню деталей, підметів склеюванню.

Обробка і декорування.Звичайно виробу з пластмас після формування не вимагають спеціальної обробки. Лише механічно оброблені поверхні після зачищення облою і літників ретельно полірують (до блиску). Для деяких виробів застосовують двоколірне лиття, а також декорування їх поверхні гравіюванням, гарячим тисненням, розфарбовуванням (печатка, деколь), металізацією. Ці декоративні ефекти одержують безпосередньо під час формування виробів або після його закінчення.





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...