Способы горячей формовки пластмасс

Они применяется как для термопластов, так и для реактопластов. Материал в виде гранул или порошка поступает в пластификационный цилиндр литьевой машины, где прогревается и перемешивается вращающимся шнеком (машина по принципу архимедова винта). В поршневых машинах, пластификация происходит только за счёт нагрева. При переработке термопластов цилиндр нагревается до 100…350 °С, а при обработке реактопластов до 80…120 °С. Материал при поступательном движении шнека попадает в литьевую форму, где термопласт охлаждают до 20…120 °С, а реактопласт нагревают до 160…200 °С. В пресс-форме материал выдерживают под давлением для уплотнения, это снижает усадку при охлаждении вне формы. Объём изделия ограничен объёмом материала, которые может быть вытеснен шнеком (червяком) или поршнем при наибольшем ходе.

Литьё термо- и реактопластов: в этом процессе молекулы материала ориентируются в направлении его течения, что сопровождается упрочнением материала в этом направлении. При прохождении по форме поток термопласта расширяется, и нём возникают остаточные напряжения (по причинам различия в скорости и степени охлаждения материала в поверхностном и внутреннем слоях), эти напряжения в готовом изделии устранить не удаётся. Снизить их можно лишь правильным подбором элементов конструкции пресса и формы.

Термические напряжения уменьшаются при снижении разницы температур между материалом и пресс-формой или при нагреве детали. По причине высокой температуры и механических напряжений возможна деструкция материалов. Усадку материала в пресс-форме компенсируют подпиткой расплавом, находящимся под давлением, при охлаждении формы.

Режимы переработки термопластов при литье под давлением.

Материал	Предварительная обработка	Температура, °С	Давление, МПа	Выдержка под давлением, сек	Термообработка
До подачи в пресс-форму	пресс-формы
Полистирол (эмульсия, блоки)	Таблетирование и сушка	190…215	25…40	80…150	30…60	Медленный нагрев до 65…80 °С и выдержка в течение 1…3 часов
Полиамид	Сушка при температуре 70 °С в течение 30…50 минут	190…265	50…130	20…175		Нет
Полипропилен	180…250	120…150	80…120	Медленное охлаждение

Для формования термопластов применяют следующие методы прессования:

1 прямое (открытое, компрессионное);

2 литьевое (трансферное, пресс-литьё).

При прямом прессовании в загрузочную камеру подают материал, далее раскрывают пресс-форму и туда подаётся заранее разогретый материал, после закрытия формы материал пластифицируется за счёт нагрева от рабочих частей формы. От этого нагрева материал ещё более разогревается, заполняет все полости и затвердевает. После разъёма формы изделия из неё выталкивают. Данный метод используется для изготовления точных, но простых по форме деталей, а также при переработке высоконаполненных деталей. Получаются детали максимально чистого цвета. Вес до нескольких килограммов.

При литьевом прессовании загрузочная камера отделяется от формирующей полости. Материал помещается в загрузочную камеру, где он разогревается за счёт сжатия и нагрева, затем он перетекает в рабочую полость формы. Протекание по узкому каналу гарантирует однородность нагрева материала в форме. Это способствует уменьшению времени выдержки материала в форме и спасает от облоя. Этому виду обработки отдают предпочтение.

При литье под давлением реактопластов необходимо строго контролировать температуру. При повышении температуры выше оптимальной затвердевание материала происходит до заполнения формы. А при пониженной температуре реактопласт долго плавится. Качество данного процесса не уступает другим методам формообразования. Реактопласты льют под давлением реже, чем термопласты.

Режимы прессования термореактивных пластмасс.

Материал и марка	Температура прессования, °С	Выдержка под давлением,	Давление при прессовании, МПа
без подогрева	с подогревом до 80…100 °С	обычное	литьевое
К‑211‑2	150…160	155…165	1…3,5	25…35	40…60
К‑211‑3	–	180…190	1,5…2,5	–	–
Аминопласт	135…145		1…1,5	25…35	–

Заливка – изготовление деталей из компаунда.

Компаунд – полимерная композиция на основе полимерных связующих с добавлением пластификаторов, наполнителей, отвердителей и так далее. Они представляют собой твёрдые или воскообразные массы, которые перед употреблением нагревают для перевода в жидкое состояние.

В технологии изготовления радиоэлектронных средств заливка компаундами применяется для герметизации и изоляции изделия. В зависимости от вязкости заливка происходит либо без давления, либо с давлением в 0,5 МПа.

Простейшим вариантом является заливка компаунда в корпус или крышку прибора. Затвердевание компаунда происходит при охлаждении на протяжении 1…20 часов. В случае использования автоматизированного процесса таблетированный материал засыпают в автомат для заливки и там нагревают, далее полученная разогретая масса подаётся в корпус изделия и там застывает.

Намотка – применяется для изделий имеющих форму тел вращения. Данным способом изготавливаются различные цилиндрические оболочки, колпаки обтекателей, трубчатые изделия. В случае использования стеклопласта существуют два способа намотки: сухой и мокрый.

При мокром способе пропитку осуществляют непосредственно перед намоткой на оправку. При данном способе можно получить более сложную форму, но используется он только в единичном производстве. Связующим является полиэфир и эпоксидные смолы.

При сухом способе применяют препрег (предварительно пропитанная связующим веществом армированная нить). Этот метод более производительный и в нём шире номенклатура связующих и армирующих материалов.

Ещё одно определение препрега – композиционный материал-полуфабрикат. Их получают путём пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределёнными полимерными связующими. Пропитка осуществляется таким образом, чтобы максимально реализовать физико-химические свойства армирующего материала. Препреговая технология позволяет получить монолитные изделия сложной формы при минимальной инструментальной обработке. Так же это слоистый наполнитель, в котором стеклоткань пропитана термореактивным связующим веществом, частично отвержденным.

Основные операции при намотке:

1 подготовка технологической оснастки (сборка оправки, установка её на станок, нанесение на оправку разделительного слоя и его сушка);

2 намотка (установка кассет с препрегом и послойная намотка с прикаткой (выравнивание, приглаживание));

3 термическая обработка для полимеризации связующих;

4 разборка, либо разрушение оправки;

5 контроль и упаковка.

Оправки для намотки:

1 неразборные (для цилиндрических деталей);

2 разборные (для деталей замкнутой формы);

3 разборные с разрушением отдельных элементов (для сложных деталей).

Дата добавления: 2014-01-05