Обробка пластмас

При виробництві деталей з пластмас використовують різні техно­логії, основні з яких пов'язані з застосуванням тиску. До таких технологій відносять:

• гаряче пресування;

• лиття під тиском;

• видавлювання, або екструзію;

• • формування;

• • каландрування;

• штампування та деякі інші.

Пряме (компресійне) гаряче пресування в основному застосовують для виготовлення деталей простої конфігурації з термореактивних пластмас та деяких видів термопластичних пластмас.

Як зазначалося вище, до композиційних термореактивних пласт­мас відносять полімери на основі формальдегідних, фенолформальдегідних, карбамідних, кремнійорганічних, епоксидних та інших смол з різними наповнювачами, а до термопластичних — полімери і матеріали на їхній основі, а саме: поліетилен, полівінілхлорид, фто­ропласта, полістирол, поліуретан тощо.

Для одержання деталей з термореактивних пластмас необхідно визначити тиск при одночасному нагріві прес-матеріалу до в'язкотекучого стану. Затверднення є результатом полімеризації з обов'яз­ковим охолодженням деталі для збереження наданої форми. Прес-матеріал застосовують у вигляді порошку, гранул або таблеток, що спрощує і прискорює дозування та видалення летючих речовин. Інструментом при компресійному пресуванні є прес-форма, що скла­дається з матриці, вміщеної в спеціальну обойму пуансона, та нагрівального електричного елемента з ізоляцією. Прес-форми мо­жуть бути гніздовими або багатогніздовими. Перед завантаженням всі форми старанно вичищають та змащують. Тиск підвищують по­ступово до потрібної величини, а необхідна температура підтри­мується за допомогою автоматичних терморегуляторів. При нагріві й стискуванні матеріалу з нього виділяються летючі речовини, волога, а у виробі утворюються тріщини, здуття, газові пузирі. Для боротьби з цими шкідливими ефектами застосовують так звану підпресовку, піднімаючи пуансон на 2...4 с, даючи тим самим вихід газам і волозі. Для відповідальних деталей, наприклад текстолітових шестерень для зубчастих передач автомобілів та літаків, витримку для повного затверднення матеріалу проводять у виносних прес-формах із замком, скорочуючи час простою машини. Після витримки тиск знімають, а готову деталь за допомогою спеціального виштовхувача звільняють з прес-форми та при необхідності проводять обробні операції.

Електричний підігрів через складності з охолодженням непри­датний для термопластичних пластмас. Тому як теплоносій для них застосовують пару, а в момент охолодження по трубах подають воду.

Прес-форми виготовляють в основному зі сталей, які піддають гартуванню та хромуванню для збільшення їхньої зносостійкості.

Переведення прес-матеріалу у в'язкотекучий стан здійснюється під тиском в окремій камері поза формуючою порожниною матриці, а пуансон застосовується не для формування деталі, а для витіснення прес-матеріалу із камери завантаження. Пресування проводиться при температурі прес-матеріалу до 200 °С, тиску до 70 МПа та витримки до 1 хв на 1 мм товщини деталі.

Лиття під тиском проводиться на спеціальних автоматичних литтєвих машинах для переробки термопластів типу поліетилену, вініпласту, полістиролу, поліамідів тощо. Лиття під тиском харак­теризується високою продуктивністю, оскільки процес одержання виробу триває не більше як 20 с завдяки високій текучості пластику при температурі 150...160 °С та тиску до 200 МПа. За допомогою такої технології одержують вироби складної форми з різною товщиною стінок, глибокими отворами, з різьбою та ребрами жорсткості.

Екструзію, або безперервне видавлювання, застосовують для одержання труб, стрічок, прутків тощо. При цьому прес-порошок, поступаючи з бункера екструдера (черв'ячний прес) в робочий ци­ліндр, просувається через декілька зон підігріву, а потім пластифікований матеріал видавлюють крізь отвір в мундштуці та охолоджу­ють у спеціальних пристроях.

Тонкі плівки з поліетилену виготовляють роздувом трубної заго­товки, одержаної на екструдері. Заготовка діаметром 100...900 мм з товщиною стінки 0,2...0,5 мм після роздуву перетворюється на трубну заготовку діаметром 200...2000 мм з товщиною стінки 40...200 мкм. Після охолодження трубну заготовку розрізають і змотують у рулон.

Плівку одержують і каландруванням. У цьому випадку розм'як­шений термопластичний матеріал пропускають між валками, в результаті чого одержують нескінченну стрічку. Зазвичай застосовують багатовалкові каландри і одержують плівки завтовшки 0,05... 1 мм. При цьому швидкість каландрування досягає 180 м/хв.

Целулоїдну кіно- та фотоплівку, целофан і поліамідні плівки виготовляють методом поливу. За цією технологією на рухому стрічку конвеєра через щілеподібну філь’єру подається полімер, розчинений в органічному розчиннику. В спеціальній камері розчинник випаро­вується, а залишену плівку змотують у рулони.

У високоеластичному стані з таких термопластів, як целулоїд, органічне скло, вініпласт та інші, за технологією штампування виго­товляють різноманітні, в тому числі й великогабаритні вироби. Процес штампування являє собою формування виробів з нагрітих листових термопластів у формах-штампах при одночасному контакті матеріалу з пуансоном та матрицею. Тиск при штампуванні листових пластиків зазвичай не перевищує 1 МПа.

При обробці подібних пластмас використовують також пнев­матичне та вакуумне формування. При пневматичному формуванні використовується стиснуте повітря з тиском до 2,5 МПа, а при вакуумному — атмосферний тиск і розрідження внаслідок відкачу­вання повітря з порожнини між заготовкою та поверхнею матриці.

Контрольні запитання

1 У чому суть процесу обробки матеріалів тиском?

2 Які є види обробки матеріалів тиском?

3 Які фактори впливають на процес обробки тиском?

4 У чому полягає суть прокатування листового та профільного металу?

5 У чому суть прокатування труб?

6 У чому суть процесу волочіння?

7 У чому полягає суть процесу пресування?

8 Чим відрізняються методи прямого та зворотного пресування?

9 У чому сутність процесу та основних операцій кування?

10 У чому суть процесу штампування?

11 Чим відрізняються гаряче та холодне штампування та штампу­вання у відкритих і закритих штампах?

12 Які є основні операції листового штампування?

13 Які є основні технології обробки пластмас тиском?

Дата добавления: 2014-01-07