Литьё пластмасс под давлением
Методом литья пластмасс в наши дни производится более трети от общего объема штучных изделий из полимерных материалов, а больше половины номенклатуры оборудования, применяемого в переработке полимеров, предназначено для литья под давлением. Литье под давлением является наиболее производительным способом изготовления тонкостенных деталей сложной формы из термопластов, поэтому идеально соответствует массовому производству изделий, важным требованием к которым является точное соответствие размерам. При массовом производстве обязательно учитывают возможность автоматизации процессов, а так же принимают во внимание наличие оборудования, квалификацию персонала и т. п.
Для литья используют сырье в виде гранулированных термопластов и термореактивных порошков, которые обладают широким диапазоном механических и физических свойств. Важно отметить, что выделяют две основные группы полимеров: термопластичные, те которые после формования изделия сохраняют способность к повторной переработке; термореактивные — переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.
Литье пластмасс — комплекс циклических процессов, обеспечивающий получение изделий из пластмасс с заданными свойствами с применением специального оборудо-вания. Суть процесса заключается в том, что расплавленный пластик, находящийся в шнеке машины, перемещается под действием поршня через литниковые каналы, заполняя с высокой скоростью полость пресс-формы, а затем, остывая, образует отливку.
Отливка образуется в литейной форме следующим образом. В жидком пластике при высоких температурах атомы движутся беспорядочно. После заливки в форму он охлаждается и затвердевает около центров кристаллизации с образованием кристаллических решеток твёрдых фаз. Вокруг центров кристаллизации происходит рост кристаллов, вначале у стенок формы, а затем внутри тела отливки. После кристаллизации пластмассы в форме получается отливка.
В процессе получения детали необходимо выдерживать температурный и временной режим. Наиболее важным является соблюдение режима кристаллизации, при котором необходимо выдержать температуру и время выдержки при данной температуре. В противном случае возможны скрытые и видимые виды брака, которые оказывают влияние на свойства будущего изделия Допустимо, когда после получения детали необходимо удалить следы облоя. Это острые тонкие остатки пластмассы, которые могут затечь в технологические зазоры пресс-формы.
Не менее важным этапом процесса литья является выбор оптимального метода переработки и условий его осуществления, разработка рецептуры материала (приготовление и подготовка к формованию — дозировка, сушка, смешение с добавками и красителями).
Процессу литья обязательно предшествует этап проектирования конструкции изделия и формующего инструмента (пресс-форма), а так же отрабатывается конструкция детали на технологичность, учитываются свойства пластика и технология изготовления. Конструкция отливки должна иметь литейные радиусы, литейные уклоны, одинако-вую толщину стенок. Точность размеров и шероховатость поверхности детали в боль-шей степени должны соответствовать возможностям литья. Готовые детали имеют гладкие поверхности с шероховатостью от 1,25 до 0,08 мкм, точности получаемых размеров в пределах 10-12-го квалитета точности и почти не требуют дополнительной обработки.
Штамповка
Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента — штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп). Различают объемную и листовую штамповку. При объемной штамповке сортового материала на заготовку, являющуюся обычно отрезком прутка, воздействуют специализированным инструментом — штампом, причем металл заполняет полость штампа, приобретая ее форму и размеры.
Листовая штамповка
Листовой штамповкой получают плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше размеров в плане (лист, лента, полоса). Обычно заготовка деформируется с помощью пуансона и матрицы.
Вырубка
Вырубка — это вид механической обработки металлов и других конструкционных материалов резанием, при котором вырубаемый или разрубаемый материал испытывает воздействие значительного сдвигового механического напряжения до повышения последнего выше предела текучести материала. В результате сдвига происходит отделение одной части материала от другой. Вырубка или рубка это один из древнейших видов механической обработки известной человечеству.
Вырубка широко применяется на заготовительной и окончательной стадии производства. Достоинством вырубки является ее максимально низкая энергоемкость на единицу обрабатываемого материала по сравнению с такими видами обработки резанием как: точение, фрезерование, шлифование и др. Вырубка наиболее предпочтительная операция в машиностроении так как практически нет стружки, отходы от вырубки легче утилизируются и скорость вырубки (производительность) весьма высока.
Пресс-форма
Пресс-форма — устройство для получения изделий различной конфигурации из металлов, пластмасс, резины и других материалов под действием давления, создаваемого на литьевых машинах.
Пресс-формы применяют при литье под давлением металлов и полимерных материалов, литье по выплавляемым моделям, прессовании полимерных материалов. Различают множество видов пресс-форм: ручные, полуавтоматические и автоматические; съемные, полусъемные и стационарные; с горизонтальной и вертикальной плоскостями разъёма; с одной или несколькими плоскостями разъёма. Пресс-форма состоит из неподвижной части (матрицы), и подвижной части (пуансона), формующие полости которых являются обратным (негативным) отпечатком внешней поверхности заготовки. В одной пресс-форме может одновременно формоваться несколько деталей (многоместные формы). Подвод материала к формующей полости осуществляется через литниковую систему, а съём готового изделия — при помощи системы выталкивания. В зависимости от материала и требований к получаемой заготовке в форме поддерживают определённый температурный баланс. Для регулирования температуры формы в основном используют воду, пропуская ее через каналы охлаждения.
Ввиду относительно высокой стоимости пресс-форм, их использование в основном характерно для серийного и массового производства.
Пресс
Пресс - механизм для производства давления с целью уплотнения вещества, выжимания жидкостей, изменения формы, подъёма и перемещения тяжестей.А также для кузнечно-штамповочных работ. По конструкции прессы бывают: клиновые, винтовые, рычажные, гидравлические, эксцентриковые.
Термопласты
Термопласты — полимерные материалы, способные обратимо переходить при нагревании в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние.
Полимеры-термопласты могут иметь линейное или разветвленное строение, быть аморфными (полистирол, полиметилметакрилат) либо кристаллическими (полиэтилен, полипропилен). В отличие от реактопластов для термопластов характерно отсутствие трёхмерной сшитой структуры и переход в текучее состояние, что делает возможным термоформовку, литьё и экструзию изделий из них.
Некоторые линейные полимеры не являются термопластами, так как температура разложения у них ниже температуры текучести (целлюлоза).
Переработка термопластов в изделия не сопровождается необратимой химической реакцией. Пригодны к повторной обработке (формованию).
ТПА. Термопластавтомат
Термопластавтомат это машина предназначенная для изготовления самых разных полимерных изделий, в основу которой заложен принцип литья разогретых пластмасс под давлением.