8.2. Формування деталей з полімерних матеріалів у в'язкорідкому стані

У в'яз порідкому стані формують деталі способом гарячого пресування, литтям під тиском, екструзією тощо.

Гарячим пресуванням виготовляють деталі переважно з реактопластів, зв'язувальна речовина яких під дією теплоти пе­реходить у в'язкорідкий стан, а під кінець технологічного цик­лу твердне, утворюючи просторову структуру. Охолодження де­талі відбувається поза прес-формою.

Прес-форма (рис. 8.3) є штамповим інструментом, що скла­дається з двох головних частин — матриці /, закріпленої на столі гідравлічного преса, і пуансона 3, закріпленого на повзу­ні. У порожнину розкритої прес-форми (рис.8.3, о) насипають задану дозу полімерної суміші 2 у вигляді порошку, гранул або таблеток. Щоб скоротити тривалість технологічного циклу, полі­мерну суміш перед завантаженням у прес-форму нагрівають до температури 80...150 °С. Тиск 15...80 МПа на полімерну суміш

створює пуансон, опускаючись у нижнє положення (рис.8.3, б). Під час тверднення під тиском полімерна суміш виділяє гази. Для їх виходу необхідно на 2...3 с розкрити прес-форму, підняв­ши пуансон, а потім знову опустити його. Після затверднення зв'язувальної речовини пуансон відходить у верхнє положен­ня (рис. 8.3, в), деталь 4 із матриці виймає виштовхувач 5. Робоча температура в прес-формі створюється електронагрів-ними елементами і підтримується в межах від 140 до 160 °С автоматично.

Прес-форми виготовляють з інструментальних сталей, їх формоутворювальні поверхні полірують і хромують, щоб забез­печити високу якість отримуваних деталей.

Основні параметри технологічного процесу — час витрим­ки, тиск і температуру в робочій порожнині прес-форми — ви­бирають залежно від виду полімерного матеріалу.

Гарячим пресуванням виробляють деталі середньої складності з феноло- і амінопластів, зокрема корпуси телевізорів, радіо­приймачів, телефонів.

Литтям під тиском виготовляють деталі складної конфі­гурації з термо- і рідше з реактопластів, які перебуваючи у в'яз-корідкому стані, заповнюють робочу порожнину прес-форми і тверднуть там під тиском. Полімерну суміш 8 (рис. 8.4) у ви­гляді гранул або порошку подають із бункера 9 плунжером 7 дозатора і привідним циліндром 10 в робочий циліндр 12, осна­щений електонагрівачем 6. Під час руху плунжера 13 вліво за допомогою циліндра 11 доза суміші потрапляє в нагрівну зону робочого циліндра, де переходить у в'язкорідкий стан. Водно­час уже розплавлена суміш подається в порожнину прес-форми крізь сопло 5. Протягом короткої витримки зв'язувальна речо­вина суміші твердне завдяки охолодженню прес-форми водою. Тоді рухома половина 2 прес-форми відходить вліво, деталь З викидається виштовхувачем 1, після чого прес-форма закрива­ється. Відтак плунжери 13 і 7 пересуваються вправо і техноло­гічний цикл повторюється.

Завдяки нагріванню полімерної суміші до температур 150...300 °С і значному тиску добре заповнюється порожнина прес-форми й тому формуються деталі з високою якістю поверхні та точними розмірами.

13 12 11

Рис. 8.4. Схема лиття під тиском:

/ — виїптовхувач; 2 — рухома половина прес-форми; З — деталь;

4 — нерухома половина прес-форми; 5 — сопло; 6 —■ електронагрівач;

7, 13 — плунжер; 8 — полімерне суміш; 9 — бункер; 10, 11 — привідний циліндр;

12 — робочий циліндр

Екструзія — це поширений й високопродуктивний спосіб витискання полімерного матеріалу (переважно термопласту) у в'язкорідкому стані крізь отвір, що відповідає поперечному пе­рерізові виробу.

Полімерний матеріал 4 (рис. 8.5) у вигляді гранул або порош­ку завантажують у бункер З шнекової машини неперервної дії — екструдера. Бункер сполучений з порожниною робочого цилін­дра 2, в якому обертається шнек 1. Шнек пересуває полімерний матеріал уздовж осі циліндра, перемішує його й ущільнює. За­вдяки теплоті, що передається від електронагрівача 5 і теплоті, що виникає внаслідок тертя, полімер переходить у в'язкорідкий стан і витискається назовні крізь калібрувальний отвір го­ловки 6. Оправка 7 формує отвір виробу 8. Далі виріб охолод­жують у водяній ванні й ріжуть на заготовки заданої довжини або змотують у бухти. Щоб змінити профіль виробу, необхідно замінити головку і оправку. Екструзією виробляють фасонні

прутки з однаковою формою поперечного перерізу по всій дов­жині, а також труби, листи; наносять ізоляцію на елек­тропровідний дріт.