Розділ III. Методи обробки 1 з'єднання пластмас

§ 4. Листове штампування

Для виготовлення великогабаритних порожнистих виробів з термопластичних листових матеріалів застосовують формуван­ня. Деталі з меншими розмірами виготовляють листовим штам­пуванням—витягуванням і гнуттям. При обробці термореактив­них матеріалів найбільш поширеними операціями штампування є вирубування по контуру і пробивання. Листи (1—3 мм}, як правило, штампують у холодному стані, а товщий матеріал— з попереднім підігріванням. Термопласти (поліетилен, вініпласт, органічне скло) підігрівають до 90—140° С, а шаруваті термо­реактивні матеріали (текстоліт, склотекстоліт, гетинакс, скло-волокніт) —до 120—180° С.

1. Вирубування (вирізання) і пробивання застосовують при виготовленні деталей з різних пластмас, але найчастіше їх вико­ристовують при виготовленні плоских деталей з шаруватих плас­тиків. Штампувати текстоліт, склотекстоліт, скловолокніт не важко, бо вони менше розтріскуються. Значні труднощі вини­кають при штампуванні гетинаксу.

Установлено, що без підігрівання можна застосовувати виру­бування по контуру для ряду шаруватих пластиків (гетинаксу завтовшки до 1,5 мм, текстоліту, склотекстоліту—до 3 мм)^ а також пробивати отвори в матеріалі завтовшки до 10 мм.

Підігрівати матеріал можна в нагрівних пристроях (термо­статах, печах та ін.). Проте найдоцільніше робити це в штампі з електронагрівником, що прискорює процес штампування і під­вищує якість виробів. Перед надходженням на матрицю заго­товка проходить черед електронагрівник і нагрівається до по­трібної температури (90—120°С).

Вирубування по контуру і пробивання отвору провадять в однорядних і багаторядних штампах послідовної і суміще­ної дії.

2. Гнуття і витягування провадять з нагріванням листового матеріалу.

Витягування порожнистих деталей пуансоном через кільце-матрицю аналогічне до витягування деталей з листового металу. На початку процесу нагріта листова заготовка-полімер затис­кується притискачем, на який діють пружини.

Для листового штампування придатні звичайні кривошипні і гідравлічні преси невеликої потужності.

§ 5. Зварювання пластмас

Щоб утворити нерознімне з'єднання, термопластичні мате­ріали нагрівають до в'язкотекучого стану і піддають тиску 0,5— 1 Мнім² (5—10 кГ/см²). Деталі з затверділих термореактивних матеріалів не зварюють, бо вони нездатні розм'якати і пла­витись.

Термопластичні матеріали зварюють у струмині гарячого газу, нагрітим інструментом, струмами високої частоти, тепло­випромінюванням, тертям, ультразвуком та ін.

1. Зварювання в струмині гарячого газу. Зварювані деталі нагрівають підігрітими газами (повітрям, азотом, аргоном) або продуктами згоряння горючих газів (ацетилену, водню). Зварю­вання нагрітим газом із застосуванням присаджувального мате­ріалу показано на рис. 197, а. Нагрітий за допомогою електро-нагрівника газ надходить з мундштука Опальника і нагріває кром­ки зварюваних листів та присадний пруток 3 до в'язкотекучого стану. Якщо надавити на пруток рукою з силою Р, то він при­варюється до розм'якшених кромок, утворюючи зварний шов 4. Присадний пруток має той самий склад, що й основний матеріал.

Місця зварювання плит, що мають скошений шов, можна нагрівати гарячим повітрям. Його подають два пальники 6 (рис. 197, б), за якими йдуть два натискних ролики 5.

2. Зварювання нагрітим інструментом (паяльником, лезом, клином) застосовують для з'єднування плівок і листів. При цьо­му зварювані поверхні розм'якшують нагрітим металевим інст­рументом, після чого їх з'єднують під невеликим тиском.

При зварюванні паяльником (рис. 197, в) зварювані поверхні деталей 8 і 9 послідовно нагрівають за допомогою паяльника 7.

Рис. 197. Схеми зварювання пластмас.

У міру нагрівання еластичних термопластів до розм'якання паяльник переміщають у напрямі зварювання. При натисканні роликом 10 на верхню деталь 9 остання приварюється до ниж­ньої деталі 8.

Зварювання гарячим клином — один з високопродуктивних способів зварювання. Клин 11 (рис. 197,г) нагрівають електрич' ним струмом до температури 350° С. Дві плівки 12 з полімерного матеріалу ковзають по клину і нагріваються до температури зварювання (200—230° С). При обтисканні плівок роликами або валками 5 вони зварюються.

3. Зварювання струмами високої частоти. При високочастот­ному зварюванні (рис. 197, (5) ролики 5 є електродами, що під­водять струм високої' частоти від генератора 14 до місця зварю­вання. При цьому за рахунок діелектричних втрат у кромках непровідного матеріалу (листів 13 з термопласту) виділяється тепло, яке розм'якшує листовий матеріал. Ролики 5 здавлюють листи і переміщаються в напрямі зварювання, утворюючи шов. Це високопродуктивний метод, який застосовують при зварю­ванні листів, плівок, труб і т. п.

4. Зварювання тепловипромінюванням полягає в тому, що зварювані кінці виробів (наприклад, труб) нагріваються випро­мінювачем тепла (радіатором) 15 (рис. 197, е), після чого випро­мінювач приймають, а нагріті кінці здавлюють (рис. 197, є} і ви­тримують під тиском до затвердівання шва.

5. Зварювання тертям можна застосовувати для товстостін­них деталей. Одну частину зварюваного виробу—деталь 17 (рис. 197, ж} —встановлюють в обертовий патрон 16 шпинделя токарного верстата, а другу —деталь 18 — закріплюють у задній бабці 20 і вдержують хомутом 19 та пальцем 21 від обертання. Деталь 17 обертають із значною швидкістю і, переміщаючи піноль задньої бабки, притискають до неї нерухому частину деталі (рис. 197,з). Тривалість циклу нагрівання тертям місця контакту деталей — 5—25 сек; охолодження виробу під тиском триває кілька хвилин. Фрикційне зварювання забезпечує високу якість шва.