3.7.3 Способи виготовлення деталей із пластмас:
а) пресування
Технологічно процес пресування ділиться в тому, що під впливом нагріву і тиску прес-матеріал заповнює робочий простір прес-форми і полімеризується в твердий стан.
Пресування підрозділяється на гаряче, холодне і формування під тиском.
Гаряче пресування термореактивних пластмас застосовується для виготовлення деталей простої форми з обмеженою кількістю арматури або без неї.
Рис 3.9 Пресування пластмас [13]
Прес-матеріал у вигляді пігулок або порошку завантажується безпосередньо у формотворну порожнину гарячої прес-форми, після чого піддається тиску преса.
Нагрітий прес-матеріал розм'якшується, заповнює гнізда прес-форми і залишається в ній певний час до повного твердіння. Після цього прес-форму відкривають і витягують відформовану деталь. Швидкість твердіння термореактивного матеріалу залежить від його марки і температури пресування.
Для більшості термореактивних пластмас температура пресування лежить у межах від 130 до 180ºС. Час витримки для твердіння для різних пластмас встановлюється в межах 0,5–2,5 вилин на 1 мм найбільшої товщини виробу.
Питомі тиски для різних пластмас змінюються в межах від 10 до 40 МН/м2 (МПа).
Холодне пресування полягає в тому, що прес-порошок завантажують в холодну прес-форму, піддають стисканню при високому питомому тиску 60–120МН/м2 і витримують під таким тиском на протязі 5–15 с.
Потім заготовки витягуються з прес-форми і запікаються в термостаті при температурі 150–170ºС для полімеризації з’єднувальної речовини. При холодному пресуванні значно збільшується продуктивність праці, але якість виробів гірша, поверхня – матова. Цей метод не застосовний для виробів складної форми.
Лите пресування застосовується для виготовлення виробів складної конфігурації з термореактивних пластмас. Відмінністю литого пресування є наявність в конструкції прес-форми додаткової завантажувальної камери, яка з'єднується з матрицею тонким каналом ливника.
Рис. 3.10 Лите пресування [13]
Пластмасу (1) поміщають в завантажувальну камеру (2). Там вона нагрівається від стінок завантажувальної камери, переходить у в'язко-текучий стан і під впливом зусилля пуансона (3) через систему (4) ливника поступає в формуючу роз'ємну порожнину матриці (5). Перетин каналів ливників малий і матеріал поступає в площину з великою швидкістю в напіврідкому стані.
Температура нагріву матеріалу знаходиться в межах від 140ºС до 170ºС. Тиск в завантажувальній камері – 50–200 МН/м2 (МПа). Особливостями литого пресування є можливість здобуття в деталях глибоких отворів малого діаметру, висока точність деталей і можливість заформовувати у вироби тонку арматуру.
Недоліки: складна і дорога прес-форма і велика витрата матеріалу (на ливники).
б) литво під тиском
Застосовується для виготовлення складних деталей з термопластичних мас з великою кількістю арматури і складної конфігурації. Воно виробляється на спеціальних машинах, які називаються інжекційними.
Рис. 3.11 Литво пластмас під тиском [13]
У бункер (1) завантажують гранульовану пластмасу, звідки через дозуючий пристрій (2) гранули в необхідному об'ємі для одного уприскування поступають в циліндр (4) з нагрівальним пристроєм (5).
Температура пластмаси в циліндрі підвищується від початкової на вході до заданої технологічним режимом (185–280ºС) на виході. Пуансон (3) упорскує розплавлену прес-масу в охолоджувану водою прес-форму (6) t=30–40ºC при тиску 20 МПа.
Через те, що температура прес-форми нижче за температуру пресу-маси відливка, що упорснула в неї, швидко охолоджується і твердне, зменшуючись в об'ємі.
У порожнині прес-форми утворюється незайнятий об'єм, тому для заповнення всього об'єму, а також для збереження пластмаси, що упорснула, плунжером (3) підтримується тиск з врахуванням часу, що визначає затвердіння відливання в прес-формі.
Після такої витримки плунжер (3) відходить управо та із завантажувального бункера (1) в циліндр (4) поступає нова порція пресу-матеріалу. Цикл повторюється.
Після необхідної витримки для охолоджування відлитої деталі половинки форми розкриваються і деталь відділяється.
Весь цикл обробки виконується автоматично. Тому даний спосіб виготовлення пластмасових виробів є одним з найпродуктивніших. Питомий тиск при литві термопластів залежно від марки матеріалу застосовується в межах від 50 до 300 МН/м2. Виріб витягується з форми після охолоджування до 40–60ºС.
Витримка виробу у формі не перевищує 40–50 с.
в) пневматичне формування
Цим способом виготовляють деталі з листових термопластичних матеріалів. Суть процесу полягає в тому, що розігріта плита матеріалу набуває форми матриці під дією надлишкового тиску або під впливом вакууму.
Вакуумний спосіб застосовується для глибокого витягу захисних ковпачків, кожухів та ін. деталей.
Рис. 3.12 Пневматичне формування [13]
Лита заготівка (4) закріплюється на відбортовці верхнього фланця (2) притискним кільцем (6).
При включенні вакуумного насоса через штуцер (7) в циліндрі (2) створюється розрідження і листова заготовка, що нагрівається гарячим повітрям з розсіювачів (5) під дією атмосферного тиску витягується.
Процес витягування триває до моменту зіткнення стінки виробу, що виготовляється, з електричним контактним вимикачем (8). При спрацьовуванні вимикача відключається вакуумний насос і тиск в циліндрі підвищується до атмосферного.
Поміщаючи в циліндр форми різного профілю, можна виготовляти вироби із складною кривизною поверхні.