Технологический процесс изготовления пластмассовых изделий

Категория:
Пресс-формы


Технологический процесс изготовления пластмассовых изделий

Таблетирование. При переработке пластических масс компрессионным прессованием большое значение приобретают точная дозировка прессматериала, загружаемого в прессформу, уменьшение потерь на грат, удобство загрузки прессформы и т. д. С этой точки зрения большие преимущества дает таблетирование материала, заключающееся в его механическом спрессовывании в твердые таблетки самой разнообразной формы.

Объем порошкообразного или гранулированного прессматериала значительно больше объема прессуемого изделия. Для фенопластов и аминопластов этот объем достигает 2,5-3-объемов изделия, а для во-локнитов — 7-10 объемов изделия. Это вынуждает делать в компрессионных прессформах загрузочные камеры больших размеров.

Таблетирование порошкообразных материалов дает следующие преимущества:
1) уменьшается объем исходного материала (для фенопластов примерно 1,0 г/см3), а следовательно, и размеры загрузочных камер пресс-форм;
2) отпадает операция взвешивания материала перед загрузкой в прессформу, так как таблетки имеют определенный вес;
3) ускоряется загрузка прессформы;
4) обеспечивается более точная дозировка материала и уменьшаются потери на грат и при взвешивании;
5) благодаря уменьшению включения воздуха (по сравнению с порошкообразным материалом) ускоряется отверждение изделий и сокращается цикл прессования;
6) улучшаются условия предварительного подогрева, так как прогрев таблеток осуществляется при более высокой температуре (170 — 190 °С — для таблеток, 100-120 °С — для порошка).

Обычно таблетки имеют форму цилиндров различной высоты, но в отдельных случаях им можно придавать форму, близкую к форме готового изделия. Так, если изделия имеют арматуру или отверстия, то таблеткам придают специальную форму, обеспечивающую их укладывание в формующую полость прессформы. При прессовании высоких полых конических или цилиндрических деталей рекомендуется применять таблетки кольцеобразной формы.

Не все материалы в одинаковой степени поддаются таблетирова-нию. Лучшие результаты получаются при таблетировании гранулированного прессматериала, имеющего одинаковую величину зерен, обеспечивающую требуемые объем и вес с минимальным включением воздуха. Таблетки из порошкообразного материала имеют меньшую плотность. Еще более затруднительно таблетирование материалов типа волокита и текстолита. Вследствие малой сыпучести этих материалов получаемые таблетки имеют неодинаковый вес и для спрессовывания требуют повышенных давлений.

Таблетирование может быть холодным (в необогреваемых пресс-формах) и горячим. Удельное давление при холодном таблетировании колеблется от 400 до 1800 кг/см2 (табл. 28). При большем давлении прочность таблеток увеличивается, но удлиняется процесс прессования, так как нужно больше времени для перехода прессматериала в пластическое состояние.

Таблица 1
Уменьшение времени выдержки в прессформе при предварительном подогреве новолачных порошков

Таблетирование фасонных таблеток, по форме близких к готовому изделию, можно производить в обогреваемых формах. При горячем таблетировании форма нагревается до температуры 80-120 °С; при этом спрессовываемый материал, находясь в форме 3-8 сек, только слегка оплавляется по поверхности, не изменяя своих физических свойств. Горячее таблетирование способствует уменьшению содержания летучих в материале таблетки, повышению ее прочности и удельного веса.

Предварительный подогрев. Предварительный подогрев является одним из важнейших этапов общего процесса прессования пластических масс. Различают два вида подогрева: низкий и глубокий. Низкий подогрев применяется для всех видов порошкообразного и гранулированного прессматериала. Глубокому подогреву подвергаются таб-летированные прессматериалы.

Предварительный глубокий подогрев дает возможность равномерно прогреть таблетки по всей их толщине до температуры, равной температуре прессования. Вследствие этого таблетки, загружаемые в формующую полость компрессионной прессформы или тигель литьевой формы, при приложении давления пуансона сразу же раздавливаются. Материал таблетки, переходя в пластифицированное состояние, растекается по формующей полости и быстро отверждается.

Применением предварительного подогрева достигается:
1) сокращение времени выдержки изделия в прессформе на 50-00%;
2) снижение удельных давлений прессования на 20-60%;
3) повышение текучести материала на 25-50%;
4) уменьшение износа прессформы;
5) повышение физико-механических и диэлектрических свойств отпрессованных изделий.

Таблица 2
Прессование новолачных порошков с подогревом и без подогрева

Таблица 3
Изменение физико-механических свойств изделий из новолачных порошков при высоком подогреве

Предварительный подогрев может производиться:
1) для таблеток из новолачных материалов толщиной 10-15 мм — в электротермостатах при температуре 160-180 °С; продолжительность — 6-9 мин. Подогрев резольных материалов производится при температуре 100-120° С; продолжительность — 6-9 мин. Недостаток подогрева в электротермостатах — неравномерный прогрев массы прессматериала: температура внутри таблетки или навески материала бывает ниже, чем на поверхности;
2) токами высокой частоты, что является наиболее эффективным, поскольку идет не путем теплопередачи, а происходит сразу по всей толщине материала. Материалы типа К-18-2 и К-21-22 в течение 30- 40 сек нагреваются до 140-160° С. Скорость и температуру подогрева токами высокой частоты необходимо увязывать с длительностью одного цикла прессования и со скоростью переноса таблетки в прессформу. Практика показала, что материал, подогреваемый в течение 45-60 сек до температуры прессования, должен быть перенесен в прессформу и запресоован за 10- 30 сек, иначе его отверждение произойдет до начала прессования. Порошкообразный материал и таблетки, загружаемые в литьевые прессформы, нагреваются до температуры на 15-30° С ниже температуры прессования. Дополнительное тепло материал получает при прохождении литников прессформы;
3) контактный подогрев — между двумя обогреваемыми плитами; температура верхней плиты 115±5° С, температура нижней 105±5°С. Длительность выдержки зависит от диаметра и толщины таблеток и может достигать 30 мин и более. Производительность зависит от количества каналов в плитах. Шеетиканальный контактный подогреватель (размеры плит 280×290×90 мм) за 9-10 мин способен подогреть 200- 250 г. таблеток диаметром 30 мм до температуры 85-95 °С.

Прессование и литье пластмасс. Технологический процесс прессования и литья пластмасс состоит из следующих этапов: подготовка материала к прессованию, подготовка прессформы, собственно прессование и поделочные операции.

Подготовка материала включает в себя отвешивание или отмеривание дозы материала, необходимой для прессования, изготовление таблеток, и предварительный подогрев. При изготовлении изделий на литьевых машинах дозирование материала, поступающего в цилиндр машины, производится автоматически непосредственно перед инжекцией.

В подготовку прессформы входят: очистка прессформы, установка арматуры (при ее наличии) в формующую полость и загрузка пресс-материалом.

Процесс компрессионного прессования заключается в непосредственном формовании изделия, в период которого могут быть сделаны подпрессовки, в раскрывании прессформы и удалении из нее отпрессованных изделий. При литьевом прессовании подпрессовки не производятся.

Режим преосоващш определяется следующими элементами:
1) температурой прессформы в период прессования;
2) удельным давлением пуансона (на 1 см2 горизонтальной проекции загрузочной камеры);
3) выдержкой под давлением, продолжительность которой зависит от толщины стенок изделия, сорта прессматериала, температуры прессования и предварительного подогрева материала.

Обязательным элементом режима переработки пластических материалов компрессионным и литьевым прессованием и литьем под давлением является контроль температуры нагрева обогревательных плит пресса, прессформы или материального цилиндра литьевой машины.

Контроль температуры производится раздельно для верхней и для нижней частей прессформы, так как различные массы пуансона и матрицы обладают неодинаковой теплоотдачей в окружающую среду. Наличие разности температур нагрева пуансона и матрицы приводит к тому, что отпрессованное изделие остается в более холодной части прессформы.

Для контроля температуры используются датчики автоматических терморегуляторов или в крайнем случае термометры, вставляемые в отверстия, сделанные в плитах пресса или прессформы. Автоматические терморегуляторы поддерживают постоянство заданной температуры нагрева обеих частей прессформы или материального цилиндра литьевой машины с точностью ±3 °С. Благодаря этому устраняется возможность перегрева или недогрева, пятен, пузырей, недоливов, недо-прессовок и т. п.

В настоящее время все гидравлические прессы и машины для литья под давлением оборудованы стационарными электрическими пультами автоматического управления.

При наличии электрического пульта управления гидравлический пресс может работать в двух режимах: автоматическом и наладочном. Наладочный режим используется только при установке прессформы и наладке пресса. На автоматическом режиме выполняются следующие операции прессования: – предварительное смыкание прессформы под низким давлением; замедленное смыкание прессформы; – окончательное смыкание прессформы под высоким давлением; подпрессовки до смыкания прессформы под низким давлением; предварительная выдержка прессформы в сомкнутом состоянии под высоким давлением; – подпрессовки после смыкания прессформы под низким давлением; выдержка изделия под давлением и разъем пресса на необходимую высоту; – подъем выталкивателя и выталкивание отпрессованных изделий; включение подачи сжатого воздуха для удаления вытолкнутых изделий и очистки прессформы от остатков прессматериала; – опускание выталкивающего плунжера в исходное положение. В пультах вмонтировано устройство, сигнализирующее об окончании выдержки изделия под давлением, а также о неисправности соленоидов, управляющих гидравлическими клапанами.

Нарушение режима прессования ведет к браку изделий даже при вполне исправной прессформе и доброкачественном материале. В практике бывают случаи, когда из одной прессформы при прессовании пресс-материалов одной марки, но разных партий получаются различные по размерам детали. Для получения идентичных по размерам деталей необходимо тщательно следить за режимом прессования и не допускать применения прессматериалов с различным содержанием влаги и летучих.

Для повышения механических свойств отпрессованных изделий и уменьшения коробления для некоторых марок термореактивных материалов применяется нормализация, проводимая в термостатах.

Дополнительно следует отметить, что усадка фторопласта-4 зависит от степени сжатия материала при холодном прессовании. Практические испытания показали, что максимальная степень сжатия достигается при удельных давлениях, равных 100-150 кг/см2; при этом уменьшение размеров обожженного изделия в направлении движения пуансона равно 1,4%, а в направлении, перпендикулярном движению пуансона, усадка достигает 6-8%. С повышением удельного давления сжатия материала усадка по высоте изделия возрастает, а по диаметру или длине и ширине несколько уменьшается.

Таблица 4
Режимы нормализации изделий, отпрессованных из реактопластов

Таблица 5
Особенности литья под давлением некоторых типов термопластов

Виды брака при компрессионном и литьевом прессовании реакто-пластов и при литье под давлением термопластов, а также причины его возникновения приведены в табл. 6.

Таблица 6
Виды брака при прессовании реактопластов и при литье под давлением термопластов и причины его возникновения


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум