Piese de mașină din polimeri. Metode și echipamente pentru producția de recipiente și ambalaje polimerice. Principalele domenii de aplicare a materialelor plastice în inginerie mecanică

Ingineria mecanică este unul dintre puținele sectoare de bază ale economiei naționale care determină dezvoltarea întregii economii în ansamblu, așa cum s-a subliniat în mod special la XXVI-lea Congres al PCUS. Partidul nostru a acordat întotdeauna o atenție prioritară dezvoltării și îmbunătățirii ingineriei mecanice - de la planul cincinal de industrializare, chiar mai devreme, de la planul GOELRO până la astăzi... În toate țările moderne dezvoltate, volumul producției de inginerie mecanică este mai mult de un sfert din volumul total al producției industriale, mijloace fixe de inginerie mecanică și prelucrare a metalelor - aproape un sfert din totalul activelor fixe; această industrie angajează între o treime și jumătate din toți lucrătorii industriali. Și acest lucru este firesc, o simplă listă de subsectoare de inginerie mecanică confirmă în mod convingător rolul său de bază. Iată lista: inginerie energetică; electric; industria de mașini-unelte și unelte; instrumentaţie; tractoare și inginerie agricolă; transport; industria de automobile și aviație; construcții navale etc. Un alt fapt convingător: în 1970, construcția de mașini din URSS a produs peste 30.000 de articole.

Nu este de mirare că această industrie este principalul consumator al aproape tuturor materialelor produse la noi, inclusiv polimerii. Utilizare materiale polimericeîn inginerie mecanică crește într-un ritm care nu are precedent în toată istoria omenirii. De exemplu, în 1978, ingineria mecanică a țării noastre a consumat 800.000 de tone de materiale plastice, iar în 1960 - doar 116.000 de tone. Este interesant de menționat că în urmă cu zece ani, 37-38% din toate materialele plastice produse în țara noastră erau trimise către ingineriei mecanice, iar până în 1980, ponderea ingineriei mecanice în utilizarea materialelor plastice a scăzut la 28%. Iar ideea aici nu este că nevoia ar putea scădea, ci că alte sectoare ale economiei naționale au început să folosească materiale polimerice în agricultură, în construcții, în industriile ușoare și alimentare etc. și mai intens.

În același timp, este oportun să rețineți că în ultimii ani, funcția materialelor polimerice în orice industrie s-a schimbat oarecum. Sarcini din ce în ce mai importante au început să fie încredințate polimerilor. Din ce în ce mai relativ mic, dar complex structural și detalii responsabile mașini și mecanisme și, în același timp, polimerii au început să fie utilizați din ce în ce mai des la fabricarea părților de caroserie de dimensiuni mari ale mașinilor și mecanismelor care suportă sarcini semnificative. Mai jos vom vorbi mai detaliat despre utilizarea polimerilor în industria auto și aviație, dar aici vom aminti doar un fapt remarcabil: în urmă cu câțiva ani, un tramvai din plastic a făcut înconjurul Moscovei. Și iată un alt fapt: un sfert din toate navele mici - tăietoare, bărci de salvare, bărci etc. - sunt acum construite din plastic.

Până de curând, utilizarea pe scară largă a materialelor polimerice în inginerie mecanică a fost împiedicată de două dezavantaje aparent general recunoscute ale polimerilor: rezistența lor scăzută (în comparație cu oțelurile de marcă) și rezistența scăzută la căldură. Depășirea limitei de temperatură este descrisă în capitolul „Pași către viitor”. În ceea ce privește proprietățile de rezistență ale materialelor polimerice, această piatră de hotar a fost depășită de tranziția la materiale compozite, în principal materiale plastice armate cu fibră de carbon și sticlă. Așa că acum expresia „plasticul este mai puternic decât oțelul” sună destul de rezonabil. În același timp, polimerii și-au păstrat poziția în producția de masă a unui număr mare de piese de la care nu este necesară o rezistență deosebit de mare: dopuri, fitinguri, capace, mânere, cântare și carcase pentru instrumente de măsură. O altă zonă specifică polimerilor, în care avantajele acestora față de orice alte materiale se manifestă cel mai clar, este zona decorațiunii interioare și exterioare. Am menționat deja acest lucru când vorbim despre construcție.

Același lucru se poate spune despre inginerie mecanică. Aproape trei sferturi din ornamentele interioare autoturisme de pasageri, autobuze, avioane, fluviu și nave maritimeși autoturisme de pasageri este fabricat acum din materiale plastice decorative, folii și țesături sintetice, piele artificială etc. materiale sintetice au asigurat funcționarea lor fiabilă, pe termen lung. De exemplu, utilizarea repetată a unui produs în condiții fizice și tehnice extreme (spațiu) este asigurată, în special, de faptul că întreaga suprafață exterioară a acestuia este acoperită cu plăci sintetice, în plus, lipite cu poliuretan sintetic sau adeziv poliepoxidic. Și aparatul pentru producția chimică? Au medii atât de agresive în interior, încât niciun oțel de marcă nu ar rezista. Singura cale de ieșire este să faceți căptușeala interioară din platină sau folie PTFE. Băile de placare pot funcționa numai dacă ele însele și structurile de suspensie sunt acoperite cu rășini sintetice și materiale plastice.

Materialele polimerice sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă într-o astfel de ramură a economiei naționale precum fabricarea instrumentelor. Cel mai mare se obține aici efect economicîn medie, de 1,5-2,0 ori mai mare decât în ​​alte ramuri ale ingineriei mecanice. Acest lucru se explică, în special, prin faptul că majoritatea polimerilor sunt prelucrați în instrumentare prin cele mai progresive metode, ceea ce crește nivelul utilizare utilă(și fără risipă) de termoplastice, crește rata de înlocuire a materialelor scumpe. Odată cu aceasta, costurile forței de muncă vie sunt reduse semnificativ. Cel mai simplu și mai convingător exemplu este fabricarea circuitelor imprimate: un proces de neconceput fără materiale polimerice, iar cu acestea complet automatizat.

Există și alte subsectoare în care utilizarea materialelor polimerice asigură atât economisirea resurselor materiale și energetice, cât și creșterea productivității muncii. Automatizarea aproape completă a fost asigurată de utilizarea polimerilor în producția de sisteme de frânare pentru vehicule. Nu degeaba aproape toate piesele funcționale ale sistemelor de frânare pentru mașini și aproximativ 45% pentru materialul rulant feroviar sunt fabricate din materiale de presare sintetice. Aproximativ 50% din piesele și angrenajele rotative sunt fabricate din materiale plastice de inginerie durabile. În acest din urmă caz, pot fi observate două tendințe diferite. Pe de o parte, există tot mai multe rapoarte despre fabricarea roților dințate pentru tractoare din nailon. Resturile de plase de pescuit vechi, ciorapi vechi și o mizerie de fibre de nailon sunt topite și turnate în unelte. Aceste angrenaje pot funcționa aproape fără uzură în contact cu oțelul, în plus, sistemul nu necesită lubrifiere și este aproape silentios. O altă tendință este înlocuirea completă a pieselor metalice din cutiile de viteze cu piese CFRP. Ele arată, de asemenea, o scădere bruscă a pierderilor mecanice, o durată lungă de viață.

Un alt domeniu de aplicare a materialelor polimerice în inginerie mecanică, demn de o mențiune separată, este fabricarea sculelor de tăiere a metalelor. Pe măsură ce utilizarea se extinde oteluri rezistenteși aliaje, instrumentului de prelucrare se impun cerințe din ce în ce mai stricte. Și aici, materialele plastice vin în salvarea producătorului de scule și a operatorului de mașini. Dar plastice nu chiar obișnuite de duritate ultra-înaltă, astfel încât îndrăznesc să se certe chiar și cu diamantul. Regele durității, diamantul, nu a fost încă detronat de pe tron, dar lucrurile se îndreaptă spre asta. Unii oxizi (de exemplu, din genul zirconiu cubic), nitruri, carburi, demonstrează deja o duritate nu mai mică și, în plus, o rezistență termică mai mare. Necazul este că sunt încă mai scumpe decât diamantele naturale și sintetice și, în plus, au un „viciu regal” – sunt în mare parte fragile. Așadar, pentru a le împiedica să se crape, fiecare bob dintr-un astfel de abraziv este înconjurat de ambalaje polimerice, cel mai adesea din rășini fenol-formaldehidă. Prin urmare, astăzi trei sferturi din sculele abrazive sunt fabricate folosind rășini sintetice.

Acestea sunt doar câteva exemple și principalele tendințe în introducerea materialelor polimerice în subindustria ingineriei mecanice. Industria auto ocupă acum primul loc în ceea ce privește rata de creștere a utilizării materialelor plastice printre alte subsectoare. În urmă cu zece ani, în mașini se foloseau de la 7 la 12 tipuri de materiale plastice diferite, până la sfârșitul anilor 70, acest număr depășea 30. Din punct de vedere al structurii chimice, așa cum era de așteptat, pe primele locuri în ceea ce privește volumul. sunt ocupate de materiale plastice stiren, clorură de polivinil și poliolefine. Ele sunt încă puțin inferioare lor, dar ajung activ din urmă cu poliuretanii, poliesterii, acrilații și alți polimeri. Lista pieselor auto care sunt fabricate din polimeri în anumite modele în zilele noastre ar dura mai mult de o pagină. Caroserii și cabine, scule și izolație electrică, ornamente interioare și bare de protecție, radiatoare și cotiere, furtunuri, scaune, uși, hote etc., etc. Mai mult, mai multe companii diferite din străinătate au anunțat deja începerea producției de vehicule din plastic. Cele mai comune tendințe în utilizarea materialelor plastice în industria auto sunt în general aceleași ca și în alte subsectoare. În primul rând, economisește materiale: formarea fără deșeuri sau cu deșeuri reduse de blocuri și ansambluri mari. În al doilea rând, datorită utilizării materialelor polimerice ușoare și ușoare, greutatea totală a mașinii este redusă, ceea ce înseamnă că se va economisi combustibil în timpul funcționării acesteia. În al treilea rând, realizate în ansamblu, blocurile de piese din plastic simplifică semnificativ asamblarea și economisesc manoperă.

Apropo, aceleași avantaje stimulează utilizarea pe scară largă a materialelor polimerice în industria aviației. De exemplu, înlocuirea aliaj de aluminiu Cu plasticul grafit în fabricarea șipcii aripii, numărul de piese poate fi redus de la 47 la 14, elementele de fixare - de la 1464 la 8 șuruburi, greutatea este redusă cu 22%, iar costul este redus cu 25%. În acest caz, marja de siguranță a produsului este de 178%. Pale de elicopter, pale de ventilator motoare cu reactie se recomandă să fie fabricate din rășini de policondensare umplute cu fibre de aluminosilicat, ceea ce permite reducerea greutății aeronavei, menținând în același timp rezistența și fiabilitatea. Conform brevetului englez nr. 2047188, acoperirea suprafețelor de sprijin ale aeronavelor sau palelor rotoarelor elicopterelor cu un strat de poliuretan cu o grosime de numai 0,65 mm crește rezistența acestora la eroziunea prin ploaie de 1,5-2 ori. Cerințe dure au fost stabilite înaintea proiectanților primei aeronave supersonice de pasageri anglo-franceze „Concorde”. S-a calculat că frecarea împotriva atmosferei ar încălzi suprafața exterioară a aeronavei la 120-150 ° C și, în același timp, a fost necesar ca aceasta să nu cedeze eroziunii timp de cel puțin 20.000 de ore.film fluoroplastic. Designerii Concorde au întâmpinat dificultăți nu mai puține în rezolvarea problemelor de etanșare a combustibilului și a sistemelor hidraulice. Și aici o cale de ieșire din situație dificilă a fost oferită de polisiloxan și elastomeri fluorocarbon, etanșanți și mastice. Apropo, despre elastomeri. În timpul prezentării informațiilor despre utilizarea materialelor polimerice în inginerie mecanică, practic nu am abordat acest tip de polimer. Dar sunt utilizate pe scară largă și sub formă de manșete și garnituri de ulei, garnituri, tuburi și anvelope. Rezistența la ulei și benzină a acestor garnituri, garnituri și furtunuri este foarte importantă pentru o mașină, care este asigurată prin utilizarea acrilonitril butadienă, policloropren și cauciucuri similare. Dar recent, în legătură cu creșterea prețurilor la produsele petroliere, au început să apară rapoarte despre utilizarea unui nou combustibil în mașini - alcoolul. În acest sens, se poate presupune că, în viitorul apropiat, producătorii auto vor cere de la chimiști cauciucuri rezistente la alcool. Nu este atât de dificil să creați astfel de cauciucuri și alte materiale polimerice; șoferul ar fi rezistent la alcool. Ei bine, acum să trecem la descrierea mai multor cazuri colorate și puțin cunoscute de utilizare a materialelor polimerice în inginerie mecanică. (TSB, a 3-a ed., Vol. 15; Plast. World, 1979, 37, No. 2).

Ață de tăiere

O bară de oțel poate fi tăiată cu fir sintetic? Pentru ca acest lucru să reușească, este necesar ca firul să fie foarte puternic și foarte dur, sau oțelul se înmoaie. Și de ce este necesar? Același semifabricat poate fi tăiat cu o lamă de ferăstrău călită. Dar problema este că după o astfel de tăiere, tensiunile reziduale și deformațiile dăunătoare rămân în oțel. Și oțelul și alte metale pot fi înmuiate cu reactivi chimici speciali - fiecare metal are propriile sale substanțe chimice. Filamentul sintetic va transporta aceste substanțe chimice numai la locul de tăiere. Aceasta este metoda dezvoltată de chimiștii polonezi. Firul se deplasează de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat tăiate cu o frecvență de 24 de mișcări pe minut. La sfârșitul fiecărei curse, produșii de reacție ai solventului cu metalul sunt îndepărtați, firul este impregnat cu o porțiune proaspătă și face o cursă inversă. (Tânăr tehnician, 1965, nr. 8).

Rachete din plastic

Carcasa motorului rachetă este din fibră de carbon, înfășurată pe o țeavă; bandă din fibră de carbon preimpregnată cu rășini epoxidice. După întărirea rășinii și îndepărtarea miezului auxiliar, se obține o țeavă cu mai mult de două treimi din fibră de carbon, suficient de puternică la tensiune și încovoiere, rezistentă la vibrații și pulsații. Rămâne să umpleți spațiul liber cu combustibil pentru rachete, să atașați compartimentul pentru instrumente și camere și îl puteți trimite în zbor. (Compsites, 1981, 12, nr. 1).

Ecluză din plastic

Pe unul dintre canalele din regiunea Bygdoszcz a fost instalat primul ecluză din Polonia (și probabil primul din lume). Poarta de acces funcționează impecabil.

Piesele din plastic sunt proiectate pentru o durată de viață de peste 20 de ani. Grinzile de stejar trebuiau schimbate la fiecare 6 ani. (Știință și viață, 1969, nr. 3).

Sudare fara incalzire

Cum atașez două panouri de plastic unul la celălalt? Poate fi lipit, dar apoi este necesar să se echipeze la locul de muncă sistem de ventilatie. Puteți înșuruba sau nitui, dar apoi trebuie să găuriți din timp. Poate fi sudat dacă ambele panouri sunt termoplastice, dar nici aici nu puteți face fără ventilație și, în plus, din cauza supraîncălzirii locale, conexiunea se poate dovedi a fi distructivă și fragilă. Cel mai Cel mai bun modși echipamente pentru acesta, a fost dezvoltat de compania franceză „Brunson”. Un generator de ultrasunete cu o putere de 3 kW, o frecvență de 20 kHz, „ghizi de sunet” - sonotrode - atât. Vârful sonotrodului, vibrând, pătrunde în partea superioară a părților prinse cu o grosime de până la 8 mm, se cufundă în cea inferioară și poartă de-a lungul topiturii superioare a polimerului. Energia vibrațiilor ultrasonice este transformată în căldură doar local și se obține sudarea în puncte. Aceeași metodă și același echipament sunt, de asemenea, potrivite pentru „caramidarea” diferitelor elemente de fixare și fitinguri din plastic. Cea mai eficientă aplicare a sudării cu ultrasunete în producția de echipamente electrice de iluminat, piese de ornamente pentru mașini, sisteme de ventilație în construcția de rezervoare, în industria aeronautică etc. Sudarea cu ultrasunete este recomandată în special la fabricarea de produse din poliolefine, materiale plastice stiren, poliamide, policarbonați, diverse rășini vinilice și acrilice. (Offic. Plast et caoutch. 1979, 26, nr. 275).

Poliuretani împotriva bătăușilor

Această postare nu necesită comentarii:

„Acoperirile din poliuretan au duritate mare, durabilitate peste 10 ani și luciu bun. Utilizarea lor poate rezolva problema vopsirii durabile a vagoanelor de metrou din New York. Pe astfel de acoperiri este imposibil să scrieți sau să desenați fie cu creionul, fie cu vârful de pâslă. stilou, care reduce semnificativ costul curățării vagoanelor”. (Mod. Paint and Coat, 1979, 69, Nr. 11).

Materiale plastice universale

Un punct de vedere original asupra aplicării practice a materialelor polimerice, în special în fabricarea instrumentelor, a fost exprimat recent de un editorialist al revistei engleze World of Plastics.

În opinia sa, toată varietatea de cerințe pentru proprietățile materialelor plastice poate fi satisfăcută cu opt polimeri: copolimer ABS, nailon, rășini fenolice, polietilenă și polipropilenă, spumă poliuretanică și clorură de polivinil.

Autorul a observat că raportul dintre cost și volum a crescut în mod regulat pentru toate materialele în ultimii ani, dar pentru polimerii organici sintetici această creștere este mai lentă decât pentru oțel, aluminiu și sticlă. Autorul ia în considerare principalele avantaje ale materialelor plastice atunci când sunt utilizate în fabricarea instrumentelor:

1. Piesele din materiale polimerice pot fi turnate fără prelucrarea lor ulterioară, deoarece în timpul procesului de turnare este furnizată culoarea necesară și aspect produs finit.

2. Proiectantului i se oferă posibilitatea de a dezvolta piese cu configurații complexe cu economii semnificative de timp și costuri de muncă.

3. Caracteristicile proprietăților termice și electrofizice inerente materialelor polimerice previn deteriorarea dispozitivelor electrice și reduc transferul de căldură al acestora.

4. Datorită greutății reduse a produselor din plastic, costurile de transport sunt reduse și manipularea lor este mai ușoară.

De asemenea, autorul susține că materialele plastice sunt cele mai utilizate în cinci grupe de dispozitive: în structurile de dimensiuni mari; aparate electrocasnice; electronice radio; balsam si umidificatoare. Pentru aceste cinci grupuri, susține observatorul, sunt suficienți opt polimeri de bază și ilustrează imediat acest lucru cu exemple ale celor mai recente exponate de frigidere, mașini de spălat și mașini de spălat vase, ventilatoare, aspiratoare, instalații radio, televizoare, mașini de calcul, laborator. echipamente etc., până la extractoare de ulei de casă, prăjitoare de pâine și cafetiere. Din păcate, lista de polimeri din care sunt fabricate aceste dispozitive se dovedește a fi mult mai largă decât lista de opt termene dată la începutul revizuirii. Există rășini acetalice și diverși poliesteri și policarbonat și polifenilen oxid etc., în plus, multe altele, de regulă, nu sunt în formă pură, ci ca parte a compozițiilor între ele și diferite materiale de umplutură fibroase și pulverulente.

Polimeri se numesc produsele combinaţiei chimice de molecule identice sub formă de unităţi repetate. Moleculele de polimer constau din zeci și sute de mii de atomi. Polimerii includ: celuloză, cauciucuri, materiale plastice, fibre chimice, lacuri, adezivi, filme, diverse rășini si etc.

După originea lor, materialele polimerice sunt împărțite în natural și sintetic ... Cele naturale includ: amidon, colofoniu, proteine, cauciuc natural etc. Cea mai mare parte a materialelor polimerice utilizate în industria modernă sunt polimeri sintetici. Ele sunt obținute prin reacții de polimerizare (fără formarea de subproduse), de exemplu, producția de polietilenă, și policondensare (cu formarea de subproduse), de exemplu, producția de rășini fenol-formaldehidice.

Producerea polimerilor prin reacția de polimerizare se realizează după cum urmează. Reacția de polimerizare este materie organică conţinând legături duble în moleculă. Sub influența luminii, căldurii, presiunii sau în prezența catalizatorilor, moleculele de substanțe prin deschiderea legăturilor duble se combină între ele, formând un polimer.

Când polimerii sunt preparați prin policondensare, doi produși monomeri reacţionează pentru a forma un polimer și un produs secundar.

Printre materialele polimerice, un loc special revine materialelor plastice. Acesta este un material care conține rășini sintetice cu greutate moleculară mare ca componentă principală. Sunt obținute prin sinteza chimică a celor mai simple substanțe extrase din materii prime disponibile precum cărbunele, varul, aerul, uleiul.

Principalul avantaj al folosirii materialelor plasticeîn comparație cu alte materiale, este ușurința procesării lor într-un produs. Proprietățile lor plastice inerente fac posibilă, folosind mașini automate de presare, mașini automate de turnare etc., să producă sute de piese de configurații complexe pe oră. În același timp, consumul de materiale este minim (practic nu există deșeuri), se reduce numărul de mașini și personal de întreținere, iar consumul de energie este redus. Având în vedere acest lucru, sunt necesare mult mai puține investiții în organizarea producției de produse din plastic.

Metode de prelucrare a materialelor plasticeși fabricație produse din plastic depinde de raportul dintre plastic și temperatură. Aloca termoplastic și materiale plastice termorigide .

La termostabilizare include materiale plastice, care se înmoaie când sunt încălzite la o anumită temperatură și apoi se transformă ireversibil într-o stare infuzibilă și insolubilă. Materialele plastice termorigide, odată întărite, nu pot fi reciclate și de aceea sunt numite ireversibile. Fenoplasticele sunt un exemplu de materiale plastice termorigide. Produsele din materiale plastice termorigide sunt produse prin presare în matrițe. Acestea din urmă au o cavitate internă corespunzătoare formei și dimensiunilor viitorului produs și constau de obicei din două părți detașabile - o matrice și un pumn. Matrița este fixată pe placa inferioară a presei, poansonul - pe glisa mobilă a presei. O cantitate măsurată de pulbere de presare, încălzită la 90 - 120 ° C, este introdusă în matrice, care are o temperatură necesară pentru presare. Sub influența căldurii din matricea încălzită, polimerul se înmoaie și capătă plasticitatea necesară. Sub acțiunea poansonului, materialul înmuiat umple cavitatea matriței. În același timp, în rășina termorezistentă au loc transformări chimice complexe, ducând la formarea unui material infuzibil. Produsul se intareste intr-o matrita sub presiune. După un anumit timp de păstrare, produsul este scos din matriță. Temperatura, presiunea și timpul de presare sunt determinate de proprietățile materialelor care trebuie presate. În plus, extrudarea sau extrudarea este, de asemenea, utilizată pentru prelucrarea materialelor plastice termorigide. Această metodă produce produse de formă plană (foi, folii) sau cilindrică (tije, țevi).

Pentru a obține produse din plastic termoplastic, se folosesc următoarele metode: turnare prin injecție, extrudare (extrudare) și formare de foi ... Utilizarea lor se datorează termoplasticității materialului.

Cea mai aplicabilă metodă de prelucrare a materialelor plastice termoplastice este turnarea prin injecție. Se realizează pe mașini speciale de turnat prin injecție. Polimerul sub formă de pulbere sau granulat este introdus într-un cilindru încălzit al unei mașini de turnat prin injecție, unde este topit. Când este răcit, polimerul termoplastic se solidifică și capătă aspectul unei piese.

De asemenea, la prelucrarea materialelor plastice în produse, se utilizează turnarea, ștanțarea, tăierea mecanică, suflarea produselor goale. Toate metodele se caracterizează printr-un ciclu tehnologic scurt, costuri reduse cu forța de muncă și ușurință în automatizare.

Fibre sintetice obţinute din răşini sintetice cu greutate moleculară mare. Un grup mare este format din fibre de poliamidă - nailon, nailon. Se caracterizează prin rezistență ridicată, elasticitate, rezistență la alcalii, rezistență la izolație electrică. Fibrele de poliester includ lavsan. Este utilizat pentru producția de țesături, tricotaje, materiale electroizolante. Diferă prin rezistența mecanică ridicată.

Proces tehnologic obținerea fibrelor chimice include următoarele etape:

1) pregătirea masei de filare;

2) filarea fibrei;

Finisare.

Cauciuc- un reprezentant tipic al compușilor cu greutate moleculară mare (polimeri). Este componenta principală a cauciucului, este de origine vegetală (naturală) și sintetică. Cel mai utilizat în industrie este cauciucul sintetic. A lui compoziție chimică iar structura, precum și proprietățile fizice pot fi foarte diverse și foarte diferite de proprietățile cauciucului natural, ceea ce este avantajul cauciucurilor sintetice.

Principalele materii prime pentru producerea cauciucurilor sintetice sunt gazele petroliere asociate, alcoolul etilic și acetilena. Principalele metode de producție sunt polimerizarea și policondensarea. În timpul procesării, cauciucurile sunt transformate în cauciuc. Se caracterizează prin elasticitate ridicată, rezistență la abraziune, încovoiere, etanșeitate la gaz și apă, proprietăți ridicate de izolare electrică, rezistență la medii agresive.

Cauciuc sunt obținute prin adăugarea unui număr de componente (ingrediente) la cauciuc. Acest amestec este apoi vulcanizat. Vulcanizarea constă în formarea de punți între moleculele liniare de cauciuc și obținerea unei structuri moleculare spațiale tridimensionale. Această structură duce la o creștere a stabilității termice și a rezistenței materialului, la o scădere a solubilității acestuia și la creșterea rezistenței chimice. Cel mai comun vulcanizator este sulful, care determină și duritatea cauciucului. De asemenea, sunt introduse diverse materiale de umplutură atât pentru îmbunătățirea proprietăților (funingine, alb de zinc, caolin, antioxidanți), cât și pentru reducerea costurilor (cretă, talc).

Produsele din cauciuc sunt realizate: prin extrudare, ștanțare, turnare prin injecție, modele de scufundare în latex, etc. Produsele din cauciuc sunt împărțite în funcție de scop și condiții de funcționare.

V industria chimica cele mai mari costuri sunt pentru materiile prime și reprezintă în medie 60 - 70% din costul principal, iar pentru combustibil și energie - aproximativ 10%. Deducerile de amortizare sunt 3 - 4%, salariu principalii lucrători de producție variază de la 3 la 20% din costul de producție și depinde de tipul de producție.

Repararea pieselor cu polimeri.

Alte modalități de restaurare a pieselor.

Literatură:

Principal:

1. Reparatie masini / Ed. Telnova N.F. - M .: Agropromizdat, 1992, 560 p .: ill. [P. 193..210]

2. Tehnologie pentru repararea mașinilor și echipamentelor. Sub total. ed. I. S. Levitsky. Ed. a II-a, Rev. si adauga. M .: „Kolos”, 1975.

Adiţional:

Reparatie auto / 0.I. Sidashenko, O. A. Naumenko, A. Ya. Poic'kyi ta sh .;

Ed. 0.I. Sidashenka, A. Ya. Poliskiy. - K .: Harvest, 1994.- 400s. [Cu. 138..143]

Materiale polimerice de bază.

La repararea mașinilor, materialele polimerice sunt utilizate pe scară largă atât pentru fabricare, cât și pentru restaurarea pieselor. Acest lucru se datorează faptului că au o serie de proprietăți valoroase (densitate în vrac scăzută, rezistență semnificativă, rezistență chimică bună, proprietăți antifricțiune și dielectrice ridicate, rezistență la vibrații, rezistență la căldură destul de mare a unora dintre ele etc.).

Utilizarea polimerilor face posibilă în multe cazuri evitarea complexului procese tehnologice la restaurarea pieselor, cum ar fi sudarea, suprafața, galvanizarea etc. Tehnologia de utilizare a polimerilor este simplă și disponibilă pentru implementare la întreprinderile de reparații.

Baza materialelor plastice (materialele plastice) este o rășină artificială (sintetică) sau naturală, care joacă rolul de liant și le determină proprietățile chimice, mecanice, fizice și de altă natură.

Diverse materiale plastice sunt produse prin adăugarea de umpluturi, plastifianți, întăritori, coloranți și alte materiale la rășină.

LA polimer Materialele includ materialele plastice, care, ca și materialele plastice, sunt împărțite în două mari grupe: termorigide (materiale plastice termorigide) și termoplastice (termoplastice).

Reaktoplaste se inmoaie la incalzire si poate fi turnat prin presare sau prin alte metode. După încălzire ulterioară, au loc anumite transformări chimice, care devin solide, dense, insolubile și infuzibile. Este imposibil să se refolosească termorigidele pentru scopul lor.

Termoplastice Se înmoaie la încălzire, formate prin turnare prin injecție, iar apoi, după răcire, se întăresc, păstrându-și forma. Când sunt reîncălzite, termoplastele devin moi și fuzibile, ceea ce înseamnă că pot fi refolosite.

Materialele de umplutură sunt utilizate pentru a îmbunătăți proprietățile fizice și mecanice, dielectrice, de frecare sau antifricțiune, pentru a crește rezistența la căldură și pentru a reduce contracția materialelor polimerice, precum și pentru a reduce costurile. Supravegherea metalelor este folosită ca materiale de umplutură; Ciment Portland, țesături de bumbac, fibră de sticlă, hârtie, azbest, mica, grafit etc.

Plastifianți- ftalatul de dibutil, camforul, acidul oleic, ftalatul de dimetil - și dietil și altele - conferă polimerilor elasticitate, vâscozitate și fluiditate în timpul procesării.

Întăritori- amine, magnezie, var și altele - contribuie la trecerea polimerilor într-o stare solidă și insolubilă.

Coloranți- nigrozină, ocru, mumie, plumb roșu și altele - conferă polimerilor o anumită culoare.

Dintre numeroasele materiale polimerice folosite la repararea mașinilor, poliamidele, polietilena, fibra de sticlă, fibra de sticlă, stiracrilul, compozițiile pe bază de rășini epoxidice etc., capătă din ce în ce mai multă importanță.

Principalele materiale polimerice utilizate în activitatea de reparații se caracterizează prin următoarele proprietăți.

Rășină de nailon(caprolactamă) clasele A și B - material cornos solid, cu tentă albă sau gălbuie. Se livrează sub formă de granule. Rezistenta maxima: la compresie 70-80 MPa, la tensiune 60-65 MPa, la incovoiere 80 MPa.

Caprolactamă Sunt utilizate pentru fabricarea și restaurarea pieselor cu proprietăți antifricțiune ridicate (rulmenți, roți dințate, bucșe, role, garnituri), garnituri, garnituri etc.

Principalul dezavantaj al nailonului este conductivitatea termică scăzută, rezistența la căldură și rezistența la oboseală (6,5 MPa). Temperatura maximă admisă de funcționare a pieselor sau acoperirilor din nailon în aer nu trebuie să depășească plus 70-80 ° C și minus 20-30 ° C.

Polietilenă Gradul de înaltă presiune G1E-150 este un material dur, cornos, de culoare alb lăptos. Se livrează sub formă de granule. Rezistență maximă la tracțiune 12-16 MPa, compresie 12,5 MPa, încovoiere 12-17 MPa.

Polietilena acestui brand are proprietăți dielectrice ridicate, rezistență semnificativă la acțiunea acizilor și alcalinelor, rezistență bună în mediul diferitelor uleiuri, absorbție nesemnificativă a umidității.

Polietilenă PE-150 Sunt utilizate pentru izolarea firelor, cablurilor, părților dispozitivelor de înaltă frecvență, echipamentelor radio, căptușelii aparatelor, rezervoarelor, acoperirii metalice. Filmele de polietilenă sunt folosite ca material de ambalare.

Polietilena de joasă presiune de clasele L, E și P este un material dur, cornos, de culoare alb lăptos. Se eliberează sub formă de granule. Rezistenta la tractiune 22-27 MPa (pentru clasa L), 22-35 MPa (pentru gradul E), 22-45 MPa (pentru gradul P). Este utilizat pentru fabricarea și restaurarea roților, capacelor, carcaselor, tuburilor etc. Presă pulberi FKP-1 și FK. P-2 Disponibil sub formă de pulbere. Rezistența statică maximă la încovoiere pentru pulberea FKP-1 este de 50-60 MPa. Se foloseste la fabricarea pieselor cu rezistenta mecanica si rezistenta la impact crescute (flanse, capace, volante, angrenaje, scripeti, manere etc.).

FKP-2 pulbere Are o rezistență la încovoiere de 75-85 MPa. Această pulbere este utilizată pentru fabricarea pieselor cu rezistență crescută la impact și încovoiere (flanșe, roți dințate, scripete, came etc.).

Argila BF-2- lichid vascos omogen de culoare maro inchis. Poate lipi metale și materiale nemetalice care funcționează la temperaturi de la -60 ° la + 180 ° C, materiale plastice fenolico-formaldehidice, textolit, fibră de sticlă, getinax, amiplast, fibre, sticlă, ebonită, lemn, placaj, țesături, piele, ceramică , etc etc.

Rezistența maximă la tracțiune a probelor lipite: oțel-oțel 28,5-38,5 MPa; oțel-porțelan 10 MPa, oțel-sticlă 13,9 MPa; duraluminiu-duralumin 6,5-10 MPa. Compuși rezistenți la apă, alcool, benzină, kerosen, acizi minerali. Adezivul este produs într-o formă gata de utilizare.

Lipici BF-6 Folosit pentru lipirea țesăturilor, pâslei etc. Lipici VS-10T-Lichid omogen transparent de culoare rosu inchis, fara impuritati si precipitatii. Pot lipi împreună și în orice combinație diverse metale și materiale nemetalice (oțel, fontă, aluminiu, cupru și aliajele acestora, fibră de sticlă, spume termorezistente, precum și materiale azbest-ciment), funcționând la o temperatură de 200°C. ° C timp de 200 de ore și la o temperatură de 300 ° C timp de 5 ore. Rezistența finală la forfecare (oțel ZOKhGSA - oțel ZOKhGSA) este la o temperatură de 20 ° C-15-17 MPa, la o temperatură de 200 ° C - 6,0- 6,5 MPa și la o temperatură de 300 ° C - 3,5-4,0 MPa.

Repararea pieselor

Repararea pieselor cu fisuri si gauri. Blocurile cilindrilor, chiulasele, carcasele cutiei de viteze și alte piese sunt reparate cu rășini epoxidice.

Utilizate pe scară largă Rășină epoxidică ED-16- masa vascoasa transparenta de culoare maro deschis. Într-un recipient închis ermetic, la temperatura camerei, poate fi păstrat mult timp.

Rășina se întărește sub acțiunea unui întăritor, acestea din urmă fiind amine alifatice, amine aromatice (AF-2), poliamide cu greutate moleculară mică (L-18, L-19 și L-20). Cel mai comun este considerat Polietilenă poliamină- un lichid vâscos de la galben deschis la maro închis.

Pentru a crește elasticitatea și rezistența la impact a rășinii epoxidice întărite, la compoziția sa trebuie adăugat un plastifiant, de exemplu, ftalat de dibutil, un lichid uleios gălbui.

Cu ajutorul materialelor de umplutură se îmbunătățesc proprietățile fizice și mecanice, de frecare sau antifricțiune, se măresc rezistența la căldură și conductivitatea termică, iar costul este redus. Acestea includ fontă, fier și pulberi de aluminiu, azbest, ciment, nisip de cuarț, grafit, fibră de sticlă etc.

Compoziția epoxidica se prepară după cum urmează. Recipientul cu rășină epoxidică ED-16 este încălzit într-un dulap de încălzire sau recipiente cu apă fierbinte la o temperatură de 60 ... 80 ° C, iar baia este umplută cu cantitatea necesară de rășină. La acesta din urmă se adaugă un plastifiant (ftalat de dibutil) în porții mici, amestecând bine amestecul timp de 5 ... 8 minute. Apoi se introduce și umplutura - 8 ... 10 minute.

Compoziția preparată poate fi păstrată o perioadă lungă de timp. Imediat înainte de utilizare, turnați un întăritor și amestecați timp de 5 minute, după care compoziția epoxidice trebuie utilizată în 20 ... 25 de minute.

Calitatea acoperirilor epoxidice depinde în mare măsură de compoziție și compoziție. Fisurile de până la 20 mm lungime sunt închise În felul următor.

Folosind o lupă de mărire de 8 ... 10 ori, se determină limitele crăpăturilor și se forează găuri cu un diametru de 2,5 ... 3,0 mm la capete. De-a lungul ei pe toată lungimea, o teșitură este îndepărtată la un unghi de 60 ... 70 ° C la o adâncime de 1,0 ... 3,0 mm. Dacă grosimea piesei este mai mică de 1,5 mm, atunci teșirea nu este recomandată. Suprafața se curăță la o distanță de 40 ... 50 mm de la fisură până la un luciu metalic. Se degresează suprafețele fisurii și zona curățată, ștergându-le cu un tampon înmuiat în acetonă.

După uscare timp de 8 ... 10 minute, suprafața piesei se degresează din nou și se usucă din nou.

Detaliu 1 (Fig. 1, a) Amplasat astfel încât suprafața crăpată 2 Până la 20 mm lungime a fost în poziție orizontală, iar epoxidul se aplică cu o spatulă 3 Pe suprafața fisurii și a zonei curățate.

Fisura 20 ... 150 mm lungime (fig. 1.6)Închideți în același mod, dar după aplicarea epoxidului 3 Pe el este plasat un tampon suplimentar 4 Fabricat din fibra de sticla. Acesta din urmă acoperă fisura din toate părțile cu 20 ... 25 mm. Apoi tamponul este rulat cu o rolă 5. Se aplică un strat de compoziție pe suprafață și se aplică un al doilea tampon. B (Fig. 1, c) Cu o suprapunere a primului cu 10 ... 15 mm. Apoi, rulați-l cu o rolă și aplicați stratul final de epoxid

Fig. 1 Schema de etanșare a fisurilor:

1 - detaliu; 2 - fisura; unu— Compoziție epoxidice; 4 și 6 plăci din fibră de sticlă; 5 - rola; 7 — Placa metalica; 8 ~ șurub.

Pentru fisuri mai lungi de 150 mm (Fig. 1, d) Un epoxidic este aplicat cu un strat de metal și fixat cu șuruburi pe acesta. Pregătirea suprafeței și pregătirea fisurii este aceeași ca pentru o fisură mai mică de 150 mm lungime.

Capacul 7 este din tablă de oțel cu grosimea de 1,5 ... 2,0 mm. Ar trebui să acopere fisura cu 40 ... 50 mm. Găurile cu diametrul de 10 mm sunt găurite în plăcuță. Distanța dintre centrele lor de-a lungul fisurii este de 60 ... 80 mm. Centrele trebuie să fie la cel puțin 10 mm de marginile capacului.

Plasturele este plasat pe fisura. Perforați centrele găurilor pe piese, îndepărtați capacul, găuriți găuri cu un diametru de 6,8 mm și tăiați firele în ele 1M8X1. Suprafețele piesei și suprapunerile sunt curățate până la un luciu metalic și degresate.

Găurile de pe piese sunt reparate folosind același compus cu suprapunerea sau suprapunerea la nivel a suprapunerilor metalice. În primul caz (Fig. 2, a) Marginile ascuțite ale găurii sunt tocite și suprafața piesei din jurul găurii este curățată până la un luciu metalic la o distanță de 10 ... 20 mm.

Placa de acoperire este din tablă de oțel cu grosimea de 0,5, .. 0,8 mm. Ar trebui să acopere gaura cu 10 ... 20 mm. Marginile găurii și zona suprafeței curățate din jurul acesteia se degresează și se usucă timp de 8 ... 10 minute.

Fig. 2 Schema de etanșare a găurilor cu suprapunere:

A - spălare; b— Suprapune; 1 și b - plăci metalice; 2 și 5 - straturi de compoziție epoxidice; 3 - fir; 4— Suprapunere din fibră de sticlă; 7— Bolt.

Un fir cu un diametru de 0,3 ... 0,5 mm și o lungime de 100 ... 150 mm este atașat la centrul căptușelii. Căptușeala este realizată din fibră de sticlă de-a lungul conturului găurii. Se aplică un strat subțire de epoxid după degresarea secundară a marginilor găurii și a zonei curățate și uscare.

Instalați tamponul 1 Sub gaură și fixați cu sârmă 3. Apoi așezat pe suport 1 Pad 4 Din fibră de sticlă, rulați-l cu o rolă, aplicați un compus epoxidic, așezați un al doilea plasture de pânză de sticlă și rulați-l cu o rolă. Operațiile de aplicare a compoziției epoxidice și de așezare a căptușelilor din pânză de sticlă se repetă până când orificiul este umplut pe toată grosimea peretelui. Stratul 2 al compoziției epoxidice se aplică pe tamponul superior și se întărește. În al doilea caz (fig. 2.6) Marginile ascuțite ale găurii sunt tocite, suprafața piesei este curățată în jurul acesteia la o distanță de 40 ... 50 mm până la un luciu metalic. Capacul este din otel cu grosimea de 1,5 ... 2,0 mm. Ar trebui să acopere gaura cu 40 ... 50 mm. Găuriți în ea găuri cu un diametru de 10 mm. Distanța dintre ele de-a lungul perimetrului găurii este de 50 ... 70 mm. Centrele trebuie să fie la 10 mm de marginile ornamentului. Găuriți găuri cu un diametru de 6,8 mm în părți și tăiați fire în ele 1M8X1. Suprafața căptușelii în contact cu piesa este curățată până la un luciu metalic. Degresați suprafețele piesei și căptușelilor, apoi aplicați un strat subțire de epoxid pe acestea. După aceea, scurgerile și lăsarea compoziției epoxidice sunt curățate și se verifică calitatea reparației. 3. Modalități de refacere a pieselor Etanșarea fisurilor din părțile corpului. Această operație se realizează prin mijloace mecanice: prindere, inserții ondulate și petice. Sigilarea fisurilor Fixare- o operație care necesită foarte mult timp și necesită calificări înalte ale unui lăcătuș. Se folosește la repararea pieselor supuse condițiilor de etanșeitate (carcase cutie de viteze, osii spate, cămăși de apă ale blocurilor de cilindri). Esența acestei metode este că fisura de-a lungul întregii sale lungimi este etanșată cu știfturi filetate.

Acestea din urmă sunt realizate din cupru roșu sau bronz. În primul rând, capetele fisurii sunt găurite, firele sunt tăiate în ele și știfturile sunt instalate. Apoi, în ordinea prezentată în Figura 2.50, găuriți și instalați știfturile rămase. Se recomandă greblarea capetelor știfturilor și lipirea suprafețelor reparate. Fisurile cu o lungime de 50 mm sau mai mult nu trebuie reparate cu știfturi.

Orez. 3. Schema de etanșare a fisurilor cu știfturi.

Sigilarea fisurilor cu inserții ondulate vă permite să restabiliți nu numai etanșeitatea piesei, ci și rezistența acesteia.

Tehnologia de reparare include obținerea unei caneluri speciale în piese și presarea unei inserții prefabricate figurate în ea (fig. 4). Părțile principale ale echipamentului, de care depinde calitatea muncii, sunt jigul pentru găurirea găurilor canelurilor și insertul modelat în sine. Fisurile sunt etanșate cu inserții formate de etanșare și strângere, care sunt realizate din oțel moale 20 sau art. 3.

Fig.4 Tipuri de inserții figurate: a și b - etanșare; c, d, d,ȘI E - constrângătoare; g - găuri de-a lungul fisurii.

Umplerea fisurii cu inserții figurate de etanșare este după cum urmează.

După ce s-au retras de la capătul fisurii în direcția continuării acesteia cu 4 ... 5 mm, se forează găuri cu un diametru de 4,6 mm pentru piesele cu o grosime a peretelui de până la 12 mm și un diametru de 6,6 mm peste 12 mm. mm la o adâncime de 3,5 și, respectiv, 6,5 mm.

Apoi, găurile sunt, de asemenea, forate secvenţial de-a lungul fisurii folosind un conductor special. Acesta din urmă este rearanjat și fixat de fiecare dată de-a lungul găurii forate. În plus, se fac găuri peste fisura - câte două pe fiecare parte la fiecare cinci găuri.

Mai întâi, inserțiile transversale și apoi longitudinale sunt instalate în canelură, având în prealabil lubrifiat suprafețele de capăt și laterale cu epoxid. Compus,Și nituiți-le.

Umplerea fisurilor cu inserții de constricție figurată este similară cu metoda discutată mai sus. Canelura figurată pentru inserția figurată de strângere este realizată numai peste fisură. Cu ajutorul unui jig special, șase găuri cu diametrul de 3,5 mm sunt găurite la o adâncime de 10 sau 15 mm (în funcție de grosimea peretelui piesei) în trepte mai mari de 0,1 ... 0,3 mm, cu trei găuri pe o parte și trei pe cealaltă.

Puntea dintre gauri se indeparteaza cu un poanson special sub forma de placi de 1,8 sau 3,0 mm grosime. O inserție modelată este presată în canelura rezultată, după ce suprafețele au fost degresate și lubrifiate cu un compus epoxidic.

Fisura este trasă împreună datorită diferenței de dimensiuni ale treptelor dintre axele găurilor canelurii figurii și inserția figurată. „În acest fel, se recomandă refacerea despărțitorilor dintre cilindrii carterului, carcasele cutiei de viteze și repararea fisurilor la chiulasele.

A fost dezvoltat un set de echipamente OR-11362, care include doi conductori îmbunătățiți. Sunt utilizate pentru repararea pereților exteriori ai pieselor și a suprafețelor cilindrice interioare, diferă de cele existente prin versatilitatea, simplitatea dispozitivului și intensitatea redusă a muncii în timpul funcționării.

Repararea racordurilor filetate. Operabilitatea conexiunilor filetate este restabilită prin două metode: Schimbarea dimensiunii originale O piesă filetată uzată (metoda de reparare dimensiuni) și Fără a-l schimba(metode de suprafață și sudare, montarea pieselor suplimentare, înlocuirea unei părți a unei piese).

Acesta din urmă este considerat mai progresiv, adică fără a modifica dimensiunile filetului (sub dimensiunea nominală), deoarece acest lucru nu încalcă interschimbabilitatea și nu reduce rezistența conexiunii.

Filetul extern este restaurat în mai multe moduri. Firele rupte (mai puțin de 2 fire) și spărturile sunt îndepărtate prin măturare cu o unealtă de filet și lăcătuș.

De obicei, se resping șuruburile cu capete uzate, firele decupate de mai mult de 2 fire, precum și firele uzate. Când reparați firele de pe arbori, înlocuiți partea filetată uzată a piesei sau sudați metalul pe suprafață căi diferite.

Principalul dezavantaj al suprafeței ar trebui să fie considerat o scădere a rezistenței la oboseală a piesei (de la 10 la 30%) și posibilitatea de ardere a pieselor cu pereți subțiri. Găurile filetate prezintă următoarele defecte principale: defectarea, înfundarea, strivirea și ciobirea spirelor individuale, uzura de-a lungul diametrelor interioare și medii etc. Pentru repararea lor se folosesc diverse metode. (fig. 5).

Principalul dezavantaj al găurilor de sudură cu găurirea și filetarea ulterioară de dimensiunea nominală este o zonă mare afectată de căldură, care duce la răcirea fontei, crăparea și deformarea, o modificare a structurii materialului și o scădere a rezistenței firului cu aproape aproape. jumătate. Tăierea unei găuri filetate într-o nouă locație este posibilă numai dacă locația sa poate fi schimbată fără a încălca interschimbabilitatea conexiunii (butucul tamburului etc.).

Stabilizarea conexiunilor filetate cu o compoziție polimerică este utilizată atunci când uzura totală a conexiunii știft-corp nu este mai mare de 0,3 mm. Instalarea unei inserții spiralate în repararea pieselor și ansamblurilor critice a fost utilizată pe scară largă.

Orez. 5. Metode de reparare a îmbinărilor filetate

Caracteristicile proceselor tehnologice pentru fabricarea materialelor polimerice depind de compoziția și scopul acestora. Principalii factori tehnologici sunt anumite temperaturi și putere, formând produse, pentru care se folosesc diverse echipamente. Practic, producția constă în prepararea, dozarea și prepararea compozițiilor polimerice, care sunt apoi prelucrate în produse, și se asigură stabilizarea proprietăților, dimensiunilor și formelor lor fizice și mecanice.

Principalele metode de prelucrare a materialelor plastice: laminare, calandrare, extrudare, presare, turnare, acoperire, impregnare, udare, pulverizare, sudare, lipire etc.

Amestecarea compozițiilor este un proces omogen de îmbunătățire
distribuția tuturor ingredientelor pe volumul polimerului, uneori cu dispersie suplimentară de particule. Amestecarea poate fi discontinuă și continuă. Proiectarea și funcționarea malaxoarelor depind de tipul de materiale amestecate (cu curgere liberă sau pastă).

Laminarea este o operație în care plasticul se formează în nisipul dintre rolele rotative (fig. 14.2). Masa prelucrată 2 este trecută de mai multe ori prin golul dintre rolele 1 și 3, amestecată uniform, apoi transferată într-o rolă și tăiată cu un cuțit 4. Pe rolele continue, masa nu este trecută numai prin spațiu, ci se deplasează și de-a lungul acesta, iar la sfârșitul procesului este tăiat cu un cuțit sub formă de bandă continuă îngustă.

Laminarea vă permite să amestecați bine componentele materialelor plastice pentru a obține o masă omogenă, în timp ce polimerul, de regulă, devine vâscos din cauza creșterii temperaturii în timpul măcinarii. Odată cu trecerea repetată a masei prin role, are loc plastificarea, adică combinarea polimerului cu plastifiantul prin penetrarea reciprocă accelerată. Rolele permit șlefuirea și zdrobirea componentelor din plastic. Acest lucru este asigurat de faptul că, atunci când se deplasează în gol, materialele sunt comprimate, zdrobite și abrazive, deoarece rolele se pot roti la viteze periferice diferite.

Rolele utilizate pentru finisarea și dimensionarea suprafețelor trebuie să aibă o suprafață netedă, lustruită. Prin natura lucrării, rolele sunt de acțiune periodică și continuă, iar prin metoda controlului temperaturii sunt încălzite (cu abur sau electricitate) și răcite (cu apă).

Calandrarea este procesul de formare a unei benzi fără sfârșit de o grosime și lățime dată dintr-un amestec de polimeri înmuiați, odată trecută printr-o adâncime între role.

Modelele de calandre diferă în principal în funcție de tipul de masă prelucrată - compuși de cauciuc sau termoplastice. Rolele calandrului sunt fabricate din fontă chill de înaltă calitate. Suprafața de lucru a rolei este șlefuită și lustruită până la un finisaj în oglindă. Rulourile sunt încălzite cu abur prin cavitatea centrală interioară și canalele periferice.

De regulă, calandrarea se realizează în combinație cu rularea într-o singură linie de producție.

Extrudarea este o operație în care un anumit profil este dat produselor din plastic prin forțarea unei mase încălzite printr-o matriță (orificiu de formare). Metoda de extrudare este folosită pentru a obține produse de construcție de profil (turnate), țevi, foi, folii, linoleum, poroizol și multe altele. Dimensiuni (editare) secțiune transversală Produsele fabricate prin extrudare se regăsesc într-o gamă largă: diametrul țevii 05-250 mm, lățimea foii și filmul 0,3-1,5 m, grosime 0,1-4 mm. Mașinile de extrudare sunt, de asemenea, utilizate pentru amestecarea compozițiilor și granularea materialelor plastice. Se folosesc mașini de extrudare de două tipuri: mașini cu șuruburi cu unul sau mai multe șuruburi și mașini cu seringi. Cele mai răspândite sunt extruderele cu șurub sau melcat (Fig. 14.4). Corpul de lucru al mașinii este un șurub (vierme), care amestecă masa și o avansează prin capul de profilare (dorn). Masa este introdusă în mașină sub formă de granule, margele sau pulbere. Înmuierea materialului are loc datorită căldurii furnizate de încălzitoare, care sunt instalate în mai multe zone.

Încălzire J

Orez. 14.4. Diagrama de lucru a mașinii de extrudare:

1 - buncăr de încărcare; 2 - melc; 3 - cap; 4 - duza de calibrare; 5 - dispozitiv de tragere; b - dorn; 7 - filtru

FORMA * MERGEFORMAT

Orez. 14.5. Schema de ștanțare (presa-formare): a) încărcarea materialului de presare; 6) închiderea matriței și presarea; c) împingerea produsului; 1 - material de presare; 2 - matriță de matriță încălzită; 3 - pumn încălzit; 4 - apăsați cursorul; 5 - incalzitor electric; 6 - produs; 7 - ejector

Compresia este o metodă de turnare a produselor în prese hidraulice încălzite. Se face distincția între turnarea în matrițe (Fig. 14.5) - la fabricarea produselor din pulberi de presare și presarea plată în prese cu mai multe etaje - la fabricarea materialelor de tablă, plăci și panouri. Presarea este utilizată în principal la prelucrarea compozițiilor polimerice termorigide (fenolice, aminoplaste etc.).

Pentru presarea materialelor din tablă de construcție și a panourilor, cu mai multe etaje prese hidraulice forță de la 10 la 50 de tone, încălzit cu apă sau abur încălzit. Presarea pe prese cu mai multe etaje constă în următoarele operații:
incarcare presa, prindere placi, tratament termic sub presiune, descarcare, descarcare. Metoda de presare plată este utilizată pentru a forma plăci PAL, laminate de hârtie, textlite, materiale plastice laminate cu lemn, panouri lipite cu trei straturi. Matrite sunt folosite pentru fabricarea de piese de echipamente sanitare si electrice, piese pentru finisarea echipamentelor incorporate, dispozitive de ferestre si usi, piese de masini si mecanisme de constructii.

Spumarea este o metodă de realizare a materialelor plastice poroase izolatoare fonice și elastice de etanșare. Structura poroasă a materialelor plastice se obține ca urmare a spumării compozițiilor lichide sau vâscoase sub influența gazelor degajate în timpul reacției dintre componente sau în timpul descompunerii aditivilor speciali (porofori) de la încălzire. Spumarea substanțelor - stabilizatori de spumă prin injectarea sau dizolvarea substanțelor gazoase și volatile în polimer.

Spumarea poate avea loc într-un volum închis sub presiune și fără presiune, precum și în forme deschise sau pe suprafața unei structuri.

Ungerea este o operație în care o masă de plastic sub formă de soluție, dispersie sau topitură este aplicată pe o bază - hârtie, țesătură, pâslă, nivelată, prelucrată decorativ și fixată. Un exemplu este linoleum, pavinol, linkrust etc. De obicei, baza se mișcă și șapa este staționară; sunt reglementate doar panta și degajarea acestuia. Masa aplicată și nivelată trece de obicei printr-o etapă de tratament termic pentru a o înmuia și a adera mai bine la bază.

Impregnarea constă în scufundarea bazei (țesătură, hârtie, fibre) într-o soluție de impregnare urmată de uscare. Această operație se realizează în mașini de impregnare verticale și orizontale. Filmele adezive (bachelite) se obțin prin metoda de impregnare, filme decorative(uree-melamină), precum și panouri pe bază de sticlă, azbest și țesături de bumbac, din care se obțin ulterior textoliții.

Udarea este procesul prin care se distribuie masa de plastic strat subțire pe o bandă metalică sau tambur și, întărindu-se, se îndepărtează sub formă de peliculă subțire. Acest proces este adesea asociat cu evaporarea solvenților. În acest fel, de exemplu, se obțin folii transparente de acetat de celuloză.

Casting. Există două tipuri de turnare: simplă în matrițe și sub presiune. La turnarea simplă, compoziția lichidă sau topitura este turnată în forme și solidificată prin polimerizare, policondensare sau răcire. Un exemplu este turnarea plăcilor de pardoseală din materiale plastice termorigide, producția de sticlă organică și articole decorative din polimetilmetacrilat. Prin răcirea topiturii în timpul turnării simple, se obțin unele produse simple din poliamide (policaprolactamă).

Turnarea prin injecție este utilizată la fabricarea produselor termoplastice. Polimerul este încălzit până la o stare vâscoasă în cilindrul de încălzire al mașinii de turnat prin injecție (Fig. 14.6) și este injectat cu un piston într-o matriță despicată răcită cu apă.

Presiunea sub care se injectează topitura poate ajunge la 20 MPa. În acest fel, produsele sunt realizate din polistiren, eteri de celuloză, polietilenă, poliamide. Turnarea prin injecție se caracterizează printr-un ciclu rapid, în timp ce acest tip de operațiuni de prelucrare sunt automatizate.

Turnarea este prelucrarea foliilor, foliilor, semifabricatelor tubulare din plastic pentru a le conferi o forma mai complexa si a obtine produse finite. Turnarea se realizează în principal prin încălzire. Principalele metode de formare din foi includ ștanțarea, turnarea prin suflare și formarea în vid (Figura 14.7).

Orez. 14.7. Schema de formare în vid: a) formă negativă; b) formă pozitivă; c) desenul preliminar al piesei de prelucrat cu poanson; d) desenul pneumatic preliminar al piesei de prelucrat; I-1II - pozitii de turnare; 1 - gol; 2 - formă negativă; 3 - rack; 4 - cadru de prindere; 5 - pumn; 6 - formă pozitivă; 7 - camera de formare

La ștanțare, semifabricatele sunt tăiate din foi, încălzite, plasate într-o matriță între o matriță și un poanson și comprimate sub presiune până la 1 MPa. În acest fel, sunt fabricate părți ale sistemelor de canalizare din plastic vinil, capace ușoare din plexiglas pentru clădiri industriale și piese de profil din textolit pentru structuri de clădiri.

În timpul formării pmevmo, foaia este fixată de-a lungul conturului matricei și încălzită până la o ușoară lăsare. Apoi, aer încălzit, comprimat la 7-8 MPa, apăsați foaia pe suprafața matricei. O variantă a acestei metode este suflarea liberă. Se obtin astfel capace usoare, recipiente, inele din poliacrilati, piese de sisteme de ventilatie si echipamente rezistente chimic din policlorura de vinil.

În timpul formării în vid, foaia este fixată de-a lungul conturului formei goale, încălzită și se creează vid în cavitate. Sub influența presiunii atmosferice, foaia este presată pe suprafața matriței. În acest fel, părțile echipamentelor sanitare sunt fabricate din polistiren rezistent la impact, poliacrilați, polimeri vinilici.

Pulverizarea este o metodă de aplicare a polimerilor sub formă de pulbere pe suprafață, care, atunci când se topesc, aderă la aceasta și, la răcire, formează o peliculă de acoperire puternică. Distingeți între pulverizare cu flacără de gaz, vârtej și pulverizare pseudo-lichefiată. La pulverizare cu flacără, pulberea de polimer (polietilenă, poliamidă, polivinil butirol), care trece prin flacără, se topește și, căzând pe suprafață în picături, aderă, formând un strat de grosimea necesară.

Sudarea și lipirea sunt folosite pentru a conecta semifabricate din plastic pentru a obține produse de o formă dată. Sudarea este folosită pentru îmbinarea materialelor plastice termoplastice - polietilenă, clorură de polivinil, poliizobutilenă etc. După metoda de încălzire a capetelor de îmbinat, se disting aer (aer încălzit), de înaltă frecvență, ultrasunete, radiații, sudare de contact.

Lipirea este utilizată pentru a lipi atât materialele plastice termoplastice, cât și cele termorigide. În cel mai simplu caz, un solvent organic poate servi ca adeziv pentru materialele plastice termoplastice, ceea ce provoacă umflarea capetelor lipite ale pieselor și lipirea acestora sub compresie. Mai des, se folosesc adezivi speciali. În funcție de condițiile de producție și de viteza de conectare necesară, se folosesc adezivi de întărire la rece și la cald.

produse din plat

semifabricate polimerice: echipamente

si tehnologie

Una dintre principalele metode de prelucrare a materialelor polimerice este metodele de termoformare a produselor din semifabricate plate (foaie sau film). Termoformarea combină mai multe metode tehnologice: în vid, pneumatice, mecanice, precum și alte tipuri de turnare de foi de polimer încălzit sau semifabricate de film, în timp ce diferitele combinații ale acestora sunt posibile.

Utilizarea pe scară largă a proceselor de termoformare se explică prin simplitatea, compactitatea și relativ ieftinitatea echipamentelor și echipamentelor tehnologice utilizate. Termoformarea este utilizată în principal în producția de recipiente și ambalaje pentru industria alimentară, parfumerie, farmaceutică, chimică, petrol, veselă de unică folosință, precum și o serie de produse polimerice goale cu diverse scopuri tehnice. Multe tipuri de produse polimerice, de exemplu, configurații complexe de dimensiuni mari și cu pereți subțiri, pot fi produse numai prin metode pneumatice sau de formare în vid. Toate motivele de mai sus fac posibilă concurența adecvată pentru procesele de termoformare cu alte metode alternative de fabricare a produselor din materiale polimerice.

1.METODE DE BAZĂ DE TERMOFORMARE

Implementarea metodelor de termoformare este destul de simplă: un semifabricat polimeric folie sau film este încălzit la o temperatură de o stare foarte elastică, iar apoi, prin deformarea lui în diferite moduri, acestuia din urmă i se dă forma necesară, care este fixată prin răcirea produs turnat.

În funcție de metoda de creare a forței motrice a procesului de deformare a piesei de prelucrat într-un produs finit, se disting următoarele metode de termoformare a materialelor plastice: vacuum, pneumatic, hidraulic, mecanic, combinat.

În timpul formării în vid (Fig. 1) o piesă de prelucrat plată 3 realizat din material polimer termoplastic, presat de-a lungul perimetrului de camera de lucru a mașinii de formare în vid printr-un cadru de prindere 2 , mai întâi cu un dispozitiv de încălzire 1 încălzit la o stare foarte elastică (Fig. 1 A). Apoi (Fig. 1 b) în cavitatea formată de suprafeţele piesei de prelucrat 3 și formarea matricei 4 (sau formarea poansonului), creați un vid, în urma căruia, din cauza căderii de presiune rezultată

Fig. 1. Diagrama implementării procesului de formare în vid: 1 2 - cadru de prindere;

3 4 - matrice de formare;
5 - produs turnat

produsul este modelat 5 ... După răcirea produsului la temperatura stabilității sale dimensionale, acesta din urmă este scos din instrumentul de formare (scos din instrumentul de formare), având în prealabil deschis cadrul de prindere. 2 .

Implementarea proceselor de turnare pneumatică diferă de turnarea în vid doar prin aceea că scăderea de presiune este creată prin utilizarea gazului comprimat ca mediu de lucru, de regulă, aer comprimat, cu o presiune în exces de până la 2,5 MPa.

În formarea hidraulică, rolul mediului de lucru este jucat de lichidul încălzit, care este pompat de o pompă la o presiune de 0,15-2,5 MPa.

Formarea mecanică (termoformarea mecanică) (Fig. 2) diferă de procesele pneumatice

turnare în care dând un semifabricat plat încălzit 3 forma produsului finit 5 efectuate pe cheltuiala

desenul său mecanic cu un poanson metalic 4 .

Fig. 2 Schema implementării procesului de termoformare mecanică: 1 - dispozitiv de incalzire; 2 - cadru de prindere;

3 - semifabricat polimer plat; 4 - poanson de formare;

5 - produs turnat

Trebuie remarcat faptul că tehnologii moderne producția prevede, de asemenea, combinarea diferitelor metode de formare a produselor, de exemplu, vid pneumatic, mecanic pneumatic etc.

Dintre toate tipurile de formare pneumatică și în vid, se pot distinge trei principale: pozitive, negative și libere. În modelarea pozitivă (formarea cu poanson), suprafața interioară a produsului reproduce exact forma sau modelul instrumentului de modelare. Turnarea negativă (mularea într-o matrice) face posibilă obținerea de produse a căror suprafață exterioară reproduce exact forma sau modelul suprafeței interioare a matricei. Formarea liberă se efectuează în armura cadrului de prindere a mașinii fără utilizarea unei scule de formare. Pe lângă principalele enumerate, există și alte tipuri de procese tehnologice pentru termoformarea produselor din semifabricate polimerice plate.

2. ECHIPAMENTE FOLOSITE PENTRU

IMPLEMENTAREA PROCESELOR DE TERMOFORMARE

Întreaga gamă de mașini de turnat care implementează procesele tehnologice de termoformare a produselor din semifabricate polimerice plate este împărțită după următoarele criterii: metoda de turnare, tipul controlului, tipul materialului prelucrat, destinația, numărul de poziții.

Metoda de turnare, așa cum sa menționat deja, este determinată de metoda de creare a unei forțe motrice pentru procesul de deformare a semifabricatului original într-un produs finit.

Tipul de control al echipamentului de turnare determină gradul de automatizare a procesului de turnare a plasticului. Există trei tipuri principale de control: mașini manuale, mașini semi-automate, mașini automate.

Mașinile acționate manual sunt folosite în producția la scară mică. Toate operațiunile necesare (tăierea și fixarea piesei de prelucrat, încălzirea acesteia, turnarea, răcirea și îndepărtarea piesei de prelucrat) sunt efectuate de către operator.

La mașinile semiautomate, piesa de prelucrat este prinsă și produsul finit este îndepărtat manual, iar operațiunile rămase (încălzire, turnare, răcire) sunt efectuate după un program prestabilit.

Mașinile automate nu necesită prezența unui operator, iar toate operațiunile sunt efectuate automat.

După tipul de material care se prelucrează (tipul semifabricatelor plate polimerice utilizate), echipamentul de turnare este împărțit în clase: mașini care lucrează cu semifabricate de folie individuală sau film; mașini care lucrează cu material rulou; mașini,

alimentat de o foaie sau film provenit direct dintr-un calandru sau extruder. Trebuie remarcat faptul că mașinile de alimentare cu piese plate separate necesită introducerea ciclu tehnologic operație suplimentară - tăierea preliminară a pieselor de prelucrat, care crește timpul total ciclu. De obicei, piesele individuale sunt alimentate cu mașini manuale sau semi-automate.

Rulourile semifabricate alimentează echipamentul de turnare, care funcționează în mod automat.

Mașinile de formare alimentate cu foi sau pelicule care provin direct de la un calandru sau extruder fac de obicei parte din liniile automate. O piesă plată din material polimeric care sosește din calandră este prelucrată pe un echipament de turnare și trimisă pentru prelucrare ulterioară sau la un depozit.

În funcție de scopul lor, mașinile de turnat sunt împărțite în universale, specializate, combinate.

O gamă largă de produse de toate dimensiunile este produsă pe mașini universale în serii mici. Sunt proiectate să funcționeze cu matrițe cu o singură și mai multe cavități și să proceseze o varietate de materiale termoplastice.

Mașinile specializate sunt proiectate pentru producerea doar a unui anumit tip de produse dintr-un anumit material polimeric.

Mașinile de turnat combinate produc serii medii și mari de produse. Când se modifică nomenclatura produselor fabricate, echipamentul este reajustat.

În funcție de numărul de poziții, mașinile de turnat sunt împărțite în următoarele clase: cu o singură poziție, cu două și trei poziții, cu mai multe poziții.

Pe echipamentele cu o singură stație, toate operațiunile tehnologice sunt efectuate pe aceeași secțiune a mașinii.

Împărțirea operațiunilor tehnologice în două sau trei secțiuni accelerează procesul de producție și se realizează, respectiv, pe mașini cu două sau trei poziții.

Pe mașinile cu mai multe poziții, toate operațiunile tehnologice ale producției de produse sunt efectuate simultan. Un astfel de echipament este cel mai aplicabil în productie industriala si se caracterizeaza prin performante ridicate. La rândul lor, mașinile cu mai multe poziții sunt împărțite în carusel, curea și mașini cu tobe.

Mașina de carusel cu mai multe poziții folosește principiul caruselului. Piesa de prelucrat se deplasează în cerc, trecând succesiv prin etapele de la fixare, încălzire și formare până la răcire și îndepărtarea produsului finit.

Principiul curelei este utilizat de obicei atunci când mașina este alimentată de material rulou. Banda cu produsele formate după mașina de formare se deplasează mai departe de-a lungul transportorului pentru prelucrare ulterioară.

Mașinile de tip tambur folosesc și material role.

Echipamentul de turnare pentru implementarea proceselor de termoformare este adesea echipat cu dispozitive suplimentare: pentru tăierea, perforarea găurilor, perforarea, predesenarea etc. Astfel de echipamente pot face parte din liniile tehnologice pentru producerea și umplerea recipientelor și ambalajelor din polimer.

Informații mai detaliate despre dispozitivul și principiile de funcționare a diferitelor tipuri de echipamente utilizate pentru implementarea proceselor tehnologice de termoformare a produselor din semifabricate polimerice plate sunt prezentate în alte surse literare [2 - 7, 9].

3.PARAMETRI TEHNOLOGICI DE BAZĂ

PROCESE DE TERMOFORMARE

Principalii parametri tehnologici care determină cursul proceselor de termoformare a produselor din semifabricate polimerice plate și afectează în cele din urmă calitatea produse terminate, sunt: ​​temperatura piesei de prelucrat utilizate, temperatura sculei de formare, scăderea presiunii de lucru în timpul turnării, viteza de turnare, viteza de răcire a piesei turnate, geometria produsului turnat, proprietățile polimerului materiile prime utilizate, proprietățile și parametrii termodinamici ai mediului de lucru etc.

Deoarece procesele de prelucrare a polimerilor în produse și piese sunt, în primul rând, deformaționale, alegerea temperaturii optime pentru fiecare metodă specifică de prelucrare a acestora ar trebui, ținând cont de specificul acesteia, să se bazeze pe caracteristicile comportamentului la deformare a materialele folosite. Aceste caracteristici se stabilesc cu ușurință din analiza curbei termomecanice, a cărei formă tipică pentru polimer amorf este prezentat în Fig. 3. Analiza curbei termomecanice date arată că materialele polimerice se caracterizează prin trei regiuni pronunțate care determină grade diferite de deformabilitate și

Fig. 3. Curba termomecanica a polimerului amorf:

T C- temperatura de tranziție sticloasă; T T- punct de curgere; 1, 2, 3 - zone de stări de relaxare sticloase, foarte elastice și, respectiv, vâscoase curgătoare ale polimerului

corespunzând diferitelor stări de relaxare (termomecanice) ale polimerilor: sticlos, foarte elastic și vâscos. Starea sticloasă a polimerilor este caracterizată prin absența mișcării lanțurilor macromoleculare sau a segmentelor acestora. Mișcarea termică într-un material se manifestă numai în vibrațiile atomilor. Aplicarea unei sarcini externe polimerului în astfel de condiții poate duce doar la o modificare a structurii sale macromoleculare a distanțelor interatomice medii și a unghiurilor de legătură ale legăturilor chimice. Prin urmare, comportamentul de deformare al polimerilor în această stare și al solidelor elastice obișnuite nu este diferit, iar deformațiile care se dezvoltă în astfel de condiții în polimeri sunt complet reversibile elastic.

Dacă materialul polimeric este încălzit la o temperatură care depășește temperatura de tranziție sticloasă, atunci trece în următoarea stare de relaxare - foarte elastică, când apare mobilitatea segmentelor individuale ale lanțului macromolecular polimeric, iar materialul devine mai moale și mai elastic. Cu toate acestea, mai există o

Formațiunile supramoleculare existente abundent în structura sa, de exemplu, microblocuri, împiedică deplasarea relativă a lanțurilor moleculare în ansamblu. Aplicarea unei sarcini externe asupra polimerului în această stare

duce la o modificare (scădere) a entropiei configuraționale a stării macromoleculelor, care, „desfăcându-se” dintr-o bobină statistică, se orientează doar în direcția sarcinii aplicate, în timp ce mișcarea termică a zalelor contracarează sarcina externă. . Când sarcina este îndepărtată, lanțurile revin la starea lor inițială și, prin urmare, deformarea extrem de elastică, precum și elastică, este o deformare complet reversibilă, dar, spre deosebire de aceasta din urmă, are o natură entropică.

Odată cu încălzirea suplimentară a polimerului peste o anumită temperatură, numită punct de curgere, formațiunile supramoleculare devin atât de instabile încât devine posibilă o deplasare relativă a lanțurilor de macromolecule unele față de altele atunci când i se aplică o sarcină externă. Această din urmă împrejurare asigură curgerea mediului polimeric în această stare, în timp ce deformațiile fluxului sunt ireversibile, iar starea polimerului în sine se numește vâscos. De remarcat mai ales că deformarea polimerilor în stare de relaxare a curgerii vâscoase nu înseamnă deloc că deformațiile care se dezvoltă în ei sunt exclusiv deformații de curgere.

În funcție de modurile și cinematica de deformare, se dezvoltă proprietățile reologice ale mediilor polimerice în acestea din urmă, împreună cu deformațiile de curgere, se dezvoltă deformații foarte elastice de un anumit nivel.

Deoarece toate procesele de termoformare prevăd etapa de încălzire a piesei de prelucrat, a cărei suprafață este în stare liberă, astfel încât piesa de prelucrat să nu aibă posibilitatea de a se deforma puternic în această etapă tehnologică sub acțiunea forțelor gravitaționale, este încălzită până când polimerul atinge o stare foarte elastică. Încălzirea țaglei într-o stare de curgere vâscoasă duce la tragerea gravitațională suficient de rapidă (scădere) și, în consecință, la imposibilitatea implementării etapei de formare a produsului. Pe de altă parte, temperatura preformei care se formează nu ar trebui să fie aproape de limita stărilor sticloase și foarte elastice ale polimerului, deoarece în timpul formării articolului, în acest caz, este posibilă formarea sa incompletă. Astfel, temperatura de lucru a modelabilului semifabricat de polimer este unul dintre principalii parametri tehnologici care determină implementarea proceselor de termoformare. Tabelul 1 prezintă condițiile aproximative de temperatură la care se realizează termoformarea produselor polimerice din piese plate în industrie.

În plus, trebuie remarcată importanța implementării procesului de încălzire a pieselor de prelucrat în sine. În primul rând, acest proces este destul de lung și se ridică la aproximativ

50-80% din timpul total al ciclului de turnare al produsului. În al doilea rând, încălzirea pieselor de prelucrat trebuie efectuată astfel încât temperatura în toate punctele suprafeței lor să fie în orice moment aceeași. Încălzirea neuniformă duce la deformarea neuniformă a piesei de prelucrat în procesul de turnare a acesteia într-un produs și la formarea de pliuri pe suprafața acestuia din urmă. Ca urmare a încălzirii neuniforme, se pot forma zone separate supraîncălzite pe suprafața preformei, iar în timpul turnării, se poate produce ruperea preformei în aceste zone.

Temperatura instrumentului de formare afectează procesul de răcire al produsului format. Evident, trebuie să fie sub temperatura de tranziție sticloasă a polimerului, altfel preforma nu se va răci suficient și produsul își poate pierde forma. De asemenea, este evident că cu cât temperatura sculei de formare este mai mică, cu atât este mai rapidă răcirea și productivitatea echipamentului de formare este mai mare.

tabelul 1

Dar la temperaturi foarte scăzute ale instrumentului de formare, pe suprafața produsului turnat apar pete de hipotermie, iar tendința acestuia de a se deforma crește.

Cu metode pneumatice de formare a produselor, cum ar fi parametrii tehnologici dintre aceste procese, deoarece valorile actuale ale căderii de presiune necesare pentru implementarea lor, viteza de turnare (modificare) a produsului, care este determinată de timp, și presiunea gazului comprimat care curge în cavitatea de lucru, sunt interconectate.

Căderea curentă de presiune de funcționare realizată în timpul turnării produsului este determinată de caracteristicile elastice ale materialului polimeric, de grosimea peretelui piesei originale, precum și de deformațiile elastice care se dezvoltă în timpul turnării acestuia în produs. Utilizarea materialelor polimerice "rigide" sau a preformelor având o grosime relativ mare necesită crearea unor căderi de presiune relativ mari pentru a asigura o formare suficientă a articolului.

Pentru materiale „moale” sau piese de prelucrat cu pereți subțiri, creați viteze mari deformarea lor poate duce la distrugerea mecanică (ruperea) acestora din urmă în timpul procesului de turnare.

La implementarea proceselor de pneumoformare, un mediu gazos de lucru (comprimat) este alimentat într-o cavitate de lucru închisă, cel puțin una dintre suprafețele căreia este suprafața unei piese de prelucrat plane cu un gaz sursă situat acolo. caz general poate să nu fie identic cu mediul gazos original. În practică, de regulă, sursa și mediul de gaz de lucru sunt identice.

Pe baza celor de mai sus, este ușor de înțeles că timpul de formare a unui produs este determinat nu numai de scăderea presiunii de funcționare, care, în cazul general, depinde de proprietățile materialului prelucrat, de parametrii geometrici ai originalului. piesa de prelucrat și produsul turnat, parametrii termodinamici ai mediilor gazoase utilizate, precum și unii parametri de proiectare ai echipamentelor utilizate și sistemele de pneumocomunicații. Timpul maxim admisibil pentru formarea unui produs este determinat de răcirea piesei de prelucrat în procesul de deformare a acesteia: temperatura piesei de prelucrat nu ar trebui să aibă timp să scadă la un astfel de nivel la care turnarea produsului devine imposibilă. Timpul minim de formare a unui produs este determinat de ratele maxime posibile de deformare a piesei de prelucrat, la care se poate produce ruperea materialului.

În timpul implementării proceselor de formare în vid (Fig. 1), mediul gazos aflat acolo este evacuat din camera de lucru închisă a mașinii de formare în vid cu echipamentul de formare instalat în acesta pe masa mobilă, creând astfel o cădere de presiune între exteriorul. și suprafețele interioare ale piesei plate.

Acesta din urmă, fiind deformat sub acţiunea forţei motrice generate, vine în contact cu suprafeţele de modelare ale sculei de modelare (filiere, poansone etc.), ceea ce asigură implementarea procesului de modelare a produsului. Ca și în cazul turnării prin suflare, viteza de deformare a pieselor de prelucrat în timpul formării lor în vid depinde de timpul de formare a produsului.

În primul rând, trebuie menționat că nu în toate cazurile echipamente de formare în vid este capabil să asigure reținerea stabilă a vidului creat în camera de lucru (și, în consecință, a căderii de presiune) în timpul procesului de turnare. Se știe că reținerea stabilă a vidului generat este posibilă numai în acele cazuri când volumul receptorului, în care gazul este evacuat din camera de lucru, depășește volumul său inițial de cel puțin opt ori.

În al doilea rând, dacă, în condiții naturale (atmosferice), condiția specificată pentru implementarea procesului de formare în vid nu este îndeplinită, atunci este necesar să se recurgă la metoda combinată - pneumatică de vid a turnării acestuia, pentru care este necesar să se creeze un exces de presiune inițial în camera de lucru a echipamentului și deasupra suprafeței exterioare a piesei de prelucrat.

Ținând cont de cele de mai sus, este ușor de înțeles că timpul tehnologic de formare a produselor din semifabricate plate în metoda în vid de producere a acestora depinde nu numai de proprietățile materialelor polimerice prelucrate, de parametrii geometrici ai semifabricatelor și a produselor turnate utilizate. , parametrii termodinamici ai mediilor gazoase de lucru, dar este determinată semnificativ și de unii parametri constructivi ai echipamentului utilizat și a instrumentului de formare.

La implementarea proceselor de termoformare mecanică (Fig. 2), timpul de formare a produsului (și, în consecință, rata de deformare a piesei de prelucrat) este determinat de viteza de mișcare a sculei de formare. 4 , în care alegere optimă acesta din urmă se datorează acelorași probleme care sunt caracteristice altor metode de turnare discutate anterior.

După cum sa menționat deja, viteza de răcire a produselor turnate, determinată de timpul de răcire a acestora într-un interval de temperatură cunoscut, afectează valoarea tensiunilor reziduale din material. Răcirea relativ rapidă a produsului turnat reduce timpul ciclului de producere a acestuia, dar duce la „înghețarea” tensiunilor reziduale din material, drept urmare produsul are stabilitate dimensională scăzută în timpul funcționării. La o răcire relativ lentă, tensiunile reziduale se relaxează parțial, crescând stabilitatea dimensională a produsului, dar acest lucru crește timpul de ciclu al acestuia din urmă.

Se știe că materialele polimerice au o conductivitate termică relativ scăzută. Prin urmare, eficienţa răcirii articolelor turnate depinde în mod esenţial de condiţiile de transfer de căldură de la materialul polimeric răcit la mediul de răcire realizat în practică.

Timpul de răcire al produsului depinde în esență de valoarea medie integrală a grosimii peretelui său. Ultimul concept este introdus în legătură cu faptul că deformarea semifabricatelor plate în timpul modelării produselor din acestea se caracterizează printr-o eterogenitate semnificativă, ca urmare a faptului că produsele turnate au o diferență foarte vizibilă de grosime (eterogenitatea grosimii peretelui). ). Diferența de grosime a produselor polimerice afectează prezentarea acestora și caracteristici de performanță atât de importante precum rezistența, rigiditatea, etanșeitatea la vapori și la gaze. Variația de grosime a produselor turnate practic nu depinde de proprietățile polimerilor prelucrați, ci depinde în mod semnificativ de metoda de turnare implementată și de geometria produselor.

Timpul ciclului tehnologic sau de lucru pentru producerea unui anumit tip de produs depinde, în primul rând, de metoda implementată de formare a acestora, de echipamentele utilizate și poate include o mare varietate de elemente.

Anunțurile de cumpărare și vânzare de echipamente pot fi vizualizate la

Puteți discuta despre avantajele claselor de polimeri și proprietățile acestora la

Înregistrați-vă compania în Directorul de companii

 

Ar putea fi util să citiți:

• Șablon de urmărire Google AdWords (2018);
• Șablon de urmărire Google AdWords;
• Cinci probleme cu care se confruntă clienții cu liber profesioniști;
• Ce este internetul în bandă largă;
• Cum să verificați viteza internetului (Speedtest, contor de internet de la Yandex);
• Cum să fermeci oamenii - secretele lui Guy Kawasaki;
• Creați un nou viitor făcând ceea ce vă place - Chris Guilbeaux;
• Cele mai neobișnuite camere;