Способы изготовления изделий из термопластов. Экструзия, литье и штамповка.

Существуют различные способы получения изделий из пластмасс: прессование, литье под давлением, экструзия, пневматическая и вакуумная формовка, штамповка, обработка резанием. Одним из приемлемых способов обработки пластмассы является литье под давлением, позволяющее при наличии соответствующих пресс-форм изготавливать детали детских конструкторов, игрушки, предметы домашнего обихода и многое другое. Для получения этих изделий в качестве сырья могут быть применены использованные полиэтиленовые пакеты, любые старые ненужные пластмассовые изделия: старая пластмассовая фурнитура, пластмассовые короба, флаконы, подставки, старые пластмассовые игрушки, и т.д. (подробнее о технологии получения пластмассы из вторсырья вы можете узнать из статьи «Работа с полимерами и изоляционными материалами»).

Предлагаемый литьевой прибор (рис. 1) несложен и при желании может быть изготовлен в условиях домашней мастерской. Основная его деталь — пресс-цилиндр 3, рабочий объем которого составляет 309 мл. Толщина стенки пресс-цилиндра равна 4 мм, а в нижней конусной части — 10 мм. Такое утолщение обусловлено необходимостью поддержания доставочной температуры пластмассы на выходе из прибора. Давление на пластмассу создается за счет перемещения поршня 4 длиной 30 мм (при меньшем размере может происходить заклинивание, при большем — уменьшается объем рабочей камеры). Соединение поршня со штоком 2 шарнирное, что исключает заклинивание при несоосности цилиндра и штока. Размеры основания литьевого прибора — 285х180 мм, высота — 425 мм.

Рис. 1

Для размягчения пластической массы имеется электропечь, нагревательный элемент которой выполнен из нихрома 0,4 мм, свитого в спираль 5 6 мм, длиной 215 мм. Мощность прибора (при напряжении 220 В) составляет 700 Вт. Спираль изолирована от пресс-цилиндра и внешней обоймы с помощью шнурового асбеста 6. Течение разогретой массы происходит через отверстие головки 9, которое перекрывается при изменении положения крана 8. Перемещение поршня осуществляется вручную при вращении рукоятки 1. Загрузка пластмассы производится периодически через отверстие в верхней части пресс-цилиндра, для чего необходимо рукояткой 8 поднять поршень выше загрузочного окна.

При включении литьевого прибора в сеть температура в рабочей камере может достигать 700 °С, в результате чего любой термопласт сгорает. Для установления нужной температуры в рабочей камере в пределах от 65 до 450 °С используется соответствующей мощности бытовой светорегулятор, отградуированный через 50 градусов путем замеров температуры в цилиндре ртутным градусником через загрузочное окно. Контактор 7 для подключения светорегулятора располагается на конусной части пресс-цилиндра. Для безопасности работы корпус прибора необходимо заземлить.

Пресс-формы, применяемые для заполнения пластмассой, могут быть различными по конфигурации и конструкции. Их лучше изготавливать из алюминиевых сплавов, как более доступных и легкообрабатываемых. При конструировании литьевой формы необходимо учитывать следующие особенности: конструкция должна быть разъемной, надежной в эксплуатации и не требовать больших усилий на раздвижение; в ней необходимо сделать отверстия для выхода воздуха во время заполнения ее массой. Эскиз одной из форм (винт) приведен на рис. 2. Она состоит из полуформ 1 с полостью 3, воспроизводящей конфигурацию винта пробки 5 с выступом для получения паза в головке винта, штифтов 2 для центровки и соединения полуформ. В одной из полуформ имеется отверстие 4 для выхода воздуха при заполнении пластмассой. Стрелкой на рисунке указано направление подачи пластмассы.

Рис. 2

В качестве сырья для получения изделий может быть использован любой термопласт: полиэтилен, капрон, полихлорвинил, полистирол и другие, а также отходы из них. Наиболее предпочтителен полиэтилен, имеющий ряд преимуществ: обладает достаточной прочностью и упругостью, хорошо заполняет форму, не токсичен (для вентиляции воздуха достаточно открытой форточки), широко распространен.

51. Способы изготовления изделий из реактопластов. Формообразование, горячее прессование, методы литья, обработка в твердом состоянии, сварка и склеивание.

Изготовление изделий из реактопластов литьем под давлением осуществляется несколькими способами. Рассмотрим основные из них.Подача порции перерабатываемого материала 1 для
одного цикла литья под давлением производится через загрузочное окно 2 в
материальном цилиндре 3 (стадия а). Под действием значительного
усилия плунжера 4 (давление на

материал достигает 160 МПа, или 1600 кгс/см²)
материал сжимается и быстро нагревается, переходя в пластично-вязкое состояние
(стадия б). Затем масса впрыскивается под давлением через литниковый канал 5
в закрытую форму 6, где она, заполняя полость формы, принимает
конфигурацию изделия и отверждается (стадия в). После некоторой выдержки
под давлением плунжер 4 отходит назад, отрывая литник 7 от
изделия (стадия г). Потом открывается форма 6, выталкивается
изделие 8 и удаляется литник 7 с плунжера 4 —
соответственно с помощью выталкивателей 9 и толкателя 10, который
перемещается в специальном отверстии материального цилиндра 3 (стадия д).

Описанный процесс осуществляется на реактопластавтоматах; он
выгоден для изготовления мелких изделий (массой до 20 г), к которым предъявляются повышенные требования по точности размеров. Так можно перерабатывать и
плохо сыпучие материалы, дозируемые с помощью автоматических весов. На -рис. 2 показан способ литья под давлением реактопластов с использованием червячной пластикации. Цилиндр пластикации / является одновременно материальным цилиндром, а червяк 2 выполняет при этом и функции впрыскивающего плунжера. В цилиндре 1 материал захватывается из бункера 3 вращающимся черняком 2 и перемещается по винтовому каналу вдоль цилиндра к соплу 4. Материал попадает в цилиндр в виде твердых холодных порошкообразных частиц и гранул. Эти частицы при прохождении по винтовому

 

каналу уплотняются, перемешиваются и равномерно прогреваются. Пластикация материала в цилиндре происходит не только за счет
нагревания от внешних источников тепла, но и благодаря сдвиговым усилиям в канале червяка, что следует учитывать при установлении теплового режима в цилиндре пластикации. Температура, заданная по зонам цилиндра, должна поддерживаться с большой точностью. Это требование вызывается особенностями свойств реактопластов. В случае повышения заданной температуры реактопласт может преждевременно отверждаться в цилиндре 1 или в сопле 4, и тогда впрыск материала в форму 5 будет невозможен. Если же температура в
цилиндре будет ниже заданной, реактопласт не расплавится и впрыск его в форму
будет также невозможен (то же характерно и для термопластов).