Изготовление деталей из пластмасс прессованием

Цель работы: изучить оборудование и оснастку, применяемые для прессования; изучить технологию процесса горячего прессования; установить основные параметры процесса изготовления детали методом горячего прессования из пресс-материала на основе термореактивного и термопластичного полимера.

Оборудование, инструмент, материалы: пресс с устройством для регулирования усилия прессования, пресс-форма, нагревательное устройство (термостат, электропечь), пресс-порошки, секундомер, щипцы, графитомасляная смазка.

Основы технологии

Основными параметрами при изготовлении изделий из полуфабриката (пресс-порошка) с полимерами являются: разновидность полимера и его химический состав, температура прессования, давление прессования, время выдержки в пресс-форме.

Для реактопластов на основе фенолформальдегидной смолы температура прессования лежит в пределах от 140 до 200 ⁰С. Повышение температуры прессования ускоряет процесс структурообразования вследствие повышения текучести материала и сокращения продолжительности его отверждения. Перегрев приводит к быстрому отверждению до заполнения полости формы и последующему разложению.

Для термопластов температура прессования колеблется от 160 у полистирола до 320…360 ⁰С у фторопласта. Повышение температуры выше установленного предела для каждого термопласта может привести к его разложению (термическая деструкция). Снижение температуры прессования ведет к удлинению цикла отверждения. Следовательно, температуру необходимо выдерживать в строго допустимых пределах (температура начала и конца прессования).

Давление при горячем прессовании необходимо для структурообразования и уплотнения изделия. Давление прессования – это удельное давление, приходящееся на 1 см² проекции изделия в направлении прессования. Для термореактивных смол Р_уд = 15…80 МПа, для термопластов Р_уд = 3…15 МПа. Продолжительность выдержки зависит от температуры прессования, скорости отверждения материала (для реактопластов), содержание в материале влаги, удельного давления, конструкции формы и толщины стенок изделия.

Для термореактивных пресс-материалов выдержка составляет от 0,5 мин для ненаполненных до 2 мин с порошкообразным наполнителем на 1 мм толщины изделия, для пресс-материалов с волокнистым наполнителем – 2…5 мин на 1 мм толщины изделия. Для термопластов выдержка под давлением длится до затвердевания полимера (снижение температуры ниже температуры стеклования Т_ст).

При прямом горячем прессовании пресс-материал помещается непосредственно в матрицу формы. Процесс формования (обработка давлением) изделия осуществляется в металлических пресс-формах на гидравлических прессах. Пресс-формы, как правило, разъемные и состоят из матрицы и пуансона. В открытых пресс-формах избыток материала вытекает в зазор между матрицей и пуансоном, образуя заусенец, который удаляется механической обработкой. В закрытых пресс-формах заусенец не образуется при соблюдении условия V_пол = V_мат (объем заполняемой полости равен объему пресс-материала), (рис.3, 4).

Состав различных пресс-материалов и режимы прессования приведены в табл.1.

Таблица 1