Производство изделий из пластмасс
В промышленности применяют следующие методы формообразования изделий из пластмасс: экструзия, прессование, литье под давлением, спекание, механическая обработка, сварка.
При экструзии расплав полимера непрерывно выдавливается через формообразующее отверстие в виде профиля определенного сечения. Методом экструзии получают профильные изделия: трубы, уголки, полосы, стержни. Выдавливание термореактивных материалов осуществляют в пресс-формах на горизонтальных гидравлических прессах (рис. 24.1), а термопластических – с использованием шнековых или червячных устройств – экструдеров (рис. 24.2), что обеспечивает непрерывное пластифицирование полимера. Пленки и полые трубчатые изделия получают в сочетании с раздуванием заготовок сжатым воздухом (рис. 24.3).
Рис. 24.1. Схема пресс-формы для экструзии термореактивных полимеров: 1 – зона приема материала; 2 – переходная зона; 3 – профилирующая зона; 4 – мундштук; 5– зажимная гайка; 6– фланец для крепления пресс-формы к неподвижной плите пресса; 7 – электрические обогреватели; 8 – матрица; 9 – нагреваемая обойма; 10 – охлаждаемая обойма; 11 – бункер-наполнитель материала; 72 –загрузочная полость; 13– поршень пресса; 14– фланец для крепления поршня к подвижной плите пресса
Рис. 24.2. Схема экструдера: 7 – шнек; 2 – загрузочное отверстие; 3 – цилиндр; 4 – водяной или паровой обогрев; 5 – воздушное охлаждение; 6 – дорн; 7 – головка цилиндра; 8 – мундштук
Рис. 24.3. Схема изготовления пленки раздуванием трубы вверх: 1 – шнек; 2– цилиндр экструдера; J и 4– фильтрующие сетка и решетка; 5– дорн; 6– оформляющая головка; 7– электрические нагреватели; 8– охлаждающее устройство; 9– направляющие ролики; 10–захватывающие валики; 11 – барабан
Прессованием наиболее часто изготавливают изделия из термореактивных пластмасс, причем различают прессование прямое (компрессионное), литьевое (трансферное), непрерывное профильное. На рис. 24.4 показана схема прямого прессования. При загрузке в полость горячей нижней пресс-формы (матрицы) материал разогревается до вязкотекучего (гельного) состояния и под давлением верхней горячей формы (пуансона) принимает форму готового изделия. Изделие выдерживается в пресс-форме под давлением до полного отвердения термореактивного материала, после чего извлекается из формы. Листовой и пленочный термопластичный материал прессуется с помощью сжатого воздуха или вакуума.
Рис. 24.4. Схема изготовления изделий прессованием: а – загрузка шихты в пресс-форму; б – прессование; в – извлечение изделия; 1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – выталкиватель; 4 – пресс-материал; 5 – готовое изделие
Схемы пневмо-формования и вакуум-формования показаны на рис. 24.5.
Рис. 24.5. Схема пневматического (а) и вакуумного (б) прессования:
1 – матрица; 2 – изделие
Литье пластмасс под давлением характеризуется высокой производительностью, а получаемые изделия – высокой точностью и повышенной чистотой поверхности. Этот метод, которым обычно перерабатывают термопластичные материалы, основан на нагреве полимера до вязкотекучего состояния и последующем охлаждении расплава под давлением в пресс-формах литейных машин (рис. 24.6). Технология позволяет получать детали массой от нескольких десятков граммов до 100 кг
Рис. 24.6. Схема литья под давлением: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – дозатор; 4 – бункер-накопитель материала;5 – электрообогреватель; 6 – гильза терморегулятора; 7– сопло; 8– кронштейн; 9 и 14– пружины; 10– неподвижная плита для крепления пуансона; 11 – пуансон; 12–толкатели; 13– матрица; 15– подвижная плита; 16–траверса; 17–упор
Методом спекания изготавливают изделия из термопластов с высокой температурой плавления и большой вязкостью расплава.