Технология производства пластмассовых изделий

Сегодня мы подготовили материал по теме: "технология производства пластмассовых изделий" с советами и комментариями.

Технология производства пластмасс

Пластик хорошего качества нашел широкое применение не только в повседневной бытовой жизни каждого человека, но и на крупном производстве.

Технология производства пластмасс стала актуальной. Из данного материал изготавливают различные емкости, предметы обихода, детские игрушки и много других вещей.

Широкое применение пластика обусловлено его экономичной стоимостью, хорошими экологическими показателями и простотой в использовании. Здесь, на выставке представлены образцы оборудования по производству пластмассовых изделий.

Ввиду применения строгого контроля всех процессов производства, в итоге получается качественный материал с хорошими техническими показателями. Также на свойства пластика влияет сырье, поэтому для получения высококачественного продукта используется только исходный материал с хорошими характеристиками.

Модернизированное производство изделий из пластмассы предполагает несколько технологий производства пластмасс, среди которых:

  • формование посредством вакуума (технологический процесс изготовления происходит с применением перепадов воздушного давления);
  • технология выдувания, при которой хорошо разогретая масса поступает в открытую форму, после чего ее тщательно закрывают. С помощью подаваемого под давлением воздуха еще горячий пластик раздувается по стенкам соответствующей формы;
  • при процессе литья жидкую пластмассу заливают в специальные формы, в которых происходит дальнейшее формирование материала. С помощью подобной технологии изготавливаются канцтовары, пластиковая посуда и другие бытовые изделия;
  • для экструзии используют размягченную пластичную массу, которая формируется в готовое изделие посредством продавливания ее через специальные отверстия в инструменте.

Технология производства пластмасс литьем реактопластов

Основное преимущество данного метода состоит в коротких сроках производства готового продукта и его экономичности.

Сам процесс состоит из следующих этапов:

  • производство образца посредством применения механической обработки или изготовления прототипа будущего изделия с помощью 3D-технологий;
  • процесс разработки и изготовления силиконовой формы;
  • непосредственно само литье, при котором используется метод реактопласта.

Для получения первой отливки понадобится пять дней.

Сведения о технологии и оборудовании для производства пластмасс

В качестве основного сырья при производстве пластмасс применяется этилен. Он является источником получения полистирола, полиэтилена и поливинилхлорида.

Посуда изготавливается из первых двух разновидностей пластмассы посредством их плавления. Тонкие листы полиэтилена находят свое применение в производстве упаковочной продукции по типу пакетов.

3. Механические свойства пластмасс

Механические свойства определяют поведение физического тела под действием приложенного к нему усилия. Численно это поведение оценивается прочностью и деформативностью. Прочность характеризует сопротивляемость разрушению, а деформативность — изменение размеров полимерного тела, вызванное приложенной к нему нагрузкой. Поскольку и прочность, и деформация являются функцией одной независимой переменной — внешнего усилия, то механические свойства еще называют деформационнопрочностными (рис. 6).

Рис. 6. Механические испытания пластмасс на деформацию прочность (слева), ударную вязкость (по центру), твёрдость (справа)

Модуль упругости является интегральной характеристикой, дающей представление прежде всего о жесткости конструкционного материала. Ударная вязкость характеризует способность материалов сопротивляться нагрузкам, приложенным с большой скоростью. В практике оценки свойств пластмасс наибольшее применение нашло испытание поперечным ударом, реализуемым на маятниковых копрах.

Твердость определяет механические свойства поверхности и является одной из дополнительных характеристик полимерных материалов. По твердости оценивают возможные пути эффективного применения пластиков. Пластмассы мягкие, эластичные, имеющие низкую твердость, используются в качестве герметизирующих, уплотнительных и прокладочных материалов. Твердые и прочные могут применяться в производстве деталей конструкционного назначения: зубчатых колес и венцов, тяжело нагруженных подшипников, деталей резьбовых соединений и пр. (рис. 7).

Рис. 7. Детали конструкционного применения из пластмасс

В таблице 3 указаны механические свойства термопластов общего назначения.

Несколько примеров по обозначению (см. табл. ниже).

ПЭВД Полиэтилен высокого давления ГОСТ 16337-77
ПЭНД Полиэтилен низкого давления ГОСТ 16338-85
ПС Полистирольная плёнка ГОСТ 12998-85
ПВХ Пластификаторы ГОСТ 5960-72
АБС Акрилбутодиентстирол ГОСТ 8991-78
ПММА Полиметилметаакрилат ГОСТ 2199-78

Как происходит классификация пластмасс

Пластмасса по своим составляющим делится на следующие разновидности:

  • органическое стекло, винипласт представляют собой смесь из смол, стабилизаторов и мелкой доли пластификатора;
  • слоистыми пластинами представлен гетинакс, текстолит – пластик с бумажным или тканевым наполнителем;
  • к волокнитам относят асбестовые, х/б волокна, стекловолокна. В качестве наполнителей данного типа пластмассы применяется волокнистый материал;
  • с наполнителем в виде порошка представлены в пресс-порошках. Широкое применение нашли в строительной отрасли в качестве теплоизоляционных материалов. Являют собой раздутую и наполненную газом пластиковую массу (пенопласт, поропласт);
  • сырьем в промышленности служит химически устойчивый пластик;
  • применение эпоксидных смол возможно в изготовлении фенопластов.

На нашей выставке «Химия» представлены технологии производства различных видов пластмасс. В качестве связующего вещества могут быть выбраны различные материалы, но от их реакции на температурные перепады зависит, к какой из следующих групп относится данный тип пластика: термореактивным или термопластичным.

В первом случае повышение температуры ведет к изменению аморфного состояния пластика и перехода его из твердого в расплавленный вид до тех пор, пока не произошла определенная химическая реакция. После этого происходит полное затвердевание пластика, он меняет свои качества и образуется в вещество, которое уже не подвергается плавке или растворению.

Читайте так же:  Свежевыжатые соки полезны не каждому

Термопластичный пластик включает в себя такой материал, который при повышении температуры плавится, а при ее понижении затвердевает.

Сырье для производства пластмассовых изделий

Сырье для производства пластмассовых изделий сейчас необходимо во всех отраслях хозяйства и промышленности, так как этот материал активно используется для создания техники, предметов быта, мебели и любых хозяйственных предметов.

Пластмасса представляет собой органические материалы, созданные на основе синтетических или натуральных соединений полимеров. Особенностью данного материала является то, что он поддается воздействию, легко плавится, а под действием давления или высоких температур принимает новую форму, которую сохраняет после охлаждения.

4. Сварка пластмасс

Сварке подвергаются только так называемые термопластичные пластмассы (термопласты), которые при нагревании становятся пластичными, а после охлаждения принимают первоначальные вид и свойства. Кроме них, существуют термореактивные пластмассы, которые изменяют свои свойства при нагреве. Нагревать пластмассы при сварке следует не выше температуры их разложения, т. е. в пределах 140—240 °С.

Пластмассы можно сваривать различными способами:

  • нагретым газом;
  • контактной теплотой от нагревательных элементов;
  • трением;
  • ультразвуком (рис. 8).

Основные условия для получения качественного соединения пластмасс при сварке следующие:

  1. Диаметр присадочного прутка не должен превышать 4 мм для достаточно быстрого его нагрева и обеспечения необходимой производительности сварки.
  2. Сварку следует вести по возможности быстро во избежание термического разложения материала.
  3. Необходимо точно выдерживать температуру сварки во избежание недостаточного нагрева или перегрева свариваемого материала.

На рис. 8 показано оборудование и методы сварки пластмасс.

Рис. 8. Сварочный экструдер для сварки пластмасс, полимеров

2. Классификация пластмасс

В зависимости от поведения связующего вещества при нагреве пластмассы разделяют на термореактивные и термопластичные.

Термореактивные пластмассы при нагреве до определенной температуры размягчаются и частично плавятся, а затем в результате химической реакции переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Термореактивные пластмассы необратимы: отходы в виде грата и бракованные детали обычно используют после измельчения только в качестве наполнителя при производстве пресспорошков.

Термопластичные пластмассы при нагреве размягчаются или плавятся, а при охлаждении твердеют. Термопластичные пластмассы обратимы, но после повторной переработки пластмасс в детали физико-механические свойства их несколько ухудшаются.

К группе термореактивных пластмасс относятся пресспорошки, волокниты и слоистые пластики. Они выгодно отличаются от термопластичных пластмасс отсутствием хладотекучести под нагрузкой, более высокой теплостойкостью, малым изменением свойств в процессе эксплуатации. Термореактивные пластмассы перерабатывают в детали (изделия) преимущественно методом прессования или литьё под давлением (рис. 2).

Рис. 2. Схема и установка для получения деталей из термореактивных пластмасс

В таблице 1 приведены свойства, области применения и интервал рабочих температур некоторых термореактивных пластмасс. На рис. 3 показаны некоторые изделия из термореактивных пластмасс.

Рис. 3. Изделия, где применены термореактивные пластмассы

Технология изготовления термопластов довольно проста: гранулы засыпаются в камеру термопластавтомата, где, при необходимой температуре, переходят в текучее состояние, затем расплавленная масса попадает в специальную форму, где происходит прессование и дальнейшее охлаждение (рис. 4). Как правило, большинство термопластов может быть использовано вторично.

Рис. 4. Пресс-форма для литья пластмасс

В таблице 2 приведены свойства, области применения и интервал рабочих температур некоторых термопластичных пластмасс. На рис. 5 показаны некоторые изделия из термопластичных пластмасс.

Рис. 5. Изделия из термопластичных пластмасс

Выбор пластмассы для изготовления конкретного изделия определяется его эксплуатационными условиями. Критерии выбора разнообразны и зависят от назначения изделия. Основными критериальными характеристиками полимерных материалов являются механические (прочность, жесткость, твердость), температурные (изменения механических и деформационных характеристик при нагревании или охлаждении) и электрические. Последние отражают широкое применение пластмасс в радиоэлектронной и электротехнической отраслях. Кроме того, существенное значение приобрели триботехнические характеристики и ряд специальных свойств (огнестойкость, звукопоглощение, оптические особенности, химическая стойкость). Немаловажны также экономические условия (стоимость полимерного материала, тираж изделия, условия производства).

Компоненты пластмасс

В любом пластмассовом изделии обязательным компонентом выступает полимер. Однако очень малая часть этого материала состоит исключительно из полимеров, обычно в него добавляются различные примеси – наполнители, красители и стабилизаторы.

Полимер является связующим веществом, молекулы полимера соединены в пространственную решетку. Полимеры могут быть синтетическими и естественными. В качестве природных выступают такие полимеры, как крахмал, белок и целлюлоза, но используются они значительно реже, чем синтетические материалы.

Существует два вида полимеров в зависимости от типа их обработки:

  • Термопластичные – полимеры, которые способны размягчаться и отвердевать много раз при попеременном охлаждении и нагреве. Обычно такие материалы легко растворимы в органических жидкостях. К термопластичным относятся полистирол и полиэтилен.
  • Термореактивные. Эти полимеры поддаются воздействию температуры, но отвердевают они только 1 раз. Они не растворяются в органических веществах и являются более прочными. К этому виду относятся карбомидные и фенолформальдегидные полимеры.
Читайте так же:  Как правильно смешивать краски

В строительстве и производстве бытовых товаров гораздо чаще используется термореактивное сырье, так как оно отличается лучшими эксплуатационными характеристиками. Выделяют основные виды полимеров, которые активно используются в производстве:

Производство изделий из пластмасс

Основными операционными процессами переработки пластмасс и полимеров в процессе производства являются:

  • подготовка материала к технологическому производству;
  • выбор необходимого количества исходного сырья;
  • таблетирование массы и предварительное разогревание (в некоторых случаях);
  • формование заданного изделия;
  • окончательная отделка механическим или станочным способом.

Горячий метод формования

Главным для производства является получение качественной продукции при высокой производительности. Говоря о качестве изделия, упоминают о структурных молекулярных показателях:

  • аморфные полимеры характеризуются ориентацией;
  • кристаллизующиеся полимеры отличаются множеством надмолекулярных образований на всех этапах агрегации, поэтому используют способ заданной кристаллизации.

Надкристаллическая структура кристаллизующихся полимеров многообразна, поэтому материалы с одинаковыми свойствами при обработке в различных условиях дают изменяющиеся свойства деталей. Стабильность определенного набора свойств решается с помощью точного выбора и исполнения требуемых режимов обработки полимеров.

Предварительная сушка полимеров

Технологические карты процесса и качество полученной продукции определяются влажностью и температурой пластика. На подготовительном этапе делается сушка или увлажнение для приведения показателей в требуемую норму. Водяные молекулы обладают свойством полярности и быстро вступают в связи с полярными полимерами, из-за этого поглощается влага из окружающей среды. Увеличение полярности способствует усиленному поглощению, и наоборот. Некоторые полимеры изначально негигроскопичны, что не дает возможности на подготовительном процессе насытить их влагой.

Увеличение влажности материала на подготовительной стадии уменьшает его текучесть, избыток влаги снижает взаимодействие молекул и влияет на уровень гидролитической деструкции. Насыщение влагой уменьшает прочность, показатель удлинения при разрыве, сопротивление диэлектрическому проникновению. На поверхности детали после производства появляются белесые и серебристые разводы, волны, вздутия, пузыри, пустые поры, отслоения, трещины. Иногда такие дефекты проявляются только при прессовании.

Низкая влажность ведет к структурированию, которое является одним из видов деструкции, при этом снижается текучесть полимера. Изменение влажности может происходить не только в процессе производства, но и при эксплуатации. При этом разрушение детали повторяется в указанных параметрах. Сушка полимерных материалов используется для уменьшения влажности. Для материалов, склонных к термоокислительной деструкции применяется сушка в вакууме, это позволяет увеличить температуру и уменьшить время сушки.

В процессе сушки применяют типы сушилок:

  • барабанные;
  • ленточные аппараты-конвейеры;
  • турбинные камеры;
  • вакуум-сушилки.

Чтобы уменьшить влажностные показатели порошкообразных и гранулированных термопластов используют бункер с системой подогрева. Иногда летучие вещества и влагу убирают в процессе расплава, при этом во время пластификации снимают давление на определенном шнековом участке. Как следствие, происходит расширение нагретых газов, которые удаляются с помощью вакуумного отсоса.

Подготовка материалов к переработке

Сушку полимеров заканчивают непосредственно перед обработкой, при этом рекомендуется оставить показатели, которые ниже требуемых. Если требуется некоторое время хранения перед производством, то высушенному материалу организуют тщательные сухие условия. Если гигроскопичность полимеров низкая, то такие материалы не сушат, а только подогревают перед технологическим процессом. Слишком низкая влажность требует повышения показателя выдерживанием экземпляра в воздухе с высокой влажностью или опрыскивания ацетоном, спиртом, водой.

Таблетирование материалов

Формование в условиях сжимания пластмасс порошкообразного типа называется таблетированием для производства определенной формы таблеток с заданными параметрами плотности и размеров. В результате процедуры лучше дозируется сырьевая масса, из материала удаляется большая часть воздуха, что ведет к повышению теплопроводности.

Для процесса применяют таблеточные машины:

  • гидравлические с выполнением 5−35 циклов за минуту;
  • эксцентриковые — 16−40 циклов;
  • ротационные — 65−605 циклов.

Предварительный разогрев материалов

Процедура делается только для реактопластичных заготовок (волокнитов и порошков). Прогрев осуществляется в генераторах, производящих токи с высокой частотой. Иногда используют контактные нагреватели непосредственно перед помещением материала в прессовальную форму для ускорения прессования. Нагрев высокочастотными токами снижает предел прессовальной нагрузки, что продлевает время службы пресса, увеличивает производительность, снижает затраты на выпуск изделий из пластмассы.

Пластмассы относят к диэлектрикам и полупроводникам, они нагреваются в ТВЧ из-за поляризации зарядов элементарного порядка. Малое число свободных зарядов в диэлектрике ведет к появлению тока проводимости. Происходит смещение электрополя с некоторым запаздыванием по частоте из-за трения молекул. Количество тепла на выходе пропорционально частоте поля.

Технологии производства пластмассовых изделий

Производство пластмасс осуществляется следующими способами:

  • Литье. Это технологический процесс, в ходе его осуществления сырье для пластмасс преобразуется в жидкое состояние. После этого оно заливается в специальные формы. Используется для создания канцтоваров, посуды и любых товаров быта.
  • Выдув – разогретый материал в жидком состоянии подается в раскрытую форму, которая сразу после этого закрывается. Далее в форму поступает воздух с целью раздуть форму по стенкам.
  • Вакуумное формирование. Процесс подразумевает воздействие на листовые материалы давления воздуха.
  • Экструзия – самый распространенный метод. Пластик размягчается и продавливается через отверстие формирующего инструмента.
Читайте так же:  Какие существуют виды бассейнов для дачи

Независимо от технологии для производства пластмассовых изделий сырье должно быть использовано высшего качества. Хорошее сырье является залогом получения качественной вещи, которая прослужит не один год.

В ЦВК «Экспоцентр» проходит ежегодная выставка «Индустрия пластмасс», на которой представлены различные виды пластмасс, контрольно-измерительное оборудование, а также новейшие технологии переработки и производства пластмасс.

Пластмассы. Состав, свойства, применение пластмасс

Пластмассы (пластики) представляют собой органические материалы на основе полимеров, способные при нагреве размягчаться и под давлением принимать определённую устойчивую форму.

Полимеры – это соединения, которые получаются путем многократного повторения (рис. 1), то есть химического связывания одинаковых звеньев – в самом простом случае, одинаковых, как в случае полиэтилена это звенья CH2, связанные между собой в единую цепочку. Конечно, существуют более сложные молекулы, вплоть до молекул ДНК, структура которых не повторяется, очень сложным образом организована.

Видео (кликните для воспроизведения).

Рис. 1. Формы макромолекул полимеров

Изготовление пластиковых изделий

Существует несколько способов получения пластиковых деталей

Литье пластика под давлением

Используют для выпуска реакто— и термопластов. При таком способе материал в гранулированной форме идет в цилиндр машины, где происходит его прогревание и перемешивание оборачиваемым шнеком. Если используется не шнековая, а поршневая машина, то пластификация происходит прогревом. Разогрев термопластов ведется до 200−350˚С, реактопласты требуют 85−120˚С. Готовый материал поступает в форму для литья, где охлаждается (термопласты до 25−125˚С, реактопласты — 155−195˚С). В форме бывшее сырье держат для уплотнения под давлением, что влияет на порог усадки, снижая его.

Интрузия

Позволяет на том же агрегате изготовить детали значительно большего размера и объема. При предыдущем процессе литье пластифицируется поворачивающимся червяком, а подается в форму при его поступательном перемещении. Интрузия предполагает использование сопла с имеющимся широким каналом для перетекания литья в форму до начала поступательного движения червяка. Общая продолжительность циклического процесса не становится больше, но метод показывает высокую производительность.

Литье прессованием

В этом случае камера загрузки находится отдельно от полости формирования. Прессованный материал помещается в камеру загрузки, где при действии тепла и сжатия происходит пластификация. Затем материал перетекает в рабочее отделение формы, где отвердевает. Метод прессованного литья используется в случае выпуска деталей с толстыми стенками, армированием, сложной формы. Недостатком способа является небольшой перерасход материала, так как часть его остается в загрузочном отделении.

Заливка

Процесс применяется для выпуска деталей из компаундов или в случае применения изоляции и герметизации компаундами запчастей радио и электронной отрасли. Компаунды — композиции из полимеров, пластификаторов, отвердителей, наполнителей и других добавок. Они являются воскообразными твердыми составами, которые перед применением нагревают до получения жидкого состояния.

Отвердевание происходит при температуре 25—185˚С, процесс занимает по времени около 2−17 часов. Иногда в емкость для раствора насыпают таблетированный материал, затем форму нагревают и сырье расплавляется, чтобы ускорить процедуру используют метод давления.

Метод намотки

Используют для изготовления пластиковых тел вращения, при этом исходным сырьем служит жидкотекучие и стеклянные полимеры. Изготавливают колпаки, трубчатые полости, цилиндрические оболочки. Процесс происходит на намоточных станках с применением оправок, на них наматывают обработанные полимером нити. Намотка осуществляется сухим или мокрым способом.

В первом случае применяют предварительно пропитанную армирующую нить, а во втором случае пропитка происходит перед применением нити. Сухой метод признан более производительным и качественным, в результате используются разнообразные пропитки и связующие, но мокрый метод позволяет выполнять детали сложной фигуры и формы.

1. Компоненты, входящие в состав пластмасс

В большинстве своем пластмассы состоят из смолы, а также наполнителя, пластификатора, стабилизатора, красителя и других добавок, улучшающих технологические и эксплуатационные свойства пластмассы. Свойства полимеров могут быть в значительной степени улучшены и изменены, в зависимости от требований, предъявляемых различными отраслями техники, с помощью различных составляющих пластмассы.

Наполнители служат для улучшения физико-механических, диэлектрических, фрикционных или антифрикционных свойств, повышения теплостойкости, уменьшения усадки, а также для снижения стоимости пластмасс. По массе содержание наполнителей в пластмассах составляет от 40 до 70 %. Наполнителями могут быть ткани, а также порошкообразные и волокнистые вещества.

Пластификаторы увеличивают пластичность и текучесть пластмасс, улучшают морозостойкость. В качестве пластификаторов применяют дибутилфталат, трикрезилфосфат и др. Их содержание колеблется в пределах 10 – 20 %.

Стабилизаторы вещества, предотвращающие разложение полимерных материалов во время их переработки и эксплуатации под воздействием света, влажности, повышенных температур и других факторов. Для стабилизации используют ароматические амины, фенолы, сернистые соединения, газовую сажу.

Читайте так же:  Особенности светильника для ванной комнаты

Красители добавляют для окрашивания пластических масс. Применяют как минеральные красители (мумия, охра, умбра, литопон, крон и т. д.), так и органические (нигрозин, родамин).

Смазочные вещества стеарин, олеиновая кислота, трансформаторное масло – снижают вязкость композиции и предотвращают прилипание материала к стенкам пресс-формы.

Выбор пластмасс

Основными условиями выбора служат технологические и эксплуатационные свойства. В помощь технологу созданы сравнительные таблицы, содержащие марки материалов с описанием технических характеристик, при этом указаны радиотехнические и электрические свойства, диэлектрическая проницаемость, механические и прочностные показатели. Указаны коэффициенты износа и трения, Пуассона, показатели теплового расширения и другие характеристики.

Для классификации пластмасс используют следующие признаки:

  • вид используемого наполнителя;
  • эксплуатационные качества;
  • назначение для применения в различных областях;
  • значение некоторых важных параметров и эксплуатационных характеристик.

5. Другие свойства пластмасс

Химическая стойкость. Химическая стойкость пластмасс, как правило, выше, чем у металлов. Химическая стойкость пластмасс в основном определяется свойствами связующего (смолы) и наполнителя. Наиболее химически стойкими в отношении всех агрессивных сред являются фторсодержащие полимеры —фторопласты 4 и 3. К числу кислотостойких пластмасс в отношении концентрированной соляной кислоты могут быть отнесены винипласт и фенопласты с асбестовым наполнителем. Стойкими к действию щелочей являются винипласт и хлорвиниловый пластик.

Электроизоляционные свойства. Почти все пластмассы — хорошие диэлектрики. Этим объясняется их широкое применение в электро- и радиотехнике. Большинство пластмасс плохо переносит т. в. ч. и поэтому они применяются в качестве электроизоляционных материалов для деталей, которые предназначаются для работы при частоте тока 50 Гц. Однако такие ненаполненные высокополимеры, как фторопласт и полистирол, практически не меняют своих диэлектрических качеств в зависимости от частоты тока и могут работать при высоких и сверхвысоких частотах.

Повышение температуры, как правило, ухудшает электроизоляционные характеристики пластмасс. Исключение составляет полистирол, сохраняющий электроизоляционные свойства в интервале температур от —60 до +60° С, и фторопласт 4 — в интервале температур от —60 до +200°. С.

Фрикционные свойства. В зависимости от условий работы пластмассовые детали могут обладать различными по величине фрикционными характеристиками. Так, например, текстолит при малых нагрузках имеет малый коэффициент трения, что и позволяет широко использовать его вместо бронзы, антифрикционных чугунов и т. д. Коэффициент трения тормозных материалов типа КФ-3 высок, что и отвечает назначению этих материалов. Из этих двух примеров следует, что утверждение, высказанное выше, справедливо

Технология изготовления и производства пластмассовых изделий

В XXI веке развитых технологий находят применение искусственно созданные полимеры и пластмассы, этих материалов нет в природе, поэтому для получения качественных экземпляров требуется тщательно налаженный технологический процесс. Пластик из-за специфических свойств находит широкое применение в качестве материала, позволяющего экономить употребление дорогостоящих цветных металлов, снижать массу узлов и деталей. С помощью современных технологий процесс изготовления пластиковых изделий полностью автоматизирован, незначительные операции механической обработки сведены к минимуму.

Способы дополнительной механической доводки готов изделий

Эта процедура делается для:

  • уточнения формы готовых деталей после давления или литья;
  • при процессе производства изделий из листового пластика;
  • снятия излишних наслоений (облоя, литников, грата, пленки), расчистки отверстий в условиях небольшого производства;
  • повышения экономии при выпуске сложных по конфигурации деталей;
  • изготовления малой партии изделий или в условиях небольших цехов.

Механообработка отличается спецификой из-за вязкости, низкой теплопроводности, именно эти особенности формируют инструмент и станковую оснастку для обработки пластмасс. Различают следующие методы механической обработки:

  • обработка пластмассовых изделий резанием;
  • разделительная штамповка.

Первый способ применяется для отделки и удаления наслоений на детали после метода горячего прессования и в виде самостоятельного способа для выточки продукции из поделочных пластиков. Метод обработки резанием состоит из отдельных операций: точения, резки, сверления, фрезеровки, шлифовки, полирования и формирования резьбы.

Штамповку разделительного направления используют в случае применения в качестве заготовок листового пластика. Выполняемые операции: зачистка, вырубка, обрезка, пробивка, разрезка или отрезка.

Точение делают с заглублением инструмента на слой 0,6−3 мм, различаю чистовой вариант и черновую обработку. Сверление делают разными скоростями оборотов, что зависит от марки пластмассы. Фрезерованием обрабатывают на глубину 1−8 мм (реактопласты) и 1−9 мм (термопласты), также различают черновой и чистовой проход.

Нарезка резьбы иногда выполняется сложно из-за обработки слоистых, волокнистых пластиков, на которых появляются срывы ниток, скалывания или трещины. Шлифование делают кругами из карборунда со средними характеристиками твердости, иногда вместо кругов используют шлифовальную бумагу.

Полируют детали для получения на выходе из цеха изделия с высококачественной поверхностью. Для процедуры берут мягкие круги, которые составлены в виде пакета из муслиновых дисков различных диаметров, хорошо работают в шлифовании круги из фетрового материала. Одна часть шлифовочного диска с нанесенным на ней абразивом, вторая свободна от наждачного слоя и применяется для протирки.

Читайте так же:  Почему сладкий лук хранится хуже, чем злой

Технология производства изделий из пластмасс

Пластмассы – это органические материалы на основе органических и синтетических полимеров и целевых добавок (наполнителей, стабилизаторов, красителей и т. д.), способные при нагреве размягчаться и под давлением принимать определенную форму.

1. Простые (ненаполненные).

2. Сложные (композиционные).

Простые – это термопластичные (полиэтилен, полистирол).

Сложные состоят из полимера и ряда специальных добавок, обеспечивающих необходимый комплекс свойств.

Полимеры в композиционных пластмассах выполняют роль связующего.

Наполнители, как правило, твердые (в виде порошка, волокон или листов).

— оксиды Ti, Zr, Si, и др.

— слюда, тальк, стекло

— древесина, лен, хлопок, целлюлоза.

В зависимости от температуры различают три физических состояния аморфного полимера (рис.2).

1. Стеклообразное (хрупкое) состояние от комнатной температуры до температуры ТС (стеклования).

2. Высокопластичное (от ТС до ТТ (текучести)).

3. Вязкотекучее состояние.

Рисунок 20 — Термомеханическая кривая аморфного полимера.

Эти состояния определяют отличия технологии обработки пластмасс от технологии обработки металлов и сплавов (см. табл. 2).

Таблица 2 — Отличия от производства изделий из сталей и сплавов

Стали, сплавы Пластмассы
1. Многостадийность технологии выплавка → литье → ОМД → ТО → сварка 1. Одно- или двухстадийность технологии плата электротехническая за один прием
2. Значительные потери металла (отходы) 2. Высокий коэффициент использования материала (0,85 – 0,95 %)
3. Высокая трудоемкость 3. Низкая трудоемкость (в 5 — 6 раз меньше, чем у металлов)
4. Высокая стоимость технологии изготовления 4. Относительно малая стоимость технологии изготовления (в 2 – 9 раз меньше, чем металлов)
5. Зависимость метода преработки от химического состава и требуемых свойств. 5. Зависимость метода переработки от физического состояния при нагреве.

Подготовительные операции обработки пластмасс проводят перед переработкой для улучшения технологических свойств. Это:

1) смешение – получение однородной массы полимерных композиций из различных ингредиентов в измельченном виде. Как в жидкой, так и в твердой фазе; смесители;

2) вальцевание – на валковых машинах многократное пропускание массы через зазор между валками для придания пластичности и однородности;

3) таблетирование – для получения из пресс-порошков или пресс-волокнитов прочных таблеток, что увеличивает точность дозировки и уменьшает потери сырья;

4) сушка и предварительный подогрев для повышения сыпучести и удаления излишней влаги и летучих веществ;

5) гранулирование (та же цель, что и у таблетирования).

Методы переработки пластмасс в вязкотекучем состоянии.Сущность переработки – нагрев до температуры больше ТТ, формообразование при этой температуре за счет приложения давления и фиксации полученной формы.

1. Экструзия– получение сырья в виде гранул, порошка или расплава изделий бесконечного типа заданного профильного сечения (труб, листов, лент, пленок, оболочек для кабелей и т. д.) путем непрерывного продавливания через формующий инструмент. Перерабатывают все полимеры.

2. Литье под давлением.

3. Центробежное литье.

4. Каландирование (то же, что и вальцевание) получают листовые и пленочные изделия, а также наносят полимерные покрытия на ткани, нанесение тиснений и рельефного рисунка на пленки и слоистые материалы.

5. Прессование – самый распространенный способ реактопластов; в горячей пресс-форме.

6. Метод формования – из жидкой фазы с помощью отверждающихся смол.

7. Метод полива (кино- и фотопленки, целлофан) – непрерывно льют на движущуюся транспортную ленту, проходящую через специальную тепловую камеру. При этом удаляется растворитель и формируется пленка, которая затем сматывается в рулоны.

Формование крупногабаритных изделий из стеклопластиков и армированных различными волокнами пластмасс проводят следующими методами:

1) традиционные методы, основанные на совместном движении связующего и коротковолокнистого связующего в каналах и полостях формующего инструмента, т. е. это прессование, литье под давлением, экструзия;

2) специфические методы формования крупногабаритных изделий (оболочек, труб, цистерн, кровли, строительных панелей, кузовов автомобилей, корпусов лодок и судов, самолетов, ракет и др.)

— контактное формование (пропитка связующим волокнистого наполнителя, который неподвижен);

— формование с помощью эластичной диафрагмы;

— пропитка под давлением в замкнутой форме;

Методы получения деталей из пластмасс в твердом состоянии:

1. Холодное формование листовых заготовок.

2. Объемная штамповка листовых термопластов.

3. Разделительная штамповка (вырубка, пробивка, зачистка).

4. Обработка пластмасс резанием (сверление, шлифование, полирование).

5. Сварка (нагретым газом, нагретым инструментом, ультразвуком, инфракрасным излучением).

6. Склеивание с помощью клея или растворителя.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Видео (кликните для воспроизведения).

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8737 —

| 7552 — или читать все.

Источники

Технология производства пластмассовых изделий
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here