Техніка й технологія виготовлення деталей із пластмас

Існують кілька методів виготовлення пластмасових виробів. Усі вони потребують спеціального дорогого оснащення. Розглянемо найбільш поширені з них.

Лиття під тиском

Це найпродуктивніший метод. Використовується в масовому виробництві. Виконується на спеціальних машинах, призна­чених для розплавлення матеріалу й подавання його під поршнем (тиск 50–250 МПа) у закриту охолоджувану прес­форму, при розкритті якої виріб автоматично виштовхується. Пресформа являє собою збірний металевий пристрій, усередині якого знаходиться порожнина, яка за формою відповідає формі майбутньої деталі. Наступна операція – обрізання ливника, який знов іде на переплавку. Далі – механічна обробка, якщо вона потрібна.

Для кожного виробу необхідно виготовляти свою пресформу.

Пресування

Пресування полягає в тому, що вихідний матеріал у вигляді гранул або волокон укладається в пресформу, підігріту до температури 130–180 ^оC. Потім укладена маса стискається пуан­соном на гідравлічних пресах зусиллям від 10 до 1 000 т. Пласт­маса при цьому сплющується й стає однорідним матеріалом, який повністю заповнює порожнину пресформи. Після відходу пуансону деталь виштовхується, оскільки вона розігріта, але тверда. Ливника в цьому випадку немає, тобто матеріал використовується більш економно, ніж при виготовленні деталі литтям під тиском.

Пневматичне формування

Здійснюється на спеціальних машинах, які можуть утворю­вати повітряний тиск або вакуум. Застосовується для виготов­лення деталей із листового матеріалу, який підіргівають до пластичного стану. Товщина листа – 1,5–4 мм. Підігрів мате­ріалу теж здійснює машина. Формування заготовки відбувається в пресформі під дією стиснутого повітря. Після формування заготовку обрізають по контуру у обрізному штампі під пресом. Отже, у цьому випадку, окрім пресформи, необхідний ще й штамп.

Екструзія – це видавлювання пластмаси з порожнини через отвір під тиском. Пластмаса перебуває в розплавленому стані, але після виходу через отвір миттєво затвердіває і набуває форми отвору при необмеженій довжині. Здійснюють на спе­ціальних шнекових машинах, призначених для виготовлення пластмасових труб, а також для нанесення ізоляції на дріт (точно таким же чином наносять на дріт і гумову ізоляцію).

Лиття під тиском і пресування дозволяють виготовляти заготовки, армовані металевими елементами, які підвищують міцність деталей, але пресформа й технологія при цьому ускладнюються.

Окрім перелічених методів, із листової пластмаси товщиною до 6,5 мм можна одержувати заготовки штампуванням, гнуттям, пробиванням, відбортуванням та ін.

При невисоких вимогах до точності виробів усі способи виготовлення пластмасових виробів дають змогу отримувати готову деталь. Лише для деяких точних деталей, наприклад втулок, необхідна подальша обробка різанням.

Волокнами називаються еластичні тіла, довжина яких у багато разів перевищує розмір їхнього поперечного перерізу.

В основі органічних волокон лежить рослинний і тваринний світ. В основі неорганічних волокон лежать мінерали. В основі штучних волокон – природні полімери. В основі синтетичних волокон – синтетичні полімери (смоли з нафти, газу, вугілля).

Натуральні органічні волокна використовують у легкій про­мисловості для виготовлення тканин, а потім одягу. Неорганічні волокна (азбест) використовують у технічних цілях.

Хімічні волокна мають ряд суттєвих переваг над натуральними:

У наш час існують волокна, які за багатьма показниками перевищують натуральні волокна.

Хімічні волокна виготовляють у вигляді нескінченної нитки, яка складається з багатьох окремих волокон, або з одного волок­на, або у вигляді штапельного волокна – коротких відрізків нескрученого волокна, довжина яких відповідає довжині шерсті. Але хімічні волокна, як штучні, так і синтетичні, використо­вують переважно для технічних цілей при виготовленні електроізоляції, труб, струн, сіток, канатів та ін. Для тканин їх використовують менше, тому що вони негігроскопічні, погано пропускають повітря, накопичують статичну електрику.

У тканинах хімічні волокна часто використовують у суміші з натуральними волокнами. Волокна мають такі показники якості: лінійна щільність; міцність на розрив; крутка ниток; подов­ження в сухому й мокрому стані; еластичність; гігроскопічність; стійкість проти стирання; стійкість до високих і низьких температур; стійкість до світла; хімічна стійкість та інші спеціальні якості.

Але найважливішою характеристикою волокон є міцність на розрив. Це довжина, при якій волокно розривається від своєї ваги. Ось показники міцності деяких волокно: шерсть – 12 км, бавовна – 35 км, віскоза – 40 км, капрон і нейлон – 72 км.

Синтетичні волокна найбільш дешеві. При їх виготовленні відсутнє прядильне виробництво.

Наведемо трудомісткість виготовлення 1 т волокон із різних матеріалів:

Вихідним матеріалом при виготовленні штучних хімічних волокон є целюлоза, яку виготовляють із деревини.

Целюлоза, як правило, перебуває в рідинному стані, тобто у вигляді розчину в спирті або ацетоні.

Вихідним матеріалом при виготовленні синтетичних волокон є полімерні смоли, що перебувають у розплавленому стані. Але технологія виготовлення як штучних, так і синтетичних волокон багато в чому збігається.

Виробництво будь-яких хімічних волокон можна умовно поділити на чотири стадії.

Перша стадія полягає в синтезі полімерів. Друга стадія – приготування з полімерів прядильної маси, тобто розчинів або розплавів та їх ретельне очищення від нерозчинюваних часток та бульбашок повітря. На цій стадії відбувається також забарв­лення розчинів та розплавів.

Третя стадія – формування волокна. Це основна й найбільш відповідальна операція, яка відбувається шляхом продавлю­вання через філь’єру надтонких струмочків прядильної маси. Філь’єра – це металевий диск діаметром 50–75 мм із безліччю (від 3 до 2 000) дрібних отворів. Філь’єри встановлюють на прядильній машині. Кожна машина має 60–100 філь’єр. У про­цесі формування волокна лінійні макромолекули орієнтуються вздовж усього струмка.

Формування волокна закінчується затвердінням елементар­них волокон, при якому зберігається орієнтація мікромолекул. Часто для підвищення ступеню орієнтації молекул ще не зовсім затверділі волокна піддають витягуванню шляхом багаторазо­вого перемотування при певному натягу.

Існують два способи формування волокна: мокрий і сухий.

Мокрий спосіб використовується в разі прядіння волокна із розчину, який подається прядильним насосом, проходить через фільтр, продавлюється через отвори філь’єри й потрапляє в розчин, що знаходиться в осадовій ванні. Далі утворені нитки намотуються на бобіну.

При сухому формуванні нагрітий прядильний розчин або полімерна смола після проходження через філь’єру попадає у вигляді струмків у шахту прядильної машини, у яку подається нагріте повітря. При температурі 80 оC відбувається випарову­вання розчину, струмочки утворюють пучок волокон, які при виході із шахти з’єднуються в нитку, яка підкручується й намотується на бобині.

Остання, четверта стадія – це оздоблення волокна: очищення від домішок й обробка жировими розчинами, щоб надати йому більшої слизькості для полегшення виготовлення тканини на текстильних підприємствах. Завершують виробництво волокон сушінням і намотуванням їх у вигляді ниток на шпулі й котушки.

Хімічні волокна виробляють у вигляді штапельного волокна, філалитних ниток і моноволокна.

Штапельне волокно (подібно до шерсті або бавовни) випус­кається у вигляді коротких волокон довжиною 35–150 мм.

Для отримання ниток штапельного волокна необхідне механічне прядіння.

Філалитні нитки складаються з пучка паралельно розташо­ваних тонких елементарних волокон великої довжини. Кількість волокон у пучку 3–100, а в автомобільних покришках – до 2 000 шт.

Моноволокно – це одиничне волокно великої довжини. яке використовується як штучне волосся, щетина, струни.

Окрім тканини із хімічних волокон виготовляють шинний корд, канати й троси, риболовецькі сітки, транспортерні стрічки, фільтруючі перегородки, напівпроникнені мембрани, шланги, килими, електроізоляцію тощо.

З метою покращення властивостей хімічних волокон, які використовують для виготовлення тканин, сучасна технологія дозволяє виготовляти волокна з різноманітною формою поперечного перерізу. Це досягається за рахунок форми отворів у філь’єрі.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: