4. Формование

Материал при формовании находится в вязко-текучем состоянии, когда возможно относительное перемещение макромолекул друг относительно друга. В этом состоянии полимеры легко принимают определенную форму, которую сохраняют после охлаждения. При этом детали из термопластичных пластмасс получают окончательные свойства.

4.1. Штамповка

Лист нагревается до размягчения, а затем формуется с помощью матрицы и пуансона при давлении 0,5...10 МПа. При формовке детали выдерживают в штампах под определенным давлением до температуры 40…45°С. Затем от формованное изделие охлаждается в штампе для фиксации полученной им конфигурации. Штамповка применяется для изготовления изделий незамкнутого контура (стекла кабин, обтекателей, козырьков и др.) из листовых термопластов (винипласта, органического стекла, полиэтилена).

4.2. Формование с проскальзыванием листа осуществляется на прессе с верхним и нижним цилиндрами (полурамами).

Лист термопласта помещают на нижнюю полураму и нагревают до температуры формования. Затем нагреватель удаляют и прижимную раму замыкают (соединяют верхнюю и нижнюю полурамы). После этого раму опускают вниз, натягивая зажатый в ней лист на неподвижный пуансон, при этом лист получает форму пуансона. На стыке полурам поддерживается такая нагрузка, чтобы лист мог проскальзывать между ними по мере опускания полурам и натягивания листа на пуансон.

4.3. Пневматическое формование

При пневмопрессовании заготовку толщиной 1,5…10 мм закрепляют по контуру формы, нагревают до температуры, при которой полимер находится в высокоэластическом состоянии, и оформляют в изделие под действием сжатого воздуха [избыточное давление 50…2500 кН/м2 (0,5…25 кгс/см2)].

4.4. Вакуум-формование

При вакуумформовании листовые материалы на основе термопластичных полимеров толщиной до 2 мм закрепляют на форме, нагревают до температуры размягчения и затем формуют под действием атмосферного давления, создавая в полости, образованной листом и поверхностью формы, разрежение (вакуум) порядка 10 кН/м2 (100 мм рт. ст.).

Формование деталей из листов осуществляется на автоматическом или полуавтоматическом оборудовании.

Вакуумное и пневматическое формование используется для изготовления деталей сложной пространственной формы, а также при изготовлении крупногабаритных изделий и из некоторых термореактивных пластмасс с высокопрочны ми наполнителями (стеклянным волокном, стеклянной тканью).

4.5. Ротационное формование заключается в равномерном распределении тонкодисперсного порошкообразного или жидкого материала по внутренней поверхности вращающейся полой обогреваемой формы за счет силы тяжести. После завершения процесса спекания или желатинизации форму останавливают, охлаждают и извлекают из нее отформованное изделие. Этим способом изготовляют изделия типа мячей, кукол и т.п.

5. ВАЛЬЦЕВАНИЕ (каландирование) – получение бесконечной ленты, толщину и ширину которой можно регулировать путем протягивания размягченного термопластичного материала между горизонтально расположенными валками.

1 - вальцы; 2 - пластмасса

При производстве пластмасс каландрование наиболее широко используют для получения пленок и листов из полиэтилена, поливинилхлорида (ПВХ) и других полимеров. Технология позволяет получать пленки шириною до 1,8 м и толщиною менее 0,05 мм при допуске на толщину ±0,002 мм. В настоящее время каландрование применяется в ряде отраслей промышленности для изготовления листов из различных материалов: бумаги, линолеума, металлов, пластмассы и резины.

6. ВСПЕНИВАНИЕ – введение в пластик газов (газообразующих наполнителей – фенолформальдегидных, мочевиноальдегидных смол, полистирола, поливинилхлорида, ацетата целлюлозы и каучука) и применяется для получения ячеистых конструкций малой объемной массы, обеспечивающих хорошие тепло-, звуко- и шумоизоляционные свойства

7. СВАРКА – для получения неразъемных соединений изделия из термопластов за счет взаимной диффузии макромолекул поверхностей, нагретых горячим воздухом до (250...300 °С) и плотно прижатых одну к другой под давлением 200... 300 кПа

Сварка применяется для соединения деталей из термопластов контактным методом с присадочным материалом или без него.

Термопласты, имеющие ограниченную пластичность при нагревании (винипласт, фторопласты и др.) свариваются с применением присадочного материала в виде прутков или пасты. Реактопласты (например, стеклопластики) свариваются с присадочным материалом ТВЧ и без него или ультразвуком.

Присадочные материалы в виде прутков, подогретые горячим воздухом, а присадочные пасты в холодном со стоянии плотно укладываются в паз между соединяемы ми деталями. После этого детали прижимают друг к другу и прогревают.

Без присадочного материала свариваются термопласты, приобретающие высокую пластичность в нагретом состоянии (полиэтилен, полиамиды и др.). В этом случае свариваемые поверхности, тщательно пригнанные, прижимают друг к другу под давлением 0,2—-0,3 МН/м² (2—3 кгс/см²) и прогревают токами высокой частоты, ультразвуком или другим способом. Взаимная диффузия макромолекул приводит к соединению свариваемых поверхностей с прочностью, равной прочности основного материала.

8. ЦЕНТРОБЕЖНОЕ ЛИТЬЕ применяют для получения крупногабаритных и толстостенных деталей (кольца, шкивы, зубчатые колеса и т.п.). Машины для центробежного литья представляют собой формующую матрицу, которая имеет горизонтальное, вертикальное или пространственное вращение. Расплавленная масса заливается в форму и приводится во вращение. Под действием центробежных сил расплав заполняет периферийную зону материцы. После затвердевания пластмассы готовую деталь извлекают из формы и заливают новую порцию расплавленного материала.

9. КОНТАКТНОЕ ФОРМОВАНИЕ применяется для изготовления крупногабаритных изделий (корпусные детали, кузовные детали автомобилей, футеровка емкостей и тд). На модель или форму наносят разделительный слой для легкого съема изделия. Затем наносят слой связующего и стеклоткань, пропитанную этим связующим. Производится прокатка резиновым валиком, смоченным пластификатором (дибутилфтолатом) для удаления пузырьков воздуха и уплотнения материала. После подсушки в течение 2…4 ч наносят следующий слой связующего и стеклоткани – так до получения необходимой толщины изделия.

10. ГОРЯЧЕЕ НАПЫЛЕНИЕ – нанесение покрытий на металл, дерево, бумагу, пластмассу (с целью защиты от коррозии, эрозии и для украшений) из полимеров, прошедших через воздушно-ацетиленовое пламя; Возможно нанесение на обрабатываемую поверхность жидкой композиции, которая высыхает при испарении растворителя.