Переробка термопластичних полімерів (стр. 2 из 5)

9. Ротаційні форми

На відміну від більшості інших технологій переробки полімерів при використанні ротаційного методу процес переробки протікає без використання тиску, а це означає що форми найчастіше виготовляються з листової сталі.

Проте і такий метод переробки висуває до форм особливі вимоги. Часті зміни температур, яким піддаються форми, необхідно враховувати як при виборі матеріалу, так і при їх конструюванні. Особливу увагу слід приділяти якості поверхні гнізда форми, оскільки вона переноситься на зовнішню поверхню виробу. Внутрішня поверхня форми має бути гладкою і не повинна мати пор. Надзвичайної акуратності вимагають наступна обробка зварних швів. Вимога якісного і точного оформлення поверхні висувається на перший план, оскільки від цього значною мірою залежить собівартість виробу. Також необхідно звернути увагу на герметизацію форми.

Рис.1. Установка для переробки будь-якої ротаційної сировини

Розріз А-В

Мал. 2. Горизонтальна проекція ротаційної технологічної установки,представлений ний на Рис.1

Для нагріву форм в сучасних технологічних установках в основному використовується масло. Нагріваючі і охолоджуючі канали, виконані таким чином, що здатні забезпечити підтримку рівномірної температури. Для виготовлення одногніздних форм з подвійною стінкою в основному використовується листова сталь. Стійки створюють опору для зовнішньої поверхні і внутрішніх стінок. По своїх розмірах і типі кріплення ці стійки такі, що вони без необхідності не збільшують теплоємність форми, одночасно забезпечуючи оптимальне протікання теплоносія (мал. 13.3).

При конструктивному виконанні ротаційних форм, як і при конструюванніі інших пресформ, призначених для переробки полімерної сировини, необхідно уникати гострих кромок і кутів, а також значних відмінностей в товщині стінок

Багатогніздні форми (мал. 13.4) виготовляються в основному з листового алюмінію, і товщина стінок таких форм досягає 6 мм. При цьому до конструкції пред'являються такіж вимоги, що і до форм з листової сталі. Алюмінієві формы з товщиною стінок до 20 мм мо-жут бути виготовлені з будь-якою поверхностью, а це означає що і оформлення поверхні виробів може бути таким, що відповідає. Для отримання дзеркальних поверхностей може бути нанесене гальваничне покриття. Піскострумінна обробка забезпечує матові поверхні виробів, і полегшує їх витягання з форми.

10. Виготовлення виробів

Виготовлення виробів з використанням ротаційної технології починається із завантаження холодної форми порошкоподібною або меленою полімерною сировиною. Формувальна маса має бути сухою і може бути забарвлена. Кількість зваженої полімерної сировини залежить від розмірів формованого виробу і необхідної товщини стінки. Розрахунок ведеться по щільності полімерної сировини. З досвіду відомо, що оптимальна товщина стінок виробу при переробці ротаційним формуванням складає від 1,5 до 10 мм. Із-за поганої теплопровідності полімерів при виготовленні виробів з товщиною стінок більше 10 мм втрачається контроль над процесом, що може привести до термічної деструкції полімерної сировини. Після заповнення форма змикається. Для вирівнювання тиску необхідно передбачити можливість відведення повітря - вентиляційні канали вводяться углиб гнізда форми так, щоб виключити їх закупорювання розплавом. З початком подачі тепла починається обертання форми відносно двох осей, причому з різними швидкостями. Для визначення оптимального передавального відношення рекомендується проводити попередні випробування. Сучасні ротаційні установки виконані таким чином, що обидва види обертання регулюються безступінчато і незалежно один від одного.

Нагрівання форми повинно здійснюватися рівномірно, тобто теплоносій повинен мати постійну температуру, і протікати через форму з досить високою швидкістю. Часто в цій якості використовується спеціальне термостабільне масло. Температура теплоносія залежить від матеріалу, що переробляється, а температура розплаву повинна узгоджуватися з рекомендаціями виробників полімерної сировини.

Надмірно тривалий нагрів або розплавлення можуть привести до деструкції полімерної маси, а в екстремальних умовах відбувається окислювальне розщеплення, протистояти якому можна за допомогою азоту, введеного в порожнину форми. Після розплавлення усіх часток полімерної сировини починається фаза охолодження - контур нагріву відключається, а замість нього підключається контур охолодження.

Так само як і нагрів, охолодження повинне здійснюватися рівномірно, причому швидкість охолодження має вирішальне значення для якості готового виробу. Процесом охолодження можна управляти, регулюючи час відкачування теплоносія і підключення середовища, що охолоджує. На сучасних ротаційних технологічних установках процес охолодження програмується. Час охолодження залежить від товщини і геометрії виробу, а також від виду полімеру. Воно може дорівнювати часу нагріву, і навіть перевершувати його.

Після охолодження форма може бути розімкнена, а виріб витягнутий з неї. Для полегшення процесу витягання виробу з форми при переробці полиолефинів це рекомендується заздалегідь готувати, тобто перед завантаженням полімерної сировини на робочу поверхню форми рекомендується нанести антиадгезійний засіб.

Переробка паст ПВХ, паст з пінонластів і сумішей порошків з пластифікованого ПВХ дещо відрізняється від описаного раніше виробничого процесу. Низька термічна стабільність цих матеріалів вимагає точного дотримання інструкцій виробників.

11. Додаткова обробка

Зняття облоя здійснюється кінцевою фрезою на гнучкому валу. Для зенкування країв від верстий використовуються дискові пили із зубами з твердого сплаву і хорошим вільним резом, або фрези в допоміжних інструментах. Вироби з непластифцікованого ПЭ з рівними поверхнями частенько вимагають додаткового калібрування. Затискні калібри можуть бути виготовлені з дерева. Готовий виріб слід затиснути відразу після витягання з форми. Воно повинне залишатися на калібрі до повного охолодження. Тому готується декілька комплектів калібрів. Також позитивно зарекомендувало себе проведення через головну вісь машини магістралі з тиском повітря, рівним приблизно 0,5 атмосфер. Повітря подаєтся для забезпечення опори усередині виробу після завершення попереднього охолодження водою. За рахунок цього стінки виробу краще притискаються до стінок формы, охолодження протікає рівномірно відбувається по усій поверхност і вироби, а також більше рівномірно протекае т процес усадки. Повітря вводиться у форму через інший канал. Надмірний тиск, що становить більше 0,5 атмосфер, відводиться через вентиляційні канали (точний розрахунок поперечних перерізів). Повітря повинне турбуліроваться, у середині форми - це досягається за допомогою відбивних перегородок або застосуванням голівки, що розпиляла.

12. Дефекти, що виникають в процесі переробки

Неправильна переробка різної полімерної сировини може привести до дефектів формованих виробів і проявляється таким чином:

Прилипання формованих виробів до стінок форми.

Прилипання утрудняє витягання виробу з форми, і його слід всіляко уникати, з тим щоб запобігти як руйнуванню форми, так і ушкодженню самого виробу.

Контрзаходи:

• рівномірне розплавлення і запобігання появі нерозплавлених частинок полімерної сировини;

• чищення і поліровка внутрішньої робочої поверхні форми;

• по можливості нанесення однакового антиадгезійного шару;

• при певних обставинах перенесення розділової поверхні форми.

Зміна забарвлення виробів

Термічна деструкція полімерної сировини виражається у видимій зміні кольору усередині і зовні готового виробу (колір від жовтуватого до коричневого). Це ушкодження, яке здається тільки зовнішнім, також пов'язане зі зниженням жосткості виробу.

Контрзаходи:

• скорочення часу нагріву;

• зниження температури нагріву;

• конструктивні зміни виробу в цілях зниження товщини його стінок.

Утяжини

Утяжини погіршують не лише зовнішній вигляд виробу; вони призводять до недопустимих відхилень від заданого розміру. Практично в усіх випадках поява утяжин пояснюється недостатнім вирівнюванням тиску усередині форми.

Контрзаходи:

Надмірний тиск, що виникає за рахунок теплового розширення ув'язненого у формі повітря або газоподібних продуктів розщеплювання може бути знято за допомогою вентиляційних каналів.

Викривлення

Викривлення виробів найчастіше виникає внаслідок помилок, допущених в процесі виробництва. Причинами є переривання процесу обертання або занадто тривале охолодження.

Контрзаходи:

• зниження температури розплаву;

• оптимізація процесу охолодження;

• збільшення часу обертання (формування);

• використання калібрів для коригування витягнутих з пресформи виробів.