2.3 Литье реактопластов под давлением
Этот способ переработки реактопластов заключается в переведении материала в вязкопластичное (вязкотекучее) состояние под действием тепла материального цилиндра, с последующим передавливанием расплава в форму, при повышенной температуре происходит сшивка олигомеров и изделие затвердевает. Метод технически схож с литьем термопластов, однако имеет ряд существенных отличий которые будут рассмотрены ниже.
Виды методов литья реактопластов по техническому исполнению
Первые модели машин для литья реактопластов имели вид материального цилиндра с помещенным в него поршнем – это машины плунжерного типа. Такие цилиндры могли располагаться вертикально или горизонтально на крепежных рамах, в торце через специальную соединительную муфту присоединялась литьевая форма. В настоящее время машины плунжерного типа значительно усовершенствованы вплоть до оснащения ЧПУ и производятся известными европейскими производителями. Данный тип оборудования незаменим для изготовления мелкосерийных партий изделий.
Реактопластавтоматы – машины с червячной пластикацией. В них термореактивный материал пластицируется, и червяком постепенно перемещается в цилиндре по направлению к форме накапливаясь перед шнеком. По окончанию пластикации под действием давления червяк выдавливает материал из цилиндра в нагретую до температуры отверждения форму.
Второй способ переработки реактопластов на реактопластавтоматах – это вместе с пластикацией материала сразу же продавливается через впускные каналы в форму за счет вращательного движения червяка, когда степень заполнения достигнет 2/3 объема формы, происходит впрыск недостающей части расплавленной массы, но уже при поступательном вращении червяка.
Процесс литья под давлением реактопластов можно осуществить на специально оборудованном экструдере. Требования, предъявляемые к нему:
геометрия шнека должна позволить создание больших давлений «альфа» (прямого) потока , в то время как поток утечки «гамма» должен сводиться к нулю внутри материального цилиндра. Дозировка в данном методе определяется частотой вращения червячного винта. Недостатком метода является создание относительно низкого давления подачи материала в форму (до 30 МПа).
2.4 Особенности устройства реактопластавтоматов
Для переработки реактопластов применяются литьевые машины с безкомпрессионными, а иногда и декомпрессиоными червячными винтами со степенью сжатия (0,75-1,0). Цилиндр как правило разбит на 3 зоны: зона загрузка, пластикации, гомогенизации.
Рис. 15. Принципиальная схема реактопластавтомата
1 – бункер; 2 – привод; 3 – гидроцилиндр впрыска; 4 – поршень гидроцилиндра; 5 – корпус; 6 – червяк; 7 – пластикационый цилиндр; 8 – неподвижная плита; 9 – подвижная плита; 10 – поршень гидроцилиндра механизма смыкания формы; 12 – полу-формы.
Температура по зонам цилиндра:
зона загрузки 50-60 ̊С
зона плавления 70-80 ̊С
зона выравнивания 80-100 ̊С
Температура литьевой формы регламентируется температурой отверждения связующего: 150-190 ̊С
Особенностью процесса литья является скачок температуры при переходе материала из цилиндра в форму, это связано с трением материала во впускном канале и давлением подпора. Поэтому материал разогретый к примеру до 100 ̊С сразу после впрыска может иметь температуру 120 ̊С и более. Все это необходимо учитывать при подборе технологических параметров переработки. Независимо от степени универсальности (специальные или переоборудованные) литьевые машины для переработки реактопластов должны обеспечивать повышенный крутящий момент на червяке и давление литья из-за большой вязкости расплава, широкий диапазон регулирования окружной скорости вращения червяка для подбора оптимальных параметров переработки, высокую скорость впрыска. Давление, как правило, порядка 130-200Мпа. Из-за возможности преждевременной сшивки материала терморегулированию на реактопластавтоматах уделяют большое внимание. Для этого используются самые современные и надежные термопреобразователи с использованием дополнительных систем сигнализации контроля и управления. Для предотвращения перегрева материала производят термостатирование червяка, благодаря этому поддерживается термическое равновесие процесса и сокращается время пластикации полимера.
Гидравлические системы и управление литьевыми машинами для переработки реактопластов намного сложнее, чем для термопластов. Это связано в первых с повышенным давлением впрыска, во вторых с вращательно и возвратно поступательным движением червяка.
Обычная система пластикации не позволяет обеспечивать равномерное распределение температуры в пластицируемой массе, на место впрыска приходится скачок температуры. На современных машинах используется программирование давления по длине хода червяка, что обеспечивает равномерную температуру по зонам цилиндра.
Преимущества и недостатки метода.
Литье под давлением реактопластов имеет ряд существенных преимуществ:
короткий цикл формования изделий;
высокое качество изделий;
возможность полностью автоматизировать процесс.
Недостатком является достаточно высокая стоимость реактопластавтоматов. Она превышает стоимость прессов в несколько раз. Поэтому даный вид переработки реактопластов экономически рентабельный только при массовом производстве.
Литература
www.uzmc.ru
Литье по выплавляемым моделям. В. Н. Иванов, С. А. Казеннов, Б. С. Курчман и др.; под общей редакцией Я. И. Шкленника, В. А. Озерова. – М.: Машиностроение, 1984.
Литье под давлением. М. Б. Беккер, М. Л. Заславский, Ю. Ф. Игнатенко и др. – М.: Машиностроение 1990.