Физико-химические основы процесса

П ри формовании изделий из плоской заготовки могут происходить следующие виды деформаций: двухосное растяжение в плоскости, вызывающее натяжение материала вокруг пуансона; изгиб материала; анизотропное растяжение и т. д. Каждый полимер имеет свою величину предельной деформационной способности, которая зависит от температурных условий формования.

При температурах ниже температуры стеклования. Деформируемый термопласт образует "шейку", и изделие получается с очень большой разнотолщинностью. Поэтому формование необходимо вести при температурах выше Т_с.

На рисунке сопоставлены зависимости σ, е_р и е от температуры для одного и того же листового материала. Как видно из рисунка а, σ резко уменьшается с ростом Т. Это хорошо, так как для формования нужно затрачивать меньшие усилия. Однако при очень высоких температурах материал начинает течь, и лист рвется. На рисунке б показано, что существует максимум е_р при определенной температуре, когда полимерный лист имеет максимальную способность к деформации без разрушения.

Ориентировочно оптимальную температуру можно определить, сопоставляя рисунок б с термомеханической кривой.

Основные технические (конструкционные) параметры.

А) размеры ( длина * ширина) зажимной рамы (W), мм

Б) глубина формования (Н), мм

В) усилие подъёма стола для формы (усилие смыкания ), тонны

Г) давление формования, МПа

А также толщина листа (заготовки), производительность, мощность двигателей, габариты и т.п.

Принципиальная схема метода

Принципиальная схема метода показана на рисунке 22.1. Лист или пленка 3 раскраивается по размерам и закрепляется в рамке 4 . На закрепление листа расходуется время t₃. Далее подводится нагреватель 5, и заготовка нагревается в течение определенного времени t_н до заданной температуры, после чего отодвигается и подвигается стол б или 9. Стол плотно прижат к прокладкам-уплотнениям 4 или 8. Либо подается давление либо создается вакуум , посредством которых лист деформируется и плотно прижимается к поверхности формы. Воздух, находящийся в полости формы (б), при формовании выходит через каналы 1. Эта же форма может быть использована и для схемы (в). Время, затрачиваемое на формование, равно t_ф.

После этого внешним потоком холодного воздуха вновь отформованные изделия обдуваются в формах, охлаждаются и приобретают формоустойчивость. Время охлаждения — t_охл. Рамка снимается, а изделие вместе с остатками заготовки по периметру выталкивается избыточным давлением воздуха, подаваемым через каналы 1 , либо удаляется ручным способом. На это тратится время разгрузки t_р.

Экспериментальная часть:

Цель работы:

Ознакомиться с технологией изготовления изделий (образцов) методом вакуумформования. Исследовать влияние технологических параметров процесса вакуумформования на качество и свойства полученных изделий. Научиться выбирать оптимальный технологический режим вакуумформования изделий.

Задание.

1. На шести листовых термопластичных заготовках (ПЭТ) начертить квадратную сетку с шагом 20 мм

2. Из приготовленных заготовок отформовать изделия типа «стакан» при различных временах прогрева (1 минута, 1,5 минуты, 2 минуты)

3. Разрезать изделие пополам в направлении экструзии листа ( по направлению рисок на листе)

4. Промерить толщину изделия по половине периметра разреза через 20 мм

5. Определить степень вытяжки материала по формуле: λ_ср = l/l_o , где l и l_o – расстояние между линиями сетки после формования и до.

6. Образцы с нанесенными на них линиями поместить в термошкаф, заблаговременно нагретый до 120 ^оС на 10 минут

7. Извлечь образцы из термошкафа, охладить и точно измерить расстояние между линиями на образцах.

8. Рассчитать степень усадки материала ( ε_у ) для каждого образца по формуле :

ε_у = l_o/l_i , где l_o и l_i - расстояние между линиями до и после термообработки.