Обработка изделий

Механическая обработка заключается в зачистке изделий от остатков литников. При этом литники удаляются вручную, после чего поверхность необходимо зачистить. Для зачистки могут применяться настольные токарные станки, сверлильные станки. В качестве режущего инструмента применяются шлифовальные шкурки, шлифовальные круги. Инструментом для обработки так же служат специальные мелкозубые фрезы.

Далее рекомендуется повести полирование места зачистки с использованием специальных паст («Крокус»), которые наносятся на полировочные хлопчатобумажные шайбы.

В некоторых случаях рекомендуется проводить термическую обработку с целью получения изделий требуемой структуры. В случае кристаллизующихся полимеров она проводится с целью снижения уровня остаточных напряжений в изделиях.

Технология термообработки включает две стадии: сначала полиамидные изделия помещают в термостат и нагревают до 70ºС, выдерживают определенное время (15-20 ч), а затем медленно охлаждают.

Так же изделия могут помещать в кипящую воду или кремнийорганическую жидкость, после чего извлекают и сушат под вакуумом при повышенной температуре.

5.9. Контроль качества

Под качеством изделия из пластмасс понимается совокупность свойств, обуславливающих его пригодность для удовлетворения определённым требованиям, соответствующим назначению изделия.

Количественные характеристики свойств изделий называют показателями качества (ПК), их указывают в конструкторской документации. Как правило (ПК) - это допуски на размеры, показатели шероховатости и волнистости поверхности, допустимые отклонения от геометрической формы и взаимного расположения поверхностей, а также внешний вид изделия.

Литьевые изделия проверяются по внешнему виду и по размерам. Внешний вид оценивают наружным осмотром невооруженным глазом. Размеры изделия проверяют универсальными инструментами: штангенциркуль, микрометр, калибры. Характеристики изделия указываются в операционной карте технического контроля на изделие

Брак при литье под давлением и его предупреждение

Недолив – не полностью оформленное изделие. Основной причиной является малая доза материала, который поступает в форму. Это может быть результатом нарушения дозировки, низкой температуры массы, когда расплав малоподвижен и не заполняет всю полость формующего инструмента, недостаточное давление в цилиндре, засорение литниковых каналов, низкая температура формы, когда расплав, соприкасаясь с поверхностью формы, настолько быстро охлаждается, что теряет подвижность.

Перелив – характеризуется наличием грата (облоя) по месту стыка двух полуформ. Возникает при недостаточном усилии смыкания формы, при высокой температуре расплава и формы. Это может быть связано также с неплотным смыканием формы, что связано с попаданием на плоскость разъема литников. Такой вид брака обусловлен также повышенной дозой материала, который впрыскивается в форму.

Стыковочные швы – наблюдается линия спая отдельных потоков термопласта с резким снижением механической прочности отливки по месту стыка. Причины: низкая температура расплава и формы, недостаточное давление литья, несовершенство конструкции литьевой формы. При этом отдельные потоки охлаждаются до момента их слияния, поэтому не наблюдается качественной сварки потоков.

Вздутия на поверхности, пузыри, пустоты в массе изделия наблюдаются при повышенном содержании летучих, которые вспучивают мягкую поверхностную пленку. Такой брак возможен при перегреве расплава, в результате чего наблюдается частичная деструкция, сопровождающаяся значительными газовыделениями. Иногда появляются поверхностные вздутия в силу недостаточной выдержки изделия в форме под давлением.

Разнотонность – неодинаковая поверхностная окраска из-за плохого распределения пигмента или красителя, но чаще всего в силу разложения красителя; если применятся недостаточно термостойкий краситель или в силу перегрева расплава.

Усадочные раковины – представляют собой достаточно значительные углубления на поверхности изделия. Возникает вследствие повышенной усадки при перегреве массы и, когда имело место недостаточное давление впрыска. Иногда поверхность раковины появляется при неравномерном распределении в форме, а это определяет неравномерное охлаждение и неодинаковую усадку.

Коробление – существенные изменения конфигурации изделия по сравнению с конфигурацией формы. Коробление готового изделия наблюдается из-за значительных внутренних напряжений в изделии вследствие неравномерного охлаждения изделия в форме. Оно может наблюдаться и при недостаточной выдержке изделия в форме. Изделие извлекается из формы недостаточно охлажденным, недостаточно жестким.

Трещины возникают из-за значительного внутреннего напряжения в изделиях, которые возникают в силу разности температур оформляющих частей формы, из-за резкого изменения направления потока массы расплава в форме, а также из-за значительного перепада температур между расплавом и формой. Трещины образуются также в силу механического повреждения детали, в силу неаккуратного извлечения изделия из формы или из-за загрязнения поверхности формы.

Риски, царапины, сколы возникают при неисправном состоянии оформляющей поверхности формы и неаккуратном обращении с готовыми изделиями.

«Серебристость» – следы расслоения пластмассы, заметные в отраженном свете в виде мелких узорчатых блесток. Причины: наличие в материале значительного количества влаги, переработка вторичных материалов, когда теряется совместимость с основным материалом. «Серебристость» наблюдается также при переработке смесевых композиций.

Размерный брак – несоответствие фактического размера изделия чертежу. Появляется при неточном изготовлении формы, и когда перерабатываемый материал отличается повышенным колебанием усадки.

Меры предупреждения брака:

1. Исправное состояние технологического оборудования

2. Точное соблюдение технологического режима

3. Стандартность сырья

Отходы производства и их переработка.

При литье под давлением изделий из термопластов возможны отходы производства в виде литников, несоответствующей продукции, продуктов механической обработки и отходов от настройки и чистки оборудования. Все они относятся к отходам технологическим (в отличие от эксплуатационных отходов в виде изделий, утративших потребительские свойства).

Особенность технологических отходов заключается в том, что сырьё испытало однократное расплавление и, следовательно, практически полностью сохраняет свойства свежего материала.

Их собирают, дробят, добавляют к свежему сырью и смесь используют для получения изделий неответственного назначения.

В производстве мелких изделий рекомендуется вторичное сырьё перерабатывать на рабочем месте литейщика. Это практически исключает попадание в "дробленку" другого материала. На современных литьевых участках малогабаритные дробилки устанавливают возле каждой литьевой машины со стороны узла смыкания. Необходимо отметить, что время пластикации "дробленки", имеющей весьма разнообразный гранулометрический состав, примерно в 1,2-1,5 раза длительнее, чем у свежего полимера.

ГРАНУЛИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Композиции, полученные смешением, перед изготовлением изделий обычно подвергают гранулированию. Гранулирование — это превращение полимера в сыпучий зернистый продукт, состоящий из однородных по размеру частиц.

Гранулы могут иметь форму цилиндра, шара, чечевицы, куба или прямоугольной пластинки. Но в одной партии форма гранул и их размеры должны быть одинаковыми. Размеры гранул влияют на насыпную плотность полимера и задаются при гранулировании в зависимости от метода переработки полимера. Так, для литья под давлением на машинах с малой глубиной нарезки шнека диаметр гранул должен быть 1,5- 3 мм, а на машинах со шнеками с большой глубиной канала 2- 5мм.

Метод гранулирования выбирается в зависимости от требуемой формы гранул с учетом вязкости расплава. Обычно гранулы цилиндрической или чечевицеобразной формы из высоковязких полимеров изготавливают методом выдавливания расплава через цилиндрические отверстия с последующей отрезкой расплава экструдата на решетке вращающимся ножом.

При горячей резке, когда срезаются жгуты в виде расплава, нож должен перемещаться по торцу решетки без значительного зазора. Срезанные части экструдата подхватываются струями сжатого воздуха и транспортируются с помощью пневмотранспорта в бункер. Охлаждение гранул при этом осуществляется воздухом за время движения их от гранулятора до бункера. В некоторых случаях срезанные гранулы охлаждаются на вибротранспортере, а затем загружаются в бункер.

Общий вид установки грануляции горячим способом показан на рис. 4.6. Установка состоит из экструдера 7, бункер которого оснащен мешалкой с электродвигателем 6, и устройства для резки и охлаждения гранул. Выдавливаемый через грануляционную головку расплав сре­зается ножом, вращаемым электродвигателем 3, непосредственно на торце головки. Сжатым воздухом, нагнетаемым вентилятором 4, гранулы пре­дохраняются от слипания, после чего подаются в нижнюю часть вибро­транспортера 2. Поднимаясь по вибротранспортеру, гранулы охлажда­ются и загружаются в тележку 1 для дальнейшей транспортировки.

A

Рис.4.6. Экструзионная установка для грануляции полимеров горячим методом с охлаждением гранул на вибротранспортере.

Схема срезания расплава показана на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Устройство для гранулирования полимеров с горячей резкой: 1,2 - цилиндр и шнек экструдера; 3 - нож: 4 - решетка гранулятора; 5 — кожух гранулятора.

Иногда для исключения прилипания гранул, к решетке и ножу в места среза расплава подают струю водяного пара, а гранулы для быстрого охлаждения сразу же погружают в холодную воду. Однако при жид­костном охлаждении необходима последующая сушка гранул.

Диаметр гранул, получаемых при горячей резке экструдата, зависит от размеров отверстий решетки гранулятора и от коэффициента эластического восстановления струи расплава.

От избыточного давления, возникающего внутри экструдата, торцевая поверхность гранул в процессе срезания расплава становится сфери­ческой.

При получении коротких гранул дефор­мация торцовой стенки расплава несколько больше, чем при изготовлении длинных гранул.

Длина гранул обычно изменяется в зависимости от скорости вращения ножей и производительности экструдера.

При грану­ляции отходов полимера на входе в головку обязательно нужно устанав­ливать сменный пакет фильтрующих сеток, чтобы исключить попадание посторонних включений. Поскольку сетки быстро засоряются, то пакет сеток устанавливают в поворотном секторе, см. рис.4.8.

При засорении пакета сеток, производительность экструдера снижают до минимума, слегка ослабляют болтовые соединения корпуса головки 1 и цилиндра экструдера 4, а затем поворачивают сектор 2, в котором расположены два пакета

При гранулировании маловязких полимеров (полиамид, лавсан) экструдат вначале охлаждают, а затем с помощью тянущего устройства направляют в режущее устройство. Этот способ более энергоемок, так как резка жгутов в охлажденном состоянии требует дополнительной затраты энергии, кроме этого требуется сушка гранул.

При холодной грануляции диаметр гранул изменяют за счет вытяжки расплава тянущим устройством, а длину гранул скоростью вращения ножей барабана.

При использовании экструдеров для модификации полимеров операции сме­шения и гранулирования обычно совмещаются.

Термореактивные полимерные материалы гранулируют при комнат­ной температуре или при нагревании путем механического уплотнения. Для этого применяются зубчатые роторные грануляторы или рифленые вальцы. Пресс-порошок заполняет пазы и при вдавливании выступов второго валка уплотняется.