123814 (592861), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В связи с тем, что основная номенклатура изделий технического и бытового назначения изготавливается из термопластичных материалов, то наиболее приемлемыми способами формования изделий являются: литьё под давлением, прессование, пневмо - и вакуумформование.

Рассмотрим данные методы изготовления изделий.

2.1.1 Литье под давлением

Литьё под давлением – это основной метод переработки полимерных материалов и получения изделий, заключающийся в пластикации, гомогенизации полимерного материала в материальном цилиндре и впрыске его в предварительно замкнутую форму, которая охлаждается для термопластов и нагревается для реактопластов.

Литьём под давлением изготавливают изделия из термопластичных и термореактивных пластмасс разнообразной конфигурации и массы, различающиеся от десятых долей грамма до многих десятков килограмм, по толщине стенок – от десятых долей миллиметра до нескольких десятков сантиметров. Причём изделия имеют высокую точность и стабильность размеров.

При литье термопластов расплав, заполнивший форму, затвердевает при охлаждении, после чего форма раскрывается и изделие выталкивается.

При формовании реактопластов полимерную композицию впрыскивают в форму, которую затем нагревают до температуры отверждения материала. После этого форму открывают, и изделие также извлекается.

Переработка пластмасс в изделия сводится к созданию конструкции , обеспечивающей заданный комплекс эксплуатационных свойств, путем переводу полимерного материала в состояние, в котором он легко приобретает требуемую форму с его последующей фиксацией (сохранением).

Литье под давлением имеет ряд преимуществ по сравнению с прессованием и экструзией: хорошая пластикация и гомогенизация продукта; точное дозирование полимерного материала; легко автоматизируемый процесс.

Среди недостатков следует отметить: анизотропию свойств, при литье; различную усадку для материалов.

2.1.2 Прессование

Прессование – это технологический процесс, сущность которого заключается в пластической деформации полимерного материала при одновременном действии на него тепла и давлении с последующей фиксации формы.

В настоящее время методом прессования перерабатываются только реактопласты.

Данным методом изготавливают: слоистые листовые пластики, дозирующие таблетки из пресс-порошков.

Существует компрессионное (прямое) и трансферное (литьевое) прессование.

Компрессионное прессование – процесс, при котором материал загружается непосредственно в формующую полость пресс-формы, где происходит его формование.

Этот способ отличается невысокой производительностью, однако, им можно перерабатывать все реактопластов.

Трансферное прессование это способ, при котором предварительно подогретый и пластицируемый полимерный материал впрыскивается из загрузочной камеры через литниковые каналы в полость пресс-формы.

Преимущества данного метода - изготовление деталей сложной формы с арматурой; равномерное отверждение изделия.

Недостатками метода являются: сложность автоматизации процесса.

2.1.3 Пневмо - и вакуумформование

Пневмо - и вакуумформование - это процесс формования изделия из листового полимерного материала, переведенного нагревом в высокоэластическое состояние и придание требуемой конфигурации за счет разности давлений под и над листовой заготовкой, создаваемой сжатым воздухом или вакуумом.

Это относительно дешевый способ получения крупногабаритных изделий ( ванны, корпуса, упаковка для пищевых продуктов).

Преимущество данного метода: малая стоимость и металлоемкость оборудования; хорошо поддается автоматизацию.

Недостатками метода являются: низкая производительность из-за продолжительности цикла формования; сложность нагрева, формования и обрезки листов свыше 3 мм; большое количество отходов до 40%.

2.2 Выбор метода переработки

При выборе метода переработки будем исходить из проведённого литературного обзора и на основе комплексного анализа следующих показателей:

вид перерабатываемого материала;

требования ассортиментной программы (по форме изделия; по предельным значениям толщин стенок; по соотношению габаритных размеров изделия);

серийность производства;

требования к качеству изделий.

В нашем случае более подходящим методом переработки полимеров является литьё под давлением, так как прессованием перерабатывают, как правило, реактопласты.

Кроме того, литьём под давлением перерабатываются все без исключения термопластичные материалы, вид и марки которых выбираются в зависимости от назначения изделий, прочности, теплостойкости, и других свойств. В настоящее время, более 30% объёма термопластов перерабатывается этим методом, и объемы производства изделий из термопластов методом литья под давлением имеют тенденцию к увеличению. При литье под давлением обеспечивается точность размеров изделий, более высокая чистота их поверхности и меньший расход сырья, чем при получении изделий другими методами (выдуванием, вакуумным и пневматическим формованием).

Стоимость литьевых машин сравнительно небольшая.

Таким образом, с учетом проведенных маркетинговых исследований для проектируемого цеха наиболее удобным и выгодным методом переработки термопластов является литьё под давлением, так как он более полно отвечает требованиям задания на проектирование по видам перерабатываемого материала, требованиям ассортиментной программы, серийности производства и качеству изделий.

2.3 Технологические особенности литья под давлением

Технологический процесс литья изделий из термопластичных полимеров состоит из следующих операций: плавление, гомогенизация и дозирование полимера; смыкание формы; подвод узла впрыска к форме; впрыск расплава; выдержка под давлением и отвод узла впрыска; охлаждение изделия; раскрытие формы и извлечение изделия.

Операции впрыска расплава и выдержки его под давлением сопровождаются тем, что цилиндр литьевой машины уже подведён к литьевой форме и сопло соединено с литниковым каналом формы. Шнек под действием поршня узла впрыска перемещается к форме, и расплав впрыскивается в формующую полость. Для исключения вытекания расплава из формы даётся выдержка под давлением. Во время охлаждения изделия, когда расплав в литнике достаточно охлаждён, узел впрыска отводится от формы и начинается дозирование новой порции расплава, шнек останавливается. После окончания охлаждения формы, происходит её раскрытие и изделие удаляется. Такова общая последовательность технологических операций.

Большинство термопластов не нуждается в предварительной обработке перед загрузкой в литьевую машину, если не считать окрашивания в нужный цвет. Полиамиды и поликарбонат, способные при хранении увлажняться, подвергаются сушке. Повышенная увлажненность материалов приводит к образованию пузырей, утяжин, серебристости на поверхности изделий. Подсушивание проводят непосредственно перед переработкой.

Литники, бракованные изделия и другие отходы переработки термопластов подлежат предварительной разборке, очистке и дроблению. После этого они могут быть использованы в качестве добавок к свежему материалу.

Нагревательный цилиндр является основным технологическим узлом машины, определяющим её производительность и качество изделий. К нагревательному цилиндру предъявляют следующие требования:

высокий коэффициент теплопередачи от источников нагрева к материалу при небольших разностях температур стенок цилиндра и материала;

равномерный нагрев материала и отсутствие местных перегревов.

Для измерения температуры расплава в различных зонах обогреваемого цилиндра используют термопары.

Режим охлаждения изделия в форме влияет как на производительность машины, так и на качество изделий. Интенсивное охлаждение увеличивает производительность машины, но может привести к снижению качества изделий из-за появления внутренних напряжений. Чем выше температура затвердевания термопласта, тем выше должна быть температура формы.

Температура формы перед заполнением обычно ниже температуры литья на 100-150° С.

Продолжительность цикла складывается из времени смыкания формы, впрыска, выдержки под давлением и раскрытия формы. Время впрыска зависит от массы отливки, формы изделия, сечения впускных клапанов, текучести термопласта, температуры и давления расплава в материальном цилиндре и интенсивности охлаждения изделия в форме. Для различных термопластов при равных условиях длительность впрыска личная и колеблется в пределах от 2-3 с (для полистирола) до 40-60 с (для поламида-54) на 1 мм толщины изделия.

Чем больше масса отливки, тоньше стенки изделия и сложнее его форма и чем меньше сечение впускных каналов формы, тем больше время впрыска. Чем выше текучесть термопласта, давление и температура расплава в материальном цилиндре машины, тем меньше продолжительность.

Одним из основных технологических показателей процесса является давление литья. Под давлением материал проходит материальный цилиндр, литниковые каналы и заполняет полость форм. Давление, под которым находиться расплав в полостях формы, всегда меньше давления, создаваемого червяком или поршнем [2].

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

3.1 Характеристика сырья

3.1.1 Организация поставок сырья

Таблица 3.1.

Стоимость сырья

Поставка полимерных материалов на предприятие будет производиться через Саратовское представительство Московского объединения «Полимер-сбыт». Поставщиками является города Казань, Томск и Уфа.

Поставка сырья в цех осуществляется начальником снабжения предприятия по заявке начальника производства цеха. Стоимость сырья указана в таблице 3.1. Прибывшее сырьё складируется на территории склада готовой продукции.

3.1.2 Требования к исходному сырью

Для получения качественных изделий сырьё должно отвечать следующим требованиям:

содержание влаги – не более 1%;

содержание вторичного сырья – не более 20%;

размер гранул должен быть не более 4 мм в диаметре;

содержание посторонних включений должно быть в норме.

Задание требований обусловлено следующим: при высоком содержании влаги в полимерном материале впрыск расплава в матрицу становится затруднительным. Материал не впрыскивается струёй, а распрыскивается каплями, что затрудняет процесс формования.

Выпускаемые изделия должны быть прочными и эластичными, что не достигается при содержании в сырье выше установленной нормы инородных тел и частично денатурированного материала. Инородные тела способствуют засорению литниковых каналов.

Основной источник инородных тел – измельчитель бракованных изделий, так как в бункер измельчителя иногда по различным причинам попадает мелкий мусор.

Входной контроль сырья осуществляется по следующим документам:

гигиенический сертификат от центра санитарно-эпидемиологического надзора;

сертификат качества сырья.

В соответствии с выданным предприятию гигиеническим сертификатом на сырьё, цех сможет производить изделия, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами.

В соответствии с сертификатом качества, по заключению лаборатории производства сырья, качество полимерных материалов должно соответствовать требованиям ТУ 2211-020-00203521-96.

3.1.3 Получение сырья и его свойства

Полиэтилен низкого давления (ГОСТ 16338-77) синтезируют полимеризацией этилена при низком давлении (35-40 кгс/см²) на комплексных металлоорганических катализаторах. Выпускается марок, из которых непосредственно получаются композиции с разными добавками для дальнейшей переработки.

Полиэтилен низкого давления 277-73 предназначен для переработки экструзией, литьём под давлением, экструзией с раздувом, напылением и получения профильно-погонажных изделий, малогабаритных изделий, выдувных изделий, покрытий на различных изделиях и дублирования плёнок.

Полипропилен и блоксополимер пропилена с этиленом (ТУ 6-05-1756-76). Блоксополимер пропилена с этиленом получается последовательной полимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлоорганических катализаторов. Полипропилен и блоксополимер пропилена с этиленом выпускаются в виде композиции на основе базовых марок со стабилизаторами, красителями, наполнителями и другими добавками [3].

Полипропилен 21030 – полимерный материал, выбранный для переработки в проектируемом цеху.

Основные физико-химические, эксплуатационные и технологические свойства перерабатываемых в проектируемом цеху полимеров указаны в Приложениях 2-3.

3.1.4 Обоснование выбора сырья

Вышеперечисленное сырьё было выбрано исходя из следующего:

Характеристики

Список файлов ВКР