Sprawozdanie
Temat: Maszyny do przeróbki tworzyw sztucznych.
Tworzywami sztucznymi nazywamy wielocząsteczkowe substancje, które mogą wykazywać właściwości plastyczne tylko przejściowo podczas ich wytwarzania lub przechodzić w stan plastyczny w wypadku ich podgrzewania.
Tworzywa sztuczne są materiałami pochodzenia organicznego o złożonej budowie chemicznej, jak żywice syntetyczne lub żywice naturalne modyfikowane, celulozy oraz wiele innych związków chemicznych.
Pojęcie żywicy obejmuje różne związki chemiczne zbudowane pod względem chemicznym w sposób jednolity z prostych cząstek tzw. monomerów. Stanowią one powtarzające się elementy strukturalne składające się na duże cząstki, tzw. polimery. Liczba monomerów wchodzących w skład polimeru określa stopień polimeryzacji.
W praktyce nie używa się zwykle czystych żywic. Tworzywa sztuczne zbudowane są przeważnie z kompozycji żywic, wypełniaczy, plastyfikatorów, utwardzaczy, barwników i innych substancji, które w określony sposób wpływają na własności tych materiałów.
Zależnie od własności chemicznych żywic wchodzących w skład tworzyw sztucznych dzielimy je na termoplastyczne i termoutwardzalne.
Żywice termoplastyczne, jak również materiały z nich zbudowane, miękną pod wpływem podwyższonej temperatury, a po obniżeniu temperatury z powrotem stają się sztywne i twarde.
Żywice termoutwardzalne oraz materiały z nich utworzone przechodzą pod działaniem podwyższonej temperatury przejściowo w stan plastyczny. W tym stanie zachodzą w nich reakcje powodujące utratę plastyczności. Stają się one wówczas substancją twardą, sztywna, nietopliwą i przeważnie nierozpuszczalną w temperaturze otoczenia.
W niektórych tworzywach proces utwardzania jest wynikiem działania katalizatorów lub specjalnych dodatków, zwanych utwardzaczami.
Żywice stosowane do materiałów plastycznych dzielimy na naturalne i sztuczne. Żywice naturalne występujące w przyrodzie to bursztyn szelak oraz otrzymane z naturalnych surowców w wyniku nieskomplikowanej przeróbki asfalty, bituminy, kalafonia i inne produkty tego typu. Żywice sztuczne otrzymuje się w wyniku polimeryzacji i polikondensacji substancji.
Tworzywa sztuczne przerabia się na gotowe przedmioty przez prasowanie, odlewanie pod ciśnieniem lub odlewanie w formach. Najczęściej stosowaną metodą nadawania kształtu masom jest prasowanie na gorąco. Niekiedy stosuje się również prasowanie na zimno.
Prasowaniem nazywamy proces formowania tworzyw za pomocą pras umożliwiających wywieranie nieraz znacznych nacisków. Najlepsze do tego celu są prasy hydrauliczne. Obok pras hydraulicznych, odznaczających się dużą równomiernością pracy i dużą siłą prasowania, są stosowane również inne rodzaje pras, jak np. prasy mechaniczne.
Prasowaniu poddaje się najczęściej tworzywa, w których skład obok żywic wchodzą inne składniki wpływające na własności wytwarzanych z nich wyrobów. Zależnie od składu chemicznego tworzywa i wiążących się z tym jego własności stosuje się różne warunki prasowania.
Głównym składnikiem tworzyw jest żywica, od której własności zależą w największej mierze własności późniejszego wyrobu, a więc odporność na wpływy temperatury, odporność na wpływ temperatury, odporność na wpływy atmosferyczne, własności elektryczne i szereg innych.
Dalszym składnikiem tworzyw są tzw. wypełniacze, wpływające głównie na wielkość usadu, czyli zmniejszenie objętości masy podczas prasowania. Są to zwykle substancje pochodzenia organicznego lub nieorganicznego, powodujące w pewnej mierze zmianę własności mechanicznych, własności przeciwciernych, własności elektrycznych oraz odporność na wpływ temperatury. Wpływ wypełniaczy na wymienione własności uzależniony jest od rodzaju wypełniacza i jego ilości wprowadzonej do tworzywa. Dla podwyższenia własności mechanicznych tworzywa stosuje się wypełniacze włókniste, jak azbest, włókna celulozowe itp. Własności elektroizolacyjne podwyższają inne wypełniacze, zazwyczaj pochodzenia nieorganicznego, jak kwarc, włókno szklane, mika itp.
Proces prasowania
Prasowanie przeprowadza się w metalowych formach ustawionych na prasach. Formy pracują w bardzo ciężkich warunkach. Podczas prasowania, bowiem ciśnienie wzrasta w nich niekiedy do 800 kG/cm2. Przez cały czas pracy temperatura formy zależnie od składu chemicznego masy wynosi 100 ¸ 190 0C. W tych warunkach na materiał formy działają w sposób agresywny produkty reakcji chemicznych zachodzących w tworzywie podczas prasowania. Z tego względu dla zapewnienia prawidłowej pracy form należy je wykonywać z wysokogatunkowych stali stopowych.
Ze względu na sposób prasowania można wyodrębnić formy otwarte i formy zamknięte.
Formy otwarte są zbudowane w ten sposób, że nadmiary materiału wypływają z formy przez szczelinę między formą a stemplem. Formy tego typu stosuje się w produkcji wyrobów o mało skomplikowanym kształcie.
Formy zamknięte wymagają dokładnego dozowania masy. Formy tego typu zamyka się stemplem wcześniej niż rozpoczyna się proces prasowania. Formy zamknięte są przeznaczone do produkcji przedmiotów o kształcie skomplikowanym.
Proces prasowania składa się z kilku podstawowych zabiegów. Pierwszym z nich jest przygotowanie tworzywa, polegające na dobraniu składu chemicznego i podgrzaniu w termostacie tworzywa do temperatury prasowania. Drugim zabiegiem jest właściwe prasowanie. Składa się na nie kilka operacji, a mianowicie; zamknięcie formy uprzednio napełnionej tworzywem, wywarcie ciśnienia, wytrzymanie tworzywa pod ciśnieniem przez określony czas we właściwej temperaturze, wyjęcie z formy i oczyszczenie gotowego produktu.
1-płyty zaciskowe
2-stempel
3-matryca
4- wypraska
5-wypychacz
6-płyta grzejna stempla
7-płyta grzejna matrycy
8-słupy prowadzące
Proces wtryskiwania polega na zamknięciu formy, podgrzaniu tworzywa do odpowiedniej temperatury, dosunięciu wtryskarki do wlotu formy wtryśnięciu tworzywa do formy przez przesunięci ślimaka wtryskarki w kierunku dyszy, odsunięciu głowicy od formy, otwarciu formy i oczyszczeniu gotowego produktu.
Uplastycznione tworzywo jest wtryskiwane pod ciśnieniem do chłodzonej lub ogrzewanej formy. Odbywa się e to za pomocą dyszy po dosunięciu jej do układu wtryskowego zamkniętej formy. Po wtryśnięciu następuje odsunięcie formy od dyszy i następnie otwarcie formy oraz usunięcie z niej wypraski za pomocą wypychaczy.
1-cylinder wtryskowy, 2-tłoczysko, 3-rozdzielacz masy, 4-dysza, 5-dozownik, 6-tłok hydrauliczny, 8-przewody ciśnieniowe
Kiedy zachodzi konieczność wytworzenia taśm lub arkuszy z tworzyw sztucznych stosuje się technologię walcowania. Tworzywo przechodzi między walcami i przybiera kształt taśmy, która nawija się na bęben zwijarki. Aby zapobiec sklejaniu się taśmy, nawija się wraz z nią na bęben taśmę celofanową.
1-załadunek tworzywa
2-walce robocze
3-zwijarka taśmy
4-przekładka celofanowa
Do wytwarzania materiałów warstwowych, złożonych najczęściej z tkanin różnego rodzaju i tworzyw sztucznych, stosuje się specjalne metody produkcji. Materiały warstwowe odznaczają się bardzo dobrymi własnościami mechanicznymi. Własności mechaniczne tych materiałów nie są jednakowe we wszystkich kierunkach. Materiały warstwowe są najbardziej wytrzymałe w kierunku włókien lub w kierunku warstw tkaniny. W innych kierunkach wytrzymałość ich jest znacznie mniejsza.
Najbardziej znanych materiałem warstwowym jest tzw. Tekstolit, złożony z warstw tkaniny bawełnianej przepojonej żywicą fenolową. Na rysunku poniżej przedstawiono koło zębate wykonane z tekstolitu. W kole tym wyprasowana jest piasta metalowa. Na przekroju widoczne są warstwy tekstolitu.
Life290488