Prerada polufabrikata - Presovanje plasticnih masa

|
Presovanje plasticnih masa
|
bet | 3/18 | Sana | 29.12.2019 | Hajmi | 1,87 Mb. | | #6240 |
2.3.2. Prerada polufabrikata
U postupke prerade polufabrikata spadaju:
zavarivanje plastičnih masa,
lepljenje plastičnih masa i
obrada plastičnih masa rezanjem.
Termoformiranje (oblikovanje pomoću toplote)
Pri obradi termoformiranjem vrši se zagrevanje materijala na temperaturu koja omogućava oblikovanje bez izmene osnovnih karakteristika plastične mase. Termoformiranje je tehnika prerade folije, koje se zagrevaju do viskog elastičnog stanja i oblikuju. U tom stanju lančane molekule odlikuje pokretljivost tako da se delovanjem mehaničkih sila pomeraju, a da pri tome struktura materije ostaje ista. Najveće promene oblika postižu se iznad temperature omekšavanja.
Pri toplotnom oblikovanju u termoplastičnom stanju, za vreme elastičnog razvlačenja, dolazi do orijentisanja molekula. Ako se u tom trenutku izvrši zamrzavanje, u materijalu nastaju unutrašnja naprezanja. Pri ponovnom zagrevanju dolazi do izjednačenja naprezanja i promene oblika. To je povratna informacija i predmet dobija oblik u kome se nalazio pre zagrevanja.
Ova pojava nije poželjna, ali ima svoju praktičnu primenu, jer pri ovakvom toplotnom istezanju dolazi do poboljšanja mehaničkih osobina u smeru orijentisanja lančanih molekula. Postupkom se mogu prerađivati samo tvrdi termoplasti na normalnoj temperaturi, koji se nalaze u obliku poluprerađevina. Mogućnost prerade je bolja ukoliko je interval između temperature omekšavanja i tečenja veći.
Dva osnovna postupka termoformiranja su:
vučenje (duboko izvlačenje).
Savijanje se izvodi tako što se plastična masa prethodno zagreva, a zatim se pod određenim uglom i radijusom savija pomoću odgovarajućih alata ili između valjaka. Postupak savijanja najviše se koristi pri proizvodnji većih posuda ili cevi, obično u cilju pripreme pre zagrevanja ili lepljenja.
Izvlačenje je operacija promene oblika pomoću alata koji se sastoji od matrice, oblikača i držača sa oprugama. Izborom temperature, pritiska i brzine izvlačenja postiže se ista debljina zida gotovog proizvoda, kao i polazna ploča.
Na slici 7. prikazan je postupak proizvodnje cilindričnih posuda iz ploče pre izvlačenja i posle izvlačenja.
Slika 7. Izvlačenje u otvorenoj matrici, pre i posle izvlačenja;
1–oblikač, 2–matrica, 3–držač, 4–ploča
Postoje i drugi načini izvlačenja primenom oblikača i matrice za dobijanje različitih oblika proizvoda izvlačenjem u zatvorenom kalupu (slika 8.).
Izvlačenjem kroz matrice određenog profila mogu se dobiti manje dimenzije profila, kao i kod metala. Ovaj način prerade se retko koristi kod plastičnih masa.
Slika 8. Izvlačenje u zatvorenom kalupu, pre i posle izvlačenja;
1–oblikač, 2–matrica, 3–držač, 4–ploča, 5–odvod za vazduh
Vučenje (izvlačenje) je postupak oblikovanja spoljašnjom silom, koja deluje na fiksno stegnutu ploču između prstena i držača, tako da se površina ploče povećava, a debljina smanjuje.
Delovanje spoljašnje sile na ploču može biti mehaničko, pomoću klipa (slika 9.), pneumatsko, delovanjem sabijenog vazduha (slika 10.) ili vakuumom (slika 11.). Vakuumiranje je uvedeno kao osnovni postupak termoformiranja jer je postupak značajno usavršen i automatizovan.
Postupkom dubokog izvlačenja mogu se dobiti posude raznih veličina i debljine zidova, kao što su: čaše za jednokratnu upotrebu, lavori, kofe i veći sudovi.
Slika 9. Termoformiranje mehaničkim vučenjem, pre i posle vučenja;
1–klip, 2–prsten, 3–držač, 4–ploča
|
Slika 10. Termoformiranje duvanjem,pre i posle duvanja;
1–postolje, 2–zaptivni element, 3–matrica, 4–ploča, 5-otvor za vazduh
|
Slika 11. Termoformiranje vakumiranjem, pre i posle vakumiranja;
1–postolje, 2–matrica, 3–držač, 4–folija, 5-otvor za vazduh, 6-otvor za vazduh, 7-zaptivni element
Zavarivanje plastičnih masa
Zavarivanje plastičih masa je spajanje dva dela, neposredno ili posredno (žicom za zavarivanje), prethodnim dovođenjem plastične mase u termoplastično stanje, kada molekuli imaju veliku slobodu kretanja. Delovanjem pritiska, dolazi do homogenog sjedinjavanja.
Na osnovu načina zagrevanja razlikuju se pet osnovnih postupaka zavarivanja:
zavarivanje zagrejanim gasom,
zavarivanje zagrejanim elementom,
zavarivanje pritiskom (trenjem),
dielektrično zavarivanje i
Zavarivanje plastičnih masa zagrejanim gasom je najstariji i vrlo jednostavan postupak za zavarivanje ploča, cevi podova, kada i sl., pri izvođenju instalacija u hemijskoj industriji i građevinarstvu.
Postupkom se zavaruju: tvrdi PVC, meki PVC, polietilen, polipropilen i dr. Na slici 12. prikazan je postupak sučeonog zavarivanja ravnih ploča toplim gasom. Zavarivanje se izvodi toplim gasom koji zagreva ploče i žicu, žica omekšava tako da se laganim pritiskom povija i ispunjava šav. Pri zavarivanju PVC-a i tvrdog polietilena kao topli gas upotrebljava se vazduh, a kod mekog polietilen i polipropilena azot ili ugljen-dioksid.
Slika 12. Zavarivanje zagrejanim gasom: 1 - žica za zavarivanje, 2 – šav
Pored sličnosti zavarivanja metala i plastičnih masa postoje i određene razlike. Pri zavarivanju metala punioc se topi, a kod zavarivanja plastičnih masa šipka punioca omekšava i pod dejstvom sile ostvaruje stalnu vezu, permanentan spoj. U opštem slučaju spoj se može puniti jednim prolaskom trougaone šipke, uz uštedu materijala.
Faktori koji imaju značajan uticaj na jačinu zavara ostvarenog zavarivanjem toplim gasom kod plastičnih masa su:
čvrstoća osnovnog materijala,
pritisak na trougaonu šipku za vreme zavarivanja,
priprema materijala pre zavarivanja,
obučenost i iskustvo zavarivača.
Zavarivanje zagrejanim elementom se sastoji u tome da se površina plastičnih materijala zagreje do temperature spajanja medijumom za zagrevanje (od 204 do 342C). Za vreme perioda hlađenja deluje se silom pritiska (od 0,03 do 0,09 MPa) na spojene delove.
Zavarivanje pomoću zagrejanih elemenata primenjuje se kod nekih termoplasta gde zavarivanje toplim gasom ne daje dobre rezultate, npr. polimetil – akrilata (pleksi - stakla), polietilena ili poliolefina. Na slici 13. je shemom prikazan postupak kontinualnog zavarivanja pomoću noža. Zagrejani nož je nepokretan, dok se visina između valjka može regulisati gornjim valjkom. Postupak se koristi za konfekcioniranje ambalaže od PVC-a, polietilena i drugih plastičnih masa.
Slika 13. Kontinualno zavarivanje pomoću noža: 1 – zagrejani nož, 2 – valjak.
Dielektrično zavarivanje se izvodi strujom visoke frekvencije. Između metalnih elektroda, koje se nalaze pod naizmeničnim naponom visoke frekvencije od 20 do 60 MHz, nalazi se plastična masa koja nije provodnik, već dielektrik. Usled vrlo brzih izmena napona dolazi do orijentisanja i unutrašnjeg kretanja. Unutrašnje kretanje izaziva trenje, dok trenje stvara toplotu u termoplastu, a elektrode ostaju hladne.
Slika 14. Dielektrično zavarivanje: a) pre zavarivanja; b) posle zavarivanja
1 - elektrode, 2 - folije od plastične mase.
Ultrazvučno zavarivanje je toplotni proces koji se može primeniti i kod termoplasta. Alat koji vibrira pri frekvenciji ultrazvuka dodiruje polovinu dela. Frikciona toplota, koja se stvara zbog visokofrekventnih vibracija, topi plastičnu ivicu na jednoj površini. Istopljen materijal sa obe površine teče lagano i očvršćava kada prestanu ultrazvučne vibracije.
Spajanje lepljenjem
Lepljenje plastičnih masa do danas još nije dovoljno razrađeno, niti postoje univerzalni tipovi lepila. Veliki problem predstavlja glatka i kompaktna površina plastične mase koja se priprema pre lepljenja. Priprema se može izvršiti struganjem, bubrenjem i hemijskim putem.
Priprema mehaničkim struganjem se izvodi staklenim papirom ili na sličan način. Vrši se razaranje makromolekularnih veza na površini predmeta, te na taj način lepilo može bolje da deluje hemijski i fizički.
Priprema bubrenjem površine se izvodi rastvaračima. Time se povećava zapremina mikromolekula na površini makromolekula, koji postaju pokretniji i lakše se vezuju sa lepilom.
Priprema hemijskim putem se izvodi odgovarajućim hemijskim supstancama koje izazivaju hemijske promene, delovanjem visokog napona ili plamenom.
Obrada plastičnih masa rezanjem
Plastične mase mogu da se obrađuju primenom svih tehnika obrade metala. Za obradu plastičnih masa koriste se mašine za obradu drveta ili lakih metala, mašine sa velikom brzinom rezanja. Hlađenje se izvodi vodom, emulzijom ili komprimovanim vazduhom. Bez hlađenja pri obradi termoplasta dolazi do plastifikacije i lepljenja, a kod duroplasta i do raspadanja.
Kod obrade plastičnih masa rezanjem, vrlo su važni režimi rezanja i geometrija reznog alata (slika 15.).
Slika 15. Rezni klin strugarskog noža i burgije.
Pri struganju prednost imaju noževi sa zaobljenim vrhom, dok pri glodanju spiralno ozubljena glodala. Rezanje navoja treba izbegavati, ako se izvodi koriste se nareznici sa većim uglom uspona i zaokruženom osnovom.
Pored mehaničkih operacija termoreaktivne mase mogu se brusiti tocilima, brusnim papirom ili mehanički (kružnim metalnim četkama). Poliranje se može izvesti pastama za poliranje ili flanim diskovima.
2.3.3. Osnovne operacije prerade
Osnovne operacije prerade plastičnih masa su:
presovanje (obično, posredno, injekciono),
ekstrudiranje (folija, cevi, traka i ploča).
|
| |