УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА

Полезная модель относится к области термоформования веществ в пластическом состоянии, а именно к устройствам для вакуумного формования изделий из термопластичного полимера или композиций на его основе, и может быть использована для изготовления комплектующих для автотранспортных средств, в том числе ковриков в салоны и багажники автомобилей, защитных подкрылков, крышек аккумуляторных батарей, бамперов и т.п.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для изготовления изделий из термопластичного полимера по патенту РФ на полезную модель №44299 (МПК: B62D 25/16, заявлено 29.10.2004 г., опубликовано 10.03.2005 г.), содержащее смеситель для приготовления термопластичной полимерной композиции, экструдер для получения листовой заготовки из полимерной композиции, узел вакуумного формования и термоблок в виде вентилятора с регулируемой температурой, размещенный между выходом экструдера и входом узла вакуумного формования. Узел вакуумного формования включает матрицу с полостью, соединенной с вакуумной линией, Термоблок обеспечивает подогрев или охлаждение листовой заготовки после выхода ее из экструдера для поддержания требуемой температуры листовой заготовки по всей ее длине, что особенно важно для заготовок, имеющих существенную длину.
Недостатком указанного устройства является то, что оно не обеспечивает высокого качества поверхности листа, что может увеличивать процент брака. Поскольку ширина шнека экструдера меньше ширины его выходной щели, температура выдавливаемого листа по краям щели экструдера несколько ниже, чем в центре. Поэтому, обладая большей пластичностью, материал по центру листа выходит быстрее и образует волны. Это нарушает плоскостность листа, снижает его качество. Кроме того, в устройстве не предусмотрено ускоренное охлаждение матрицы узла формирования изделия после удаления из нее изделия, что также значительно влияет на производительность установки и на долговечность матрицы. Недостаточно охлажденная матрица может перегреваться от контакта с последующей горячей заготовкой и подвергаться термодеструкции и преждевременному разрушению.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка такого устройства для изготовления изделий из термопластичного полимера, которое исключило бы образование волнистости на участках поверхности формуемого листа, что повысило бы качество изделия. Другой задачей предлагаемого технического решения является обеспечение ускоренного охлаждения матрицы для повышения производительности установки и долговечности работы матрицы.
Поставленные задачи решаются тем что устройство для изготовления изделий из термопластичного полимера, содержащее смеситель для приготовления термопластичной полимерной композиции, экструдер для получения листовой заготовки из полимерной композиции, узел вакуумного формования, включающий матрицу с полостью, соединенной с вакуумной линией, и термоблок в виде вентилятора с регулируемой температурой, размещенный на выходе экструдера, дополнительно снабжено вентилятором, смонтированым над матрицей, а вентилятор термоблока размещен под центром выходной щели экструдера, при этом профиль рабочей поверхности матрицы выполнен с возможностью формования на изделии его маркировки и другой необходимой технической информации. Устройство может содержать несколько узлов вакуумного формования, причем размеры, форма матрицы, а также профиль ее рабочей поверхности у различных узлов вакуумного формования могут отличаться друг от друга.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых показано; на фиг.1 - блок-схема устройства для изготовления изделий из термопластичного полимера; на фиг.2 - схема экструдера, вид А; на фиг.3 - схема экструдера, вид Б; на фиг.4 - схема узла вакуумного формования с матрицей, поперечный разрез.
Устройство для изготовления изделий из термопластичного полимера содержит смеситель 1 для приготовления термопластичной полимерной композиции, экструдер 2 для получения листовой заготовки 3 из полимерной композиции, узлы 4 вакуумного формования и размещенный на выходе экструдера 2 под центром его выходной щели 5 термоблок в виде вентилятора 6 с регулируемой температурой. Узел 4 вакуумного формования включает матрицу 7 с полостью 8, соединенной с вакуумной линией 9 и сообщающейся с рабочей поверхностью матрицы 7 через отверстия 10. Матрица 7 выполнена из полиэфирной смолы, армированной для обеспечения ее высокой прочности и теплостойкости несколькими слоями стеклоткани. Профиль рабочей поверхности матрицы 7 выполнен с возможностью формования на изделии его маркировки и другой необходимой инфоромации. Для этого при изготовлении матрицы 7, например, с помощью модели, снятой в виде слепка с эталона изготавливаемой детали, на модель укладывают временные вставки в виде букв и цифр, образующих информацию, которую необходимо получить на изделии, а затем изготавливают матрицу 7 по известной технологии, нанося на модель поочередно слои полиэфирной смолы и стеклоткани, а также устанавливая закладные детали, формирующие полость 8 в матрице 7. После отверждения полиэфирной смолы матрицу 7 отделяют от модели, и со стороны ее рабочей поверхности просверливают в полость 8 отверстия 10. Размеры, форма и профили рабочих поверхностей матриц 7 различных узлов 4 вакуумного формования могут отличаться друг от друга, чтобы обеспечить возможность формования ассортимента изделий различных размеров и конфигураций, например: защитных подкрылков для различных (передних правых, левых; задних правых, левых) колес автомобилей разных моделей, ковриков для салонов и багажников автомобилей разных моделей, крышек различных аккумуляторных батарей и др.. Над каждым узлом 4 вакуумного формования размещен вентилятор 11.
Устройство работает следующим образом. В смеситель 1 загружают необходимое количество компонентов термопластичной композиции, включающей в себя термопластичный сополимер и вспомогательные добавки, в качестве которых могут использоваться красители, наполнители или пластификаторы, термостабилизаторы или светостабилизаторы, скользящие и антипригарные добавки. После перемешивания компонентов смесь из смесителя 1 загружают в бункер экструдера 2, который предварительно выводят на рабочий режим, устанавливая по зонам необходимую температуру. Включают привод экструдера 2, и шнеком (не показан) выдавливают через выходную щель 5 листовую заготовку 3. Для предотвращения образования волн по центру листовой заготовки 3 включают вентилятор 6 для стабилизации температуры листовой заготовки 3 по всей его ширине. Горячую листовую заготовку 3, полученную на выходе из экструдера 2, отрезают в соответствии с нужными размерами, и перемещают на матрицу 7 узла 4 вакуумного формования. После размещения и закрепления горячей листовой заготовки 3 на рабочей поверхности матрицы 7 открывают кран вакуумной линии 9. В полости 8 матрицы 7, а также в пространстве между листовой заготовкой 3 и рабочей поверхностью матрицы 7 вследствие наличия отверстий 10 создается зона пониженного давления. Под действием вакуума горячая листовая заготовка 3, находящаяся при температуре, обеспечивающей термопластичность, прижимается к матрице 7, подвергается термовакуумному формованию и приобретает форму и габариты рабочей поверхности матрицы 7. На ней отпечатываются цифровые и буквенные обозначения, имеющиеся на профиле рабочей поверхности матрицы 7 и характеризующие данное изделие. Например, надпись на защитном подкрылке автомобиля: «ВАЗ 04 05 07 ПЕРЕДНЕЕ ЛЕВОЕ». Затем включают вентилятор 11, охлаждающий изделие, а затем и матрицу 7 после удаления из неостывшего изделия.
Предлагаемое конструктивное решение позволяет повысить качество листовой заготовки, снизить процент брака, повысить производительность установки и срок службы матриц. Выпуск изделий широкого ассортимента с готовой маркировкой и дополнительной технической информацией также обеспечивает сокращение производственных затрат, улучшает экономические показатели производства.