СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАСОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛИСТОВОГО АКРИЛОВОГО ТЕРМОПЛАСТА
PRODUCTION OF SHAPED ARTICLES FROM ACRYL THERMOPLASTIC SHEET

Изобретение относится к способам обработки веществ в пластическом состоянии, а именно к способам формования изделий из листовых термопластов, в частности из полимерного композита - листового акрилового камня - изделий сферической формы типа раковин, поддонов, тарелок, ванн и т.п.
Известен способ пневмовакуумного формования изделий из листовых термопластов, включающий установку заготовки из термопласта на формующую матрицу - плиту с формообразующим углублением, последующий разогрев заготовки до температуры формования, растягивающее деформирование разностью давлений, охлаждение (патент РФ №2228844, кл. B29C 51/10, (22) 05.08.2002, опубл. 20.05.2004).
Установка заготовки из термопласта на формующую матрицу по этому способу предусматривает зажим краев заготовки по всему периметру вышерасположенной плитой, что не обозначено в формуле изобретения. Именно эта операция является главным препятствием реализации способа для обработки листового акрилового камня: последний не обладает способностью к такому большому растяжению, которым обладают листовые термопласты, формуемые по известному способу.
Известен способ формования листового акрилового камня в такие изделия, как моечные раковины и т.п., включающий отрезку от листа заготовки, чаще всего прямоугольной, нагрев ее в печи до температуры формования, укладку на плиту матрицы с формообразующим углублением, деформирование пуансоном ответной формы (интернет-сайт фирмы Global Vacuum Presses, www.globalvacuumpresses.com, Termoconformado, Prensas hidravlicas GHP-1).
В этом способе-аналоге отсутствует операция зажима краев заготовки между пуансоном и матрицей до начала активного формования, так как даже при умеренной глубине формообразующего углубления матрицы заготовка (ее толщина 12-16 мм) может быть сломана, порвана усилием растяжения прямолинейной формы в более длинную криволинейную. Недостатками такого способа-аналога являются:
- применение сложного оборудования - пуансона со средствами его приведения в действие;
- низкое качество сформованного образца: волны «стиральной доски» по периметру (следствие неодинаковых внутренних напряжений в материале отрезка листа в углах и в линейных его гранях), что обусловливает дополнительные трудозатраты на финишных операциях обработки поверхностей изделия;
- необходимость срезать верх материала образца до искомой высоты.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение указанных недостатков, рациональный расход листового термопласта, снижение себестоимости производства.
Технический результат от использования заявленного изобретения - упрощение технологии, как по составу операций, так и по используемым техническим средствам, улучшение качества продукта.
Достигается указанный технический результат тем, что в способе изготовления фасонных изделий из листового акрилового термопласта, включающем отрезку заготовки от листа, нагрев ее до температуры формования, укладку на плоскость окна матрицы с формообразующим углублением, деформирование и охлаждение, отрезку заготовки от листа выполняют операцией вырезки из листа фрагмента по форме, подобной форме окна матрицы, и с положительным припуском по всему периферийному контуру, равным 0,1-0,25 размеров окна матрицы по ее плоскости, деформирование осуществляют путем вакуумирования формообразующего углубления матрицы, осадку заготовки в матрицу контролируют по одинаковости расстояния края заготовки от плоскости окна матрицы и при необходимости корректируют механическими ударами по недоосевшей части края заготовки, при этом глубину матрицы выбирают из условия осадки в нее заготовки с заглублением края заготовки ниже уровня (плоскости) окна матрицы.
Отличительные признаки заявленного способа не обнаружены в известных аналогах:
- лист термопласта в аналогах, как правило, раскраивают на прямоугольные фрагменты. В заявленном способе заготовка - это фрагмент, адекватный по форме окну матрицы;
- деформирование разогретой заготовки в способах-аналогах осуществляют пуансоном, ответным форме углубления в матрице; узел пуансона усложняет оборудование и удлиняет время деформирования. В заявленном способе пневмовакуумное воздействие на заготовку изнутри формообразующего углубления матрицы технически проще и существенно быстрее;
- в заявленном способе отформованная заготовка полностью погружена в матрицу, не выступая за пределы плоскости ее окна никакими частями; ее (заготовки) габариты практически равны искомому изделию, что существенно сокращает расход листа при его раскрое и трудозатраты на финишных операциях;
- контроль осадки заготовки в матрицу и корректировка перекосов ударным инструментом вполне приемлемы в условиях немассового, индивидуально-заказного производства и снижают себестоимость его.
Изобретательский уровень заявленного способа доказывается тем, что свободная укладка заготовки - без принудительного механического зажима ее на плите матрицы - вызывало и вызывает предположение отсутствия герметичности места соприкосновения заготовки и матрицы для пневмовакуумного воздействия как в самом начале такового, так, в особенности, при изгибе и осадке заготовки листа. Заявитель преодолел сомнения и добился требуемого контакта и герметичности за счет контурного соответствия заготовки окну матрицы и качественной обработки контактирующих поверхностей.
Реализация заявленного способа. Технические средства для реализации способа:
- стол, в столешнице которого смонтирована матрица, плоскость верха которой (плоскость окна) расположена в плоскости столешницы;
- матрица из стеклопластика, формообразующее углубление которой выполнено в виде полусферы без поднутрений, с плавным радиусным переходом в плоскость столешницы, снабжена штуцером во вне для соединения с вакуум-насосом; на внутренней поверхности углубления вблизи окна матрицы нанесены горизонтальные метки-линии, параллельные плоскости столешницы;
- вертикально-фрезерный станок с ЧПУ, либо шаблон и вертикальный фрезер;
- печь нагрева заготовок. Последовательность операций способа:
- вырезают заготовки по шаблону или по программе в ЧПУ;
- разогревают заготовку в печи до 150-180°C в течение 25-30 минут;
- укладывают заготовку на окно матрицы, ориентируясь по меткам на столешнице для краев заготовки;
- включают вакуум-насос.
В течение 5-6 секунд заготовка втягивается в матрицу. Оператор корректирует осадку заготовки в случае ее перекоса относительно меток-линий, подбивая молотком через бобышку по недоосевшему торцу края заготовки.
Суммарное время от начала нагрева заготовки до выемки из матрицы сформованного образца составляет 40-60 минут. Края отформованного образца не содержат волновых деформаций, что не требует глубокой шлифовки поверхностей. Рациональный раскрой листов акрилового камня по форме окна формообразующей матрицы повышает выход заготовок на 20-40%.