6 for prozniowe id 43632 Nieznany (2)

Wydzia

Budowy Maszyn i Zarz

dzania

Instytut Technologii Materia

łó

Zakład Tworzyw Sztucznych

YNIERIA WYTWARZANIA I:

PRZETW

RSTWO TWORZYW SZTUCZNYCH

dr inż. Kinga Mencel

kinga.mencel@put.poznan.pl

pokój 801
tel. 665-2787

Formowanie próżniowe polega na równomiernym ogrzaniu

i uplastycznieniu półwyrobu z tworzywa w postaci płyty lub

folii umocowanej w ramie napinającej, następnie na

uformowaniu ogrzanej płyty w formie oraz utrwaleniu

nadanego kształtu przez oziębienie

FORMOWANIE PR

NIOWE

WADY PROCESU FORMOWANIA

NIOWEGO

•

Cena surowca (folii i p

yt) jest ok. 100% wy

sza od ceny

granulatów do wtrysku.

•

Powstaj

odpady przy przycinaniu p

yt i oddzielaniu wyprasek od

arkusza (tzw. a

ur).

•

Na du

ych p

askich powierzchniach mog

powstawa

ć ż

eberka

i pofa

dowania.

•

Nie mo

na formowa

wyrobów z otworami. Otwory wykonuje si

w osobnej operacji.

•

W przypadku formowania negatywowego wyst

puje pocienienie

cianek wyrobu.

•

Wypraski wymagaj

najcz

ęś

ciej dalszej obróbki np. wykrawania,

wiercenia itp.

ZALETY PROCESU FORMOWANIA

NIOWEGO

•

y nak

ad inwestycyjny w przeliczeniu na 1 szt. lub na ci

ęż

ar 1

szt.

•

Tanie formy, co zmniejsza ryzyko przy uruchamianiu nowej

produkcji.

•

liwo

ść

szybkiego wykonania prototypów z ró

nych tworzyw

sztucznych.

•

Proces jest rentowny równie

w przypadku ma

ych serii.

•

liwo

ść

uzyskania wyrobów cienkich i bardzo cienkich o du

ych

powierzchniach.

•

Krótki cykl pracy, du

a wydajno

ść

•

Przy zastosowaniu form wielokrotnych – jednorazowo uzyskuje si

e ilo

ci sztuk.

•

y wybór surowca.

WYMAGANIA STAWIANE TWORZYWOM

PRZETWARZANYM METOD

FORMOWANIA

PRÓ

NIOWEGO

FORMOWANE TWORZYWA POWINNY:

•mie

liwie du

y zakres temperatury, w którym warunki formowania

optymalne,

•pozwala

na stosowanie du

ego wspó

czynnika g

łę

boko

ci formowania

H:D,

•dobrze „p

ąć

”, tzn. dok

adnie wype

nia

zag

łę

bienia formy,

•folie lub p

yty powinny by

jednorodne, tzn. by

wolne od p

cherzy

powietrznych i obcych cia

oraz mie

sta

łą

grubo

ść

•mie

na tyle du

żą

powierzchniow

odporno

ść

ciepln

, aby nie ulega

uszkodzeniom termicznym pod wp

ywem ogrzewania,

•wykazywa

po uformowaniu dostateczn

udarno

ść

i odporno

ść

starzenie.

•ulega

pod wp

ywem ogrzewania ca

kowitemu i jednorodnemu

zmi

kczeniu tak, aby dawa

o si

formowa

pod wp

ywem ci

nienia

atmosferycznego,

WYMAGANIA STAWIANE TWORZYWOM

PRZETWARZANYM METOD

FORMOWANIA

PRÓ

NIOWEGO

Stosunek głębokości H do średnicy D nazywa się

współczynnikiem głębokości formowania. Praktyka wykazała,

że dla formowania negatywowego optymalny jest stosunek

tzn., że głębokość formowania, osiągalna w tej metodzie, a

nie naruszająca stabilności wypraski, wynosi na ogół 40%

średnicy formy.

====

FORMOWANIE PR

NIOWE NEGATYWOWE

Przebieg formowania pr

niowego negatywowego

–

rama, 2

–

uszczelka, 3

–

forma, 5

–

kana

y ss

ce,

–

formowany arkusz,

Formowanie to polega na wci

gni

ciu folii lub p

yty z tworzywa sztucznego w

negatywow

form

(wkl

łą

matryc

)

FORMOWANIE PR

NIOWE NEGATYWOWE

FORMOWANIE PR

NIOWE NEGATYWOWE

Z CZ

ĘŚ

CIOWYM PRZYTRZYMANIEM FOLII

FORMOWANIE PR

NIOWE NEGATYWOWE

Z MECHANICZNYM ROZCI

GANIEM

Przebieg formowania próżniowego negatywowego
z mechanicznym rozciągaczem arkusza;

1 – stempel, 2 – grzejnik, 3 – uchwyt, 4 – formowany arkusz, 5 –
forma

Formowanie negatywowe metod

Air cushion control

”

A) przygotowanie do formowania

i podgrzania folii,

B) otwarcie zaworu (5) i nadmuch

gorącego powietrza pod
ciśnieniem od 3 do 5 bar od
strony formy negatywowej
oraz stempla, który w tym
czasie przesuwa się w dół,

C) i D) dalszy ruch stempla w dół z

równoczesnym nadmuchem
sprężonego powietrza
(rozciąganie folii na poduszce
powietrznej),

E) odłączenie nadmuchu,

podłączenie do próżni
(zaworem 6) w celu
ostatecznego uformowania
wyrobu, wycofanie się
stempla.

1- rolka folii, 2,3 – rolki opasuj

ce, 4- b

ben obrotowy, 5 - grzejniki, 6 - urz

dzenie ch

odz

ce,

7 - folia z uformowanymi kszta

tami.

a produkcja kszta

tek

metod

negatywow

, 8 - urz

dzenie nape

niaj

ce, 9 - folia s

żą

ca do zamykania nape

nionych

kszta

tek, 10 - urz

dzenie do zamykania nape

nionych kszta

tek, 11 - urz

dzenie

wycinaj

ce zamkni

te i nape

nione kszta

tki.

FORMOWANIE PR

NIOWE POZYTYWOWE

Stosowane formy w tej metodzie maj

kszta

wypuk

ych stempli, na kt

re naci

gana jest folia lub

yta w procesie formowania

Rozciąganie mechaniczne folii (ruchem
ramy zaciskowej w dół),

rama

obciągająca,

folia

tworzywa

sztucznego, 3- forma pozytywowa, 4-
otwory łączące przestrzeń formowania z
komorą próżniową (e 0,3 - 0,5 mm)

Schemat formowania pozytywowego z
powietrzno-mechanicznym rozciąganiem folii

a - nagrzewanie i rozdmuch, b - ruch stempla
do góry, rozciąganie mechaniczne, a
następnie formowanie próżniowe

Nagrzany arkusz jest powoli wciągany do
komory próżniowej. Przez opuszczenie formy
spełniającej rolę tłoka następuje zamknięcie
przestrzeni między formą i arkuszem skąd
następnie usuwa się powietrze. Równocześnie
lekkie nadciśnienie w komorze ułatwia proces
formowania. Metoda ta stosowana jest często
do laminowania próżniowego.

metoda "

Snap

back

Porównanie metod formowania próżniowego

Metodę negatywową:

otrzymanie

przedmiotów

stosunkowo

małej

głębokości

względnie prostych kształtach

przy otrzymywaniu wyprasek o
bardzo małych powierzchniach w
formach wielokrotnych

wszędzie

tam,

gdzie

stronie

zewnętrznej

(widocznej)

wypraski

należy otrzymać wyraźne kontury i
rysunki

tam, gdzie pocienienie materiału nie
wpływa ujemnie na jakość wypraski

Metodę pozytywową:

do formowania dużych pojedynczych
wyprasek,

wymagających

równomiernego

rozkładu

grubości

ścian

formowania

formach

wielokrotnych

tam, gdzie istotna jest staranność w
uformowaniu

powierzchni

wewnętrznej

wymagana jest duża wytrzymałość
mechaniczna

ścianki

dolnej

niewielkie jej pocienienie

Wady wyrobów formowanych próżniowo

1. Niektóre tworzywa sztuczne mają wąski zakres temperatury

przetwórstwa (np. twarde folie PVC o grubości

<<<<

0,5 mm).

W związku z tym występują tendencje niedogrzewania lub

przegrzewania.

2. Tworzenie się tzw. żeberek. Wszędzie tam, gdzie w formie

negatywowej długie lub głębokie powierzchnie w kształcie rynien lub

rowków, mogą powstać fałdy czyli tzw. żeberka. Wada ta zależy od

rodzaju i jakości formowanego tworzywa.

3. Pocienienie ścianek, czyli otrzymywanie wyrobów o nierównomiernej

grubości ścianek.

Formy

Gips

Tani, szybko dający się formować. Jest porowaty, więc nie wymaga stosowania

kanałów ssących, dzięki czemu możliwie jest precyzyjne formowanie drobnych
szczegółów. Zalecany jest, gdy chodzi o uformowanie niewielkiej liczby kształtek. W
przypadku form o dużej powierzchni wymaga wzmocnienia za pomocą żelaznych
sztabek lub drutu, aby gips mógł się oprzeć ciśnieniu występującemu przy
formowaniu. Ze względu na konieczność

otrzymywania możliwie gładkiej

powierzchni formy należy używać

gipsu twardego tzw. azbestowego lub

modelowego.

Drewno

Tani surowiec, dający się szybko i łatwo obrabiać. Formy drewniane są nietłukące,
mają dobrą wytrzymałość i można w nich formować również delikatne zarysy.
Trwałość ich jest ograniczona, nie są odporne na działanie ciepła oraz wilgoci i nie
utrzymują stałości wymiarów. Drewno, najlepiej z olchy, brzozy i klonu, powinno
być dobrze wysuszone i sklejane z kilku warstw. Pozwala na wykonanie przeciętnie
500 formowań a ponadto istnieje możliwość zaszpachlowania powstałych rys i
pęknięć.

Laminaty

Cena ich jest dość wysoka a obróbka pracochłonna, jednak formy wykonane
z laminatów pozwalają na formowanie nieograniczonej liczby sztuk, mają dobrą
wytrzymałość mechaniczną i stałość wymiarów oraz znakomitą gładkość
powierzchni. Laminaty są tworzywami warstwowymi, w których warstwy
drewna (Lignofol), papieru (Pertinax) lub tkanin (Novotext) połączone są
tworzywami sztucznymi. Są odporne na podwyższoną temperaturę, wykazują
niewielką przewodność cieplną, mają bardzo dobre właściwości mechaniczne i
dają się łatwo polerować

Metale

Pozwalają na formowanie dowolnej liczby sztuk, mają bardzo dobrą wytrzymałość
mechaniczną, zachowują trwałość wymiarów i mają gładkie powierzchnie.
Poważną wadą jest dość długi czas wykonywania formy, a metal czasami czerni
wypraski. Formy metalowe pozwalają na zastosowanie chłodzenia, co jest
szczególnie

wskazane

przypadkach

produkcji

masowej w

formach

wielokrotnych.

Masa ceramiczna

Formy pozwalają na formowanie dużej liczby sztuk, są tanie w wykonaniu,
wykazują dobrą trwałość wymiarów i są łatwe w konserwacji. Mają jednak
ograniczoną wytrzymałość w przypadku drobnych zarysów formy, są tłukące,
nieodporne na uderzenia i mają małą gładkość powierzchni. Powierzchnia formy
daje się polerować. Podczas pracy stykając się z gorącym tworzywem, forma
ogrzewa się do stosunkowo wysokiej temperatury, co nie jest wskazane ze względu
na jakość wyprasek oraz powoduje obniżenie tempa pracy. W związku z tym
konieczne jest zastosowanie chłodzenia formy.

Cement

Formy cementowe są tanie i proste w wykonaniu, wykazują dobrą trwałość
wymiarów oraz pozwalają na formowanie dużej liczby sztuk. Są dosyć
chropowate,

ogranicza

możliwość

odtwarzania

zarysów.

Cement

wykorzystywany jest dość rzadko, co najwyżej do form małych o niezbyt dużym
ciężarze. Kontury powinny być gładkie i przebiegać łagodnymi łukami

Tworzywa sztuczne

Formy z żywic poliestrowych otrzymywane są przez odlewanie na modelach
drewnianych. Są trwałe i mają dobrą przewodność cieplną. Wadą jest zanik
tworzywa w czasie utwardzania oraz trudności z obróbką mechaniczną; nadają
się więc do wyrobu form nie wymagających ścisłego przestrzegania tolerancji
wymiarowych. Natomiast formy z żywic fenolowych charakteryzują się
trwałością wymiarów, odpornością na ścieranie oraz dają się dobrze polerować.
W celu zwiększenia ich wytrzymałości mechanicznej stosuje się włókno szklane.

Kanały ssące

Kanały ssące są to otwory wywiercone w formie, które służą do
szybkiego usuwania powietrza znajdującego się między folią a formą,
jak również do doprowadzenia sprężonego powietrza przy wyjmowaniu
wypraski lub wydmuchiwania folii. Ich średnica określona jest przez
grubość formowanego materiału, ponieważ z jednej strony muszą być
dostatecznie duże, aby umożliwić wystarczająco szybkie i skuteczne
wessanie, a drugiej strony nie mogą być zbyt duże, ponieważ w
przeciwnym razie odciskałyby się na wyprasce. Kanały powinny
znajdować się wszędzie tam, gdzie folia formowana jest w końcowej fazie
procesu, czyli we wszystkich zagłębieniach, nożach i profilach formy.