4.Prasowanie.
Ten sposób formowania tworzyw sztucznych można podzielić na prasowanie:
a) wysokociśnieniowe
b) niskociśnieniowe
ad. a) Prasowanie wysokociśnieniowe
1.Prasowanie tłoczne.
Jest to kształtowanie w formach, co najmniej dwudzielnych, w których matryca i stempel nadają przedmiotowi żądany kształt. Chłodne lub wstępnie ogrzane tworzywo, w postaci rozdrobnionej lub scalonej (tabletki, proszki, arkusze nasyconych nośników) umieszcza się w gnieździe formy, a następnie po ogrzaniu, co prowadzi do uplastycznienia tworzywa, doprowadza się je poprzez nacisk stempla do płynięcia, tak, aby całkowicie wypełniło gniazdo formy.Po zastaniu materiału można go usunąć z formy i cały cykl powtarza się.
Metodą prasowania tłocznego przetwarza się przede wszystkim tworzywa termoutwardzalne, rzadziej termoplastyczne.
Tworzywa wykonuje się najczęściej w formach umieszczonych w prasach, zwykle hydraulicznych, górno napędowych. Zadaniem pras jest stworzenie podczas prasowania takiego ciśnienia w tworzywie, które pozwoli na pokonanie oporów przepływu tworzywa przy wypełnianiu gniazda formy, a następnie na jego ściśnięcie zabezpieczające wyprasce odpowiednią gęstość. Opory przepływu zależą od lepkości uplastycznionego tworzywa oraz kształtu gniazda. Z kolei lepkość tworzywa jest funkcją takich parametrów jak: temperatura, ciśnienie, czas wygrzewania. Ciśnienie wywołuje zwiększenie lepkości, dlatego wybór ciśnienia prasowania musi uwzględniać problem właściwego zagęszczenia tworzywa, jak również dobre wypełnienie gniazda formy.
2.Prasowanie przetłoczne.
Polega ono na tym, że, niezbędną ilość tworzywa, najczęściej wstępnie ogrzanego, umieszcza się w cylindrze, z którego w postaci całkowicie uplastycznionej, zostaje przetłoczone przez jeden lub więcej kanałów do formy. W przetwórstwie tworzyw termoutwardzalnych są podgrzewane, w termoplastycznych-chłodzone. Prasowanie przetłoczne prowadzi się najczęściej przy użyciu prasy podwójnego działania, pionowej stosując formę z tłokiem przetłocznym działającym od dołu. Stosuje się zwykle tłoczywo wstępnie stabletkowane. Tabletki podgrzewane wstępnie za pomocą prądu wysokiej częstotliwości nie wymagają dodatkowego uplastycznienia w cylindrze.
Wartość wywołanych ciśnień wewnętrznych przy prasowaniu przetłocznym na ogół jest zbliżona do ciśnień stosowanych w prasowaniu tłocznym i analogicznie uzależnione jest od rodzaju tłoczywa. Chcąc utrzymać odpowiednio wysokie ciśnienie wewnątrz tworzywa, trzeba wywołać w cylindrze przetłocznym niemal trzykrotnie wyższe ciśnienie, zwane ciśnieniem zewnętrznym prasowania przetłocznego.
Czas nagrzewania przy prasowaniu przetłocznym, obejmujący zabieg uplastycznienia i prasowania (przetłaczania) jest znacznie krótszy od czasu nagrzewania przy prasowaniu tłocznym. Wpływa na to bardziej intensywne i równomierne nagrzewanie się tłoczywa podczas przetłaczania uplastycznionej masy przez kanały układu wlewowego.
Przy przetłaczaniu tworzyw utwardzalnych proces przetłaczania tworzywa nie powinien przekroczyć trwania stanu uplastycznionego, aby nie obniżyć własności mechanicznych wypraski. Można stwierdzić, że czas cyklu prasowania przetłocznego jest krótszy od czasu cyklu prasowania tłocznego i nie zależy bezpośrednio od grubości wypraski.
3.Prasowanie płytowe.
Metoda prasowania płytowego polega na sprasowaniu szeregu warstw nośnika (papier, tkaniny) nasyconego żywicą lub mieszanek wykonanych z rozdrobnionych napełniaczy (wióry, paździerze) oraz żywicy występującej w formie rozdrobnionej lub w stanie płynnym.
Prasowanie płytowe stosowane jest przede wszystkim przy wytwarzania półfabrykatów z tworzyw warstwowych zwanych laminatami bądź przy wytwarzaniu płyt wiórowych, paździerzowych lub włókien spilśnionych. Przygotowane pakiety umieszcza się pomiędzy płytami prasowniczymi o grubości 1-2 mm, i poddaje się sprasowaniu.
Niezbyt wysokie ciśnienie prasowania związane są ze stosunkowo niskimi własnościami nośnika, a w przypadku plastyfikatu z możliwością jego wypływania spomiędzy płyt. Tak jak w poprzednio omawianych metodach prasowania, gęstość prasowanego materiału jest funkcją ciśnienia prasowania.
Płyty wykonywane na bazie tworzyw termoutwardzalnych poddaje się chłodzeniu podobnie jak z tworzyw termoplastycznych, dzięki czemu płyty nie ulegają wypaczeniu. Do prasowania płytowego stosuje się prasy górno-i dolno cylindrowe. W tej metodzie prasowania formę stanowią tylko ogrzewane płyty, a gniazda formujące to przestrzeń między nimi.
ad. b) Prasowanie niskociśnieniowe.
Prasowanie niskociśnieniowe stosowane jest przede wszystkim do formowania tworzyw zdolnych do utwardzania przy nieznacznym ogrzaniu (do temp. 1000 C) i niskim ciśnieniu (do 3,5 MPa) lub w ogóle bez nacisku i ogrzewania. Do takich tworzyw należą żywice:eposydowe i poliestrowe. Nośnik nasycony żywicą umieszcza się w formie wykonanej z gipsu, drewna, tworzywa lub lekkiego metalu. Drugą część formy zastępuje się elastyczną przeponą. Przeponę taką może stanowić suchy, elastyczny worek z gumy lub tworzywa sztucznego. Podwyższa się temperaturę, po czym do worka wprowadza się (powietrze, olej, wodę) o nadciśnieniu rzędu 0,8-1,2 MPa.
Wskutek ogrzewania i działania nacisku żywica zostaje utwardzona. Po odprowadzeniu płynu z worka formę się rozbiera. Na tej samej zasadzie oparte jest prasowanie podciśnieniowe. Formę z nasyconym nośnikiem wsuwa się do worka gumowego, z którego z kolei wypompowuje się powietrze. Pod naciskiem ciśnienia atmosferycznego worek dociska nośnik do formy, powodując utwardzenie żywicy. Podane przykłady formowania nie znalazły zastosowania w produkcjach dużych serii. Do produkcji masowej stosuje się ogrzewane formy metalowe i specjalne typy pras umożliwiających uzyskanie niewielkich ciśnień
Kalandrowanie.
Kalandrowanie to proces ciągłego kształtowania pasma o regularnej grubości. Tworzywo uplastycznione wstępnie w walcarce przepuszczane jest jednokrotnie przez kilka szczelin międzywalcowych, w wyniku, czego otrzymuje się odpowiednio szeroką wstęgę, którą odbiera się na bębny chłodzące i zwija na wale odbierającym.
W wyniku tego procesu, któremu poddaje się tworzywa termoplastyczne, otrzymuje się folię. Urządzenie służące do jej otrzymania nosi nazwę kalandra. Kalandry mają zwykle 3-6 walców o wzajemnie równoległych osiach, umieszczonych w jednym rzędzie pionowym lub odpowiednio przesuniętych.
Sąsiednie walce obracają się w przeciwnych kierunkach. Walce mają regulowane obroty, a dla zapewnienia łatwiejszego przechodzenia tworzywa z walca na walec koleje walce mają malejące prędkości obrotowe. Odległości kolejnych walców od siebie zmniejsza się stopniowo, dzięki czemu w kolejnych szczelinach międzywalcowych tworzą się z nadmiaru materiału obracające rolki, wywołujące ujednorodnienie kalandrowanego tworzywa. Zmniejszające się natomiast szczeliny międzywalcowe zapewniają m.in. usunięcie z plastyfikatu pęcherzyków powietrza.
Folia otrzymana metodą kalandrowania jest zorientowana w kierunku wzdłużnym.
Zaletą kalandrowania jest duża wydajność, niewielki udział pracy ręcznej oraz wysoka jakość wyrobu.
Walcowanie.
Walcowanie tworzyw sztucznych może być prowadzone w celu ujednorodnienia plastyfikatu - walcowanie wstępne lub w celu formowania uplastycznionego wcześniej tworzywa - walcowanie formujące. Tworzywo zasilające walcarkę formującą pobierane jest z walcarki wstępnej w formie odcinków wstęgi. W przypadku walcowania formującego uplastycznione tworzywo przechodzi przez szczelinę międzywalcowe tylko jeden raz. Walcowanie odbywa się przy stałej szczelinie międzywalcowej i zwykle przy tych samych obrotach walców o jednakowej średnicy. Tworzy się ciągła wstęga o stosunkowo dużej grubości.
Odlewanie.
Odlewanie to proces polegający na wypełnieniu odpowiedniej formy odlewniczej ciekłym tworzywem. Formy odlewnicze mogą być bardzo różne w zależności od wykorzystanego tworzywa, jak również kształtu i rozmiarów odlewu. Przy produkcji pojedynczych egzemplarzy lub krótkich serii można korzystać z modeli o małej trwałości. Wykonanych np. gipsu, drewna lub kauczuku silikonowego. Przy sporządzaniu odlewów a tworzyw epoksydowych, poliestrowych stosuje się formy piaskowe (o niezbyt skomplikowanych kształtach).
Odlewanie może być realizowane do form otwartych lub zamkniętych. Odlewanie do form otwartych i nieruchomych stosuje się bardzo często. Natomiast przy produkcji wyrobów wewnątrz pustych stosuje się dwudzielne formy metalowe, obrotowe. W produkcji masowej znajdują zastosowanie rożne odmiany tej metody np. podczas odlewania obrotowego wokół dwóch osi prostopadłych (rys) forma wypełniona dokładnie odmierzoną ilością pasty obraca się w komorze grzejnej, albo w przypadku formy o podwójnych ściankach jest ogrzewana płynem przepływającym pomiędzy ściankami. Pod wpływem dostarczonego ciepła pasta w formie ulega zżelowaniu, po czym formę chłodzi się i wyjmuje kształtkę. Do odlewania nadają się przede wszystkim tworzywa utwardzalne. Bezpośrednio przed procesem odlewania sporządza się masę odlewniczą przez zmieszanie polimeru, utwardzacza, rozcieńczalnika i napełniacza. Aby odpowietrzyć formę, wkłada się ją do komory próżniowej.
Odlewanie tworzyw polimerowych, jest to technologia stosunkowo prosta w realizacji i to właśnie przyczyniło się do jej rozpowszechnienia.
- 7 -