1.Wymienić technologie przetwórstwa tworzyw sztucznych i przyporządkować im rodzaj przetwarzanego materiału.
Wtrysk- odmiany:jednoskładnikowe, wieloskładnikowe, wielokolorowe, duroplasty, silikony
Rodzaj tworzywa:termoplasty ok. 70%, żywice termoutwardzalne ok. 12%, elastomery wulkanizujące ok. 18%
Półfabrykat:granulat, proszek
Wytlaczanie-odmiany:jednoslimakowe, wieloslimakowe
Rodzaj tworzywa:termoplasty, elastomery wulkanizujące
Polfabrykat: granulat, proszek, krajanka, pasta, zel, ciecz
Rozdmuch-odmiany:z rekawa, z preform
Rodzaj tworzywa:termoplasty
Polfabrykat:rekaw, preforma
Prasowanie-odmiany:brylowe, plytowe
Rodzaj tworzywa:termoutwardzalne zywice
Polfabrykat:granulat, proszek, tabletki, arkusz
Kalandrowanie-
Rodzaj tworzywa:termoplasty, PVC
Polfabrykat:proszek, pasta
Termoformowanie-odmiany:negatywne, pozytywne
Rodzaj tworzywa: termoplasty
Polfabrykat: plyta
Odlewanie-odmiany:rotacyjne, grawitacyjne
Rodzaj tworzywa: zywice chemoutwardzalne
Polfabrykat: ciekla zywica
Laminowanie-odmiany:z pepregow, na tkaninie, na matach
Rodzaj tworzywa: zywice chemoutwardzalne
Polfabrykat: mata nasycona zywica
Opisać typy układów uplastyczniających wtryskarki.
Materiał plastyczny, zwykle w formie granulek, jest załadowany do zsypu na górze jednostki wtryskowej. W grzanym cylindrze, w którym obraca się ślimak następuje stopniowe topienie masy tworzywa, która jest przesuwana do końca ślimaka. Topienie tworzywa następuje pod wpływem doprowadzanego ciepła i poprzez tarcie. Przez końcem ślimaka zbiera się stopione tworzywo, która powoduje wycofywanie się ślimaka.
Układy uplastyczniające dzieli się na układy:
1. jedno ślimakowe
2. dwu ślimakowe
3. wielo ślimakowe (spotykane rzadziej )
4. mieszane
Najpopularniejszym układem uplastyczniającym jest układ jedno ślimakowy.
Drugą grupą dość powszechną są układu dwu ślimakowe, ich idea polega na tym, że w cylindrze wytłaczarki umieszczone są dwa ślimaki, które mogą ze sobą współpracować wówczas cylinder ma przekrój , w tym układzie ślimaki mogą się zazębiać.
3. Opisac typy układów zamykania wtryskarki.
Typy układów zamykających:
Napęd kolumnowo - dźwigniowy, w przypadku którego stół ruchomy jest przesuwany przez system.
Kolanowo - dźwigniowy, najczęściej 5-punktowy (przegubowy), uruchamiany pojedynczym siłownikiem hydraulicznym. System ten charakteryzuje duża szybkość ruchu oraz niewielki wydatek oleju (energii). Jednakże do wywarcia pełnej siły zamykania konieczne jest pełne rozprostowanie dźwigni z jednoczesnym pełnym zamknięciem formy.
Napęd bezpośrednio hydrauliczny, w przypadku którego płyta ruchoma jest przesuwana przez wielostopniowy zespół siłowników hydraulicznych. Do realizacji szybkiego przesuwu służą siłowniki o małej średnicy tłoczyska i długim skoku, natomiast duże siły zamykania uzyskuje się za pomocą siłowników o dużej średnicy. W bardzo dużych wtryskarkach o sile zamykania powyżej 10 000 kN stosuje się blokadę pośrednią, a cylinder siłownika drugiego stopnia wykonany jest w stole wtryskarki.
Napęd hybrydowy wykorzystujący elementy obu systemów: - do realizacji szybkiego przesuwu płyty ruchomej stosuje się zespół kolumnowo-dźwigniowy lub śrubę napędową,
- bezpieczną silę zamknięcia uzyskuje się przez zastosowanie jednego centralnego lub czterech - po jednym na każdą kolumnę - siłowników o krótkim skoku, zwanych poduszkami hydraulicznymi.
Napęd przez śrubę pociągową przesuwaną przez obrót nakrętki kulkowej obracanej elektrycznym silnikiem sposób bezpośredni lub pośredni przez pas zębaty.
4. Przedstawić etapy cyklu wtrysku i wymienić najważniejsze parametry technologiczne.
Cykl wtrysku:
Zarówno dla wtryskarki tłokowej jak i ślimakowej proces wtrysku przebiega następująco:
Szybkie zamknięcie przymocowanych do stołów wtryskarki połówek formy, przy czym ruchomy stół przesuwany jest po prowadnicach przez zespół zamykający.
Zamknięcie połówek formy pełną siłą zamykania.
Dosunięcie cylindra wtryskowego do formy tak, aby dysza cylindra zetknęła się z tuleją wtryskową formy.
Suw roboczy ślimaka lub tłoka wtryskowego, powodujący wtryśnięcie uplastycznionego tworzywa do formy.
Uzupełnienie skurczowego ubytku tworzywa w formie przez docisk wywołany niewielkim przesunięciem ślimaka lub tłoka wtryskowego.
Odsunięcie ślimaka lub tłoka i ewentualne odsunięcie cylindra wtryskowego, uplastycznienienie tworzywa.
We wtryskarce ślimakowej ślimak wprawiany jest w ruch obrotowy, następuje pobieranie tworzywa z zasobnika i przesuwanie go do przedniej części cylindra. Ciśnienie uplastycznionego tworzywa przesuwa ślimak w tylne położenie.
W przypadku wtryskarki tłokowej tłok odsuwany jest do tylnego skrajnego położenia, następuje zasypanie cylindra następną, odmierzoną porcją tworzywa.
W tym czasie następuje chłodzenie wypraski.
Zredukowanie siły zamykającej formę.
Otwarcie formy i usunięcie wypraski (kształtki).
Głównymi parametrami wtrysku są:
Temperatura wtrysku: temperatura ogrzania tworzywa w cylindrze, dobrana w zależności od rodzaju wyrobu, konstrukcji formy, stanu wtryskarki, wielkości i kształtu wypraski, temperatury formy, ciśnienia na czole tłoka, szybkości wtrysku.
dla tworzyw termoplastycznych 160-350oC,
dla tworzyw termoutwardzalnych 60-90oC.
Temperatura formy: wpływa na okres zestalenia tworzywa, jakość powierzchni wypraski, naprężenia wewnętrzne w kształtce, własności mechaniczne wyrobu, skurcz tworzywa, gęstość wypraski, zdolność wypełniania gniazda. Optymalna - pozwala cały przekrój formy wypełnić w minimalnym czasie przy zachowaniu dobrych własności gotowego wyrobu.
dla tworzyw termoplastycznych 25-150oC,
dla termoutwardzalnych 150-180oC.
Ciśnienie wtrysku (zewnętrzne): ciśnienie jakie panuje na czole tłoka w momencie wtrysku . Wartość od około 800 do 2300 bar.
Ciśnienie wewnętrzne: ciśnienie tworzywa w formie. Zmienia się w trakcie wtrysku. Wartość maksymalna osiąga 35-70% wartości ciśnienia zewnętrznego.
Czas cyklu wtrysku: uzależniony jest od: kształtu i wielkości wyrobu, rodzaju tworzywa, sprawności wtryskarki. Faza jednego wtrysku składa się z czasu:
Zamknięcia formy
wtrysku
docisku
chłodzenia
otwarcia formy
5. Budowa linii do wytłaczania folii rękawowej.
Linia służąca do wytłaczania folii rękawowej zbudowana jest z następujących elementów:
- silnik ,
- sprzęgło ,
-układ uplastyczniający ( lej zasypowy, wytłaczarka, kalibrator, głowica) ,
-na budowę głowicy składają się elementy :-ustnik, -talerz, -pierścień, -grzałki, -obudowa ,
-układ odciągający (odciąg)-reguluje prędkość wyciągania produktu, zwiększając prędkość odciągu możemy zwiększyć ilość produktu kosztem grubości i szerokości, zbudowany jest z dwóch wałków między którymi ,poprzez ich obrót w przeciwnych kierunkach, wyciągany jest materiał
-urządzenie pakujące (bęben- nawija wyprodukowaną folię ).
6. Parametry wytłaczania jednoślimakowego.
- prędkość obrotowa ślimaka ,
- temperatury na strefach grzewczych ,
-wydajność procesu ,
-moc grzewcza ,
Typy kalibratorów - krótka charakterystyka.
nadciśnieniowe
podciśnieniowe
na zasadzie przeciągania
z rdzeniem wewnętrznym
na zasadzie walcowania
z głowicą do wytłaczania profili
z głowicą do pokrywania przewodów izolacyjnych
z głowicą do wytłaczania rur
8. Parametry prasowania tłocznego i przetłoczonego.
Parametr |
tłoczne |
przetłoczne |
płytowe |
Temperatura prasowania |
150-180 |
135-150 |
150-180 |
Ciśnienie prasowania |
100 MPa |
do 200 MPa |
powyżej 2 MPa |
Czas prasowania |
0,5 do 1 min na 1 mm grubości wyprawki |
||
8. Cykl prasowania tlocznego.
PRASOWANIE
Prasowanie jest metodą przetwórstwa polegającą na cyklicznym wprowadzaniu tworzywa do zamykanego gniazda formującego, bardzo często jego uplastycznianiu a następnie stapianiu w zamkniętym gnieździe formującym, jego utwardzeniu lub zestaleniu i z kolei wyjęciu przedmiotu, zwanego w tym przypadku wypraską prasowniczą z gniazda.
Prasowanie dzieli się na kilka odmian. Ważniejsze z nich są następujące:
Prasowanie wysokociśnieniowe, które może być tłoczne, przetłoczne i płytowe
Prasowanie niskociśnieniowe
Prasowanie wstępne zwane często tabletkowaniem
Prasowanie tłoczne
Cykl prasowania tłocznego możemy podzielić na następujące fazy:
1. Bezpośrednie napełnianie gniazda formy prasowniczej
2. Zamykanie formy, uplastycznianie tworzywa
3. Zamknięcie formy siłą całkowitą, stapianie tworzywa i utwardzanie lub zestalenie wypraski
4. Zmniejszenie siły zamykającej formę, otwieranie formy i wypchnięcie gorącej wypraski
5. Zabiegi na otwartej formie
Cykl procesu prasownia tłocznego obejmuje: napełnianie - zamykanie - sprasowanie - otwieranie - przerwę.
Forma do prasowania tłocznego, zwana krótko formą tłoczną składa się z zasady z dwu zespołów: zespołu mocowanego do ruchomego stołu prasy, zwanego zespołem ruchomym i zespołu mocowanego do nieruchomego stołu prasy, zwanego zespołem nieruchomym.
9.Cykl prasowania przetłocznego.
Prasowanie przetłoczne
Zostało wprowadzone jako udoskonalenie prasowania tłocznego. Różni się ono od niego istotnie sposobem doprowadzania tworzywa do gniazda formującego. Tworzywo mianowicie nie zostaje wprowadzone bezpośrednio do gniazda lecz do komory zasypowej a z niej w stanie plastycznym zostaje przetłoczone pod działaniem tłoka przez kanał przetłoczny do gniazda formującego.
Forma do prasowania przetłocznego, zwana formą przetłoczną, składa się w istocie z takich samych zespołów, układów i elementów co forma tłoczna i forma wtryskowa z tą różnicą, że ma komorę zasypową.
Tłoczywo nie jest wprowadzone bezpośrednio do gniazda lecz do komory przetłocznej (4) a z niej w stanie plastycznym jest przetłaczane pod działaniem tłoka - przetłocznika (8) przez kanał przetłoczny (6) do gniazda formującego (2).
W porównaniu z prasowaniem tłocznym metoda ta daje szereg korzyści ekonomicznych i technologicznych takich jak:
- większą szybkość utwardzania
- mniejsze ścieranie się powierzchni form
- mniejsze odkształcenie cienkich wkładek metalowych
- lepszą jednorodność wyprasek w całej masie
- lepszy wygląd powierzchni oraz lepsze własności dielektryczne
- możliwość formowania wyprasek o skomplikowanych kształtach i z delikatnymi zapraskami, których nie da się uzyskać w formach tłocznych
Warunki prasowania przetłocznego różnią się od warunków prasowania tłocznego. ścisłe określenie i zachowywanie ciśnień, temperatur i czasów formowania stanowi podstawowy warunek dobrych wyników i wydajności. Temperatura powinna być regulowana jeszcze dokładniej niż przy prasowaniu tłocznym i jest zwykle trochę niższa ze względu dodatkowe nagrzewanie się tłoczywa na skutek tarcia podczas przetłaczania. Wynosi ona:
- dla tłoczyw mocznikowych 125 - 140 [C] (358 - 413 [K])
- dla tłoczyw melaminowych 135 - 150 [C] (408 - 423 [K])
- dla tłoczyw fenolowych 150 - 170 [C] (423 - 433 [K]) - 180 - 190 [C] (453 - 463 [K]).
Forma do prasowania przetłocznego, zwana formą przetłoczną, składa się w istocie z takich samych podzespołów, układów i elementów co forma tłoczna, z tą różnicą, że ma komorę przetłoczną. Na rysunku pokazano przykładową formę przetłoczną do tworzyw utwardzalnych.
10. Parametry prasowania tlocznego i przetlocznego.
Tloczne:
Temperatura prasowania 150-180
Ciesnienie prasowania 100MPa
Czas prasowania 0,5 do 1 min na 1mm grubości wypraski
Przetloczne:
Temperatura prasowania 135-150
Cisnienie prasowania do 200MPa
Czas prasowania 0,5 do 1min na 1mm grubości wypraski
11. Metody zgrzewania tworzyw sztucznych( opisac jedna z metod).
Zgrzewanie- jest to proces laczenia tworzyw sztucznych na skutek ich uplastycznienia w miejscu laczenia z jednoczesnym wywarciem docisku elementow laczonych. Zgrzeina ma kształt punktu lub linii.
Parametrami zgrzewania sa: temperatura w miejscu laczenia, czas docisku , sila docisku
Metody zgrzewania:
Oporowe(kontaktowe) i impulsowe
Za pomoca nagrzanego klina lub plyty
Pojemnościowe
Ultradźwiękowe
Indukcyjne
Tarciowe: W metodzie tej ciepło niezbędne do uplastycznienia materiał u uzyskuje się przez wzajemne tarcie łączonych powierzchni z jednoczesnym dociskiem ich do siebie. Po osiągnięciu wymaganej temperatury operacja tarcia przerywa się utrzymując tylko docisk. Zgrzewanie można przeprowadzać na przystosowanych do tego tokarkach - łączy się w ten sposób rury. Dobrze zgrzewają się tą metodą twarde termoplasty, podatne na utlenianie w podwyższonej temperaturze. Zgrzewanie odbywa się praktycznie bez dostępu powietrza do uplastycznionego tworzywa. Metoda doskonale nadaje się do zgrzewania PA, który jest twardy i podatny na utlenianie w podwyższonej temperaturze.
Polega na ściśnięciu i uplastycznieniu tworzywa łączonych elementów między szybko nagrzewającymi się i następnie ochładzanymi listwami. Podobnie jak w zgrzewaniu kontaktowym, ciepło dopływa od elementu grzejnego poprzez folie do miejsca spojenia, z tym że element jest ogrzewany nie w sposób ciągły, lecz przez krótki impuls prądu elektrycznego o dużej mocy. Zaletą metody zgrzewania impulsowego jest chłodzenie złącza pod dociskiem (przy zwartych listwach ściskających), co eliminuje możliwość jego uszkodzenia przed całkowitym schłodzeniem np. w czasie napełniania świeżo uformowanego opakowania. Przy zgrzewaniu jednostronnym możemy zgrzewać impulsowo folie o grubości do 0,2 mm, a przy dwustronnym do 0,5 mm. Proces zgrzewania impulsowego znajduje zastosowanie głównie w produkcji opakowań z jednoczesnym ich napełnieniem
12. Metody metalizacji.
Metalizacja- to proces nanoszenia warstwy metalu na powierzchnie tworzywa.
Metalizacja prozniowa- polega na kondensacji par metalu na powierzchni tworzywa. Proces przeprowadza się w komorze w ktorej wytwarza się proznie techniczna za pomoca pomp rotacyjnych i dyfuzyjnych. Metal do nanoszenia (w postaci drutu lub proszku) umieszcza się na przewodzie rezystancyjnym wykonanym z metalu o wysokiej temp topnienia. W niskim cisnieniu metal odparowuje w niskich temp. Przedmiot z tworzywa pokryty lakierem podkladowym (zapewnia lepsza przyczepność i polysk powierzchni metalicznej) jest umieszczony w bebnie, który wprawiony jest w ruch obrotowy co zapewnia rownomierny rozklad par metalu na powierzchni. Grubosc warstwy metalu zalezy od: cisnienia w komorze, czasu naparowywania, temp tworzywa, odległości od zrodla pary. Zaleta tej metody jest możliwość uzyskania bardzo cienkich powlok poniżej jednego mikrometra. W koncowym etapie warstwa metalu zabezpieczona jest przed uszkodzeniem i dzialaniem atmosfery powloka z lakieru bezbarwnego.
Metalizacja galwaniczna- polega na elektrolitycznym nanoszeniu czastek metalu na powierzchnie tworzywa, pokryta uprzednio warstwa przewodzaca prad elektryczny. Proces ten stosowany jest dla tworzyw styrenowych szczególnie ABS oraz PP. Koncowa grubosc powloki wynosi 10-40 mikrometrow. Dla ABS proces metalizacji sklada się z etapow: trawienie(w kapieli z kwasu chromowego - usuwa się z powierzchni polibutadien), plukanie, aktywowanie( nanoszenie w kapieli chemicznej jonow srebra), nanoszenie chemiczne warstwy miedzi lub niklu, które stanowia podklad dla właściwej warstwy metalu, elektrochemiczne nanoszenie metalu( anoda-nanoszony metal, katoda-element z tworzywa na którym osadza się warstwa metalu)
Metalizowanie natryskowe- polega na stopieniu metalu w pistolecie natryskowym, rozpyleniu i przeniesieniu go za pośrednictwem sprężonego powietrza tworzywa, gdzie konczy się proces jego krzepniecia. Proces ten stosowany jest dla duzych powierzchni, których nie można metalizowac innymi metodami. Aby nie nastapil rozklad termiczny warstwy wierzchniej tworzywa należy najpierw pokryc go warstwa metalu niskotopliwego . Wdrugim etapie metalem właściwym. Po metalizacji należy powierzchnie przeszlifowac lub polerowac w celu uzyskania polysku.