ZAGADNIENIA NA ZALICZENIE Z TWORZYW SZTUCZNYCH

1. Charakterystyka technologii wtryskiwania (parametry, budowa wtryskarki, charakterystyka tworzyw termoplastycznych)

2. Charakterystyka tworzyw termoutwardzalnych

3. Wytłaczanie ( istota procesu, rodzaje głowic, charakterystyka linii wytł., )

4. Techniki termoformowania (wady i zalety formowania próżniowego, tworzywa przeznaczone do termoformowania)

5. Techniki łączenia /klejenie, spawanie, zgrzewanie/ (Parametry technik łączenia )

6. Istota nanoszenia powłok, metody nanoszenia powłok, tworzywa stosowane na powłoki

7. Pojęcia : laminat, kompozyt, metody laminowania

8. Charakterystyka tworzyw chemoutwardzalnych

9. Charakterystyka wyrobów otrzymanych technikami wytwarzania tw. szt.

10. Odlewanie rotacyjne

11. Co to jest tworzywo sztuczne? – podział i charakterystyka, przykłady

1. Parametry procesu wtryskiwania:

• Temperatura

• Ciśnienie

• Czas trwania 1 cyklu

Dobór parametrów zależy od:

• Sprawności pracy wtryskarki

• Kształtu i wielkości wypraski

• Rodzaju i właściwości użytego tworzywa

• Konstrukcji formy

Budowa wtryskarki:

Charakterystyka tworzyw termoplastycznych:

• Pod wpływem temperatury zachodzą w nich odwracalne przemiany fizyczne

• Mogą być wielokrotnie formowane

• PA, PE, PS, PET, PVC

2. Charakterystyka tworzyw termoutwardzalnych

• Mają wolne grupy funkcyjne zdolne do dalszej reakcji chemicznej

• Pod wpływem temperatury zachodzą w nich nieodwracalne przemiany chemiczne

• Mogą być formowane tylko 1 raz

• Najpierw miękną, a przetrzymywane w temparaturze utwardzają się

• Nietopliwe

• Nierozpuszczalne

2. Wytłaczanie

Proces polega na ciągłym uplastycznianiu tworzywa w układzie uplastyczniającym maszyny i przepychaniu go przez kanały głowicy wytłaczarskiej, która nadaje kształt formowanemu profilowi.

Materiałem wejściowym jest tworzywo w postaci granulatu, proszku lub mieszanin otrzymanych wg różnych receptur. Można wytwarzać od rur i prętów do płyt i folii

Rodzaje głowic wytłaczarskich:

• Głowice proste – rury, pręty, taśmy i inne profile

• Głowice krzyżowe – nakładanie izolacji na kable, wytłaczanie z rozdmuchiwaniem np. folie rękawowe

• Głowice szczelinowe – kształtowanie płyt, folii w postaci taśmy, powlekanie papieru, tkaniny, folii aluminiowej

Linia wytłaczarska:

Linia do wytłaczania rur: 1-mieszarka, 2-zbiornik tworzywa, 3-wytłaczarka, 4-kalibrator, 5-urządzenie chłodzące, 6-odciag, 7-znakowanie rury, 8-poła, 9-magazyn

2. Termoformowanie

Wady formowania próżniowego:

• Surowiec dużo droższy od granulatów wtryskowych

• Powstają odpady przy przycinaniu płyt i oddzielaniu wyprasek od arkusza

• Na dużych powierzchniach mogą powstawać żeberka i pofałdowania

• Nie można formować wyrobów z otworami. Otwory w osobnej operacji

• W formowaniu negatywowym występuje pocienienie ścianek wyrobu

• Wypraski wymagają dalszej obróbki np. wykrawania, wiercenia

Zalety formowania próżniowego:

• Mały nakład inwestycyjny w przeliczeniu na 1 szt.

• Tanie formy

• Proces jest rentowny przy małych seriach

• Możliwość szybkiego wykonania prototypu z różnych tworzyw

• Wyroby cienkie i bardzo cienkie o bardzo dużych powierzchniach

• Krótki cykl pracy, duża wydajność

• Przy formach wielokrotnych – jednorazowo uzyskuje się duże ilości sztuk

• Duży wybór surowca

Tworzywa przeznaczone do termoformowania:

• Celuloid

• Octan celulozy

• Polichlorek winylu

• Polistyren

• Polietylen

• Polimetakrylan metylu

Tworzywa muszą spełniać następujące wymagania:

• Duży zakres temperatur, w których warunki formowania są optymalne

• Duży współczynnik głębokości formowania H:D

• Muszą dobrze płynąć (wypełniać krawędzie)

• Płyty lub folie powinny być jednorodne

• Duża powierzchniowa wytrzymałość cieplna

• Wykazywać po uformowaniu odpowiednią udarność i odporność na starzenie

• Ulegać pod wpływem ogrzewania całkowitemu i równomiernemu zmiękczaniu

2. Łączenie

Klejenie – łączenie materiałów za pomocą kleju

Zgrzewanie – proces łącznia tworzyw sztucznych poprzez ich docisk z podgrzaniem do stanu plastycznego miejsca styku łączonych elementów, bez dodawania spoiwa.

Spawanie – łączenie uplastycznionych krawędzi tworzyw sztucznych za pomocą dodatkowego materiału w postaci pręta spawalniczego. Proces odbywa się bez wywierania wzajemnego nacisku łączonych elementów.

Parametry procesu klejenia:

• Temperatura klejenia

• Czas

• Nacisk

Parametry zgrzewania:

• Temperatura do jakiej nagrzewa się tworzywo łączone

• Docisk wywierany na łączone części

• Czas zgrzewania

• Czas i warunki chłodzenia złącza

Parametry spawania:

• Temperatura spawania

• Grubość pręta

• Prędkość przesuwania spoiwa wzdłuż rowka

2. Powłoki

Etapy wytwarzania powłok:

• Przygotowanie przedmiotu metalowego i jego powierzchni do nałożenia powłoki

• Nałożenie powłoki

• Obróbka wykańczająca powłoki

Metody nakładania powłok :

• Fluidyzacyjna – zanurzenie ogrzanego, metalowego przedmiotu w złożu fluidyzacyjnym. W czasie przebywania przedmiotu w złożu, cząstki tworzywa stykają się z nagrzanym przedmiotem i stapiają się, tworząc powłokę adhezyjnie związaną z materiałem przedmiotu.

• Napylanie elektrostatyczne – polega na przeniesieniu sproszkowanego tworzywa w polu elektrycznym prądu stałego z głowicy napylającej, stanowiącej biegun ujemny, na powierzchnię przedmiotu będącego biegunem dodatnim, a następnie wyjęciu przedmiotu z pola elektrycznego, stopieni cząstek tworzywa pod wpływem ciepła dostarczonego z zewnątrz oraz utwardzeniu powłoki.

• Natryskowa – powłoka w postaci zawiesiny natryskiwana przez dyszę natryskową

• Powlekanie zanurzeniowe – zanurzenie w zawiesinie polimerowej

2. Laminat – produkt procesu laminowania.

Laminowanie – proces polegający na łączeniu kolejnych warstw nośnika (napełniacza) w postaci arkuszy, mat, taśm przy pomocy spoiwa (żywice itp.), którego podstawowym składnikiem jest polimer.

Kompozyt – materiał niejednorodny złożony co najmniej z dwóch elementów, mających na celu połączenie dodatnich cech obu elementów

Metody laminowania:

• Ręczne – nakładanie nośnika w postaci arkuszy

• Natryskowe – napełniacz ma kształt krótkich włókien

• Przeciąganie i nawijanie – napełniacz ma kształt taśm lub wiązki włókien

2. Tworzywa chemoutwardzalne (żywice epoksydowe, poliestrowe):

• Mają wolne grupy funkcyjne zdolne do dalszej reakcji chemicznej

• Ulegają utwardzeniu pod wpływem działania związków chemicznych – utwardzaczy

• Po utwardzeniu nietopliwe

• Nierozpuszczalne

• Nie można ich ponownie przetwarzać

2. Charakterystyka wyrobów z tworzyw sztucznych:

Zalety:

• Mogą mieć skomplikowane kształty

• Korzystny stosunek wytrzymałości do gęstości

• Duża i bardzo duża odporność chemiczna

• Dobre właściwości mechaniczne i często doskonałe właściwości elektryczne

• Zdolność tłumienia drgań

• Estetyczny wygląd

• Różnorodne postaci tworzyw

• Recykling surowcowy i materiałowy

• Możliwość wytworzenia materiałów biodegradowalnych

Wady:

• Mniejsza wytrzymałość mechaniczna i twardość niż metal

• Zjawisko pełzania

• Elementy z tworzyw sztucznych są często trudne do naprawy

• Kiepska odporność cieplna

• Tworzywa otrzymuje się z produktów ropopochodnych – koszt

2. Odlewanie rotacyjne

W tym procesie wykorzystywana jest siła odśrodkowa działająca na tworzywo odlane. Tworzywo wprowadzane jest do formy najczęściej najczęściej w postaci proszku, następnie w skutek ogrzania formy ulega stopieniu w jej gnieździe. Zestalenie lub utwardzenie tworzywa następuje w obracającej się formie, która następnie jest zatrzymywana, otwierana i z jej gniazda wyjmowany jest odlew.

Zastosowanie:

• Zbiorniki i pojemniki na paliwo, środki chemiczne, wodę

• Obudowy przyrządów

• Kaski bezpieczeństwa

• Bariery i oznakowania drogowe

• Doniczki

• Zagłówki

• Zabawki

• Łodzie i kajaki

Zalety:

• Duże puste w środku wyroby

• Nieduży koszt form

• Cały proces przebiega w formie i nie wykorzystuje się zewnętrznego ciśnienia

• Brak linii łączenia na powierzchni wyrobów

• Opłacalne dla niewielkich serii

Wady:

• Bardzo długie czasy cyklu

2. Tworzywo sztuczne – polimer (związek wielocząsteczkowy) + dodatek

Przykłady:

• Polistyren – PS

• Poliamid – PA

• Polietylen – PE

• Polichlorek winylu – PVC

• Polipropylen – PP

• Poliwęglan – PC

• Politereftalan etylenu - PET