ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация методов формования из "Пневмо- и вакуумфильтрование" Основой классификации методов переработки листовых и пленочных термопластов в изделия являются способы нагрева заготовки и создания давления формования. В зависимости от конструкции нагревательного устройства различают методы обогрева теплорадиационный, когда лист размещается на определенном расстоянии от нагретого до высокой температуры нагревателя контактный, при котором нагреваемый лист входит в контакт с обогревающей его поверхностью, и конвективный, при котором лист нагревается посредством омывания его теплоносителем (например, горячим воздухом). Обогрев теплорадиационный и контактный может быть односторонним (нагреватель располагается сверху или снизу листа) или двухсторонним (заготовка из термопласта при нагреве помещается между двумя нагревателями). При этом либо холодный лист, закрепленный в подвижном зажимном устройстве, подводят под стационарный (неподвижный) нагреватель, нагревают и отводят на позицию формования, либо стационарное зажимное устройство с заготовкой остается на месте, а перемещается подвижный нагреватель. Зажимное устройство состоит из прижимной рамы и зажимных приспособлений (струбцин, откидных болтов). [c.13] Для того чтобы нагретый лист термопласта принял необходимую орму, к нему надо приложить определенное давление. Его можно создать по-разному. [c.14] Увеличить удельное давление формования можно, если герметизировать полость над заготовкой и подать в нее сжатый воздух, а нижнюю полость соединить с атмосферой. Как и в первом случае, заготовка примет вид формы, расположенной в нижней полости, однако удельное давление формования при таком методе будет равно давлению сжатого воздуха минус атмосферное давление. Теоретически давление сжатого воздуха может быть любым, и удельное давление формования в данном слзгчае может быть сколь угодно большим. На практике давление формования сжатым воздухом колеблется от 0,15 до 2,5 МПа (от 1,5 до 25 кгс/см ). Этим методом хорошо формуются изделия из толстых заготовок, а также изделия с глубокой вытяжкой и сложной конфигурацией. Такой метод формования называется пневмо формованием. [c.14] Иногда вместо сжатого воздуха используется жидкость, нагнетаемая под давлением в полость над листом из термопласта. В этом случае жидкость является и теплоносителем, нагревающим заготовку. Этот метод формования носит название гидроформования. Часто, чтобы избежать прямого контакта жидкости с термопластом, между заготовкой и жидкостью прокладывают резиновую мембрану. [c.14] При формовании листовой резины в качестве агента, создающего давление, используется острый пар, который, являясь одновременно ш теплоносителем, способствует процессу вулканизации изде.пия. Этот метод формования называется паровым. [c.14] В ряде случаев давление, необходимое для формования, создается механически, и такой способ формования обычно называют штампованием. [c.14] Для получения качественных изделий сложной формы приходится одновременно использовать комбинации различных способов создания давления формования. Чаще всего сочетаются методы вакуумного, пневматического и механического формования. Первые два метода наиболее широко распространены на производстве благодаря своим технико-экономическим преимуществам. [c.14] За стадией свободного формования следует стадия принудительного формования, когда часть формуемой заготовки начинает сопри-касатьса с рабочей поверхностью матрицы. Поскольку температура рабочих поверхностей поддерживается достаточно низкой, чтобы зафиксировать форму изделия, температура формуемого термопласта на этой стадии понижается. В стадии принудительного формования выделяются два момента оформление боковых стенок и оформление днища. При формовании полых глубоких изделий сначала оформляются боковые стенки (см. рис. 2, в), а затем днище, при формовании мелких — наоборот. В первом случае объем материала, находящийся в заготовке, расходуется на оформление боковых стенок и образование новых, свободных от соприкосновения с формующим инструментом, поверхностей. Площадь свободных поверхностей в процессе формования стенок может оставаться постоянной, если боковые стенки матрицы параллельны друг другу может уменьшаться, если боковые стенки сходятся, и может увеличиваться, если боковые стенки матрицы книзу расходятся. Однако толщина свободной по-. верхности постоянно уменьшается. Это связано с тем, что на поверхности заготовки, соприкоснувшейся с формующим инструментом, образуется тонкая прочная пленка застеклованного термопласта. [c.16] Эта пленка образуется из-за того, что поверхность заготовки, соприкасающаяся с формующим инструментом, резко охлаждается (так как температура инструмента всегда ниже, чем температура стеклования формуемого термопласта). Образовавшаяся пленка значительно снижает способность термопласта к деформированию, и образование нового участка боковой стенки почти полностью идет за счет объема материала, еще не коснувшегося формующего инструмента. Это и приводит к постоянному уменьшению толщины свободной поверхности формуемой заготовки и, следовательно, к утонению стенки изделия от горловины к днищу. [c.16] В тот момент, когда свободная часть формуемой заготовки соприкоснется с дном матрицы, начинается стадия оформления днища изделия (рис. 2, г). Как на стенках, так и на дне матрицы образуется корка застеклованного материала, препятствующая его дальнейшей вытяжке. Вытяжка по-прежнему идет из участков заготовки, не коснувшихся дна матрицы. Объем материа.ла, находящегося в этих участках, уменьшается. Толщина стенок изделия продолжает утоняться, и наиболее тонкими они получаются в углах между стенками и днищем изделия (рис. 2, д). Аналогичное явление наблюдается и при получении изделий малой глубины. При оформлении деталей сложной конфигурации значительное утонение наблюдается и в местах резких переходов поверхностей. [c.16] Таким образом, недостатком негативного метода формования является значительная разнотолщинность изделия при глубокой вытяжке (при малой глубине разница в толщинах не столь значительна), особенно в углах изделия. Поэтому такое формование рекомендуется для изготовления изделий, не имеющих острых углов, отношение глубины к ширине которых не превышает 0,5. [c.16] Позитивный метод (формование на пуансоне) дает возможность получать изделия, внутренняя поверхность которых в точности воспроизводит форму или рисунок формующего инструмента. При формовании этим методом (рис. 3) нагретый лист сначала соприкасается с верхним торцом пуансона, на котором образуется днище будущего изделия. Это и обусловливает то, что при позитивном формовании наибольшая толщина изделия на его днище. Дальнейшее же изменение формы заготовки происходит за счет вытяжки материала, образующего боковые стенки изделия. Это приводит к тому, что наиболее тонкой получается горловина изделия. [c.17] К недостаткам свободного формования можно отнести ограничения в отношении конфигурации формуемых изделий. Метод предъявляет высокие требования к равномерности нагрева термопласта и равнотолщинности исходной заготовки. Несоблюдение этих требований приводит к неравномерной вытяжке и, следовательно, к неправильной форме готового изделия. [c.18] Высокие оптические свойства изделий, получаемых свободным формованием, объясняются тем, что при этом методе нагретая заготовка не соприкасается с относительно холодной поверхностью формующего инструмента. В случае такого контакта, вследствие плохой теплопроводности термопласта, по толщине заготовки возникает большой перепад температуры, что приводит к образованию в слое, коснувшемся холодного инструмента, значительных внутренних напряжений. Эти напряжения способствуют образованию на поверхности материала сетки микроскопических трещин, невидимых невооруженным глазом, но вызывающих снижение оптических свойств материала. [c.18] Как показывает практика, негативный, позитивный и свободный методы пневмо- и вакуумформования не могут удовлетворить требования, возникающие при изготовлении из листовых и пленочных заготовок разнообразных изделий. В связи с этим появилось большое число методов, сочетающих элементы негативного, позитивного и свободного формования. Кроме того, часто используются при этом и элементы механического формования — протяжки, штампования в жестком штампе и с помощью эластичного пуансона. Такие методы формования называются комплексными. Рассмотрим некоторые из них. [c.18] При механической вытяжке происходит утонение боковых стенок формуемого изделия, а толщина дна остается почти без изменения по сравнению с толщиной листа. При негативном формовании больше всего вытягивается дно изделия и прилегающие к нему углы. [c.19] Сочетание двух рассматриваемых способов позволяет получить более глубокие изделия с равномерной толщиной стенки и дна, чем при чистом негативном формовании. К недостаткам процесса следует отнести усложнение оборудования и увеличение числа технологических параметров, которые нужно контролировать в ходе процесса. [c.19] Предварительная механическая вытяжка может осуществляться при негативном формовании не только жестким, но и эластичным пуансоном, изготовляемым, как правило, из резины. Этот процесс является сочетанием штампования эластичным пуансоном и негативного формования. Эластичный пуансон вдавливает разогретую заготовку в матрицу, однако для лучшего оформления изделия в момент вытяжки термопласта в форме создается растяжение, обеспечивающее плотно поджатие заготовки к стенкам матрицы. При предварительной вытяжке эластичным пуансоном разнотолщинность изделия меньше, чем при использовании жесткого. Это объясняется тем, что при соприкосновении заготовки с резиной не происходит резкого охлаждения термопласта и материал продолжает деформироваться, обжимая пуансон. [c.19] Следует заметить, что негативное формование с предварительной пневматической вытяжкой нельзя применять, если глубина изделия в разных местах значительно отличается друг от друга, так как в этом случае в местах с наименьшей глубиной могут образовываться складки материала. Степень предварительной пневматической вытяжки листа подбирается для каждого вида изделия экспериментально. [c.21] Позитивное формование с предварит е ь-ной пневматической вытяжкой (сочетание позитивного и свободного метода формования) представлено на рис. 8. Лист материала нагревается и затем под действием сжатого воздуха или разрежения втягивается в полость формовочной камеры так же, как и при свободном формовании. После вытяжки листа на достаточную глубину в камеру вводится пуансон. Перепад давления, обеспечивающий свободнее формование листа, снимается. Не успевшая еще охладиться заготовка под действием внутренних упругих сил стремится вернуться в первоначальное положение, однако при сонрикссновении с холодным пуансоном облегает его и застывает, образуя изделие заданной формы. Для лучшего облегания заготовкой пуансона термопласт поджимается к нему или за счет сжатого воздуха, подаваемого в камеру, или за счет разрежения, создаваемого в каналах пуансона. [c.21] Вернуться к основной статье