Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

МАШИНЫ ДЛЯ ВАКУУМНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вакуумное формование за последние годы получило большое применение при производстве строительных изделий и декоративных материалов.

Этот способ позволяет изготовлять изделия относительно больших раз­меров и сложного профиля, получение которых, например, методом литья под давлением затруднено.

Для вакуумного формования применяется листовой материал, из кото­рого можно изготовлять разнообразные изделия, как например, ванны, раковины и другое санитарно-техническое оборудование.

Из тонколистовых пластмасс могут изготовляться декоративные обли­цовочные материалы.

Метод вакуумного формования основан на том, что размягченный термо­пластичный материал под действием вакуума может точно и плотно облег­чать ту или иную форму.

Схематично технологический процесс вакуумного формования может быть представлен так: лист термопласта закрепляется над формой и про­гревается до эластичного состояния; затем из формы отсасывается воздух, вследствие чего лист пластмассы присасывается либо к внешней, либо к внут­ренней поверхности, при этом четко отпечатываются все особенности поверх­ности формы; затем изделие охлаждается и снимается.

Поскольку давление, при котором изделия изготавливаются на вакуум - формовочных машинах, не превышает атмосферного, применяются самые простые формы (из дерева, гипса, легких сплавов, пластмасс).

Различают несколько методов вакуумного формования:

1) негативный метод, при котором формование производится в вогнутой форме путем втягивания пластичного материала в углубления формы, уста­новленной на неподвижном столе;

2) негативный метод формования с предварительной механической вытяж­кой, при котором пуансон вводит нагретый материал в вогнутую матрицу, закрепленную на неподвижном столе;

3) позитивный метод формования, при котором выпуклая форма, уста­новленная на подвижном столе, поднимаясь, производит предварительную
механическую вытяжку нагретого материала, после чего включается вакуум и осуществляется окончательное формование изделия;

4) позитивный метод формования с предварительной пневмовытяжкой нагретого материала сжатым воздухом;

5) комбинированный (позитивно-негативный) метод формования, т. е. формование с одновременным движением пуансона и матрицы.

При выборе того или иного способа формования обычно руководствуются следующим правилом: если глубина формуемого полого изделия меньше

половины размера наименьшего отверстия (горловины) изделия, то формо­вание производят на негативных формах, если же глубина изделия больше размера горловины, то формование следует производить на позитив­ных формах.

Позитивное и негативное формование в сочетании с верхним прессовоч­ным аппаратом позволяет осуществить предварительную механическую вытяжку, благодаря чему материал при последующем вакуумировании рав­номерно вытягивается по всей поверхности пластмассового листа.

Негативное формование, позитивное формование и формование с верх­ним прессовочным аппаратом можно комбинировать в различных сочета­ниях, что дает возможность вырабатывать изделия самых разнообразных форм.

На фиг. 308, а показана схема негативного формования с предварительной механической вытяжкой.

В начале процесса формования (фиг. 307, а) лист 1 термопласта наложен на всасывающий ящик 2. Прижимная рама 3 поднята. Пуансон 4 прессовоч­ного аппарата находится в верхнем крайнем положении. Неподвижный стол 5 с закрепленной на нем вогнутой формой 6 плотно прижимается к рези­новому уплотнению 7. Нагреватели 8 разведены в стороны.

На фиг. 307, б представлен момент прогревания материала. Лист 1 при­жат рамой 3 к резиновому уплотнению 9, обеспечивая герметичность в по­лости всасывающего ящика 2. Нагреватели 8 устанавливаются над листом и производят нагрев его.

На фиг. 307, в нагреватели 8 разводятся в стороны, после чего осущест­вляется предварительная механическая вытяжка материала 1 пуансоном 4. Окончательное формование изделия производится в результате отсоса воз­духа через каналы 10 формы 6, при подсоединении патрубка 11 к вакуум­ной линии.

На фиг. 307, г показан подъем рамы 3 и выталкивание отформованного изделия под действием сжатого воздуха, нагнетаемого через патрубок 11.

Перед подъемом рамы изделие выдерживается в форме для его воздушного охлаждения.

На фиг. 308 показана схема формования изделия, у которого глубина вытяжки превышает 50 мм, вследствие чего принят позитивный метод.

На фиг. 308, а показано положение в начале процесса формования. Пластмассовый лист 1 наложен на всасывающий ящик 2. Прижимная рама 3 поднята. Подъемный стол 4 с закрепленной на нем выпуклой формой 5 занимает низшее положение. Нагреватели 6 разведены в стороны.

На фиг. 308, б показан момент прогревания материала. Лист 1 прижат рамой 3 к резиновому уплотнению 7 ящика 2. Нагреватели 6 устанавливаются над листом, производя нагрев его.

На фиг. 308, в показан момент, когда нагреватели 6 разводятся в стороны, после чего происходит подъем стола 4 с формой 5, при этом осуществляется предварительное механическое вытягивание листа 1. Стол в своем крайнем верхнем положении прижимается к резиновому уплотнению 8, обеспечи­вая герметичность в полости всасывающего ящика 2. Далее через патрубок 9 производится отсос воздуха из ящика, вследствие чего в нем создается раз­режение и под действием атмосферного воздуха происходит окончательное формование изделия.

На фиг. 308, г изображено положение, когда после воздушного охлажде­ния изделия происходит подъем прижимной рамы 3. Затем через патрубок 9 нагнетают сжатый воздух и готовое изделие снимается с формы.

На фиг. 309 показана схема комбинированного метода формования (пози­тивно-негативного), при котором производится одновременное опускание

плунжера с закрепленным пуансоном и подъем стола с установленной на нем формой.

На фиг. 309, а дано положение начала процесса формования. Пластмас­совый лист 1 прижат рамой 2 к резиновому уплотнению <3 всасывающего ящика 4. Подъемный стол 5 с закрепленной на нем комбинированной фор­мой 6 занимает низшее положение. Нагреватели 7 установлены над листом, производя нагрев его. Пуансон 8 находится в крайнем верхнем по­ложении.

На фиг. 309, 6 нагреватели 7 разводятся в стороны; пуансон 8 опускается до соприкосновения с листом 1. Стол 5 с формой 6 находится в низшем поло­жении.

На фиг. 309, в стол 5 с формой 6 поднимается в рабочее положение, при этом осуществляется предварительное механическое вытягивание материала. Стол в крайнем верхнем положении прижимается к резиновому уплотнению 9, обеспечивая герметичность в полости ящика 4.

На фиг. 309, г указано положение отсоса воздуха из всасывающего ящика 4 через патрубок 10, вследствие чего происходит вакуумирование и изделие приобретает окончательную конфигурацию формы 6. Далее про­исходит охлаждение изделия и выталкивание его из формы под действием сжатого воздуха, нагнетаемого через патрубок 10.

□

Фиг. 310. Схема комбинированного формования с предварительной

пневмовытяжкой

нпроизводя нагрев его. Пуансон 8 находится в крайнем верхнем поло - жении.

На фиг. 310, б нагреватели 7 разведены в стороны. Стол 5 с формой 6 поднимается в крайнее верхнее положение, при этом стол плотно прижи­мается к резиновому уплотнению 9. Затем во всасывающий ящик 4 через патрубок 10 нагнетается сжатый воздух, под давлением которого произво­дится предварительная пневмовытяжка материала вверх.

На фиг. 310, в показано положение, при котором производится допол­нительная механическая вытяжка, при которой пуансон 8 опускается и при­дает формуемому листу приближенную к изделию конфигурацию.

На фиг. 310, г — положение окончательного формования изделия в резуль­тате отсоса воздуха из ящика 4 через патрубок 10. После этого производится охлаждение отформованного изделия и выталкивание его из формы под дей­ствием сжатого воздуха, нагнетаемого через патрубок 10.

Для нагрева пластмассового листа применяются электронагревательные элементы или устройства с лампами инфракрасного излучения. Время, необ­ходимое для нагрева материала, определяют по формуле

т _ су (U — 82

106Ш '

где с — удельная теплоемкость материала в ккал/кг °С; у —■ удельный вес материала в т/м3;

— начальная температура материала в °С; t2 — температура размягчения материала в °С; б — толщина нагреваемого листа в мм;

Я — теплопроводность материала в ккал/м час °С; lS. t — разность температур на противоположных поверхностях листа в °С. Для устранения неравномерного нагрева площадь нагревателя должна превышать площадь листа, а нагреватель должен находиться на возможно более близком расстоянии от материала.

Производительность вакуум-формовочной машины зависит от продолжи­тельности нагрева материала, а также от длительности вспомогательных операций по обслуживанию машины.

Производительность определяют по зависимости:

О во&^бу ;

^ ШООГі ’

где k — коэффициент использования машинного времени (0,8-Й),9);

F — площадь формуемого листа в см2; б — толщина листа в см; у — удельный вес материала в г/см3;

7— общий цикл формования в мин.