Politechnika Śląska

Wydział: Mechaniczno-Technologiczny Dzień: Czwartek

Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Godzina: 11.00

Grupa dziekańska: 5

Semestr: 3

Sprawozdanie

Tworzywa sztuczne

Ćwiczenie 12: Formowanie próżniowe wyrobów z termoplastycznych tworzyw sztucznych

Skuza Mateusz

Wprowadzenie:

Formowanie próżniowe polega na nagrzaniu płyty lub folii z termoplastycznego tworzywa sztucznego do temperatury mięknienia, a następnie uformowaniu kształtu wyboru, pod działaniem podciśnienia w formie i jego utrwaleniu przez chłodzenie. Technologia formowania próżniowego zastępuje w znacznym stopniu technologię wtrysku. Metodą tą można wytwarzać wyroby o bardzo małej grubości ścianki (rzędu setnych części mm) i o znacznych gabarytach (rzędu kilku m2), co nie jest możliwe do uzyskania na wtryskarkach. Wyroby produkowane tą techniką to w przeważającej większości opakowania, w formie wszelkiego rodzaju pojemników otwartych, z reguły dzielonych w płaszczyźnie największego przekroju.

Do zalet formowania próżniowego zalicza się:

• możliwość wytwarzania wyrobów o bardzo małej grubości ścianek i o znacznych gabarytach

• niski koszt form

• możliwość stosowania form wielokrotnych, zwiększających wydajność produkcji

• swoboda wyboru surowca do formowania

Do wad zaliczyć należy:

• wysokie ceny surowca - ceny płyt i folii są ok. 100% wyższe od cen granulatu

• powstawanie znacznych odpadów produkcyjnych

• nierównomierności w grubości ścianek wyrobu

• konieczność wykonywania obróbki wykańczającej

Do formowania próżniowego stosuje się półprodukty z termoplastycznych tworzyw sztucznych w postaci płyt i folii. Do najczęściej przetwarzanych tą metodą tworzyw sztucznych zalicza się:

• polistyren (PS)

• polichlorek winylu (PVC)

• polipropylen (PMM)

• polietylen (PE)

• polipropylen (PP)

Tworzywa przetwarzane metodą formowania próżniowego muszą spełniać następujące wymagania:

• posiadać szeroki zakres temperatur w którym możliwe jest termoformowanie

• umożliwiać uzyskanie odpowiedniej głębokości formowania

• powinny dobrze płynąć, dokładnie wypełniać zagłębienia i układać się na krawędziach formy

• mieć odpowiednią wytrzymałość cieplną

• zachować kształt po formowaniu i wytrzymałość wynikającą z cech materiału wyjściowego

Metody formowania próżniowego

Rozróżnia się dwa zasadnicze rodzaje formowania próżniowego: negatywowe i pozytywowe.

Formowanie negatywowe

Polega na wciągnięciu folii lub płyty z tworzywa sztucznego w negatywową formę (wklęsłą matrycę). Wadą tej metody jest pocieranie się ścianek wyrobu wraz z głębokością formowania. Optymalny stosunek formowania (H) do średnicy (D) wynosi: H/D=0,4. możliwość jest nawet dwukrotne zwiększenie przez zastosowanie pochylenia ścianek. Zmniejszenie efektu pocienienia można również uzyskać stosując tzw. Ekranowanie, polegające na osłanianiu przed nagrzewaniem miejsc na folii, które w czasie formowania najbardziej ulegają wyciąganiu, lub stosując częściowe przytrzymywanie folii przez ramę dociskową ze sprężynami. Unowocześniona metoda formowania negatywowego z rozciąganiem folii polega na wykorzystaniu w procesie formowania gorącego, sprężonego powietrza.

Formowanie pozytywowe

Formy w tej metodzie mają kształt wypukłych stempli, na których obciągana jest folia w procesie formowania. W celu uniknięcia pocierania się ścianki stosuje się analogicznie do metody po przedniej, rozciąganie folii mechaniczne i powietrzno-mechaniczne. Wadą metody pozytywowej jest większy odpad produkcyjny w postaci obrzeży, jak również nierównomierna grubość ścianek, z reguły pocieranie ścianek bocznych.

Tradycyjna maszyna do próżniowego formowania wyposażona jest w urządzenie do wytwarzania próżni, urządzenie grzewcze, komorę na formy. Za względu na zbyt niskie wydajności pomp próżniowych w celu umożliwienia formowania wyrobu w czasie rzędu kilku sekund, maszyny wyposażone są w akumulatory próżniowe. Techniki wykonywania form oraz stosowane do tego celu materiały są bardzo różne. Zaletą formowania próżniowego jest jego niski koszt wykonywania form w porównaniu z formami wtryskowymi. Formy mogą być wykonane z drewna, materiałów ceramicznych, żywic syntetycznych, laminatów, metali. Materiał na formę powinien być łatwo obrabialny z możliwością uzyskania gładkiej powierzchni, charakteryzować się odpornością cieplną w zakresie temperatur formowania, nie ulegać odkształceniom.