Изготовление пустотелых изделий методом выдувания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время полые изделия из полиэтилена получают в основном двухстадийным способом. Вначале получают трубчатую заготовку, затем раздувают ее сжатым воздухом под давлением 2,5--4 атм. При изготовлении пустотелых изделий выдуванием из литьевых заготовок сокращается расход материала, так как отсутствуют приливы, и не требуется последующей механической доработки деталей, поскольку при смыкании формы не происходит пережатия расплава пресс-кантами. На деталях отсутствуют сварные швы, поэтому прочность их повышается и они имеют хороший внешний вид.

Несмотря на большие преимущества этот способ требует дорогостоящего оборудования и трудно автоматизируется.

1. Процесс выдувания пустотелых изделий

Сущность выдувания пустотелых изделий из труб заключается в том, что пластическая масса прерывисто выдавливается в виде трубы, кусок которой тотчас же подхватывается формой при одновременном вводе в трубу сжатого воздуха. Последний раздувает трубу до тех пор, пока ее поверхность не соприкоснется с внутренней поверхностью формы и не примет нужную конфигурацию изделия.

Для получения пустотелых изделий из термопластов применяют метод выдувания паром или воздухом. Процесс ведут при температуре ниже температуры текучести. Для получения полых изделий, например, из двух листов целлулоида, последние помещаются в нагретую форму, а воздух или пар вводится между листами.

Материал для форм выбирают в зависимости от срока службы их. Для работы в течение не более 10 000 ч формы можно изготовлять из алюминия или другого мягкого сплава, на срок службы до 100 000 ч -- из бронзы, на срок более 100 000 ч из бериллиевой меди и легированных сталей. Применяются также формы из дерева и стеклопластика на основе эпоксидных и полиэфирных смол.

Для получения полых изделий выдуванием применяется в основном полиэтилен плотностью 0,918--0,923 г/см3 с индексом расплава 0,3--1,6. Для улучшения механических и других свойств выдувных изделий в композицию рекомендуется вводить небольшое количество линейного полиэтилена плотностью 0,945--0,965 г/см3 с таким же индексом расплава.

Температура материала на выходе из головки должна быть близкой к температуре плавления и одинаковой на внутренней и внешней сторонах заготовки. Температуру дорна и матрицы следует поддерживать по возможности одинаковыми.

Для определения размеров заготовки можно пользоваться уравнением:

щ - вес изделия, г;

с - плотность полиэтилена, г/см3;

D3 и d3 - наружный и внутренний диаметр заготовки, см;

L - длина изделия, см.

Длина заготовки на 5--10% больше длины изделия, так как часть заготовки поджимается формой для оформления дна. Величину D3 выбирают из условий оптимального коэффициента раздува заготовки и диаметра изделия. Таким образом, из уравнения можно определить величину для установки в головке соответствующего дорна. Однако следует учитывать коэффициент расширения продукта, который для полиэтилена некоторых марок достигает значений 1,5--2,0. Вытягивание заготовки под действием собственного веса компенсирует расширение трубки в верхней части и увеличивает его в нижней, что приводит к большой разности толщины заготовки и, следовательно, изделия по высоте.

2. Установка для изготовления пустотелых изделий (RU 2172247)

Изобретение относится к устройствам для изготовления пустотелых изделий типа бутылок, флаконов, емкостей и т.п. из предварительно нагретых термопластичных заготовок (преформ) методом выдувания. Установка для изготовления пустотелых изделий методом выдувания, содержащая станину, пресс-форму, состоящую из неподвижной, жестко закрепленной на станине, и подвижной полуформ, и механизм замыкания полуформ. Она снабжена установленным на станине с возможностью радиального перемещения манипулятором. Подвижная полуформа установлена на неподвижной полуформе с возможностью поворота на угол более 90° с помощью петли, ось которой установлена в радиально-упорных подшипниках. Механизм замыкания полуформ предпочтительно выполняется в виде пневмоцилиндра, корпус которого закреплен на станине, а шток шарнирно связан с подвижной полуформой. Установка снабжена выталкивателем готовых изделий, выполненным в виде пневмоцилиндра, а неподвижная полуформа выполнена составной, причем формообразующая часть дна установлена с возможностью линейного перемещения и подпружинена. Установка снабжается также устройством запирания полуформ, выполненным в виде установленного на штоке пневмоцилиндра клина, предназначенного для взаимодействия с коническими отверстиями в кронштейнах, жестко закрепленных на полуформах.

Известна установка для изготовления пустотелых изделий методом выдувания, содержащая станину, на которой смонтирована пресс-форма, состоящая из неподвижной и подвижной полуформ, и механизм замыкания полуформ. Наиболее близким техническим решением является установка для изготовления пустотелых изделий методом выдувания, содержащая станину, пресс-форму, состоящую из неподвижной полуформы и подвижной полуформы, установленной на неподвижной с возможностью поворота, и механизм замыкания полуформ. Недостатком известной установки является то, что она сложна, недостаточно надежна и небезопасна для оператора.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание высокопроизводительной, безопасной и надежной установки для изготовления пустотелых изделий из преформ.

Изобретение поясняется чертежом, где на рисунке 1 изображен вид установки с открытыми полуформами; на рисунке 2 - вид сверху установки с открытыми полуформами; на рисунке 3 - вид установки с закрытой пресс-формой; и на рисунке 4 - вид сверху на закрытую пресс-форму.

пустотелый изделие выдувание

Рисунок 1 - Установка с открытыми полуформами

Рисунок 2 - Вид сверху

Рисунок 3 - Установка с закрытой пресс-формой

Рисунок 4 - Вид сверху

Основной элемент описываемой установки - подвижная полуформа 1, установленная на неподвижной полуформе 2, которая жестко закреплена на станине 3. На станине 3 также смонтированы манипулятор 4, пневмоцилиндр 5 смыкания и размыкания пресс-формы, пневмоцилиндр 6 механизма запирания полуформ и выталкиватель 7. Неподвижная полуформа 2 выполнена составной, ее донная часть 8 подпружинена с помощью пружинного механизма 9. Полумуфты связаны петлей 10, ось которой 11 установлена в радиально-упорных подшипниках 12. Механизм запирания представляет собой клин 13, установленный на штоке пневмоцилиндра 6. Клин 13 взаимодействует с кронштейнами 14 и 15, закрепленными на полуформах 1 и 2.

В исходном состоянии полуформы открыты, формообразующая часть дна 8 выдвинута пружинным механизмом 9. Манипулятор 4 радиальным движением помещает предварительно разогретую на станции разогрева преформу 16 в центр смыкания пресс-формы. Точное позиционирование заготовки обусловлено тем, что полуформы открыты на угол не менее 90o, и это позволяет применить простейший по конструкции манипулятор, который осуществляет движение по одной координате. После позиционирования заготовки подвижная полуформа 1 за счет пневмоцилиндра 5 поворачивается на оси 11, задвигает часть 8 полуформы 2 и замыкает пресс-форму. Клин 13, приводимый в действие пневмоцилиндром 6, входит в конические отверстия кронштейнов 14 и 15, жестко закрепленных на полуформах, и надежно запирает пресс-форму. После этого осуществляется выдув изделия за счет подачи в преформу воздуха под давлением. По завершении операции раздува клин 13 выводится из кронштейнов 14 и 15, пресс-форму открывают пневмоцилиндром 5. При открывании пресс-формы формообразующая часть дна 8 перемещается вперед под действием пружинного механизма 9, что позволяет произвести автоматический выброс изделия с помощью выталкивателя - пневмоцилиндра 7. Далее процесс повторяется.

Автоматически извлечь готовое изделие и подать в пресс-форму заготовку и ее точно позиционировать позволяет то, что подвижная полуформа 1 имеет возможность открываться на достаточной большой угол - не менее 90o.

Благодаря тому, что ось 11 петли 10 установлена в радиально-упорных подшипниках 12, обеспечивается легкое радиальное движение подвижной полуформы 1 и для смыкания и размыкания пресс-формы достаточно усилия небольшого пневмоцилиндра 5, что особенно важно при изготовлении изделий больших размеров, когда вес полуформ достигает значительных величин.

Описываемая установка полностью исключает травматизм обслуживающего персонала, поскольку подача разогретой заготовки и извлечение готового изделия осуществляется автоматически. Установка надежна за счет простой кинематической схемы и обладает высокой производительностью.

Для производства пустотелых изделий больших габаритов и веса применяются так называемые аккумуляционные машины, представляющие собой по существу сочетание шнек-машины с поршневым прессом. На таких агрегатах при диаметре шнека 80 мм можно изготавливать полиэтиленовые бочки емкостью до 120 - 150 л и весом до 10 кг.

3. Область применения

Метод выдувания применяется для изготовления полых изделий, например, многих игрушек. В форму, состоящую из двух частей (половин), кладут два листа целлулоида и зажимают между частями формы. Затем через отверстие в форме в пространство между зажатыми пластинками целлулоида впускается горячий воздух или пар, под действием которого пластинки размягчаются и прижимаются к стенкам формы, принимая ее очертания. При этом соприкасающиеся края пластин свариваются, образуя плотный шов. Иногда шов подклеивают нитроцеллюлозным клеем. Для удаления воды, образующейся при применении горячего пара, пустотелые изделия накалывают шилом, а отверстие подклеивают и закрашивают.

Некоторые изделия изготавливают выдуванием из заготовок, имеющих форму трубок. Так, например, делают полиэтиленовые бутылки. Сначала на шнековом прессе выдавливанием вырабатывают трубки требуемого сечения, а затем отрезки труб раздувают в форме, составленной из двух половин.

Методом выдувания можно изготовлять канистры и бачки для бензина, керосина, а также банки для хранения сухих пищевых продуктов и тару для химикатов. Методом выдувания в настоящее время изготовляют игрушки, канистры, баки, посуду, флаконы и другие изделия из винипласта, целлулоида и полиэтилена. Этим методом перерабатывают также сополиамиды, но из-за неоднородной вязкости расплава, сильно изменяющейся при изменении температуры, этот метод не получил технического применения. Поскольку сразу после выхода из кольцевой фильеры материал охлаждается и затвердевает, этот метод применим для материалов как с большим, так и с малым интервалом температур плавления; он является почти универсальным для термопластичных материалов.

Заключение

При применении метода выдувания надо учитывать необходимость высокой чистоты исходных веществ, предварительного плавления и применения полимера в гранулированном виде, а также отсутствия сквозняков в помещении, в котором происходит переработка, так как иначе рукав может изменить свою форму. Следует избегать также приклеивания полимера к металлическим частям корпуса выдувной машины; в этом отношении целесообразно добавлять небольшие количества смазывающих веществ. При переработке как пластичного, так и твердого поливинилхлорида, который всегда вводят в гранулированном состоянии, полимер должен быть защищен от действия повышенных температур добавлением стабилизаторов. При переработке полистирола в качестве исходного продукта применяют только блочный полимер.

Размещено на Allbest.ru