Способ изготовления из термопластичных материалов изделия с внутренними полостями
Способ касается изготовления из термопластичных материалов изделия с внутренними полостями. Способ включает изготовление формующих внутренние полости стержней из термопластичного материала с температурой размягчения по Вика при нагрузке 50 Н на 100-170°С ниже температуры литья под давлением изделия. Установка стержней в пресс-форму и осуществления литья под давлением изделия в собранной пресс-форме. Затем извлекают изделия из пресс-формы. После этого извлекают формующие внутренние полости стержней механическим способом после нагрева изделий с формующими внутренние полости стержнями до температуры деформации под нагрузкой 0,45 МПа материала формующих внутренние полости стержней. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение технологического процесса. 1 табл.
Изобретение относится к переработке пластмасс и может быть использовано для изготовления изделий сложной конфигурации с внутренними полостями из термопластичных материалов методом литья под давлением.
Известен способ изготовления изделий с внутренними полостями из термопластичных материалов методом литья под давлением с применением формующих стержней, оформляющих определенные части изделия и извлекаемых из формы вместе с изделием. Выполнены стержни из металла. Стержни отделяют от изделия либо вручную, либо при помощи специальных приспособлений (Н.Н.Лейкин, Конструирование пресс-форм для изделий из пластических масс, 1966 г., с.53).
Недостатком известного способа изготовления изделий с поднутрениями является невозможность изготовления изделий методом литья под давлением монолитного изделия с внутренними полостями, содержащего элементы, препятствующие свободному извлечению стержней из готового изделия вручную или механическим путем.
Известен способ изготовления изделий с поднутрениями из термопластичных материалов методом литья под давлением с применением формующих выплавляемых или растворяемых стержней, извлекаемых из формы вместе с изделием. Выплавляемые стержни могут быть изготовлены из легкоплавких металлических сплавов, а растворяемые - из солевых композиций. Извлечение стержней производится на станции выплавления или растворения (Injection Molding Handbook, Hanser Publishers, Munich, 2001, c.371-375). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому изобретению.
Для изготовления изделий по известному способу требуется оборудование для изготовления формующих стержней, машина для литья под давлением и станция по выплавлению стержней.
Недостатком способа является сложность технологического процесса, его высокое энергопотребление, высокая трудоемкость.
Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение технологического процесса.
Технический результат достигается таким образом, что в способе изготовления изделия с внутренними полостями из термопластичных материалов, включающем изготовление формующих внутренние полости стержней, установку их в пресс-форму, литье под давлением изделия, извлечение изделия из пресс-формы, извлечение формующих внутренние полости стержней из изделия, согласно изобретению формующие внутренние полости стержни изготавливают из термопластичного материала с температурой размягчения по Вика при нагрузке 50 Н на 100-170°С ниже температуры литья под давлением изделия, а извлечение стержней из изделия производят механическим способом после нагрева изделия с формующими внутренние полости стержнями до температуры деформации под нагрузкой 0,45 МПа материала формующих стержней.
Способ может быть реализован следующим образом. Из термопластичного материала изготавливают формующие внутренние полости стержни требуемой конфигурации, чтобы обеспечить требования к внутренним полостям изделия. Материалами для изготовления формующих стержней могут быть термопластичные композиционные материалы на базе Полипропилена, Полиамида 6, Полиамида 66. Формующие внутренние полости стержни изготавливают на термопластавтомате. Затем формующий внутренние полости стержень или несколько стержней устанавливают в пресс-форму для изготовления изделия. Затем в полость пресс-формы впрыскивают расплав полимерного материала изделия, заполняя полость и обтекая формующие стержни. Материалом для литья изделия могут быть композиционные полимерные материалы на базе полифениленсульфида, полиамидов 6, 66, 610, полиэфирэфиркетона, полиэфиримида, поликарбоната и др. Время впрыска составляет 1-2 секунды, так что за это время материал стержней не успевает нагреться и достичь температуры деформации. Давление на стадии выдержки под давлением устанавливают минимально возможным для того, чтобы не деформировать стержни на данном этапе литья. К тому времени, когда формующие внутренние полости стержни достигнут температуры размягчения, материал изделия затвердеет и на формующие внутренние полости стержни перестанет действовать нагрузка. После затвердевания полимерного материала изделие вынимают из пресс-формы вместе с формующими внутренние полости стержнями. Затем изделие нагревают до температуры деформации формующих внутренние полости стержней при нагрузке 0,45 МПа и с помощью специального приспособления механическим путем извлекают формующие внутренние полости стержни, которые для этого снабжены выступающими или утопающими элементами для фиксации или зацепления механическими захватами. При этом материал изделия остается достаточно прочным, чтобы выдержать механические нагрузки при извлечении формующих внутренние полости стержней. Затем изделие идет на зачистку и окончательную доработку или на склад готовой продукции.
Примеры осуществления изобретения.
При изготовлении рабочего колеса центробежного насоса из термопластичного материала в пресс-форме методом литья под давлением используют материалы, приведенные в таблице 1. Для оформления внутренних полостей используют формующие стержни, материал которых также приведен в таблице 1. Формующие стержни помещают в пресс-форму и затем после смыкания пресс-формы осуществляют впрыск. Литье осуществляют при средней скорости впрыска, так что заполнение полости пресс-формы проходило за 2 секунды. Температуры литья под давлением приведены в таблице 1.
После затвердевания полимерного материала изделие вынимают из пресс-формы вместе с формующими стержнями. Затем изделие помещают в термостат, нагревают до температуры деформации при нагрузке 0,45 МПа формующих стержней, приведенной в таблице 1, и механическим путем извлекают формующие стержни из изделия. После этого изделие идет на зачистку и удаление облоя.
Как видно из приведенной таблицы 1, что если разница между температурой литья изделия и температурой размягчения по Вика при нагрузке 50 Н материала формующих стержней находится в диапазоне от 100 до 170°С, то можно получить хорошее качество изделия. В случае, если разница температур, как в примере 1, больше 170°С, то при литье изделия деформируется формующий внутренние полости стержень. В случае, если разница температур, как в примере 2, меньше 100°С, то при извлечении формующего внутренние полости стержня деформируется изделие.
Предлагаемый по изобретению способ изготовления изделий с внутренними полостями с применением способа извлечения формующих внутренние полости стержней путем нагрева до температуры деформации под нагрузкой 0,45 МПа является более простым по сравнению со способом - прототипом изобретения и, кроме того, способ имеет следующие преимущества: не требуется дополнительного оборудования для производства формующих стержней, так как используется термопластавтомат; устройство для механического извлечения формующих стержней и термостат, применяемый для нагрева изделий с формующими стержнями существенно дешевле и проще станции по выплавлению легкоплавкого сплава, используемой в способе - прототипе изобретения; способ позволяет сократить энергопотребление.
| Таблица | |||||||
| Наименование | Контрольные примеры | Примеры по изобретению | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Материал литьевого изделия | На базе полифениленсульфида | На базе ПА6 | На базе полифениленсулдьфида | На базе полиэфиримида | На базе полифениленсульфида | На базе базе Полиамида 66 | На базе полиэфир-кетона |
| Температура литья под давлением, °С | 340 | 230 | 340 | 410 | 340 | 270 | 370 |
| Материал формующих стержней | На базе Полипропилена | На базе Полипропилена | На базе Полиамида 6 | На базе Полиамада 66 | На базе Полиамида 66 | На базе Полипропилена | На базе Полиамада 66 |
| Температура размягчения по Вика материала формующих стержней при нагрузке 50Н, °С | 150 | 150 | 200 | 240 | 240 | 150 | 240 |
| Температура деформации материала формующих стержней при нагрузке 0,45 МПа, °С | 120 | 120 | 170 | 200 | 200 | 120 | 200 |
| Качество полученного изделия | Деформирован стержень | Деформировано изделие | хорошее | хорошее | хорошее | хорошее | хорошее |
Способ изготовления из термопластичных материалов изделия с внутренними полостями, включающий изготовление формующих внутренние полости стержней, установку их в пресс-форму, литье под давлением изделия в собранной пресс-форме, извлечение изделия из пресс-формы, извлечение формующих внутренние полости стержней, зачистку изделия, отличающийся тем, что формующие стержни изготавливают из термопластичного материала с температурой размягчения по Вика при нагрузке 50 Н на 100-170°С ниже температуры литья под давлением изделия, а извлечение формующих внутренние полости стержней производят механическим способом после нагрева изделия с формующими внутренние полости стержнями до температуры деформации под нагрузкой 0,45 МПа материала формующих внутренние полости стержней.
