Курсовая работа: Разработка участка по получению магнитопласта на основе полиамида-6 методом литья под давлением

Сэндвич-литье заключается в попеременной подаче в литьевую форму полимер­ных расплавов из двух пластикаторов. При использовании червячных пластикаторов процесс может выглядеть так, как показано на рис.3. Два инжекционных узла присоединяются к соплу, в конструк­ции которого предусмотрено переклю­чающее устройство. Как правило, это управляемый игольчатый клапан (ИК). Клапан попеременно или одновремен­но соединяет с литьевой системой фор­мы пластикационные узлы. По схеме (рис.3) материал из узла I под высо­ким давлением и с высокой скоростью инжектируется в форму, образуя наруж­ное покрытие изделия (рис.3,а). За­тем внутренний объем изделия заполня­ется материалом из узла II (рис.3, б), после чего в работу повторно включает­ся узел I, добавляющий остатки распла­ва в форму и «запечатывающий» изде­лие (рис.3, в).

Рис.3 Схема сэндвич-литья двухслойного изделия

Соинжекционное литье (рис.4) требует применения сопла специальной конструкции, называемого также разделительной головкой. Эта технология позволяет получать изделия с числом слоев больше двух, с полным или частичным разделением цветов.

Рис.4 Схема двухканального (а) и трехканального (б) соинжекционного литья под давлением с использованием двух- и трехинжекционных узлов

Литье в многокомпонентные формы (Multi-component injection molding) позволяет получать изделия с четким разделением цветов, а также детали гиб­ридной конструкции (рис.5), в которых из каждого полимерного материала исполнена центральная или периферийная часть. В этом случае инжекционные узлы выполняют традицион­ные функции, а конструкция детали определяется устройством литьевой формы. На представленной схеме литьевая фор­ма имеет две литниковых системы (1 и 2), постоянно сомкнутые с инжекционными узлами I и II. В пуансоне формы имеются подвижные вставки 3, перемещаемые пнев­моприводами 4. Вставки оформляют тот или иной конструкционный элемент изделия. Особенность этого метода состоит в том, что работа узлов инжекции происходит изолировано друг от друга. Поэтому если узел II в приведенном примере работает в режиме инжекции, то узел I может действовать в интрузионном режиме, благода­ря чему объем части изделия, формуемой из полимера I, может иметь весьма значи­тельный размер.

Рис.5. Схема многокомпонентного литья

Ротационное литье (не путать с ротаци­онными ЛМ) является разновидностью описанного выше способа, поскольку по­зволяет решать те же задачи (рис.6), однако требует использования съемной вставки. После оформления центральной части изделия (узел I) вставка извлекает­ся, а в образовавшийся объем инжектиру­ется расплав из узла П. В цикл производства изделия ротационным литьем введе­на дополнительная операция размыка­ния формы и удаления (установки) встав­ки, что не способствует высокой произво­дительности метода.

Рис. 6 Схема ротационного литья

2. Описание технологического процесса

При получении магнитопластов методом полимеризационного наполнения предложена следующая схема производства.

Капролактам в виде кристаллов, размером 2 мм из емкости для хранения поз.1 поступает в смеситель поз.5. Туда же из бункера поз.2 подается вода. В смеситель также добавляется уксусная кислота из емкости поз.3. Компоненты поступают в смеситель с помощью весовых дозаторов. Смешение проводится в среде инертного газа – азота для предотвращения окисления смеси. Смеситель обогревается горячей водой, температура в смесителе 90°С. Капролактам расплавляется, смешивается с добавками и с помощью насоса поз.7 подается в следующий смеситель поз.6. Из герметичной емкости для хранения поз.4 в смеситель поз.6 с помощью весового дозатора подается феррит Ba. Смешение происходит также в инертной среде, при той же температуре. Затем подготовленная смесь поступает в автоклав поз.11, где происходит полимеризация капролактама на поверхности и в объеме наполнителя при температуре 250°С. После завершения процесса полимеризации из полученного материала формуется жилка, диаметром 2 мм, при продавливании через фильеру, которая проходит через ванну поз.17 с холодной умягченной водой. С помощью тянущих валков поз.15 и направляющих поз.14 жилка направляется на резательный станок поз.18.

Синтезированный ПКА – полимерная основа магнитопласта – содержит большое количество НМС. Поэтому полученный после резки гранулят поступает в промежуточный бункер поз.20, а затем – в промыватель-экстрактор поз.25 для удаления НМС. Экстракция проводится горячей водой (температура воды 80°С) не менее 4-5 раз. Остаточное содержание НМС составляет около 2%. Промывные воды далее после экстракции направляются насосом поз.10 на регенерацию: вначале на установку для улавливания феррита Ba поз.9, снабженную магнитом, а затем – на фильтр поз.8 для удаления несполимеризовавшегося капролактама. В качестве материала фильтра можно использовать композиционные ионообменные волокнистые массы. Затем насосом поз.12 чистая вода возвращается в цикл.

Отмытый гранулят транспортером поз.24 направляется в промежуточную емкость с дозатором поз.13, а затем – в барабанную сушилку поз.16 для удаления избыточной влаги, поглощенной на стадии экстракции. Сушка проводится при температуре 105°С с помощью горячего воздуха. После завершения сушки материал собирается в бункере для хранения с весовым дозатором поз.23.

Изготовление изделий из магнитопласта осуществляется методом литья под давлением при температуре пластикации до 300°С, удельном давлении литья 1400 кгс/см2 на термопластавтомате поз.19 с последующим намагничиванием на установке поз.21 с применением импульсных магнитных полей. На термопластавтомат материал также поступает с помощью транспортирующего устройства поз.22.

3. Параметры технологического процесса

·  Соотношение компонентов:

Таблица 1

·  Температура полимеризации:

Т = 250 ± 5°С

·  Время полимеризации:

t = 3 часа

Параметры изготовления изделий

·  Температура литья:                              Т = 230 ± 5°

·  Давление литья:                                    Р = 140 МПа

Время выдержки под давлением:              t выд = 14 сек

4. Выбор и краткая характеристика основного применяемого оборудования

Первоначально метод литья под давлением был освоен промышленностью на оборудовании, применявшемся для прессования. Затем появился новый вид оборудования: одно- и многопозиционные литьевые машины, имеющие существенные конструктивные отличия от прессов.

Процесс переработки осуществляется на серийно выпускаемых промышленностью литьевых машинах, состоящих из двух частей: механизма пластикации – впрыска и механизма запирания формы. Первая из этих частей служит для дозирования материала, его пластикации и впрыска расплава в форму. Вторая часть предназначена для крепления литьевой формы, её перемещения и удержания в сомкнутом состоянии[22].

Литьевые машины в соответствие с конструкцией механизма пластикации подразделяются на машины с поршневой и червячной пластикацией.

У литьевой машины с поршневой пластикацией механизм пластикации – впрыска состоит из гидроцилиндра с поршнем, литьевого (инжекционного) поршня, пластикационного цилиндра и устройства дозирования.

Значительный прогресс в области литья под давлением был связан с использованием червячной предварительной пластикации расплава. В машинах этого типа червяк выполняет одновременно функции пластицирующего и дозирующего рабочего органа и впрыскивающего поршня [21]. Литьевой машиной такого типа является Термопластавтомат модели ДК3330.Ф1 [23].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9