Пластмассовые детали реоформование
Технология реоформования (реологическое литье, Rheomolding) представляет собой технологию вибрационного воздействия на расплав (обычно низкие частоты), чтобы уменьшить вязкость в процессе заполнения формующей полости. Кроме того, это помогает видоизменить ориентацию молекул, чтобы улучшить механические свойства, жесткость, прочность и прозрачность отливок без использования технологических добавок, например, добавок для разжижения и кристаллизации.
Описание процесса изготовления пластмассовых деталей
Для колебания потока или вибрации расплава в целях изменения механических, реологических и/или оптических свойств пластмассовой детали используют различные способы . Например пластмассовые детали, за счет вибраци расплава с применением механических или ультразвуковых вибрационных устройств могут добиться гомогенизации, что увеличит плотность выплавляемого материала. Кроме того, вибрация снижает вязкость расплава и изменяет кинетику релаксации, таким образом оказывая влияние на диффузию и процессы, зависящие от скорости, например, образование центров кристаллизации, рост кристаллов, смешение и ориентацию молекул. Более того, вибрация может генерировать тепло за счет внутреннего трения, что приводит к расплавлению линий спая, уменьшению поверхностных напряжений и коэффициента трения на поверхности пластмассовой детали, к возникновению ориентации молекул, вызывающей двойное лучепреломление. Наконец, вибрация позволяет добиться повышения производительности процесса. Принципы вибрации расплава на практике используются и в других технологиях процессах литья под давлением , экструзии и термоформовании.
Главный принцип реоформования пластмассовых деталей основан на том, что реология расплава является функцией частоты и амплитуды вибрации с учетом температуры и давления. Этот эффект более известен как «тиксотропность» полимерных расплавов. Установлено, что низкочастотные колебания малой амплитуды в процессе обычного охлаждения воздействуют на пластмассы так же, как ускоренное охлаждение. Таким образом, можно управлять скоростью охлаждения материала, чтобы изменять ориентацию (в случае аморфных полимеров) или морфологию (в случае кристаллизующихся), что приводит к улучшению свойств пластмассовых деталей.
Некоторые процессы литья металлов в металлургии также называют реологическим литьем, что означает специальный процесс переработки полужидких сплавов при загрузке материала. Полужидкие сплавы получают за счет механического перемешивания твердеющего жидкого металла или вибрационного воздействия на него.
Шток цилиндра
Рис. 7.55.
Реоформование пластмассовой детали осуществляется за счет возвратно-поступательного воздействия одного или более поршней с аккумуляторами расплава. Вибрационные приспособления могут быть установлены на различных участках машины и пресс-формы. Как показано на рис. 7.55, дополнительный исполнительный механизм, осуществляющий вибрацию расплава, установлен между материальным цилиндром литьевой машины и литьевой формой. При такой конфигурации пластикация расплава и вибрация при впрыске осуществляются раздельно, за счёт этого пластмассовые детали приобретаю высокую прочность. В другой конструкции литьевая пресс-форма модифицирована, чтобы прилагать вибрационные усилия в те места, где это необходимо, то есть на предполагаемых линиях спая или в других критических зонах (рис. 7.56). Для изменения реологических свойств, ориентации молекул и кинетики кристаллизации полимерных расплавов в процессах реоформовапия происходят колебания как гидростатического давления, так и сдвигового усилия. Частота, амплитуда и сдвиг фаз колебаний меняются в зависимости от используемого материала для литья пластмассовой детали.
Преимущества данной технологии литья при изготовление пластмассой детали
Как и в других технологиях, использующих колебания потока расплава, реоформование дает возможность изменить реологию расплава и
Рис. 7.56. Пресс-форма с набором из двух поршней, которые прикладывают вибрационные усилия к расплаву во время заполнения и уплотнения литьевой пресс-формы (с разрешения SPE)
ориентацию молекул полимера в ходе переработки, таким образом влият на конечные механические (прочность при растяжении, модуль упругости и сопротивление ударным нагрузкам) и оптические (прозрачность) свойства отливок. Поэтому могут быть изготовлены пластмассовые детали с тонкими стенками или можно использовать более дешевый материал.
Другими преимуществами процесса являются снижение напряжения на линиях спая, уменьшение внутренних напряжений и деформации изделия. Появляется возможность управления кинетикой кристаллизации, а следовательно, достигаются лучшее качество поверхности и меньший коэффициент трения расплава о поверхности стенок литьевой формы для литья.
Недостатки
Аналогично многим другим революционным технологиям, чтобы полностью реализовать те преимущества, которые были описаны выше, необходимо овладеть всеми тонкостями процесса. Кроме того, дополнительная стоимость вспомогательного оборудования и оплата лицензий увеличивают затраты. Более того, требуется больше времени для конструирования и установки системы вибрации и для достижения оптимальных параметров процесса литья пластмассовой детали. Следует также добавить, что температура расплава ограничивает использование технологии, поскольку горячий материал имеет тенденцию к релаксации и потере упорядоченного расположения молекул.
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020