Разработка детали каркас катушки индуктивности

Количество выделившегося  тепла пропорционально частоте  электрического поля.                                                                          

Для нагрева пластмасс  используют высокие частоты (>10Мгц).

Напряжение на пластинах  конденсатора не превышает 8000В.

Влияние технологических  параметров на слоевую структуру  изделий

Механические свойства изделий  из кристаллизующихся полимеров связаны со слоевой структурой. Зоны центральная и средняя по механическим свойствам мало отличаются. Поверхностная зона оказывает решающее значение на свойства изделия и ее учитывают в расчетах на работоспособность в зависимости от структуры.

Эти параметры влияют на структуру, размеры слоев и  зон изделий из кристаллизирующихся  полимеров и их свойства. Требуемую  структуру с заданными размерами зон и слоев в зависимости от условий эксплуатации изделия можно получить путем выбора технологических параметров.                                                    

Толщина поверхностной зоны зависит  от температуры материала Т₀ и прессформы Т_ф и времени ее заполнения. Увеличение Т₀ и Т_ф уменьшает толщину этой зоны, а увеличение времени заполнения увеличивает ее. Толщина средней зоны также будет меньше при повышении Т₀ и Т_ф и времени впуска; повышение давления Р и времени выдержки увеличивают толщину средней зоны. Толщина центральной зоны увеличивается с увеличением Т₀ и Т_ф и практически не зависит от заполнения, давление оказывает незначительное влияние на нее.                                                                

Температурно-временная  область переработки полимеров

Эту область необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы  процесс переработки был стабильным и изделия получали со стабильными показателями качества. Эти показатели получают при назначении температуры и времени переработки в таких пределах, когда возможно полное исключение колебания вязкости полимера из-за термоокислительной и гидролитической деструкции.                             

Температурно - временную область переработки полимера определяют по зависимости термостабильности от температуры (или начала деструкции материала при выдержке); в этом случае строят температурно-временную область переработки полимера без протекания деструкции (термоокислительной или гидролитической). Так, при переработке пластиков АБС нельзя перегревать инжекционный цилиндр, так как при температуре свыше 270°С возможно образование продуктов разложения (в продуктах разложения возможно присутствие мономеров стирола, альфаметилстирола). Температура воспламенения пластиков АБС-290°С.

Возникает возможность характеризовать перерабатываемость полимера интервалом температур (между максимальной и минимальной). С учетом всех технологических условий для надежной переработки период термостабильности полимера в этом температурном интервале должен быть не менее 15 мин. При этом условии наибольшую температуру задают при периоде термостабильности 15 мин.

При переработке в узлах машины и инструмента не должно быть застойных зон, а после остановки оборудования должны тщательно очистить все узлы от оставшегося материала, так как в местах длительного температурного воздействия возможна деструкция  материала.                       

Характеристика  способов горячего формования                                                              

Литье под давлением применяют для изготовления деталей из термо - и реактопластов.                                                                 

При литье под давлением материал в гранулированном или порошкообразном виде поступает в пластикационный цилиндр литьевой машины, где прогревается и перемешивается вращающимся шнеком (в шнековых машинах). В поршневых машинах пластикация осуществляется только в результате прогрева. При переработке термопластов цилиндр нагревают до 200-350°С, при переработке реактопластов до 80-120°С. Пластифицированный материал при поступательном движении шнека или плунжера нагнетается в литьевую форму, где термопласты охлаждаются до 20-120°С (в зависимости от марки), а реактопласты нагреваются до 160-200°С. В прессформе материал выдерживают под давлением для уплотнения, что значительно снижает усадку при охлаждении вне формы.                                     

Объем изделий ограничивается объемом материала, который может быть вытеснен червяком или поршнем при наибольшем ходе.

В разновидности метода, называемом интрузией, возможно на той же машине изготовить изделия значительно большего (в 2-3 раза) объема. При обычном режиме литья под давлением материал пластицируется вращающимся червяком, а нагнетается в форму невращающимя червяком при поступательном его движении. При интрузии пластикационный цилиндр снабжается соплом с широким каналом, позволяющим материалу перетекать в форму при вращении червяка до начала его поступательного двидения. Общая длительность цикла не увеличивается благодаря частичному совмещению отдельных переходов. Метод отличается высокой производительностью.                                  

Литье под давлением термопластов и реактопластов имеет некоторую специфику. При литье под давлением термопластов молекулы материала ориентируются в направлении течения, что сопровождается упрочнением материала в направлении течения. Поток расплава термопласта в форме расширяется и перпендикулярно направлению течения в нем возникают ориентационные напряжения – это является еще одной причиной возникновения остаточных напряжений - различие в скоростях и степени охлаждения материала в поверхностных и внутренних слоях.                                              

Ориентационные напряжения в готовом изделии уменьшить  не удается, уменьшение их достигается путем подбора рабочих элементов конструкции прессформы. При литье деталей из линейных полимеров следует учитывать ориентацию молекул и место спаев потоков материала в зависимости от варианта расположения литника, где свойства детали отличаются. Термические напряжения можно снизить либо уменьшением перепада температур между материалом и прессформой, либо при последующем нагреве готовых изделий.

В ходе процесса под действием  высоких температур и механических напряжений может происходить деструкция материала. Усадка в прессформе частично компенсируется ее подпиткой расплавом, находящимся под давлением при охлаждении формы, поэтому основная усадка происходит после извлечения из формы изделия. Ориентация макромолекул при литье обусловливает и анизотропию усадки вдоль и поперек направления течения расплава.

 

Таблица 4.1 – Режимы литья под давлением термопластичных пластмасс.

Материал	Предварительная обработка	Температура, °С		Давление, МПа	Выдержка под давлением в прессформе, °С	Термообработка
		в камере сжатия	пресс-формы
АБС-пластик	Сушка при 150-200°С  в течение 30-60 мин.			30-130	40-60	Медленное охлаждение
Полистирол блочный эмульсионный	Таблетирование и сушка при 160-180°С  в течение 30-60 мин.	190-215	25-40	80-150	30-60	Медленный нагрев до  65-80°С и выдержка 1-3 ч
Полиамид 68(П54, П548)	Сушка при 70°С  в течение 30-50ч	190-265	50-130	20-175	15	-
Полипропилен	-	180-250	120-150	80-120	-	Медленное охлаждение

Таблица 4.2 - Режимы литья под давлением АБС-пластика.

Температура, ºС
Съема изделия								Сушки
	TП	TС	Т1	Т2	Т3	Т4	TЗАГ
70	40-60	200-260	200-260	200-260	180-220	160-200	40-60	60-80

 

Т_П - температура прессформы;

T_C -  температура сопла;

T₁ - температура первой зоны обогрева;

T₂ -  температура второй зоны обогрева;

T₃ -  температура третьей зоны обогрева;

T₄ -  температура четвертой зоны обогрева;

T_ЗАГ -  температура зоны загрузки материала;

Дополнительные характеристики для АБС-пластика.

Сушка пластмассы: при  использовании цилиндра с дегазацией предварительная сушка AБС не обязательна, при использовании нормального цилиндра иногда возможна переработка сырья без предварительной сушки ( прежде всего при переработке пластмассы, поступающего в оригинальных закрытых мешках); в случае констатации увлажнения ABS необходимо сушить при температура 80°С в течение 4 часов; влажный гранулированный материал вызывает появление на изделиях матовости, серебрения, полос, а также следов пузырей.

Температура формы: 30-80°С, чем выше температура, тем лучше  поверхность изделия, менее выразительны линии соединения.

Параметры процесса литья:

Давление впрыска: высокое 1000-1400 бар (100-140 бар - на манометре термопластавтомата)

Скорость впрыска: рекомендуется  ступенчатая скорость впрыска ( сначала  медленно, затем быстро) для получения  эффекта заполнения.

Давление выдержки (подпрессовки): 30-50% от давления впрыска (невысокое, но достаточное, чтобы не "отбрасывало" шнек внутренним довлением материала в прессформе).

Время выдержки (подпрессовки): рекомендуется небольшое время  выдержки до 20% от времени охлаждения.

Подушка (остаточная): 2-6 мм, в зависимости от объема дозирования; больше объем - больше подушка.

Время охлаждения: должно быть настолько длительным, чтобы литое изделие остыло до беспроблемного извлечения из прессформы; определяется толщиной стенок изделия, температурой стенок прессформы, температурой расплава материала.

При литье под давлением  реактопластов должны строго регулировать температуру. При превышении оптимальной температуры происходит отверждение материала до заполнения формы. При пониженной температуре реактопласт плавится долго. Качество изделий не уступает по физико-механическим характеристикам изделиям, формованным другими методами.

Реактопласты льют под  давлением реже, чем термопласты. Однако этот метод прогрессивен. Благодаря  интенсивному перемешиванию материала в процессе подогрева скорость и степень отверждения материала при литье под давлением выше, чем при прессовании. Наиболее эффективен метод при изготовлении толстостенных изделий.

Режимы переработки  полимеров.

К параметрам режимов обработки относят температуру расплава и инструмента, давление формования, время заполнения и время выдержки под давлением, а также разность температур между соседними зонами пластикационного цилиндра.

Рациональные режимы получения изделий выбирают в  зависимости от условий их эксплуатации. Направленное изменение параметров переработки позволяет получить требуемую структуру и свойства изделий. Так с увеличением указанных параметров режимов переработки возможно управлять усадкой, стабильностью размеров и формы, стойкостью к растрескиванию, теплостойкостью, морозостойкостью аморфных и кристаллизующихся полимеров.

Выбранные технологические  параметры переработки уточняют по отдельным показателям качества изделий. Уточнение производят на основе зависимости между технологическими параметрами и микроструктурой изделий, определяющей качество. Для аморфных полимеров определяют ориентацию, и в случае превышения расчетной величины технологические параметры корректируют в направлении снижения ориентации. Для кристаллизующихся полимеров рассчитывают макроструктуру (размеры отдельных слоев и зон) при выбранных технологических параметрах. Формирующуюся структуру по относительной площади слоев и зон сравнивают со структурой, обеспечивающей требуемое качество. В случае отклонения параметров формирующейся макроструктуры от параметров качественных изделий технологические параметры корректируют.

При изготовлении изделий  возможен брак (пузыри, утяжины, коробление, уменьшение размеров и т.п.). В этом случае также корректируют технологические параметры переработки.

Выбранные параметры  затем корректируют с целью получения  наибольшей производительности при обеспечении качества изделий.

Способы механической обработки