Лабораторна робота №2«ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВАКУУМНОГО ТЕРМОФОРМУВАННЯ

ПОЛІМЕРНОЇ ТАРИ»

МЕТА РОБОТИ Метою роботи є ознайомлення з методами вакуумного

термоформування. Визначити основні операції процесів термоформування різними методами. Визначити параметри термоформованої полімерної тари.

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІВ даній лабораторній роботі розглядається термоформована полімерна

тара і, зокрема, термоформування тари з листових термопластів.Термоформування тари з листових термопластів здійснюється за умови

доведення матеріалу до вимушено-пластичного стану при температурі, нижчій температури розм'якшення.

Матеріал нагрівають до температури, близької до температури плинності, а далі майбутньому виробу надають необхідну конфігурацію за допомогою спеціальної форми головним чином внаслідок високопластичних деформацій. Для фіксації наданої конфігурації і необхідних розмірів виріб охолоджують до температури, нижчої температури склування (або плавлення) даного термопласта. Далі заготовку виймають із форми, і вироби вирубують із листа.

Залежно від способу створення зусилля формування, необхідного для отримання виробу потрібних конфігурації і розмірів, розрізняють вакуумне, механічне, пневматичне і комбіноване формування листових термопластів.Під час вакуумного формування під відповідно нагрітим листом матеріалу створюється розрідження в 0,005...0,01 МПа. При цьому під дією атмосферного тиску матеріал втягується у форму, де і формується виріб.

Для одержання виробів методом вакуумного формування застосовуються такі полімерні матеріали: поліметилметакрилат плівковий (органічне скло) завтовшки 0,5...4,0 мм, жорсткий полівінілхлорид, поліетилентерефталат, ударостійкий полістирол, . поліетилен високої об'ємної густини, поліметилметаприлат.Технологічний процес виготовлення полімерної упаковки з листових матеріалів складається з таких операцій: підготовчі — розкроювання листа; основні - формування виробів; заключні – вирубування, механічне оброблення, зачищення відформованих виробів.

При вакуумному термоформуванні полімерної тари із листових термопластів використовують наступні методи термоформування:

1. Негативний метод (рис.1)

1 – форма; 2 – прижим; 3 – вакуумна система.Рис.1. Схема процесу вакуумного термоформування полімерної тари

негативним методом.

Послідовність процесуа) нагрівання (пластифікація) матеріалу;б) накладання матеріалу на форму, закріплення при жимом, подача вакуумом, витяжка матеріалу під дією засилля атмосферного тиску повітря;зняття прижиму і видалення готового матеріалу.

2. Негативний метод з попередньою механічною витяжкою (рис.2)

1 – форма; 2 – прижим; 3 – пуансон; 4 – вакуумна система.Рис.2. Схеми вакуумного термоформування негативним методом з

попередньою механічною витяжкою пуансоном.

Послідовність процесуа) пластифікація матеріалу;б) накладання матеріалу на форму, закріплення прижимом і виведення пуансона;в) механічна витяжка пуансону з розігрітим матеріалом. Остаточне формування упаковки вакуумом.г) виведення пуансоні, зняття прижиму, видалення готового виробу.

3. Позитивний метод (рис.3)

1 – форма; 2 – прижим; 3 – стіл; 4 – вакуумна системаРис.3. Схема вакуумного термоформування позитивним методом.

Послідовність процесу:а) розігрів;

б) накладання матеріалу і фіксація;в) механічна витяжка матеріалу переміщеного формою;г) остаточне формування виробу вакуумом;д) зняття зажиму, видалення готового виробу.

4. Позитивний метод з попередньою витяжкою (рис.4)

г)1 – форма; 2 – прижим; 3 – стіл; 4 – пневмовакумна система в режимі реверса;

Рн – надлишковий тискРис.4 Схема термоформування позитивним методом з попередньою

витяжкою.

Послідовність процесу:а) розігрів;б) накладання матеріалу, попереднє витяжка матеріалу стисненим

повітрям;в) подальша витяжка матеріалу з одночасним рухом форми;

г) остаточне формування тари вакуумом;д) розмикання форми і видалення готового виробу.

5. Комбінований позитивно-негативний метод (рис.5)

1 – форма; 2 – прижим; 3 – пуансон; 4 – пневмовакумна системаРис.5. Схема термоформування комбінованим позитивно-негативним

методом.

Послідовність процесу:а) розігрівання матеріалу;б)накладання матеріалу і замикання форми, попередня витяжка

матеріалу стисненим повітрям;в) остаточне формування упаковки вакуумом з одночасним рухом

форми і пуансона;г) розмикання форми, підйом пуансона, видалення готового виробу.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИЛабораторну роботу виконують в декілька етапів.На першому етапі необхідно ознайомитись з п’ятьма найбільш

поширеними методами вакуумного термоформування. Визначити основні операції кожного з методів.

Кожен студент отримає декілька зразків споживчої тари, яку потрібно дослідити на рівнотовщинність стінок зразків виробів.

Рис.6. Ескіз виробу з нанесеними точками визначення різнотовщинностіРізнотовщинність стінок термоформованих виробів визначити

обмірюванням товщини стінки біля верхнього краю в т.А (рис.2), в середній частині бічної поверхні виробу (т.В), в місці переходу від бічної стінки до дна (т.F) і посередині дна. Вимірювання виконувати за допомогою мікрометра.Ступінь різнотовщинності вирахувати за формулою

(4) (1)де - максимальна товщина стінки виробу, мм; - товщина стінки в даній точці. Визначити також коефіцієнт глибини витяжки , залежить

де (2)- висота зразка мм;- діаметр мм.

Побудувати графік зміни товщини виробу від його висоти

Визначити і охарактеризувати спосіб, яким були виготовлені зразки. Оформити протокол. Зробити висновки. Зразок оформлення титульної сторінки в додатку.

Контрольні запитання до виконання роботи1. Які існують способи формування споживчої тари з листових

термопластів?2. Поясніть принцип вакуумного термоформування.3. Які операції входять до технологічного процесу вакуумного

термоформування?4. За якими критеріями оцінюється якість виробів?5. Поясніть процес підготовки зразків.6. Як визначається відносна усадка матеріалу у виробі? 7. Що таке різпотовщинність і як вона оцінюється?

ЛІТЕРАТУРА1. Бернхард Т.9. Переработка термопластичних материалов: Пер. с англ.; Под. ред. Г.В. Виноградова. - М.: Химия, 1965. - 746с.2. Стрельцов К.Я. Пневматическая"переработка термопластов / Под. ред. Д.Д.Чегодаева. — Л.: Госхимиздат, 1963. - 176с.3. Шерьішев М.А.,Пьиіаев Б. А. Пневмо- и вакуумформоваїше. -М.: Химия, 1975. - 96с.