Обработка пластика

Пластики или пластмассы – это материалы, в основе которых лежат синтетические высокомолекулярные соединения. Широчайшее применение в производстве получили пластики на основе синтетических полимеров. Обработка пластика является важным элементом, без которого не может обойтись ни одно современное производство.

Основные методы обработки

Методы обработки пластика определяются его свойствами и структурой. Основными являются:

Литье

Литьё – это особый процесс переработки пластика. Технология заключается в впрыске под давлением смеси полимера в литьевую форму, за чем следует его охлаждением. С помощью данного метода изготовляется треть общего объема деталей и изделий из полимерных материалов. Применяется чаще всего в крупносерийном и массовом производстве из пластмасс из-за высокой производительности и относительно высокой стоимости оснастки. Основное сырье для литья обладает широким диапазоном механических и физических свойств. Обычно для этого используют гранулы термопластов, термоэластопластов и термореактивные порошки.

После формовки почти все термопластичные материалы могут быть повторно переработаны. Термореактивные материалы же подвергаются необратимым химическим изменениям после переработки, что приводит к образованию нерастворимого и неплавкого пластика.

Экструзия

Экструзия – это технологический процесс переработки и обработки пластика, который заключается в продавливании высоковязкого материала на основе расплава, пастообразной многофазной дисперсной системы или металла через формующий инструмент. Это действие позволяет получить изделия с поперечным сечением желаемой формы. Методом экструзии в промышленности изготавливают различные погонажные изделия (плёнки, листы, оболочки кабелей, трубы, элементы оптических систем светильников). Многочервячные, одночервячные, поршневые и дисковые экструдеры являются основным технологическим оборудованием для переработки полимеров методом экструзии в готовое изделие или деталь.

Технология экструзии заключается в выдавливании расплава пластика через калиброванное отверстие мундштука. Поперечная форма изделия определяется сечением отверстия. Этим методом производят трубы, стержни разного профиля, пленки и листы.

Литьевое прессование

Способ литьевого прессования заключается в то, что композицию из пластика в расплавленном жидком состоянии выжимают в ручей пресс-формы и устаивают до затвердевания. Этот метод дает возможность производить сложные изделия из высоковязких термопластов и термореактивных смол с выступами, выемками, ребрами и резьбами.

Вальцевание

Вальцевание – это технологический процесс переработки пластиков, который состоит в неоднократном пропускании материала сквозь зазор между вращающимися навстречу друг другу нагретыми металлическими валками. Материал переходит из твердого стеклообразного состояния в вязкотекучее под воздействием температуры и механических усилий в зазоре между вальцами. При этом процессе пластик подвергается деформации, размягчается, смешивается и становится однородным. От вальцевания материала сжимается, что сопровождается деформацией сдвига. Большие сдвиговые напряжения в рабочем зазоре приводят к необратимой механодеструкции или уменьшению молекулярной массы макромолекул.

Технология вальцевания применяется для смешивания ингредиентов с полимерами, для получения листов и пленок, совмещения полимеров с пластификатором, для получения блок и привитых сополимеров и для подогрева и размягчения уже готовых полимеров.

Вакуумная и пневматическая формовка

Вакуумная формовка – это технологический процесс производства из листовых полимерных материалов единичных или серийных изделий и деталей, который осуществляется путем придания пластику формы матрицы под воздействием вакуума и температуры. Процессе производства заключается в следующем: лист пластика нагревают до температуры размягчения, и он плотно облегает поверхность матрицы за счет создания отрицательного давления. Стандартизированный метод вакуумной формовки состоит из нескольких этапов, которые включают в себя фиксацию заготовки на матрице, нагрев полимерного листа, предварительное растяжение листа, откачку воздуха из матрицы и вдавливание заготовки, охлаждение материала, извлечение изделия из матрицы и заключительную доработку изделия.

Сварка

Сварка пластика – это технологический процесс производства неразъемных соединений элементов конструкции при помощи диффузионно-реологического или химического воздействия макромолекул полимера, в следствии которого между поверхностями конструкции пропадает граница раздела и возникает структурный переход от одного полимера к другому.

Наиболее эффективно диффузионно-реологический процесс взаимодействия поверхностей сварки деталей осуществляется в стадии вязкотекучего состояния материала, когда молекулы полимера имеют наименьшую плотность упаковки и наибольшую подвижность. С помощью действия растворителя в некоторых случаях становится возможным достичь разрыхлений структуры полимера. Скорость и степень диффузии находятся в зависимости от полярности звеньев полимеров и их молекулярной массы. Скорость протекания диффузии увеличивается с их снижением.

Выбор метода сварки пластмасс зависит от свойств материала. Сварка может осуществляться разнообразными методами – термическим (экструдируемой присадкой или нагретым газом), механическим (вибротрением, трением или ультразвуком) или термомеханическом (контактная тепловая сварка с использованием ТВЧ или ИК-лучей).

Вспенивание

Вспенивание – это технологический процесс производства пластика, который заключается в введении газообразующих наполнителей в пластик. Этот метод используется в производстве изделий с высокими шумо-, тепло- и виброизоляционными свойствами. Для вспенивания используют полистирол, мочевиноальдегидные и фенолформальдегидные смолы, ацетат целлюлозы, поливинилхлорид и каучуки. Вспенивание применяют для создания ячеистых конструкций с очень низкой объемной массой.

Горячее напыление

Также полимеры используют для нанесения покрытий на пластмассу с целью защиты от коррозии и эрозии, на бумагу, ткань, дерево, металл и в декоративных целях. Например, можно наносить на поверхность обработки жидкую композицию, высыхающую при испарении растворителя. Такие покрытия наносят способом горячего напыления пластика, который предварительно прошел через воздушно-ацетиленовое пламя.

Механическая обработка на станках

Пластики можно резать при помощи ленточной или циркулярной пилы. Выбор инструмента зависит с формой заготовки.

Следует быть очень внимательными к теплу, которое при работе выделяется от инструмента во время механической обработке. Рекомендуется использовать только подходящие лезвия пил для каждой формы и вида материала для того, чтобы пластик не нагревался и не повреждал оборудование. Это необходимо потому, что выделенное тепло рассеивается по всей площади лезвия.

Обработка пластика при помощи ленточных пил позволяет получать качественные края обрабатываемой детали. Этот инструмент дает возможность создавать универсальные прямые, непрерывные и нерегулярные типы разрезов.

Для фрезеровки необходим специальный станок. Для полного удаления отходов производства и уменьшения вероятности перегрева оборудования необходимо использовать инструмент с местом для отвода стружки. Технологию пошагового фрезерования рекомендуется применять при обработке пластика, который не терпит чрезмерного накопления тепла. В целом фрезерную обработку следует проводить на высокой скорости при средней скорости подачи.

Для получения наилучшего результата в обработке пластика на токарных станках следует использовать специальные фрезы для различного обрабатываемого материала. Токарные работы предпочтительно производить при высокой скорости резания. Минимальная глубина резки должна насчитывать 0,5 мм. Для охлаждения изделия необходим сжатый воздух. Поддерживающая подставка позволит стабилизировать деталь и не допустить образование деформаций. Это помогает уменьшать жесткость пластика.

Прессование

Прессование – это технологический процесс формообразование изделий в закрытой полости (ручье) металлической пресс-формы. При горячем прессовании нагретую композицию из гранул ткани, пропитанных смолой, помещают в специальную нагретую емкость. Расплав заполняет всю полость ручья при смыкании половинок пресс-формы. Затем изделие выдерживают в пресс-форме до затвердения.

При холодном прессовании операцию проводят при давлении 14-120 мегапаскалей и комнатной температуре. Для отверждения полученное изделие нагревают до 80-260 градусов. Такой метод применяется для получения неглубоких корпусных деталей. Этим способом модифицируют композиции на основе фенолформальдегидных смол и асфальтопековые пластмассы.

Подогрев пресс-формы и пластика осуществляется паром, токами высокой частоты, перегретой водой и т.п. Материалы на основе армированных полиэфирных пластиков, фенолформальдегидных смол и аминопластов чаще всего перерабатываются горячим прессованием. Этот метод используют для получения мелких и корпусных деталей.

Производство из пластика: технические возможности

Техническое оснащение позволяет нам работать практически с любыми видами пластика, изготавливать пластиковые детали, обрабатывать капролон и нейлон, высокомодульный пластик.

Обработка пластика производится на современном оборудовании, станках с ЧПУ, что позволяет производить изделия с высоким качеством, любых размером любых форм.

Пластик, капролон – размер деталей: от 1 мм до метра.

Мы принимаем заказы на обработку или изготовление изделий из пластика от 1 штуки, до серийного выпуска.

Все работы проводятся по ГОСТ 11710-66.

Обработка пластика: сроки, цена, гарантии

Мы выполняем заказы минимальным сроком от 1 дня.

Цена изготовления изделий из пластика и капролона зависит от вида материала, сложности и скорости изготовления.

Гарантия – 1 год.

Сроки эксплуатации – до 5 лет.

На выходе вы получаете изделие в индивидуальной упаковке и сертификат соответствия.

Источник

Обработка пластмасс

Если пластмасса хрупкая, например оргстекло, то при сверлении сквозных отверстий, необходимо под низ подкладывать деревянную дощечку (или что то подобное) для предотвращения обламывания краев при выходе сверла.

Коэффициент термического расширения пластмасс значительно выше чем у металлов, поэтому в случаи необходимости получения точных размеров, перед измерением размеров деталь необходимо охладить.

После сверления, пиления или другой обработки, часто возникает необходимость в шлифовании и полировании поверхности. Полирование пластмасс можно осуществлять следующими способам:
1. Механическое полирование
2. Термическое полирование
3. Химическое полирование

В то время когда определенные свойства являются недостатками при механическом полировании, например низкая температура плавления и низкая теплопроводности, при других способах полирования могут оказаться достоинством.

При механическом полировании полимеров основное внимание необходимо уделять отсутствию перегрева, что при низкой теплопроводности может произойти очень легко.

Если вам нужно отшлифовать и отполировать незначительную площадь, то учитывая податливость пластмасс механической обработки, шлифовать и полировать пластмассу лучше вручную, периодически проверяя нагретость поверхности пальцем. Однако мы приведем режимы механической обработки (которые для некоторых могут оказаться ограничением ручной обработки):

Окружная скорость — 12-15 м/с
Удельное давление на обрабатываемую поверхность — 0,2-0,1 кГ/см2

То есть при шлифовании и полировании полимеров требуемое давление на поверхность в 10 раз, а скорость в 3 раза меньше чем при полировании стали. На заключительных этапах обработки давление должно быть наименьшим.

Теперь о том, какие средства использовать для шлифования и полирования. Со шлифование все понятно, берем обычную шкурку зернистостью примерно от Р800 и мельче, и шлифуем последовательно переходя к другой зернистости, как при шлифовании любого другого материала. После шлифования шкуркой следует этап полирование пастами или суспензиями.

Термическое полирование заключается в оплавлении неровностей поверхности под действием нагретого газа, и оказывается возможным благодаря относительно низкой температуре плавления полимеров. Такая обработка подходит только для так называемых термопластов — полимеров расплавляющихся при нагревании.

Источник

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

• механическая (обработка резанием);
• литье;
• термическая;
• давлением;
• сварка;
• электрическая;
• химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

• Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
• Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
• Электросварка. Самый распространенный способ:
  • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
  • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

Ультразвуковая обработка металла

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

• Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
• Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
• Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
• Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
• Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

• Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
• Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки
• Лазерная. Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
• Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

Закалка

При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Отпуск

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Старение

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

Источник