PRASOWANIE Jest to proces cykliczny, w którym materiał (tłoczywo) w postaci najczęściej granulatu proszku, tabletki podawany jest do gniazda formy lub komory przetłocznej. W ogrzewanej formie pod ciśnieniem tworzywo przechodzi w stan plastyczny, następnie sieciuje przechodząc w stan stały, po czym utwardzony wyrób jest usuwany z gniazda formującego

Cechy charakterystyczne procesu prasowania proces cykliczny, wysokociśnieniowy, do produkcji wyrobów bryłowych, płyt, kompozytów z duroplastów napełnionych O niskiej efektywności zautomatyzowany, elastyczny, mobilny.

Wady i zalety procesu prasowania możliwość wytwarzania bardzo skomplikowanych wyrobów w jednej operacji technologicznej otrzymujemy wyrób gotowy do użytkowania, praktycznie bez obróbki wykańczającej wysoka jakość i powtarzalność kształtu i wymiarów, estetyka wyrobu możliwość pełnej automatyzacji, komputeryzacji procesu możliwość masowej produkcji WADY wysoki koszt oprzyrządowania technologicznego technologia nie ekonomiczna przy krótkich seriach produkcyjnych wymagane wysokie kwalifikacje pracowników technicznych długi czas przygotowania i spore nakłady finansowe związane z wdrożeniem do produkcji nowego wyrobu

Odmiany prasowania Podział

Cykl prasowania tłocznego zasypanie odmierzonej porcji tłoczywa do gniazd formujących prasowanie wstępne odgazowanie prasowanie właściwe otwarcie formy i usunięcie detali z formy

Cykl prasowania przetłocznego i płytowego Prasowanie przetłoczne napełnienie komory przetłocznej tłoczywem zamknięcie formy przetłoczenie uplastycznionego materiału do gniazd formujących prasowanie właściwe otwarcie formy i usunięcie detalu z formy Prasowanie płytowe nałożenie warstw preimpregnatu na półki prasy zamknięcie formy wielopółkowej prasowanie własciwe – utwardzanie żywicy otwarcie formy i usunięcie płyt z półek obróbka wykańczająca płyt

Schemat prasowania tłocznego 1 2 3 8 4 5 6 7 Oznaczenia: 1.stół ruchomy, 2 płyta mocująca formę do stołu ruchomego, 3. stempel, 4. matryca, 5. zasypane tłoczywo, 6. płyta mocująca stała, 7. stół stały dolny, 8. wypraska

Schemat prasowania przetłocznego 1 2 3 4 5 6 7 Oznaczenia: 1.stół ruchomy, 2 płyta mocująca formę do stołu ruchomego, 3. stempel, 4. matryca, 5. zasypane tłoczywo do komory przetłocznej, 6. płyta mocująca stała, 7. stół stały dolny, 8. wypraska

Prasowanie płytowe 1 2 3 6 4 5 Oznaczenia: 1. cięgna, 2. stół górny, 3. półki prasy, 4.siłownik hydrauliczny (nurnik), stół dolny, 6. prasowane płyty

Parametry technologiczne 1min na 1mm grubości wypraski Parametry prasowania Odmiana Parametry technologiczne Temperatura Tłoczywa [oC] Ciśnienie [MPa] Czas sieciowania tłoczne 150 -180 100 1min na 1mm grubości wypraski przetłoczne 135 -150 do 200 płytowe

Prasa hydrauliczna i forma prasownicza do prasowania tłocznego prasa forma

Rysunek złożeniowy formy prasowniczej tłocznej Oznaczenia: 1. płyta wypychaczy, 2. wypychacz, 3. wkładka matrycowa, 4wypraska, 5. stempel, 6. płyta chłodząca, 7. kanały chłodzące, 8 kolumny prowadzące

Prasa hydrauliczna Prasa hydrauliczna górnocylindrowa Schemat prasy hydraulicznej górnocylindrowej 2 1 3 4 5 6 Oznaczenia: 1. siłownik hydrauliczny dwustronnego działania, 2. stół mocujący stały, 3. stół ruchomy, 4. forma, 5. stół mocujący stały dolny, 6 siłownik hydrauliczny komory przetłocznej

Charakterystyka procesu prasowania niskociśnieniowego Prasowaniem niskociśnieniowym nazywa się umownie proces, w którym ciśnienie prasowania nie przekracza (z nielicznymi wyjątkami) 2 MPa, a zwykle jest niższe. Stosuje się je głównie do tworzyw utwardzających się w wyniku: - polimeryzacji addycyjnej - kopolimeryzacji rodnikowej Stosuje się je najczęściej do produkcji wyrobów z laminatów, w których spoiwem są tu żywice: - poliestrowe - epoksydowe Prasowanie niskociśnieniowe laminatów w temperaturze normalnej polega zazwyczaj na: - ułożeniu w gnieździe formującym odpowiedniej liczby arkuszy napełniacza, zgodnie z żądanym ukierunkowaniem elementów makrostruktury - wprowadzeniu do gniazda mieszaniny żywicy z innymi niezbędnymi składnikami - zamknięciu formy - wywarciu ciśnienia - przeprowadzeniu odpowiedniego rodzaju polimeryzacji bądź kopolimeryzacji Można prasować laminaty wykorzystujące ciśnienie powietrza: - obniżone, wówczas proces ten nazywa się prasowaniem pneumatycznym próżniowym

Prasowanie niskociśnieniowe Prasowanie niskociśnieniowe wyrobów O dużych rozmiarach w temperaturze pok. Prasowanie pneumatyczne próżniowe Oznaczenia: Oznaczenia: 1. obudowa formy, 2 wkładka formująca, 3. laminat poliestrowo – szklany, 4. ciekła mieszanina żywicy z utwardzaczem, 5 napełniacz arkuszowy, 6. słup prowadzący, 7. od[pływ nadmiaru żywicy, 8. uszczelka

kalandrowanie Jest to proces ciągły, w którym materiał (termoplast) w postaci najczęściej proszku, pasty podawany jest do szczeliny kalandra gdzie jest uplastyczniany i homogenizowany. Po przejściu przez n szczelin w kolejnych kalandrach uformowany jest wyrób ( wykładzina, folia ) gotowy do użytkowania

Cechy charakterystyczne procesu kalandrowania proces ciągły, wysokociśnieniowy, do produkcji wyrobów typu wykładzina jedno lub wielo warstwowe, grube folie z tworzyw termoplastycznych (PVC, PE) o dużej wydajności zautomatyzowany, elastyczny, mobilny.

Wady i zalety procesu kalandrowania otrzymujemy wyrób gotowy do użytkowania, praktycznie bez obróbki wykańczającej wysoka jakość i powtarzalność kształtu i wymiarów, estetyka wyrobu możliwość pełnej automatyzacji, komputeryzacji procesu możliwość masowej produkcji WADY wysoki koszt oprzyrządowania technologicznego technologia nie ekonomiczna przy krótkich seriach produkcyjnych wymagane wysokie kwalifikacje pracowników technicznych długi czas przygotowania i spore nakłady finansowe związane z wdrożeniem do produkcji nowego wyrobu

Kalandrowanie przykłady

Kalandrowanie folii –przykłady maszyn

Kalandrowanie przykłady

Linia do kalandrowania

Ustawienia kalandrów i parametry procesu A B C D E Oznaczenia: A – pionowe, B – na literę „L” ,C na odwróconą literę „L” , D na literę „Z’’, E na literę „S” Parametry technologiczne kalandrowania: temperatura kalandrów 100 -160oC prędkość kalandrów do 1m/s

Kinematyka kalandrowania V1>V2 Frykcja V1/V2, szczelina h 1 V2 V1 2 P ciśnienie 3 4 h (szczelina) 1 (V4=V5) 5 Rozkład ciśnienia i prędkości w szczelinie kalandra

Geometria kalandra i ustawienie szerokości szczeliny ho h1 Zmiana wymiaru szczeliny odbywa się poprzez przesunięcie górnego walca w poziomie o wartość a wyznaczoną na podstawie informacji o ugięciu walców podczas obciążenia (w warunkach pracy) Odkształcenia walców w układzie trójwalcowym, kolorem czerwonym przedstawiono linię ugięcia walca środkowego w warunkach pracy

odlewanie Jest to proces cykliczny lub ciągły, bezciśnieniowy lub niskociśnieniowy, w którym materiał (żywica + utwardzacz) w postaci najczęściej ciekłej lub pasty podawany jest do gniada formującego w którym zachodzi proces sieciowania żywicy (utwardzania). Po utwardzeniu wyroby usuwane są z formy.

Cechy charakterystyczne procesu odlewania proces ciągły (wylewanie, zalewanie) lub bezciśnieniowy (odlewanie rotacyjne, grawitacyjne), do produkcji wyrobów bryłowych, zespolonych, piankowych, porowatych, ciągłych (folie) do wytwarzania odlewów używa się: żywic poliestrowych, epoksydowych, lanych żywic rezolowych,prepolimerów (PS, PMMA), pastę PVC, różne monomery (polimeryzacja w formie) o dużej wydajności zautomatyzowany, elastyczny, mobilny.

Wady i zalety procesu odlewania otrzymujemy wyrób gotowy do użytkowania, praktycznie bez obróbki wykańczającej wysoka jakość i powtarzalność kształtu i wymiarów, estetyka wyrobu możliwość pełnej automatyzacji, komputeryzacji procesu możliwość masowej produkcji niski koszt oprzyrządowania technologicznego Możliwość wykonania krótkich serii WADY brak istotnych wad

Odmiany procesu odlewania grawitacyjne (normalne) - wyroby pełne, bryłowe, zespolone rotacyjne – wyroby wewnątrz puste (opakowania, pojemniki, kontenery, itp…) wylewanie – cienkie folie z otrzymywane z monomerów zalewanie – wyroby zespolone, elektrotechnika, elektronika

Odlewanie grawitacyjne (normalne) Etapy odlewania grawitacyjnego: wymieszanie w mieszalniku polimeru (żywicy) z napełniaczem, modyfikatorami i utwardzaczem, odgazowanie tworzywa wypełnienie gniazda formującego tworzywem sieciowanie tworzywa w formie w temperaturze pokojowej lub podwyższonej w komorze lub tunelu grzewczym otwarcie formy i usunięcie detalu z formy Parametry technologiczne odlewania normalnego temperatura odlewanego tworzywa czas sieciowania, temperatura i czas wygrzewania

Schemat odlewania normalnego 5 6 3 2 1 4 7 Odlewanie grawitacyjne bezpośrednie (forma otwarta) Odlewanie pośrednie niskociśnieniowe (forma zamknięta) Oznaczenia: 1. obudowa formy, 2. model odlewniczy, 3. zapraska, 4. żywica, 5. stempel, 6. kanał odpowietrzający, 7. odlew

Odlewanie rotacyjne Odlewanie rotacyjne stosowane jest głównie do produkcji wyrobów wewnątrz pustych. W technologii tej forma dzielona mająca gniazdo o kształcie i wymiarach odpowiadających kształtowi i wymiarom zewnętrznym odlewu wykonuje ruch obrotowy wokół dwóch osi. W wyniku tych ruchów tworzywo najczęściej w postaci proszku, po jego stopieniu w gnieździe formy, równomiernie rozprowadzane jest po jej ściankach.

Wyroby odlewane metodą rotacyjną

Wyroby odlewane rotacyjnie Kosze na śmieci, zsypy gruzu pojemnik na piasek,

Technologia procesu odlewania rotacyjnego Odlewanie takie polega na rozprowadzeniu sproszkowanego lub mikrogranulowanego (PE, PVC) tworzywa na wewnętrznej powierzchni ogrzewanej formy. Podczas całego procesu forma obraca się w wielu kierunkach zapewniając równomierny rozkład tworzywa, czyli w efekcie stałą grubość ścianek. Ruch spalin ogrzewających formę wzmagany jest przez wentylator, co powoduje wyrównanie temperatury w całej komorze i poprawę współczynnika wnikania ciepła do formy. Po czasie niezbędnym do osiągnięcia temperatury zapewniającej przetopienie i rozpłynięcie tworzywa forma jest studzona. Powolne studzenie zapewnia minimalne naprężenia wewnętrzne i brak zniekształceń. W odpowiednim momencie forma jest otwierana a z jej wnętrza wyciągany jest gotowy monolityczny detal. Tak wyprodukowane elementy mogą mieć skomplikowane kształty, różną grubość ścianki, różny kolor, mogą mieć zatopione w swej masie różne elementy np. śruby montażowe. Formowanie rotacyjne cechuje możliwość produkowania elementów o dużych rozmiarach ze wsadu tworzywa o wadze znacznie ponad 100kg, niski koszt form w porównaniu z formami wtryskowymi, odlewanie bez ciśnienia. Wadą jest długi czas cyklu produkcyjnego przypadającego na jeden detal. Proces produkcji przebiega następująco: załadowanie przygotowanego tworzywa do wnętrza formy podgrzanie formy z tworzywem w komorze pieca ostudzenie formy poza komorą wyładowanie gotowego produktu z wnętrza formy

Schemat procesu odlewania rotacyjnego 2 1 3 n1 Ogrzewanie formy np. powietrzem spalinami, n2 Parametry technologiczne temperatura formy prędkość obrotowa n1, n2 czas obracania czas i temperatura chłodzenia chłodzenie Oznaczenia: 1. wyrób, 2. forma , 3. komora pieca

Schemat procesu wylewania i zalewania zalewanie wylewanie 1 2 3 4 6 4 2 1 5 3 Oznaczenia: 1. taśma stalowa, 2. folia 3. Walec chłodzony - dociskający i prowadzący podłoże, 4 walec dozujący, 5.walec powlekający, 6. zgarniacze Oznaczenia: 1. element zalewany, 2. Forma do zalewania, 3. taśma odcinająca, 4. wyrób finalny

termoformowanie Termoformowanie – proces cykliczny, polega na równomiernym nagrzaniu płyty lub folii (powyżej temperatury mięknienia Tm - tworzywa bezpostaciowe lub temperatury topnienia krystalitów Tt - tworzywa częściowo krystaliczne) z tworzywa sztucznego, zamocowanego w ramie napinającej, następnie jej odkształceniu pod wpływem ciśnienia zewnętrznego odwzorowując kształt formy

Cechy charakterystyczne procesu termoformowania proces cykliczny, niskociśnieniowy, do produkcji wyrobów typu: cienkościenne opakowania, kubeczki, tace, klosze lamp Półfabrykat arkusze lub folia z PS, PP, ABS, PC, PMMA, PET, PVC. o dużej wydajności zautomatyzowany, elastyczny, mobilny.

wady i zalety procesu termoformowania wysoka jakość i powtarzalność kształtu i wymiarów, estetyka wyrobu możliwość pełnej automatyzacji, komputeryzacji procesu możliwość masowej produkcji WADY wysoki koszt oprzyrządowania technologicznego technologia nie ekonomiczna przy krótkich seriach produkcyjnych powstawanie znacznych odpadów poprodukcyjnych przy obcinaniu (okrawaniu), których nie da się bezpośrednio zagospodarować w tej technologii, nierównomierności w grubości ścianek wyrobu pocienianie w narożach, niemożność wykonania w jednej operacji otworów oraz gwintów, konieczność wykonania obróbki wykańczającej (obcinanie obrzeży, wiercenie otworów itp.).

Odmiany termoformowania Termoformowanie różnią się sposobem podawanego ciśnienia na formowany arkusz płyty lub folii, stąd wyróżnić możemy dwie metody: - formowanie próżniowe (podciśnieniowe), - formowanie ciśnieniowe (nadciśnieniowe), W pierwszym przypadku formowanie odbywa się przez wymuszenie odkształcenia arkusza folii lub płyty przy pomocy próżni a w drugim przypadku pod ciśnienie zastępowane jest przez sprężone powietrze. Zarówno formowanie próżniowe i ciśnieniowe może odbywać się w formach negatywowych jak i pozytywowych, bez wstępnego rozciągania i ze wstępnym rozciąganiem.

Przykłady wyrobów

Linia do produkcji opakowań

Schemat linii do termoformowania Parametry technologiczne: temperatura nagrzewania ciśnienie formowania czas formowania 4 3 2 5 1 6 7 Oznaczenia: 1. bęben folii półfabrykat, 2, tunel grzewczy, 3.kształtowanie wyrobu w formie, 4. wycięcie odpadów, 5. pakowanie wyrobów, 6, cięcie odpadów, 7. pojemnik na odpady

maszyny do termoformowania

Schemat procesu termoformowania negatywnego B 1 D C Wyrób finalny Etapy termoformowania: A -podgrzewanie półfabrykatu, B- zamknięcie formy- odsysanie powietrza, C- formowanie wyrobu, D- otwarcie formy

Termoformowanie pozytywne A B C 1 2 3 4 gotowy wyrób Oznaczenia: A – podgrzewanie płyty, B- formowanie wyrobu, C- gotowy wyrób

laminowanie Jest to proces ciągły lub cykliczny polegający na trwałym łączeniu adhezyjnym warstw napełniacza w kształcie arkuszy, taśm lub włókien za pomocą spoiwa, którym są żywice termoutwardzalne (poliestrowe, epoksydowe)

Cechy charakterystyczne procesu laminowania proces ciągły lub cykliczny, Niskociśnieniowy lub bezciśnieniowy do produkcji wyrobów typu korpus, płyta wielowarstwowa, warstwowe, kształtki, kadłuby łodzi , pólfabrykat -pepregi (arkusze nośnika nasycone żywicą) elastyczny, mobilny.

Wyroby laminowane

Laminowanie kadłubów łodzi

Konstrukcje zbrojenia

Metody laminowania Metoda kontaktowa (ręczna) Metoda natryskowa Metoda worka próżniowego (VIS) Metoda ciśnieniowo próżniowa z workiem Metoda wtłaczania żywicy w formę sztywną zamkniętą (RTM) Metoda przeciągania (pultruzji) Metoda nawijania (filament winding)

Metoda kontaktowa Opis metody: Metoda laminowania ręcznego polega na przesycaniu włókien zbrojenia ręcznie przy użyciu wałków lub pędzli. Laminat, po rozprowadzeniu żywicy po zbrojeniu, wałkuje się specjalnym karbowanym wałkiem w celu usunięcia pęcherzy powietrznych, zwiększa to jego własności wytrzymałościowych oraz polepsza przesycenie włókien

Zalety i wady metody kontaktowej metoda sprawdzona przez wiele lat stosowania, łatwe wdrożenie i szkolenia, niskie koszty narzędzi, łatwy dostęp do materiałów produkcyjnych i ich rodzajów, dłuższe włókna i większa ich zawartość w porównaniu do metody natryskowej. Wady: niskie własności laminatu, zawartość żywicy w dużym stopniu zależne od umiejętności laminiarza, duża emisja szkodliwych substancji, szczególnie w fazie utwardzania, Typowe zastosowania: łopaty elektrowni wiatrowych, produkcja łodzi, proste i słabo obciążone wyroby

Metoda worka próżniowego Opis metody: Metoda ta jest rozwinięciem podstawowej metody laminowania ręcznego. Zasadniczo po laminowaniu ręcznym układa się kolejne warstwy pomocnicze i ostatecznie worek próżniowy a następnie odsysa się powietrze do żądanego stopnia podciśnienia. Powstały w ten sposób układ działa jak „prasa” z tą różnicą, że czynnikiem dokonującym nacisk jest ciśnienie atmosferyczne. Po utwardzeniu żywicy, kolejne warstwy pomocnicze są usuwane i otrzymujemy gotowy wyrób.

Zalety i wady metody worka próżniowego wysoki udział zbrojenia w laminacie, zmniejszona emisja szkodliwych substancji, szczególnie w fazie utwardzania. wady: koszt dodatkowych materiałów, wysoki stopień umiejętności pracowników, problem z doborem systemu żywic w dużych wyrobach, ze względu na czas żelowania. Typowe zastosowania: łodzie, komponenty samochodów wyścigowych, klejenie materiałów przekładkowych (pianek, balsy, etc.)

Metoda RTM Opis metody: Włókna zbrojenia są układane jako nie przesycone. Włókna te są wstępnie sprasowane i dociśnięte do powierzchni formy, drugą górną częścią formy. Formy zostają następnie razem połączone i następuje wtrysk żywicy. Gdy całe włókno jest przesycone, wloty żywicy są zamykane, i laminat utwardza się. Często formy są podgrzewane by skrócić cykl produkcyjny.

Wady i zalety metody RTM wysoki udział zbrojenia w laminacie, możliwość skrócenia czasu produkcyjnego, wyrób o jakości formy z dwóch stron. Wady: duży koszt form, ograniczenie do stosowania do małych wyrobów, możliwość powstania nie przesyconych miejsc w przypadku złej konstrukcji formy. Typowe zastosowania: siedzenia w pociągach i tramwajach, elementy samolotów, elementy samochodów .

Metoda wtrysku żywicy Opis metody: Zbrojenie jest układane jako „suche”, podobnie jak w metodzie RTM. Zbrojenie następnie przykryte jest warstwą delaminarzu i tkaniną do rozprowadzania żywicy. Kolejnym etapem jest nałożenie worka próżniowego, wytworzenie podciśnienia i eliminacja przecieków. Po wykonaniu tych czynności następuje otwarcie zaworu dolotowego. Żywica zostaje rozprowadzona po całym laminacie i przesyca zbrojenie

Wady i zalety metody wtrysku żywicy mogą być wykonywane bardzo duże wyroby, formy używane w laminowaniu ręcznym i próżniowym mogą być zaadoptowane do tej metody, konstrukcje przekładkowe mogą być formowane w czasie jednej operacji, duża zawartość zbrojenia w laminacie. Wady: złożony proces technologiczny, żywica musi posiadać bardzo niską lepkość, co ponosi za sobą zmniejszenie własności wytrzymałościowych, problem z całkowitym przesycaniem całego zbrojenia (często pojawiające się pustki). Typowe zastosowania: jachty żaglowe i łodzie motorowe, elementy pociągów i tramwajów, elementy samochodów wyścigowych, łopaty elektrowni wiatrowych

Metoda natryskowa Opis metody: Włókna cięte są pistoletem ręcznym i natryskiwane wraz z żywicą i utwardzaczem prosto na formę. Po nałożeniu zaprojektowanej grubości wałkuje się specjalnym karbowanym wałkiem w celu usunięcia pęcherzy powietrznych oraz polepszenia przesycenie włókien. Następnie całość utwardza się tworząc wyrób z laminatu.

Wady i zalety metody natryskowej szeroko używana przez wiele lat, niski koszt narzędzi. Wady: laminat ma tendencję do dużej zawartości żywicy, możliwość budowy jedynie wyrobów, w oparciu o krótkie włókna, o gorszych parametrach wytrzymałościowych niż długie, żywica musi posiadać niską lepkość aby łatwo można było ją natryskiwać, co ponosi za sobą zmniejszoną wytrzymałość mechaniczną, bardzo duża zawartość styrenu w otoczeniu. Typowe zastosowania: brodziki i kabiny prysznicowe, proste i małe wyroby, słabo obciążone panele.

Metoda natryskowa

Laminowanie natryskowe