CS260658B1

CS260658B1 - Method of manufacturing parts based on polyester glass laminates by vacuum-injection technology

Info

Publication number: CS260658B1
Application number: CS853266A
Authority: CS
Inventors: Eduard Vasatko; Jan Batik
Original assignee: Eduard Vasatko; Jan Batik
Priority date: 1985-05-06
Filing date: 1985-05-06
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS326685A1

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby dílů na bázi polyesterových skelných laminátů technologií vakuoinjektáže do polotuhýcfci forem. Podstata řešení spočívá v tom, že se pomocí brzdicího efektu sklovýztuze zvýšením vstřikovací rychlosti pryskyřice nejméně na 800 g/min vytvoří za současného vakuování v dutině formy přetlak, který vyvolává pružnou deformaci nejméně jedné ěásti formy. Tato deformace, trvající i po ukončení vlastního vstřikování, napomáhá v nekonečné fázi impregnaci sklovýztuze, kdy forma při návratu do původního tvaru vytlačuje z dutiny„vzduch a přebytečnou pryskyřici odvzdusnovaoími otvory.The solution concerns a method of manufacturing parts based on polyester glass laminates by vacuum injection technology into semi-rigid molds. The essence of the solution lies in the fact that, using the braking effect of the glass reinforcement, by increasing the injection speed of the resin to at least 800 g/min, an overpressure is created in the mold cavity while simultaneously vacuuming, which causes elastic deformation of at least one part of the mold. This deformation, which continues even after the injection itself is completed, helps in the infinite phase of impregnation of the glass reinforcement, when the mold, when returning to its original shape, expels air and excess resin from the cavity through the vent holes.

Description

Vynález se týká způsobu výroby dílů na bázi polyesterových skelných laminátů technologií vakuoinjektáže do polotuhých forem·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

Technologie vstřikování reaktoplastů vyztužených sklem jsou dosud poměrně málo známé, v posledních letech však nabývají stále většího významu· Při výrobě polyesterových skelných laminátů touto metodou se až dosud provádí buď vstřikování do tuhé formy přetlakem, případně se vstřikuje pryskyřice do dutiny polotuhé formy za trvalého vakuování dutiny, případně se pryskyřice do formy nasává podtlakem bez vstřikovacího zařízení.Glass-reinforced thermosetting injection molding technologies are still relatively unknown, but are becoming increasingly important in recent years. or the resin is sucked into the mold by vacuum without an injection device.

Dosud užívané technologické postupy mají řadu nevýhod. Při aplikaci přetlakového vstřikování jsou nezbytné tuhé, obvykle masivní formy s vysokou hmotností. Manipulace s těmito formami se obyčejně provádí bučí pomocí jeřábů, případně jsou formy upevněny v lisech. Vstřikování se většinou provádí centrálním otvorem, pryskyřice se šíří koncentricky ke krajům. Výsledkem jsou ovšem značně vysoké náklady na výrobní zařízení, některé díly se touto technologií pro své rozměry nedají vyrábět vůbec.The technological processes used so far have a number of disadvantages. When applying injection molding, solid, usually massive, high-weight molds are necessary. Handling of these molds is usually carried out by means of cranes or the molds are fixed in presses. Injection is usually done through a central orifice, the resin spreads concentrically to the edges. The result, however, is a very high cost of production equipment, some parts of this technology for its dimensions can not be produced at all.

Novější technologie s použitím vakua je založena v podstatě na působení atmosférického tlaku. Zásobník s iniciovanou pryskyřicí je umístěn v jednom nebo několika místech nad formou, z formy se odčerpává vzduch, a tím je pryskyřice nasávána dovnitř tak dlouho, dokud není forma zcela zaplněna. Tato technologie vyžaduje ovšem značně dlouhé výrobní takty, některé tvary tímto způsobem opět vyrobit nelze.Newer vacuum technology is basically based on atmospheric pressure. The resin-initiated reservoir is located at one or more points above the mold, the air is evacuated from the mold, thereby sucking the resin in until the mold is completely filled. However, this technology requires very long production cycles, some shapes cannot be produced in this way again.

Kombinace podtlakové a přetlakové metody spočívá v tom, že se do formy, předem naplněné sklovýztuží, vstřikuje přetlakem iniciovaná pryskyřice, dutina formy se souběžně vakuuje. Tolerance vnitřr ní dutiny, resp. budoucího výrobku se udržují upravováním vnitřního podtlaku v požadovaných mezích. Tento podtlak se řídí velikostí kusu a jeho tvarem. Forma se v těchto případech zpravidlaThe combination of the vacuum and overpressure method consists in injecting overpressure-initiated resin into the mold, pre-filled with glass reinforcement, and simultaneously vacuuming the mold cavity. Tolerance of internal cavity, resp. future product are maintained by adjusting the internal vacuum within the required limits. This vacuum depends on the size of the piece and its shape. The form is usually in these cases

260 658260 658

- 2 vakuuje ještě dlouho po ukončení injektáže, a to až do ustálení hladiny pryskyřice v odvzdušňovacích pohárcích, v některých případech se podtlak ve formě zachovává až do úplné polymerace výrobku· Tímto způsobem lze získat výrobky sice poměrně ekonomicky a v přesných tolerancích, technologie je vsak velmi citlivá na konstrukci a přesné vyvážení forem, úprava tlaku a podtlaku musí být poměrně přesná a každý technologický režim je svým způsobem unikátní· Postačí již malá netěsnost či drobná závada na formě a dochází ke znehodnocení výrobku.- 2 vacuums long after injection, until the resin level in the breather cups has stabilized, in some cases the vacuum is maintained in the mold until the product is completely polymerized · This way, products can be obtained quite economically and within exact tolerances, but technology is very sensitive to design and precise mold balancing, pressure and vacuum adjustments must be relatively accurate and each technological mode is unique in a way · A small leak or minor defect in the mold is sufficient and the product is degraded.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje způsob výroby dílů na bázi polyesterových skelných laminátů technologií vakuoinjektáže podle vynálezu· Šešení vychází z pružné konstrukce výrobních laminátových forem, brzdicího efektu sklovýztuží a kombinace tlaku a podtlaku ve formách· Podstata spočívá v tom, že se pomocí brzdicího efektu sklovýztuže zvýšením vstřikovací rychlosti pryskyřice nejméně na 800 g/min vytvoří za současného vakuování v dutině formy přetlak vyvolávající pružnou deformaci nejméně jedné části formy· Deformace trvající i po ukončení vlastního vstřikování napomáhá v konečné fázi impregnaci sklovýztuže, kdy forma při návratu do původního tvaru vytlačuje z dutiny vzduch a přebytečnou pryskyřici odvzdušňovacími otvory· jedním z hlavních znaků řešení podle vynálezu je přetlak ve formě po ukončení vstřikování a dále pak vzestup hladiny pryskyřice v pohárcích po ukončení injektáže. Vakuování dutiny má význam pouze v prvních fázích vstřikování, aby byl rychleji odváděn vzduch z obtížně přístupných míst formy· Odsávání musí být ukončeno nejpozději do vyrovnání tlaku v dutině formy, obvykle však ještě podstatně dříve· Zbytkový přetlak, vyvolaný pružnou deformací formy, se pak postupně kompenzuje pomalým vytlačováním zbývajícího vzduchu a přebytečné pryskyřice z odvzdušňovacích pohárků·The solution is based on the flexible design of the production laminate molds, the braking effect of the glass reinforcement and the combination of pressure and vacuum in the molds. Increasing the resin injection rate to at least 800 g / min creates a positive pressure in the mold cavity while evacuating at least one part of the mold while evacuating the mold cavity. air and excess resin through the air vents • one of the main features of the solution according to the invention is the overpressure in the mold after the injection is completed and the level of resin in the cups after termination of grouting. Vacuuming of the cavity is important only in the first stages of injection in order to remove air more quickly from hard-to-reach mold parts. compensates by slowly expelling the remaining air and excess resin from the breather cups ·

Výhody řešení podle vynálezu spočívají především v podstatném zjednodušení výrobního procesu. Při všech ostatních způsobech vakuoinjektáže je totiž podmí kou kvality výrobku přesné nastavení tlaku a podtlaku, ro? odující úlohu pak hraje především doba dodatečného vakuován , kdy se z formy odsávají vzduchové bubliny. To ovšem znamená, že se v případě netěsnosti uzávěrů snadno nasaje do formy vzduch z obvodu, což má za následek znehodnocení dílce· Při předčasném přerušení vakuování zůstávají ve *» 3 260 658 formě vzduchové bubliny a neproimpregnovaná místa, v některých případech může dojít vlivem nedostatečné tuhosti formy i k odždímání pryskyřice z již proimpregnovaných míst a rozvrstvení laminátu* Protože neexistuje dosud možnost indikace okamžiku, kdy je forma optimálně zainjektována, záleží dosavadní technologie především na znalostech a zkušenostech obsluhy·The advantages of the solution according to the invention lie above all in the substantial simplification of the production process. In all other methods of vacuum injection, the quality of the product is precisely adjusted by pressure and vacuum, ro? The decisive role is played especially by the time of additional vacuum, when air bubbles are sucked out of the mold. This means, however, that air from the circuit is easily sucked into the mold in the event of a leak in the shutters, resulting in deterioration of the workpiece. stiffness of the mold as well as removal of resin from already impregnated areas and lamination * Since there is no possibility to indicate the moment when the mold is optimally molded, the current technology depends mainly on the knowledge and experience of the operator.

Řešení podle vynálezu umožňuje obsluze nastavit všechny prvky při výrobě dílce na zařízení předem. Pryskyřice se do forem nainjektuje co nejrychleji za cenu mírné deformace horního nebo všech dílů formy, téměř bezprostředně se odpojí i odvzdušňování a vstřikovací otvor se pevně uzavře. Otevřeny jsou pouze odvzuš novací otvory ve formě, a tak, když se forma vrací ďo původního tvaru, vytlačuje těmito otvory přebytečnou pryskyřici a zbytky vzduchu ven. Není proto třeba kontrolovat tlakové poměry uvnitř formy, protože k ustálení tlaku dojde samovolně, bez zásahu obsluhy zařízení. Při vhodně navrženém technologickém režimu proto nemůže docházet k jakýmkoliv závadám při výrobě, řešení podle vynálezu do značné míry eliminuje t.zv. lidský faktor.The solution according to the invention allows the operator to set all the elements in the manufacture of the component on the device in advance. The resin is injected into the molds as quickly as possible, at the expense of slight deformation of the upper or all mold parts, the venting is also disconnected almost immediately, and the injection port is tightly closed. Only the venting holes in the mold are opened, and as the mold returns to its original shape, it expels the excess resin and air residues out through the holes. It is therefore not necessary to check the pressure conditions inside the mold, since the pressure stabilizes spontaneously, without the intervention of the operator. Thus, in a suitably designed process mode, no manufacturing defects can occur, the solution according to the invention largely eliminating the so-called " human factor.

PříkladExample

Předmětem výroby je plochá vana o rozměrech 2000 x 1000 x 300mm a tlouštce stěny cca 5mm.The object of production is a flat bathtub with dimensions of 2000 x 1000 x 300mm and wall thickness of approx. 5mm.

Do formy se vloží 7 vrstev sklovýztuže podle střihového plánu v přesně určeném pořadí a forma se uzavře. V podélné ose vnitřního - horního dílu - má forma 3 odvzdušňovací otvory s po hárky, vstřikovací otvor je zaveden do obvodového kanálu. Pryskyřice se vstřikuje do obvodového kanálu tlakem cca 0^2 MPa a rychlostí 1,1 kg/min, podtlak ve formě se udržuje po celou do bu vstřikování na konstantní hodnotě 0,02 MPa. Po dokončení injektáže, t.j. po vstříknutí 11 kg pryskyřice se otvory odvzdušňují ještě cca 1 minutu. Potom se uzavře vstřikovací otvor, odpojí se vývěva a uvolní se víčka odvzdušňovacích pohárků, aby mohla pryskyřice volně vytékat. Tím je výrobní operace z hlediska obsluhy hotova. Pryskyřice je vytlačována z odvzdušňovacích otvorů ještě cca 10 minut než dojde k vyrovnání tlaku ve formě. Tím je výrobek hotov.7 layers of glass reinforcement are placed in the mold according to the cutting plan in a precisely defined order and the mold is closed. In the longitudinal axis of the inner - upper part - the mold 3 has vent holes with sheets, the injection hole being introduced into the circumferential channel. The resin is injected into the peripheral duct at a pressure of about 0.2 MPa and a rate of 1.1 kg / min, the vacuum in the mold being maintained at a constant value of 0.02 MPa throughout the injection. After injection is complete, i.e. after 11 kg of resin has been injected, the holes are vented for about 1 minute. The injection port is then closed, the pump is disconnected and the beaker lids are released to allow the resin to flow freely. This completes the manufacturing operation from the operator's point of view. The resin is expelled from the vent holes for about 10 minutes before the pressure in the mold is equalized. This completes the product.

Claims

Method for producing parts based on polyester glass laminates by vacuum injection molding into semi-solid molds characterized by:

By placing a glass reinforcement fully filling its functional space into the mold and closing it at a constant injection rate of at least 800 g resin / min, the entire functional space of the mold is filled with resin and vacuum evacuation is interrupted no later than 5 minutes after injection.