SU1740187A1 - Способ формовани изделий из пластиков гор чего отверждени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : при формовании издели  заготовку помещают в камеру формовани , объем которой определ ют из уравнени  Ук (/д + Лэсн)., гдеХ/к-объем камеры формовани , м , /д - первоначальный объем заготовки, м ; VQCH - объем оснастки , устанавливаемый с заготовкой в камеру формовани , м ; К3 - коэффициент загрузки объема камеры формовани , величину которого определ ют из неравенства, указанного в описании. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к способам формовани  изделий из пластиков гор чего отверждени  и может быть использовано в химической промышленности, машиностроении и других област х техники.

Известен способ прессовани  изделий из пластиков гор чего отверждени , включающий укладку материала sai отовки на оправку , установку герметичной мембраны, раздел ющей заготовку с источником давлени  - инертным газом, нагрев заготовки до температуры полимеризации материала заготовки с отсоединенным источником давлени , создание давлени  прессовани  за счет температурного расширени  газа, отверждение заготовки при нагревании и охлаждение.

Недостатками указанного способа  вл етс  то, что в процессе формовани  происходит объемна  усадка заготовки, котора  приводит к увеличению газового объема в камере формовани , и, следовательно, происходит падение давлени  формовани , что

ухудшает качество изготавливаемого издели .

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ формовани  изделий из пластиков гор чего отверждени  методом автоклавного формовани , включающий укладку материала заготовки на жесткую форму, установку диафрагмы, раздел ющий заготовку с источником давлени  формовани  - инертным газом, помещение заготовки в камеру формовани , создание давлени  формовани  с последующим нагревом до температуры отверждени  заготовки, отверждение заготовки при нагревании и охлаждение заготовки.

Издели , изготовленные этим способом имеют высокое качество формуемой поверхности и низкую пористость за счет обеспечени  посто нной величины давлени  формовани  при нагреве заготовки. Однако , при нагреве заготовки в камере формовани  дл  обеспечени  посто нной величины давлени  формовани  необходиСО

С

vj N

О 00

|

мо сбрасывать часть избыточного давлени , вызванного тепловым расширением газа путем сброса нагретого газа в окружающую среду, что приводит к повышенному расходу инертного газа - азота и усложнению способа.

Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности способа и уменьшение расхода инертного газа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что заготовку помещают в камеру формовани , объем которой определ ют из уравнени :

VK

Уд + Уосн

Кз

где VK - обьем камеры формовани , м , Уд - первоначальный объем заготовки, м3, VQCH - объем оснастки, устанавливаемый с заготовкой в камеру формовани , м3, К3 - коэффициент загрузки объема камеры формовани , величину которого определ ют из неравенства

75)слинейными размерами: внутреннийди- аметр 2000 мм, наружный диаметр 2200 мм, длина 1500 мм, производ т послойную намотку ленты из углеткани марки УТЛ, пропитанной св зующим марки ФН, на жесткую оправку, диаметр которой равен 2000 мм и длина 1500 мм, до наружного диаметра заготовки равного 2260 мм, выбранного с учетом объемной усадки заготовки при ее

формовании и того обсто тельства, что коэффициент объемной усадки заготовки (Ку) при формовании дл  данного примера равен 0,3.

На заготовку устанавливают термостойкую диафрагму, раздел ющую ее с источником давлени  - инертным газом - азотом, выполненную в виде эластичной оболочки из пленки полиамидной неориентированной марки Т (ТУ 6-19-255-84).

Заготовку устанавливают в камеру формовани , объем которой определ ют из уравнени 

ш -(| +Лгг )(з з+1„) ) ,.-,,

0 Л,7(т + « РТт+ 5 тГН-й ) ) L c.lL Jt Ь К ™. )( A «i;0

;(J73+ ln)TT + 1ос.Г) - 11 I (ЙЭ-1 In} ( - °t -k75

где to - начальна  температура нагрева заготовки, равна  температуре окружающей среды, °С;

tn - конечна  температура нагрева заготовки , равна  температуре отверждени  св зующего, °С;

КУ - коэффициент объемной усадки заготовки;

Косн - коэффициент отношени  объема оснастки к объему заготовки, равный 0,1 - 10; (5Р1 -допустимоеотносительное понижение давлени  формовани  равное 0-0,1; дР2 - допустимое относител ьное повышение давлени  формовани  равное 0-0.1;

при коэффициенте объемной усадки заготовки , величину которого определ ют из неравенства

f - (1 - ft-ьч )Ј:з i - (t + Э Р„ 12ГО-4 i,, ) ( м г.„г, , Й ГГ :РЧр)(зпТ--Го

где Кэшах- коэффициент максимальной загрузки камеры формовани  равный 0,95; др - допустимое относительное отклонение давлени  формовани  равное -0,1 - +0,1.

Пример1.При изготовлении оболочки из пластика гор чего отверждени  на основе наполнител  из углеткани марки УТЛ (ТУ 88УССР 0-6280-81) и фенолоформальдегид- ного св зующего марки ФН (ТУ 6-05-1187VK

Уд + Уосн

Кз

25где УК - объем камеры формовани , м ;

Уд - первоначальный объем заготовки, м

.3

VA т-(2,262-22). 15 13 М|3|

Уосн-объем оснастки, устанавливаемой с заготовкой в камере формовани , м ,

7Г. О2-,

Уосн . 1,5 4,7м3

(величиной объема, занимаемого раздели- 5 тельным элементом, пренебрегаем дл  данного примера из-за ее малой величины);

К3 - коэффициент загрузки объема камеры формовани , определ емый из неравенства:

271+ In -(1 1(273 «-I, jf-(t ,,„1

(,.-)о гст-г-о Wtaj Ai-Ki ,c.--.,rK1

.. Hn-(l -I ЙР, ) I loj-fl I Г .)

чл + ,„-)от-Ki,;j-(т+лосгтЛ„;)(i i-к„сн -,-)

где to - начальна  температура нагрева заготовки, равна  температуре окружаю- щей среды, а именно 20°С;

tn - конечна  температура нагрева заготовки , равна  температуре отверждени  св зующего, а именно 155°С;

Ку - коэффициент объемной усадки за- готовки, равный 0,3;

Косн - коэффициент отношени  объема оснастки к объему заготовки, равный 3,6;

5Р1 -допустимое относительное понижение давлени  формовани , равное 0,1;

dp2 - допустимое относительное повышение давлени  формовани  равное 0,1, т.е.

0,83 К3 0,9В указанном интервале выбирают оптимальное значение коэффициента К3 0,865, тогда

1,3 +4,7

VK

6,94 м3.

0,865

Создают давление в камере формовани , равное 4,0 МПа, и производ т нагрев заготовки до 155°С со скоростью 15°С/ч.

Затем отверждают заготовку при давлении 4,0 МПа и температуре 155°С в течение времени, вз того из расчета 10 мин на 1 мм толщины оболочки. Заготовку при нагреве и отверждении вакуумируют.

По окончании отверждени  заготовки производ т сброс избыточного давлени  газа в камере формовани  и охлаждают заготовку до температуры окружающей среды.

Извлекают заготовку из камеры формовани  и направл ют на последующую технологическую операцию, например мехобработку.

П р и м е р 2. Производ т изготовление оболочки из того же наполнител  и св зующего , с теми же линейными размерами и по той же технологической схеме, что в примере 1, только заготовку устанавливают в камеру формовани , объем которой равен

v Уд+УОСН ,1.3+4,7 7„М3 VK Q-gg7,23м

при К3 0,83 (минимальное значение).

П р и м е р 3. Производ т изготовление углеплзстиковой оболочки из того же наполнител  и св зующего, с теми же линейными размерами и по той же технологической схеме , что в примере 1, только заготовку помещают в камере формовани , объем которой равен

у Уд+Уосн 1,3+4,7 fifi7M3

VKRl096 67м

при К3 0,9 (максимальное значение).

В табл.1 приведены значени  коэффициентов загрузки объема камеры формовани  дл  случаев, когда t0 20°C; tn 155°С, Косн 0,1; 1,0; 10, Ку 0,01 -0,6, др -0,1; 0;+0,1.

П р и м е р 4. При изготовлении стекло- пластиковой оболочки на основе марки стеклоткани марки Т-10 (ГОСТ 19170-73) и эпоксидного св зующего марки ЭДТ-10П (ОСТ 92-0957-74) с теми же линейными размерами , что и в примере 1, производ т те же технологические операции, как в примере 1. При этом создают давление в камере формовани , равное 0,3 МПа, и производ т нагрев до температуры отверждени 

св зующего равной 160°С. Дл  данного примера коэффициент объемной усадки заготовки равен 0,2,следовательно

5V,(. 1Д-1.2...

KOCH - 3,92.

Заготовку устанавливают в камеру фор- мовани , объем которой определ ют из

уравнени 

v Уд+Уосн

WКЗ

при этом К3 определ ют из неравенства

„, ь, -M-li-ijfjo- icj (1 м 1

(.и I 1iiT-ioU0 C ч-вЫП 1 + |7КГи.Г-.

20,|этт I ш-О-| г Длз- о (И к . J

(2 1 -Г.п ДТ:ге«П-(Т+ ОР ;Пг| М -4

0

5

0

0

5

0,89 К3 3 0,94 5 при К3 0,915

.. 4.7 + 1.2 з

УКгГгГТЕЬ,4Ь М .

0,915

П р и м е р 5. Производ т изготовление оболочки по примеру 4, но выбирают К3 0,89, следовательно заготовку устанавливают в камеру формовани , объем которой равен

6,62 м3.

.. 4,7+1.2 VK089

П р и м е р 6. Производ т изготовление оболочки по примеру 4, но выбирают К3 0,94, следовательно, заготовку устанавливают в камеру формовани , объем которой равен

.. 4.7 + 1,2 -«« а

VK 0.94 628 м

В табл. 2 приведены сравнительные характеристики способа в соответствии с насто щим изобретением и известного (по прототипу).

Как видно из табл.2, способ в соответствии с изобретением позвол ет повысить технологичность способа и уменьшить расход инертного газа.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ формовани  изделий из пластиков гор чего отверждени ,, включающий укладку материала заготовки на жесткую форму, установку диафрагмы, раздел ющей заготовку с источником давлени  формовани  - инертным газом, помещение заготовки в камеру формовани , создание давлени  формовани  с последующим нагревом до температуры отверждени  заготовки , отверждение заготовки при

   нагревании и охлаждение заготовки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности способа и уменьшени  расхода инертного газа, заготовку помещают в камеру формовани , объем которой определ ют из уравнени 

   + V,

   оси

   КЗ

   2

   где VK - объем камеры формовани , м ;

   /д- первоначальный объем заготовки, м ;

   VOCH объем оснастки, устанавливаемой с заготовкой в камеру формовани , м ;

   К3 - коэффициент загрузки объема камеры формовани , величину которого определ ют из неравенства

   Р73 + In - ( I )(273 + lo ) ; ( + ош ), ,К1,

   Т Ч- 1„ХГ+ ГГ ТТ + 3Frjr sT- oK -i-Кос« Тч) «

   ( + п -О +а, )(273 + ю)- О ),

   - р73 + ti)( Н-Чссч - (1 ИЗ И, Д27.1 f 1о ) ( 1 + Косм - Ку)

   где t0- начальна  температура нагрева заготовки равна  температуре окружающей среды,°С;

   Показатель

   Значение показателей по примеру

   Предлагаемый способJ

   з i A is б i 1

   инертнсго i

   газа f езотд ) м3 1120 i Д120 Ц20j 80

   Проведег(ие допо/i-jНе требуетс 

   нительмых операций дл 

   стабилизации дав- ленич

   -

   0

   5

   tn - конечна  температура нагрева заготовки , равна  температуре отверждени  св зующего, °С;

   Ку - коэффициент объемной усадки заготовки;

   KOCH коэффициент отношени  объема оснастки к объему заготовки, равный 0,1-10; 5р1 -допустимое относительное понижение давлени  формовани  равное 0 - 0,1;

   5Р2 - допустимое относительное повышение давлени  формовани  равное 0 - 0,1,

   при коэффициенте объемной усадки заготовки , величину которого определ ют из неравенства

   „ .(1- Кзпих)Ј/3 + tr -(. I + ЙР, )(273 +.„)) ( I - Коси )

   .fc. ..7:-f-i)-.

   0

   где Кзтах- коэффициент максимальной загрузки камеры формовани  равный 0,95; 5р -допустимое относительное откло- нение давлени  формовани  равное -0,1 - +0,1.

   Т а б л и ц а 1

   Те б л и ц-а2

   известный способ

   1600

   120

   120

   Создание дополнительного давлени  и сброс

   дарлени  в камере формовлии  выброса

   газа в атмосферу