Компрессионное формование — это метод формования, при котором формовочный материал, обычно предварительно нагретый, сначала помещается в открытую, нагретую полость формы . Форма закрывается верхним силовым элементом или заглушкой, прикладывается давление, чтобы заставить материал соприкасаться со всеми областями формы, в то время как тепло и давление поддерживаются до тех пор, пока формовочный материал не затвердеет; этот процесс известен как метод компрессионного формования, а в случае резины он также известен как «вулканизация». [1] В этом процессе используются термореактивные смолы на частично отвержденной стадии, либо в форме гранул, либо в виде замазкообразных масс, либо преформ.
Компрессионное формование — это метод прессования под высоким давлением, подходящий для формования сложных, высокопрочных армирующих элементов из стекловолокна . Современные композитные термопласты также могут быть подвергнуты компрессионному формованию с использованием однонаправленных лент, тканых материалов, хаотично ориентированных волокнистых матов или рубленых прядей. Преимуществом компрессионного формования является его способность формовать большие, довольно сложные детали. Кроме того, это один из самых дешевых методов формования по сравнению с другими методами, такими как трансферное формование и литье под давлением ; кроме того, он расходует относительно мало материала, что дает ему преимущество при работе с дорогими компаундами.
Однако компрессионное формование часто обеспечивает плохую консистенцию продукта и трудности в контроле засветки , и оно не подходит для некоторых типов деталей. Получается меньше линий вязки и заметно меньшее количество деградации длины волокон по сравнению с литьем под давлением. Компрессионное формование также подходит для производства сверхбольших базовых форм в размерах, выходящих за рамки возможностей экструзионных технологий. Материалы, которые обычно производятся с помощью компрессионного формования, включают: системы полиэфирных стекловолоконных смол (SMC/BMC), Torlon , Vespel , поли(п-фениленсульфид) (PPS) и многие марки PEEK . [2]
Компрессионное формование обычно используется инженерами-разработчиками продукции, которые ищут экономически эффективные резиновые и силиконовые детали. Производители компонентов компрессионного формования малого объема включают PrintForm, 3D, STYS и Aero MFG.
Прессование под давлением было впервые разработано для производства композитных деталей для замены металла, прессование под давлением обычно используется для изготовления более крупных плоских или умеренно изогнутых деталей. Этот метод формования широко используется при производстве автомобильных деталей, таких как капоты, крылья, ковши, спойлеры, а также более мелких более сложных деталей. Формуемый материал помещается в полость формы, а нагретые плиты закрываются гидравлическим плунжером. Объемный формовочный компаунд (BMC) или листовой формовочный компаунд (SMC) приспосабливаются к форме формы с помощью приложенного давления и нагреваются до тех пор, пока не произойдет реакция отверждения. Исходный материал SMC обычно разрезается для соответствия площади поверхности формы. Затем форма охлаждается, а деталь извлекается.
Материалы могут быть загружены в форму в виде гранул или листов, или форма может быть загружена из пластифицирующего экструдера. Материалы нагреваются выше точки плавления, формуются и охлаждаются. Чем равномернее распределяется подаваемый материал по поверхности формы, тем меньше ориентация потока происходит на этапе сжатия. [3]
Компрессионное формование также широко используется для производства сэндвич-структур, включающих в себя основной материал, такой как соты или полимерная пена. [4]
Термопластичные матрицы широко распространены в отраслях массового производства. Одним из показательных примеров является автомобильная промышленность, где ведущими технологиями являются термопластики, армированные длинными волокнами (LFT) и термопластики, армированные стекловолокном (GMT).
При компрессионном формовании инженер должен учитывать шесть важных моментов [ требуется ссылка ] :
Компрессионное формование — это процесс формования, при котором пластиковый материал помещается непосредственно в нагретую металлическую форму, затем размягчается под воздействием тепла и, следовательно, вынужден принимать форму формы, когда форма закрывается. После завершения формования излишки Flash могут быть удалены. Обычно машины для компрессионного формования открываются вдоль вертикальной оси.
Использование термореактивных пластиковых соединений отличает этот процесс формования от многих других процессов формования. Эти термореактивные пластики могут быть в форме преформ или гранул. В отличие от некоторых других процессов мы обнаружили, что материалы обычно предварительно нагреваются и измеряются перед формованием. Это помогает уменьшить избыточное облой. Вставки, обычно металлические, также могут быть отформованы с пластиком. В качестве примечания, помните, что не следует допускать никаких подрезов на форме, это особенно затруднит выталкивание. Термопластичные матрицы с присущим им неограниченным сроком хранения и более коротким временем цикла формования широко используются, и примеры приведены в ссылке 3.
Компрессионное формование является одним из старейших методов производства резинового формования [ требуется ссылка ] . Параметры процесса включают время формования, температуру и давление. Обычно используется давление зажима 300-400 тонн. Типичная форма имеет форму раковины моллюска, дно которой является полостью формы. Формовочный пресс очень похож на вертикальный пресс с ковшом, используемый для литья алюминия. Компрессионное формование использует заготовки, изготовленные экструдером и резаком Wink (в котором два лезвия встречаются в центре, чтобы разрезать экструдат по длине) или роликовой матрицей и резаком .
Бутылки для воды, формованные методом компрессионного формования, изготавливаются из листов размером 3 на 6 дюймов. Один лист помещается под сердечник, а другой лист такого же размера помещается над сердечником, а затем верхняя часть формы опускается вручную или с помощью подъемника почти до закрытия. Затем форма вставляется в пресс, и пресс гидравлически закрывается до полного давления. Температура формы составляет около 350 градусов. Когда цикл заканчивается (примерно через 3,5–4,0 минуты), пресс открывается, и форма вытягивается к оператору. Оператор открывает верхнюю часть формы-ракушки и прислоняет верхнюю часть формы к прессу. Обнажается бутылка с сердечником внутри. Пока бутылка еще горячая, оператор вставляет зубцы между бутылкой и стальным сердечником и растягивает бутылку у горлышка, чтобы освободить ее от сердечника.
Преформы для прессованных в форме центра мячей для гольфа экструдируются . Преформа имеет круглую заготовку размером 1 дюйм на 1 дюйм, которая стоит в полости формы. Во время цикла оператор загружает зажимное приспособление заготовками и помещает зажимное приспособление над формой. Преформы высвобождаются в полость формы, когда вытягивается скользящий лоток. Когда форма открывается, нижняя плита опускается, и форма гидравлически выталкивается к оператору. Затем нагревательный лист (все формованные детали из этого цикла, соединенные вместе линией разъема корки (облой)) помещается в передаточную тележку для высечки.
Используются три типа форм: плунжерный тип вспышки, прямой плунжерный тип и плунжерный тип «приземлился». Форма плунжерного типа должна иметь точную загрузку пластика и производить горизонтальный облой (избыточный материал, выступающий из формы). Форма плунжерного типа допускает некоторую неточность в загрузке пластика и производит вертикальный облой. Форма плунжерного типа приземлился должна иметь точную загрузку пластика, и облой не производится. Более подробная информация приведена в ссылке 3.
