Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
Для активации гранул с целью получения моделей с низкой плотностью и качественной поверхностью применяются различные способы внешнего воздействия на гранулы в процессе их выдержки. Для уменьшения насыпной массы гранул применяют повторное вспенивание их после активации, что позволяет получать модели с объемной плотностью 14-16 кг/м3. В [16] предлагается предварительно вспенивать гранулы до минимальной насыпной массы 12-14 кг/м3, а затем, после активации, подвергать их обжатию в резиновых вальцах до сокращения первоначального объема на 20 %. При изготовлении моделей из таких гранул в пресс-формах время их спекания сокращается в 2 раза, улучшается плотность модели и качество ее поверхности. Данный способ активации гранул был практически осуществлен для изготовления крупных моделей при использовании исходной фракции полистирола от 1,0-1,5 до 2,5-3,0 мм.
2.3.2. Технология изготовления моделей
Производство моделей основано на процессе вторичной тепловой обработки гранул в замкнутом объеме пресс-формы. Технологический процесс изготовления моделей состоит из следующих операций: подготовка гранул пенополистирола, подготовка пресс-формы, заполнение пресс-формы гранулами пенополистирола, тепловая обработка пресс-формы, охлаждение пресс-формы, извлечение модели из пресс-формы, сушка модели, выдержка модели после сушки и контроль качества модели. Существенным недостатком вспененных гранул полистирола является их склонность к комкованию, которое происходит из-за химического (слипание) или электрического взаимодействия между гранулами. Оба эти фактора затрудняют нормальное заполнение пресс-формы гранулами. Слипание гранул может происходить по двум причинам: высокое содержание свободного стирола в полимере или недостаточная промывка водой гранул полистирола после его полимеризации. Обе эти причины являются результатом нарушения техно-
54
логического процесса производства полистирола. Для устранения слипаемости гранул в процессе вспенивания они обрабатываются 0,02-0,2% раствором поверхностно-активного вещества, например стеарата кальция или цинка, в воде [11].
Возникновение электрических зарядов на поверхности гранул обусловлено различными внешними факторами, которые сопутствуют технологическому процессу изготовления моделей. Главной причиной является трение гранул между собой и о стенки трубопроводов, в бункерах их хранения, при сушке гранул, рассеивании и других видах транспортировки. В табл. 2.10 представлена зависимость электролизации гранул от скорости их перемещения и высоты падения. Значительное влияние на электролизацию гранул из полистирола оказывает материал трубопроводов, по которым транспортируются гранулы, что видно из результатов исследования, приведенных в табл. 2.11.
Таблица 2.10
Электролизация гранул полистирола при движении
Диаметр гранул, мм Усредненное значение потенциала датчика, кВ
Высота падения, мм Скорость движения, см/с
250 500 70 90
3,0 3,6 4,0 1,2 2,9
4,0 2,7 3,0 1,0 2,9
5,0 1,4 1,5 0,6 1,6
Таблица 2.11
Влияние материала трубопровода на электролизацию гранул из полистирола
Размер гранул, мм Усредненное значение потенциала датчика, кВ
Поливинилхлорид Медь
0,5 7,7 6,515
0,5-1,0 6,9 3,15
1,0-1,5 6,8 2,52
При исследовании зависимости характера электролизации гранул полистирола от диэлектрических свойств контактирующих материалов было установлено, что контакт с полистиролом
55
и поливинилхлоридом способствует образованию положительного заряда на поверхности гранул, а с медью, стеклом, алюминиевыми сплавами — отрицательного [11].
Учитывая способность гранул полистирола к накоплению статического электричества, необходимо принимать специальные меры техники безопасности, которые заключаются в использовании токопроводящих систем транспорта и хранения полистирола при их надежном заземлении. После вспенивания и сушки гранул пе-нополистирола их следует обрабатывать антистатиком для снижения статического заряда электричества и улучшения заполняемо-сти пресс-форм.
Для предотвращения адгезии пенополистирола к стенкам пресс-формы их необходимо периодически смазывать разделительным составом, например водной эмульсией мыла и талька следующего состава: на 1 л воды по 25 г талька и хозяйственного мыла. Применение в качестве разделительного покрытия кремнийорганиче-ской жидкости позволяет многократно использовать пресс-формы для изготовления модели.
Заполнение пресс-формы гранулами пенополистирола является операцией, влияющей непосредственно на качество модели. Пресс-формы заполняются гранулами путем эжектирования их сжатым воздухом при помощи специального устройства или ручным пистолетом-эжектором. На процесс заполнения пресс-формы гранулами оказывают влияние давление воздуха, подводимого к эжектору, и наличие отверстий (вент) в пресс-форме или щели по ее разъему для выхода отработанного воздуха. Для удаления воздуха из пресс-формы в ее стенках устанавливаются венты или делаются отверстия диаметром 0,5-1,0 мм. На модельных автоматах кроме перфорации пресс-формы применяется ее вакуумирование при заполнении пресс-формы гранулами. Под действием сжатого воздуха происходит деформация гранул в пресс-форме за счет сил фильтрации, величина которых пропорциональна разности давлений на входе и выходе воздуха из пресс-формы. Обычно давление воздуха, подаваемого к задувному устройству, составляет 0,3-0,5 МПа, но при этом необходимо учитывать, что чем выше давление воздуха, тем плотнее получаются модели при одной и той же насыпной плотности гранул пенополистирола.
