Противоналягане – модифициране на стандартния процес

юли 30, 2013, 16:01  

Смята се,че противоналягането(ПН) е било открито пред 50-те години в Европа,но има търговско съществуване в САЩ от началото на 80-те години.Първоначално е използвано за подобряване на качектвото на повърхността на изделия от структурна пяна.ПН осигурява алтернатива на скъпите довършителни операции,необходими,за да се покрият типичните завихряния и издувания по повърхността на изделия от структурна пяна.През последните 10-15 год. много приложения на изделия от структурна пяна бяха преразгледани,като се даде възможност изделията да се произвеждат на стандартни машини за леене под налягане или чрез подпомагано от газ леене.По това време ПН беше позабравено с изключение на няколко производители,които продължават да виждат изгоди от тази технология.Пн в момента става инструмент за намаляване на усилието на затваряне(усилието на притискане на плочите при отливане на изделието),като се намаляват наляганията на уплътняване и се отстранява необходимостта от сушене на не-хигроскопични материали при производства,използващи стандартно оборудване за леене под налягане или подпомагано от газ леене.Подобряването на стандартния ПН процес,както и развитието при леене под налягане  на микро-клетъчни  пени възстанови изгодите от този доказан роизводствен процес.

КАКВО ПРЕДСТАВЛЯВА ?

ПН може да се опише най-добре като разширяване и модифициране на стандартния процес на леене под налягане.Разликата е в това как фронта на стопилката на постъпващия полимер се контролира по време на впръскването.Стопения полимер,впръскан в обикновена матрица тече по пътя на най-малкото съпротивление.С др. думи стените с номинална дебелина се напълват най-напред,а по-тънките стени се пълнят към края на цикъла.Често върха на тънки ребра или издатъци остават незапълнени  и това се вижда като недоливане на изделието.

ПН осигурява контролирано съпротивление  срещу фронта на стопилката,като принуждава част от нея да навлезе в по-тънките или по-трудни за запълване области още в началото на впръскването.

ПН може също да подпомогне да се задържат нежеланите летливи вещества да не пробият фронта на стопилката.Газа,използван  за да се развие ПН,упражнява натиск върху фронта на стопилката по време на впръскването.Дефекти по повърхността като издутини,стъкловлакна,оцветени ивици,мехурчета често могат да бъдат отстранени.

КАК РАБОТИ ?

Процеса на ПН работи така : стопения полимер се впръсква в затворената(със значително затварящо усилие) матрица.За да може да се проведе процеса е необходимо матрицата да е уплътнена.Техниките на уплътняване са подобни на необходимите модификации за вакуумно леене.Трябва да се уплътни делителната линия на матрицата и в зависимост от сложността,плъзгачи,сърцевини,повдигачи,шпилки на избутвачи или др. области на матрицата,където може да има теч на газа,осигуряващ противоналягането,също трябва да се уплътнят.Налягането на газа зависи от вида на полимера,конструкцията на матрицата,разпенващия агент и техниката на уплътняване.Газа,упражняващ противоналягане обикновено е въздух или азот.

Последователността на процеса е следната : Матрицата се затваря и притиска,като уплътнението на делителната линия се притиска.В уплътнената матрица се вкарва сгъстен въздух или азот.Впръскването на полимера се забавя доката налягането на газа в матрицата достигне стойност между 5.6 и 14 атм. Впръсква се полимера в поставената под налягане матрица.Налягането на сгъстения газ,породено от постъпващия полимер,се вентилира в атмосферата.След охлаждане и втвърдяване на полимера изделието се изважда.

Впръскване срещу известно(по стойност)  налягане и поддържане на това налягане по време на впръскването контролира потока на стопилката.Типичен сценарии може на е настройването на ПН на 7 атм.По време на впръскването ПН противостои на постъпващия полимер,като го принуждава да навлезе във всички  области на матрицата по пътя си.Газа в матрицата се компресира(сгъстявя)  и се вентилира(изпуска) с пълненето на матрицата.Когато впръскването на полимера завърши,цялото количество газ,упражняващо ПН е изпусната в атмосферата.

Оптималното налягане се определя от изисквания външен вид на изделието и отпечатък от матрицата.При  леене  с  ниско налягане ще се появят издутини,ако се преработва структурна пяна с разпенващ агент или изделието се отлива от неизсушен не-хигроскопичен полимер.В някои случаи проблеми с последователността на провеждането на процеса може да са причина за издутини.При леене под налягане индикатор са ненапълнени области от изделието.Като всички процеси на леене под налягане всяко приложение има собствени изисквания за настройване на оптимални параметри на процеса.

Газа,осигуряващ противоналягане,се вкарва в гнездата на матрицата чрез входни и изходни отвори.Размера и разположението им са от основна важност за управлението на потока на газа.

ЗАЩО ТРЯБВА ДА ИМАМЕ ПРЕДВИД ПРОТИВОНАЛЯГАНЕТО ?

Тъй като производителите чрез леене под налягане показват подновен интерес към технологиите с разпенване,то въпросите с вида на повърхността и физичните свойства са често определящи фактори между проекта за развитие и производствената програма.

Процеса с ПН е добре познат като средство за пдобряване на външния вид на изделия от структурна пяна,тъй като по време на процеса изделията получават гладка повърхност както при стандартното  леене под налягане.Типичните завихряния и издувания при леенето на разпенени изделия се отстраняват или най-малкото значително се намаляват.Едновременно с това процеса предлага на работещите чрез леене под налягане и  на производителите на оборудване много допълнителни изгоди в областта на конструкцията и преработката.Това включва по-голяма свобода на футкционалния дизайн,тъй като процеса с ПН произвежда изделия с еднородна клетъчна структура,с което се подобряват като цяло механичните им свойства.Изгодите при преработка включват възможност да се отливат изделия на съществуващото оборудване,към което се добавя допълнително оборудван при ниски разходи.

Физичните свойсва на отлетите изделия обикновено се намаляват със степента на постигнатото намаляване на плътността.С др. думи изделие,което е отлято с разпенване с 10% намаление на теглото,ще покаже намаляване на физичните си свойства с 10%.Винаги има изключения от нормата ,но тази линейна връзка между загубата на тегло и намаляване на физ. показатели е станала неписано правило.

Известни са данни,показващи физ. свойства на структурни пени,произведени под ниско налгане.ПН фактически увеличава физ. здравина,но се вижда ,че степента на нарастване варира в зависимост от дебелината на стената на изпитваното изделие.Докато изделията,произведени с противоналягане показват нарастване на модула на огъване,то няма признаци да има значителво увеличение на удароустойчивостта и якостта на опън.Въпреки че удължението при опън не е засегнато,% на удължение при скъсване е значително подобрен.Стъклонапълнените материали са изключение може би поради това,че стъкловлакната играят определяща роля при удължението на материала.

КОЛКО СТРУВА ?

ПН е проверен във времето процес на леене под налягане,който не изисква  купуване на лиценз или разрешително.Разходите,свързани с процеса включват модифициране на инструментите и спомагателното оборудване,необходимо да се поддържа потока на газа към и от матрицата.

Разходите около инструментите са директно свързани със сложността .Модификации на съществуващи матрици за да се пригодят за ПН понякога са по-скъпи отколкото вграждане на съответните компоненти в нова матрица.Средно разходите за инструмени нарастват с 5 до 10 %.

Разходите за полимер ще нарастнат в сравнение със стандартното леене под налягане на разпенени изделия,тъй като при ПН се увеличава теглото на изделието.Разликата между ПН и обикновено леене на разпенени изделия нараства с увелечаване на дебелината на стените.

Тъй като при ПН  се формират по-дебели и по-плътни “кожи”,то намаляването на теглото в сравнение с плътно изделие е по-малко.Изделие с дебелина на стените 6 мм. в зависимост от дължината на потока на стопилката и геометрията може да постигне намаление на плътността между 10 и 15 %,докато същото изделие,отлято с ПН,ще постигне само между 3 и 7%.Изделие с по-тънки стени(3,5мм.)  произведено чрез обикновено разпенване може да постигне  5-7%  намаление на теглото,докато при ПН това намаление е около 2-4%.Разходите за полимер ще останат същите,когато ПН се използва със стандартно или с просъствие на газ леене под налягане.

Количеството на използвания въздух или азот също трябва да се има предвид при съпоставяне на разходите.В предприятието по принцип има сгъстен въздух и разходите за работата на компресора трябва да са известни.От друга страна азота обикновено пристига в бутилки или се произвежда от генератор.Разходите за него ще зависят от обема на гнездата на матрицата,както от входните и изходните линии.По време на всеки цикъл азотоа поставя под налягане входящата линия на матрицата,гнездата  й,както и обратната линия към контролера.Най-добре е контролера да е възможно близко до матрицата,както и да се използва маркуч или тръба с такъв диаметър,че да позволява бързо поставяне под налягане и вентилиране.Добре уплътнена матрица с оптимални тръбопроводи ще струва само стотинки,отнесено към един удар.

Радходите,свързани с необходимото спомагателно оборудване,необходимо за управление на ПН,зависят от системата.Много прости изделия са били произведени при ниски разходи и са били успешно използвани години наред.Предлагат се по-комплексни и усложнени системи на доста по-висока стойност,като те изискват и лиценз.

Контролните модули с ниски цени,които могат да се местят от машина на машина или да се инсталират на постоянно място се предлагат без изискване за лиценз и предлагат на производителите проста алтернатива.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ :

При днешния пазар цените на изделията са ниски,а изискванията към качеството нарастват и са двигателя ня конкуренцията.

ПН е относително прост процес,предлагащ добър подход към конструкцията на изделието,като не само се подобрява външния вид,но като осигурява подобряване на физичните свойства и предвидимостта при намаляване на консумацията на енергия.

Оставете коментар

Изкажете мнението си...
Ако желаете снимка, вземете си от Граватар!