Пресс-форма для изготовления полимерных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКгР 2 11 с 1 В 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕПЬСТ СКОМУ С К 122640/31-054.06867.07,88. Бюл.осковский авиий институт и.М.ВинограШишк ов78.057.726вторское с993, кл. В и Г. (53) (56) У 11 88)етельство СССРС 43/12, 1985 54) ПРЕСС-ФОРМА ОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕ Я ИЗГОТОВЛЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КС 1 МИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к переработке неметаллических материалов,в частности к пресс-формам для изготовления полимерных изделий, Прессформа позволяет повысить качествоизделий за счет увеличения и равномерного распределения давления наповерхности элементов оснастки, Прессформа содержит ограничиваюший корпуи заключенный внутри него эластичныформирующий элемент, причем последний содержит легкоплавяшийся материал в количестве 15-403 от его объема. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 илИзобретение относится к переработке неметаллических материалов иможет найти применение при изготовлении иэделий иэ полимерных компоэиционных материалов,Цель изобретения - повышение качества формуемых изделий путемувеличения и равномерного распределения давления на поверхности элементов оснастки.На фиг. 1 изображена пресс-формадля изготовления изделий; на фиг. 2график относительного изменения объема термостойкой резины, содержашей 15полиэтилен высокой плотности,в зависимости от температуры; на фиг. 3 -график изменения давления, развиваемого в замкнутом объеме термостойкойрезины, содержащей полиэтилен высокой 20плотности,Пресс-форма (фиг, 1) содержит металлические матрицу 1 и пуансон 2,выполненный в виде плиты, сопряженный с ним эластичный формирующий 25элемент 3 и помешенное между ним иматрицей изделие 4.Кривые, изображенные на фиг, 2н 3, относятся к термостойкой резине,содержащей полиэтилен высокой плотности, Х от объема эластичного формуюшего элемента: 0 (а), 10 (б),5 (в), 30 (г), 40 (д), 50 (е). ПРесс-форма Работает следуюшим образом.На эластичном формуюшем элементе 3 собирают пакет-заготовку 4 из композиционного материала, помещают в металлическую матрицу 1 и закрывают .40 пуансоном 2, положение которого фиксируют относительно матрицы 1. Собранную пресс-форму помешают в воздушный термостат и нагревают до температуры формования, которая должна 45 быть выше температуры плавления кристаллического материала, содержащегося в эластичном формующем элемента, так как создание давления происходит за счет увеличения объема кристаллического материала при его плавлении, но ниже температуры его деструкции во избежании химических и физических изменений структуры материала, После технологической выдержки пресс-форму охлаждают, извлекают пуансон 2, эластичный формунчций асиент 3 и отформпванное изделие 4. П р и м е р 1. Требуется изготовить иэделие иэ стеклоэпоксипластика, имеющее П-образный профиль, с шириной (наружной) 1 = 60 мм, толшиной стенки Ьп = 3 мм при давлении формонанияо 3,0 МПа, температуре формования 180 С. Экспериментально установлено, что для получения пластика толщиной 3 мм при указанных режимах формования необходим пакет-заготовка толшиной, 4,5 мм.Выбирают эластичный формующий элемент, изготовленный из кремнийорганической резины, содержащей 30 об.т, полиэтилена высокой плотности. По графику (фиг. 2 г) определяют температуру окончания процесса уплотнения (Тц), как это показано стрелками.оОна равна 140 СПри этой температуре (фиг. 3 г) относительное изменение объема эластичного формуюшего элемента составляет 0,18, изменение же ширины в три раза меньше изменения объема и составляет 0,06. Учитывая, что 1 э,э + 61 юэ = 1 и 2 Ь = 54 мм, находят Д 1 эфу = 3,56 мм, что больше 2 Ьп3 мм. Таким образом, изготавливают эластичный формующий элемент из кремнийорганической резины, содержащей 30 об.7 полиэтилена высокой плотности, шириной 1 эфэ - - 50,4 мм, на котором собирают пакет толщиной 4,5 мм из предварительно пропитанной связующим ткани или ленты наполнителя, помещают в матрицу шириной 60 мм, закрывают ее металлическим пуансоном, положение которого фиксируют, помешают пресс-форму в термостат, нагревают до 180 С, при которой создается давление 3,0 ИПа, Выдерживают до отверждения связующего, затем охлаждают и извлекают иэделие.П р и и е р 2. Для изготовления изделия, указанного в примере 1, выбирают содержание полиэтилена высокой плотности в материале эластичного формуюшего элемента, выполненного из кремнийорганической резины, 40 об.7 Проводя рассуждения, аналогичные примеру 1, находят, что ширина эластичного формуюшего элемента должна быть 49,8 мм. Процесс формования проводится по методике примера 1.П р и м е р 3. Лля изготовления изделия, укаэанного в примере 1, выбирают содержание полиэтилена высокой плотности в материале эластичного Формуюшего элемента, выполненногоЭ 140иэ кремнийорганической резины, 5 об.7.,Проводя рассуждения., аналогичные при-.,меру 1, находят, что ширина эластичного формуюшего элемента должна быть51,0 мм. Процесс формования проводится по методике примера 1П р и м е р 4. Для изготовленияиэделия, укаэанного в примере 1, выбирают содержание полиэтилена высокойплотности в материале эластичногоформуюшего элемента, выполненногоиз кремнийорганической резины,0 об,Й. По аналогии с примером 1находят ширину эластичного фор 1муюшего эластичного элемента равную52,1 мм. Зазор между стенкой матрицыи поверхностью этого элемента составляют 3,9 мм, что меньше толщины пакета-заготовки иэ полимерного материала, его не удается поместить в матрицу, собранным на эластичном формующем элеценте, не нарушив целостности и ориентации наполнителя, Такимобразом отформовать указанное изделие эластичным формуюшим элементом,не содержащим кристаллической матрицы, невозможно,П р и м е р 5. При формовании из-.делия, аналогично указанному в примере 1, эластичным формуюшим элементом шириной 51 мм, содержашим30 об,й полипропилена, при 180 С достигнуто давление 0,8 МПа. Ьд 1 11 - Ьп1 эжэ 1 и - 21 о 1. Пресс-форма для изготовленияполимерных изделий, содержащая ограничиваюший корпус и заключенныйвнутри него эластичный формующий 35элемент, отличаюшаясятем, что, с целью повышения качестваформуемых изделий путем увеличенияи равномерного распределения давле" 40 ния на поверхности элементов оснастки, эластичный формующий элемент выполнен иэ термостойкой резины, в которую введен в виде порошка или анизометрических частиц легкоплавяший"ся кристаллизуюшийся материал в количестве 15-403 его объема.2. Пресс-форма по и. 1, о т л и -ч а ю ш а я с я тем, что в качествелегкоплавкого кристаллизуюшегося материала использован полиэтилен высо" 50кого или низкого давления или полипропилен, или полиамид, или металлические сплавы с температурой плав-,ления ниже температуры формовяния. Результаты зависимости давления формования от типа и количества кристаллического материала, содержашегося в эластичном формующем элементе, выполненном из кремнийорганической резины, шириной 51 мм при изготовлении П-образного профиля с наружной толшиной 60 мм, толщиной стенки 3 мм, при 180 С приведены в таблице.При формовании деталей в предлагаемой пресс-форме отсутствует брак, раэнотолщинность иэделий не превышает 0,7-0,87, при этом, стоимость эластичных формуюших элементов ниже на 15-353, а вес снизился на 5-167.Во всех примерах необходимо учитывать, что для достижения одинакового давления на вертикальные и гори 7820зонтальные стенки изделия должно соблюдаться правило термокомпрессионного метода, т.е. должно выполняться соотношениеф 10 где Ьэ,рэ, 1 эфэ - высота и ширина эластичного формуюшего элемента соответственно;1 - расстояние от дна 15 матрицы до металдического пуансона;1 и - ширина матрицы;иэ которого, приняв предварительно1 п = Ьп + Ьп (где Ьп - толшина паке та), определяют высоту эластичногоформующего элемента. Если она получилась меньше высоты изделия, тоЬзрэ принимают равным ей, и по соотношению (1) вычисляют расстояние меж ду дном матрицы и металлическим. пуансоном, на полученном расстоянии, присборке пресс-формы, фиксируют пуансонФормула изобретения1407820 Лавление формования, МПа Содераание в)ПолиамидПолиэтиПолиэтиПолипропилен кристал"лического лен низкой плотлен вы"сокой материала, й плотноности сти 1,8 10 2,0 3,0 Невозмокно уплотнить и изготовить 2,6 15 3,0 6,8 4,9 0,84,5 30 6,5 7,5 2,0 8,2 40 50 ф) Температура формования 220 С. Материал эластичного формуюшего элементавыдавливается в зазоры пресс-формы(И ТМ Составитель С. Шорин обкова Техред М. Ходанич Коррекираж 559 Подписное осударственного комитета СССР лам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб д, 4