Формообразователь для изготовления изделий из термопластичных материалов

СО 1 ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) ( 1).соответстояние цри услови гдеН,иН твенно расмежду ближниьними кромочих поверхнников,В.Л.Сиротками ра ностей; нормапь кие инте ра втор ые эллипт грапы Леж го и перв тветствен(сРК ) и иче ельство ССС О, 1977 д о со 1 У 1+ -й-рЕ Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(прототип),(54)(57) 1. ФОРМООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ в условиях невесомости путем охлаждения до затвердевания расплава, выполненный в виде кольца, рабочие поверхности которого наклонены к его оси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества путем уменьшения термических напряжений, он снабжен дополнительным кольцом, расположенным сооснои опозитно с зазором относительно основного,2. Формообразователь по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что расстояние Н между границами контакта расппава с рабочими поверхностяьи колец равно+4у- допустимое расстояние от боковой поверхности расплава дооси формообразователя;1 - радиус кривизны сферическойповерхности изделия;91- угол наклона внешней рабочейповерхности кольца к оси формообразоваталяа- краевой угол смачивания расппавом материала рабочих поверхностей формообразователя.1Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий изтермопластичных материалов, найример линз из стекла, преимущественно в условиях невесомости,В промьшаенности линзы из стекла изготавливают механической обработкой поверхностей с последующей их шлифовкой и полировкой,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности, достигаемому результату и использующим сним один и тот же физический принцип формования изделия является формообраэователь, позволяющий в условиях невесомости придать расплаву;помещенному внутрь него, форму двояковогнутой или двояковыпуклой линзы, которую затем охлаждают доэатвердевания. Линзы получают сполированными поверхностями 111.формообразователь представляетсобой кольцо, изготовленное из материала, краевой угол смачивания которого расппавом с точно известен.Чтобы изготовить с помощью этогоформообраэователя линзу диаметромР, ограниченную сферическими поверхностями с радиусом кривизны В,верхняя и нижняя его части наклонены к оси под углом 8 так, что образуют две формирующие расплаввнутренние поверхности, причем уголих наклона определяется по формуле Кщ - 11+ -Уисходного материЦель изобретенцества путем уменапряжений.Цель достигаемообразователь длделий из термоплв условиях невес а. ия - повышение каьшения термических ся тем, что форя изготовления изстичных материалов мости путем охл Основным недостатком формообрвателн является то, что при охпаж денни изделия ( изделие при охлаждении и эатвердевании не извлекается из формообраэователяпроисходит искажение его формы, вызванное отличием коэффициентов термической усацки и расширения материалов изделия и стенок кольца, которое приводит к возникновению термических напряжений в изделии . Кроме того, существенным недостатком известного формообразователя является трудность размещения внутри него массы 165647 2дения до, затвердевания расплава,выполненный в виде кольца, рабочиеповерхности которого наклонены к егооси, снабжен дополнительным кольцом,расголоженным соосно и опозитно сзазором относительно основного,В формообразователе расстояние Нмежду границами контакта расплава срабочими поверхностями колец рав- но н=2 У У (,1 ,е(ч )1-К Фо К при условии Н Н (Н где Н и Н - соответственно рас 2, стояния между ближними и дальниья кромками рабочих поверхностей; Г(ЧК)иЕ(ЧК- нормапьные эллиптические интеграпы Лежандра второго и первого рода соответственно; у: Я+у;( )35 р - допустимое расстояние от боковой поверхности расплавадо оси формообразователя;Р - радиус кривизны сферическойповерхности иэделия;40 6 - угол наклона внешней рабочейповерхности кольца к оси формообраэователя;ь - краевой угол смачивания расплавом материала рабочих по верхностей формообразователя.Предпагаеиай формообразовательиспользуют для получения как двояковогнутых так и двояковыпуклыхлинз,50 Бпагодаря такому конструктивному решению формообразователя помещенный внутрь него расплав имеет не две, а три свободные поверхности, так как не ограничен боко выми стенкаьк формообраэователя.Для того, чтобы расплав находился внутри формообразователя всостоянии равновесия и в заданныхграницах, расстояния, на которые удалены одна от другой соответствующие кромки рабочих поверхностей колец, и расстояние между границаж контакта расплава с рабочими поверхностями колец находятся в соотношении между собой как Н ( Н 4 12На фиг. 1 изображена конструкция формообраэователя, сбщий вид; на фиг, 2 и 3 - схема расположения элементов формообразователя в процессе формования изделия из расплава; на фиг. 4 - устройство для сборки колец формообразователя.Формообразователь состоит из двух одинаковых колец 1 и 2, изготовленных иэ молибдена - тугоппавкого материала, несмачиваемого расплавом стекла ФК, Каждое . кольцо имеет внутреннюю 3 и внешнюю 4 рабочие поверхности.П р и м е р, Получение из стекла марки ФК(фосфатный крон) изделия в виде двояковогнутой линзы, имеющей радиус кривизны сферических поверхностей В=40 мм и диаметр Р=58 мм.На рабочие поверхности колец предварительно нанесен, например, плазменным напылением слой платины толщиной около 1 О мкм, так как известно, что платина смачивается расплавом стекла ФК, химически с ним слабо взаимодействует и образует угол смачивания 45Дпя простоты изготовления колец выбраны углы наклона рабочей поверхности 3 к оси 8 =0 и поверхности 4 к оси 9=90. При этом, исходя из упомянутых соотношений величинЭЭ выбрано у - при Н=Н=Н, чему соот 1165647ветствует, например, у =30 мм иН=17,8 мм. Толщина и наружный диаметр каждого кольца могут быть выбраны произвольно, исходя иэ конструктивных и технологических соображений,Линзу получают следующим образом,Заготовку из стекла ФК, объемкоторой равен объему иэделия и фор 10 ма приближена к конечной форме изделия, закрепляют между кольцами 1и 2, Кольца фиксируют соосно, например, с помощью втулок 5, изготовленных из несмачиваемого расплавом ма 5 териала, в капсуле 6 на расчетномрасстоянии Н=17,8 ммс целью получения линзы с заданной кривизной поверхностей и для предотвращения ихсближения под действием молекулярного давления на расплав. В условияхневесомости нагревают кольца и заготовку до температуры перехода стекла в жидкое состояние, в результатечего масса расплава под действием25 поверхностных молекулярных сил принимает форму двояковогнутой линзы, Охлаждают изделие вместе с формообразователем в заданном ре,киме до образования твердого изделия,Технический эффект от использования предлагаемой конструкции формо- .образователя в сравнении с известнымсостоит в том, что она позволяетуменьшить вредное влияние на изделие35термических напряжений, возникающихпри затвердевании и его охлаждении,Этот эффект достигается тем, что вформообразователе отсутствует боковая стенка, благодаря чему усадка40материала изделия может происходитьбез ограничения по всем трем координатным осям.1165647 Загол ставитель В.Юдихред С,йовжий дак цол рректор Е.Сирохман Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул . Проект акаэ 4280/21 Вираж 457 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5