Литьевой прибор для изготовления изделий из пластмассы

Существуют различные способы получения изделий из пластмасс: прессование, литье под давлением, экструзия, пневматическая и вакуумная формовка, штамповка, обработка резанием. Одним из приемлемых способов обработки пластмассы является литье под давлением, позволяющее при наличии соответствующих пресс-форм изготавливать детали детских конструкторов, игрушки, предметы домашнего обихода и многое другое. Для получения этих изделий в качестве сырья могут быть применены использованные полиэтиленовые пакеты, пластмассовые флаконы, игрушки.

Предлагаемый литьевой прибор (рис. 1) несложен и при желании может быть изготовлен в условиях школьной мастерской. Основная его деталь - пресс-цилиндр 3, рабочий объем которого составляет 309 мл. Толщина стенки пресс-цилиндра равна 4 мм, а в нижней конусной части - 10 мм. Такое утолщение обусловлено необходимостью поддержания доставочной температуры пластмассы на выходе из прибора. Давление на пластмассу создается за счет перемещения поршня 4 длиной 30 мм (при меньшем размере может происходить заклинивание, при большем - уменьшается объем рабочей камеры). Соединение поршня со штоком 2 шарнирное, что исключает заклинивание при несоосности цилиндра и штока. Размеры основания литьевого прибора - 285 х 180 мм, высота - 425 мм.



Для размягчения пластической массы имеется электропечь, нагревательный элемент которой выполнен из нихрома диаметром 0,4 мм, свитого в спираль 5 диам. 6 мм, длиной 215 мм. Мощность прибора (при напряжении 220 В) составляет 700 ВТ. Спираль изолирована от пресс-цилиндра и внешней обоймы с помощью шнурового асбеста 6. Течение разогретой массы происходит через отверстие головки 9, которое перекрывается при изменении положения крана 8. Перемещение поршня осуществляется вручную при вращении рукоятки 1. Загрузка пластмассы производится периодически через отверстие в верхней части пресс-цилиндра, для чего необходимо рукояткой 8 поднять поршень выше загрузочного окна.

При включении литьевого прибора в сеть температура в рабочей камере может достигать 700 градусов, в результате чего любой термопласт сгорает. Для установления нужной температуры в рабочей камере в пределах от 65 до 450 градусов используется соответствующей мощности бытовой светорегулятор, отградуированный через 50 градусов путем замеров температуры в ц2илиндре ртутным градусником через загрузочное окно. Контактор 7 для подключения светорегулятора располагается на конусной части пресс-цилиндра. Для безопасности работы корпус прибора необходимо заземлить.

Пресс-формы, применяемые для заполнения пластмассой, могут быть различными по конфигурации и конструкции. Им лучше изготавливать из алюминиевых сплавов, как более доступных и легкообрабатываемых. При конструировании литьевой формы необходимо учитывать следующие особенности: конструкция должна быть разъемной, надежной в эксплуатации и не требовать больших усилий на раздвижение; в ней необходимо сделать отверстия для выхода воздуха во время заполнения ее массой. Эскиз одной из форм (винт) приведен на рис 2.



Она состоит из полуформ 1 с полостью 3, воспроизводящей конфигурацию винта пробки 5 с выступом для получения паза в головке винта, штифтов 2 для центровки и соединения полуформ. В одной из полуформ имеется отверстие 4 для выхода воздуха при заполнении пластмассой. Стрелкой на рисунке указано направление подачи пластмассы.

В качестве сырья для получения изделий может быть использован любой термопласт: полиэтилен, капрон, полихлорвинил, полистирол и другие, а также отходы из них. Наиболее предпочтителен полиэтилен, имеющих ряд преимуществ: обладает достаточной прочностью и упругостью, хорошо заполняет форму, не токсичен (для вентиляции воздуха достаточно открытой форточки), широко распространен.

В качестве загрузочного материала лучше применять гранулы.

Однако в условиях школьных мастерских сырье можно получить из ненужных флаконов, игрушек, коробок толщиной 2 - 3 мм, разрезав из на полоски 5 - 10 мм.

Температурная зона вязкотекучего состояния пластмассы является температурой литья, установить которую можно либо экспериментальным путем, либо используя справочные данные. Оптимальный нагрев полиэтилена составляет 350 градусов. Время, необходимое для разогрева загрузочного материала, определяется экспериментально (для полиэтилена в разогретой камере - 45 минут).

Последовательность операций при получении изделий следующая:

1. Засыпать подготовленное сырье через загрузочное отверстие литьевого прибора в пресс-цилиндр.

2. Включить прибор через терморегулятор, установленный на необходимую температуру, в сеть переменного тока 220 В.

3. 3. Прогреть прибор и загрузочный материал в течение 40 - 50 минут. Выдавить несколько капель пластмассы через отверстие при открытом положении выпускного краника, перемещая поршень по часовой стрелке вращением рукоятки (работать в рукавицах).

4. Соединить пресс-форму с литьевым прибором резьбовым соединением (пресс-форму следует предварительно подогреть до 60 - 100 градусов и смазать машинным маслом).

5. Открыть краник. Вращением рукоятки выдавить массу до появления ее в специальном отверстии формы для выхода воздуха.

6. Закрыть краник, отсоединить пресс-форму, охладить ее в воде.

7. Разъединить разъемные части пресс-формы, извлечь деталь, очистить пресс-форму от остатков пластмассы. (Перед следующим применением вновь подогреть и смазать).



8. По окончании работы поворотом рукоятки против часовой стрелки вывести поршень в верхнее положение, выключить литьевой прибор.