Реактопласты полимерных изделий автомото

Реактопласты: эпоксидная смола, уретан, полиэстер

Несмотря на доминирование термопластов, продукция, изготовленная из реактопластовых смол, также получила распространение, особенно если речь идет о небольших объемах производства или деталях больших размеров. Главным преимуществом реактопластовых смол является то, что их можно обрабатывать с использованием относительно недорогого оборудования, что делает их очень привлекательными. Реактопластовые смолы идеально подходят для изготовления больших деталей, например каркасов лодок, так как в данном случае большие затраты на производство иограничения инжекционного формования не позволяют использовать термопласты.

Реактопласты обычно создаются посредством химической реакции между двумя жидкими компонентами. Через некоторое время после смешивания компонентов происходит реакция образования поперечных связей, что и приводит к созданию полимера. В зависимости от типа смолы реакция образования поперечных связей может начинаться под воздействием таких катализаторов, как влага в воздухе или тепло. В любом случае в результате образования поперечных связей между молекулярными цепями структура получившегося материала будет отличаться от исходной структуры используемых для его создания компонентов. То есть после того, как произойдет реакция возникновения поперечных связей, применение тепла и давления не позволит рассоединить полученный материал на составляющие компоненты.

Ниже приведены примеры наиболее распространенных реактопластовых смол.

Эпоксидная смола – клеи и наполнители, стекловолокно и угольно-волоконные композиты.

Уретан – клеи, бамперы автомобилей, крылья, платформы грузовиков.

Полиэстер – корпуса лодок из стекловолокна, композиты листового формования для панелей кузова, наполнитель для кузовных работ.

Если детали, произведенные из реактопластовых смол, используются в качестве структурных компонентов, чаще всего их усиливают минеральными наполнителями или стеклянными волокнами. Такие популярные термины, как «стекловолокно» или «углеродное волокно», на самом деле означают композитные структуры, в которых упрочнительные волокна окружены слоем эпоксидных или полиэфирных реактопластовых смол.

В таблицах далее показаны наиболее распространенные виды полимерных материалов, использующихся в автомобилях, оборудовании для отдыха и развлечений, а также в бытовой продукции. В таблицах указаны идентификационные метки различных видов полимеров, приведены подсказки и рекомендованные процедуры ремонта для каждого вида полимера.

Процесс производства термопластовых полимеров

Существует около дюжины различных технологий производства для изготовления изделий из термопластов. Большая часть деталей автомобилей и мотоциклов изготавливается посредством инжекционного формования, но также встречаются детали, изготовленные путем горячего формования термопластов и ротационного формования. Базовым методом для всех технологий производства можно назвать экструзию.

Метод экструзии состоит в следующем. Термопластовые гранулы сначала заливаются через бункер вэкструдер. В нижней части бункера находится шнек (или шнеки), который пропускает гранулы внагретый цилиндр. Тепло цилиндра и трение, вызванное вращающимся шнеком, приводят красплавлению гранул при прохождении через цилиндр. Когда полимер будет выходить из края цилиндра, он будет смешан, расплавлен и готов к дальнейшей обработке.

Расплавленный экструдат может подаваться через различные инструменты, чтобы создать такие профили, как трубопроводы, выравниваться в листы или выдуваться, чтобы получились, например, пластиковые пакеты. Практически все процессы производства полимеров зависят от экструзии как базового их этапа.

Инжекционное формование

Агрегаты для инжекционного формования оснащены экструзионным шнеком, который дублирует работу инжекционного поршня. Экструзионный шнек вращается, заполняя емкость над формой расплавленным полимером. В подходящий момент шнек, дублирующий работу поршня, перемещается вперед, выталкивая необходимое количество расплавленного полимера в форму под давлением. Пока полимер остывает и затвердевает, экструзионный шнек/поршень втягивается ипроворачивается опять, чтобы заполнить цилиндр расплавленным полимером, готовясь кследующему заполнению формы.

Форма охлаждается, забирая тепло у расплавленного полимера и позволяя ему затвердеть. Через некоторое время (обычно несколько секунд) форма открывается, и деталь удаляется. Форма закрывается, чтобы повторить цикл еще раз.

Горячее формование

Процесс горячего формования позволяет создавать формы путем нагревания и размягчения термопластовых листов (создающихся, в свою очередь, посредством экструзии), а затем перемещения их под воздействием разрежения или давления в одностороннюю форму. Этот процесс нечасто используется в транспортной промышленности, но его можно использовать для создания полых форм, например бачков. Детали, изготовленные путем горячего формования, характеризуются гладкой поверхностью с обеих сторон, а также имеют фланец, который лежит водной плоскости. Горячее формование успешно применялось для создания больших деталей, например каркасов лодок и крыльев тракторов.

ПРОЦЕСС ГОРЯЧЕГО ФОРМОВАНИЯ

Рис. 10

Нагрев

Лист пластика прикрепляется к раме, которая устанавливается на форму. Лист пластика затем нагревается в печи, пока не размягчится.

Рис. 11

Установка

Размягченная заготовка и рама с зажимами устанавливается на инструмент (форму).

Рис. 12

Формование

Воздух вытягивается внутри формы, позволяя атмосферному давлению впрессовывать размягченную заготовку в форму.

Рис. 13

Выгрузка

Пластик охлаждается под воздействием контакта с формой. Когда он станет достаточно прочным, раму можно извлечь. Затем деталь извлекают из зажимов рамы для дальнейшей обработки.

Ротационное формование

Ротационное формование используется для изготовления полых деталей, например в случае сбачками для рабочей жидкости. Процесс состоит в помещении термопластового материала в виде порошка в форму в виде раковины моллюска и одновременном нагреве и вращении формы. Детали, изготовленные путем ротационного формования, характеризуются несколько шероховатой поверхностью. Большая часть деталей, изготовленных посредством ротационного формования, применяется при производстве транспортных средств (бачки радиатора, бачки омывателя), при этом чаще всего используется полиэтилен высокой плотности. Некоторые небольшие полые детали могут изготавливаться посредством выдувания в форму.

РОТАЦИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ

Рис. 14

Загрузка

Термопласт в виде порошка помещается в форму. Форма закрывается и надежно фиксируется.

Рис. 15

Подогрев

Форма устанавливается в агрегат, который вращается в двух направлениях. Форма в то же время нагревается. Термопласт расплавляется при соприкосновении со стенками нагретой формы при вращении.

Рис. 16

Охлаждение

Пока форма продолжает вращаться, она подвергается резкому охлаждению, что вызывает отверждение детали.

Рис. 17

Выгрузка

Как только деталь затвердеет в достаточной степени, форма раскрывается, после чего готовая деталь извлекается.

Далее в этой главе мы сконцентрируемся непосредственно на видах пластика, которые используются для производства автомобилей, мотоциклов и оборудования для отдыха иразвлечений, так как я думаю, что вас эти вопросы интересуют больше всего.