Temat 1: Technologia wtryskiwania tworzyw sztucznych 1. Podstawowe pojcia (np. polimery, tworzywa sztuczne, dodatki, wtryskiwanie)

Polimery - substancje chemiczne o bardzo duej masie czsteczkowej, ktre skadaj si z wielokrotnie powtrzonych jednostek zwanych merami. Wtryskiwanie jest cyklicznym procesem, w ktrym materia wyjciowy jest w postaci granulatu, krajanki lub rzadziej proszku podawany z pojemnika do ogrzewanego cylindra. Dodatki: s to zwizki modyfikujce waciwoci polimerw (napeniacze, zmikczacze plastyfikatory, stabilizatory, rodki smarujce, rodki antystatyczne, rodki tiksotropujce, antypiryny, rodki barwice, porofory, inne np. zarodki krystalizacji),

Tworzywo sztuczne: polimer+dodatki 2. Zasada procesu wtryskiwania rnych typow tworzyw sztucznych -W cylindrze jest on uplastyczniany i pod dziaaniem siy wywieranej na tok lub limak jest wtryskiwany przez dysz i tuleje do wlewka gniazd formujcych. -Tworzywo zestala si w formie w niskiej lub podwyszonej temperaturze. -Zestalone tworzywo jest usuwane z formy w postaci wypraski, po czym cykl procesu rozpoczyna si od nowa. -Zadaniem wtryskarki jest doprowadzenie w wyniku ogrzewania do stanu plastyczno-pynnego tworzywa w cylindrze, a nastpnie przemieszczenie go do formy pokonujc opory pynicia. -Zabezpieczenie powek formy przed rozwarciem realizuje si poprzez specjalny ukad zamykajcy wtryskarki. 3. Budowa klasycznej wtryskarki

4. Rodzaje ukadow uplastyczniajcych stosowanych w przetwrstwie tworzyw sztucznych

5. Cykl procesu wtryskiwania 1. Zamykanie formy 2. Dojazd agregatu do formy i wtrysk 3. Docisk 4. Zestalanie wypraski (rwnolegle z faz 3 i 5) 5. Odjazd agregatu, pobranie nowej porcji tworzywa i jego uplastycznianie 6. Otwarcie formy i wyrzucenie wypraski 6. Podstawowe parametry procesu wtryskiwania a) Temperatura wtrysku: To temperatura, ktrej tworzywo uzyskuje odpowiedni pynno pozwalajc na pokonanie oporw przepywu w cylindrze, dyszy i kanaach wlewowych. b) Temperatura formy: Na skutek temperatury formy tworzywo ulega zestaleniu. c) Cinienie: Suy do przemieszczenia materiau plastyczno-pynnego w cylindrze i wtryskiwania go do formy. Cinienie w cylindrze jest wytworzone przez tok lub limak. Rozrniamy cinienie w dyszy, w formie (wewntrzne) i zewntrzne. d) Czas cyklu wtrysku: Oprcz temperatury i cinienia jest trzecim z najwaniejszych parametrw. Okrela on trwanie poszczeglnych faz procesu. Na czas cyklu wpywaj m.in.: *wydajno uplastyczniania (najwiksze masowe naprenie przepywu tworzywa przez specjaln dysz); *sia zamknicia formy; *cinienie wtrysku; * szybko wtrysku; *liczba tzw. suchych wtryskw 7. Przykady wyrobow produkowanych w/w metod Wyroby bryowe o rnej masie (np. ksztatki techniczne, dla budownictwa, obudowy sprztu AGD oraz dla przemysu elektronicznego, wyroby medyczne- np. obudowy termometrw, klocki dla dzieci).

Temat 2: Technologia formowania prniowego tworzyw sztucznych 1.Zasada procesu formowania prniowego (termoformowania)

Termoformowanie polega na rwnomiernym nagrzaniu pyty lub folii z tworzywa sztucznego, zamocowanego w ramie napinajcej, nastpnie jej odksztaceniu pod wpywem cinienia zewntrznego odwzorowujc ksztat formy. Podczas termoformowania pod wpywem napre tworzywo odksztaca si, stan tego odksztacenia jest utrwalany podczas chodzenia. 2. Wymagania w stosunku do materiaw formowanych prniowo Tworzywa stosowane w termoformowaniu powinny:

- posiada szeroki zakres temperatur przetwrstwa. - umoliwia uzyskanie odpowiedniej gbokoci formowania: H/D (stosunek wysokoci formowania do rednicy) - powinny dobrze pyn, dokadnie wypenia zagbienie i ukada si na krawdziach form, - folie lub pyty powinny charakteryzowa si jednorodnoci materiau w caym przekroju (bez pcherzy), wtrce, dziur, mie lnic powierzchni i sta grubo, - powinny ulega pod wpywem ogrzewania cakowitemu i rwnomiernemu zmikczaniu tak, aby mona byo formowa wyroby przy nad cinieniach lub rnicy cinie rzdu 1 bar (0,1 MPa) - zachowa ksztat po formowaniu i wytrzymao wynikajc z cech materiau wyjciowego 3. Metody formowania prniowego Termoformowanie rni si sposobem podawanego cinienia na formowany arkusz pyty lub folii, std wyrni moemy dwie metody: a)formowanie prniowe (podcinieniowe): formowanie odbywa si przez wymuszenie odksztacenia arkusza folii lub pyty przy pomocy prni b)formowanie cinieniowe (nadcinieniowe): pod cinienie zastpowane jest przez sprone powietrze. Zarwno formowanie prniowe i cinieniowe moe odbywa si w formach negatywowych jak i pozytywowych, bez wstpnego rozcigania i ze wstpnym rozciganiem. FORMOWANIE NEGATYWOWE: Formowanie to polega na wcigniciu folii lub pyty z tworzywa sztucznego w negatywow form (wkls matryc)

1- folia z tworzywa sztucznego, 2- forma negatywowa, 3- rama dociskajca foli do formy, 4- uszczelka, 5- otwory czce komor formowania z "prni", 6- pyta grzewcza

*FORMOWANIE POZYTYWOWE:

Stosowane formy w tej metodzie maj ksztat wypukych stempli, na ktre nacigana jest folia lub pyta w procesie formowania

4. Wady i zalety procesu, wyrobw ZALETY:

May nakad inwestycyjny w przeliczeniu na 1 szt. lub na ciar 1 szt. Niski koszt form, co zmniejsza ryzyko przy uruchamianiu nowej produkcji,

Moliwo szybkiego wykonywania prototypw z rnych tworzyw sztucznych. Proces jest rentowny rwnie w przypadku maych serii. Moliwo wytwarzania wyrobw cienkich i bardzo cienkich o duych powierzchniach Krtki cykl pracy, znaczna wydajno. Moliwo stosowania form wielokrotnych, zwikszajcych wydajno produkcji, Znaczna swoboda wyboru surowca do formowania

WADY:

Wysokie ceny surowca - ceny pyt i folii s ok. 100% wysze od cen granulatu, Powstawanie odpadw przy przycinaniu pyty i oddzielaniu wyprasek od arkusza (tzw. aur) Nierwnomiernoci w gruboci cianek wyrobu, Nie mona formowa wyrobw z otworami. Otwory wykonuje si w osobnej operacji. W przypadku formowania negatywowego wystpuje pocienienie cianek wyrobu. Konieczno wykonywania obrbki wykaczajcej (obcinanie obrzey, wiercenie otworw

itp.).

5. Kierunki zastosowa wyrobw formowanych prniowo Najczstsze zastosowanie tej metody formowania to otrzymywanie wyrobw cienkociennych o duej powierzchni z polistyrenu PS, kopolimeru ABS, twardego PVC, polimetakrylanu metylu PMMA, polietylenu PE, polipropylenu PP, celuloidu i octanw celulozy. Najczciej stosuje si t metod do wytwarzania wyrobw opakowaniowych z polistyrenu, polietylenu, polipropylenu czy te polimetakrylanu metylu. Tace, kubki, naczynia jednorazowego uytku.

Temat 3: Technologia wytaczania tworzyw sztucznych 1. Podstawowe pojcia: Kalibracja - to proces ostatecznego ustalania ksztatu i wymiarw wyrobu (wytoczki). Kalibracja polega na niwelowaniu efektu spcznienia metodami mechanicznymi. nadcinieniowe stosowane do kalibracji rur. Stosujemy do tego kalibratory:

podcinieniowe stosowane do kalibracji rur, wy na zasadzie przecigania stosowane do kalibracji profili otwartych, na zasadzie walcowania -stosowane do kalibracji pyt

Spcznienie powytoczeniowe (efekt Barusa) to proces powikszania si wymiarw poprzecznych wyrobu po wyjciu z ustnika gowicy lub kapilary Wytoczyna- wyrb powstajcy w procesie wytaczania. 2. Zasad procesu wytaczania Wytaczanie jest metod przetwrstwa polegajc na cigym uplastycznianiu tworzywa w ukadzie uplastyczniajcym i przepychaniu go przez kanay gowicy wytaczarskiej. Proces wytaczania

przebiega w wytaczarkach, gdzie narzdziem jest gowica wytaczarska zaopatrzona w dysz wytaczarsk, a otrzymany przedmiot nosi nazw wytoczyny. W technologii rozrnia si trzy metody wytaczania: - wytaczanie koami zbatymi (w pompie zbatej elementami robaczymi s odpowiednie koa zbate) stosowane do wykonywania przdzy, yek, -wytaczanie tokiem, - wytaczanie limakiem. 3. Rodzaje wytaczania (konwencjonalne, autotermiczne, tokowe, porujce, powlekajce)

- konwencjonalne wytaczarka z ukadem limakowym, - tokowe wytaczarka z ukadem bezlimakowym tokowym, - porujce do ukadu uplastyczniajcego dodaje si porofor w celu otrzymania porowatej wytoczyny, - autotermiczne jest to proces wytaczania bez grzejnikw w ukadzie uplastyczniajcym wytaczarki. Strumie ciepa generowany jest wskutek tarcia tworzywa. Tego typu wytaczanie stosowane jest w przemyle gwnie do wytaczania z rozdmuchiwaniem folii polietylenowej.

- powlekajce podcinieniowe i cinieniowe. W metodzie cinieniowej powlekany profil przesuwa si z okrelon szybkoci przez gowic powlekajca. Uplastycznione tworzywo zostaje pod cinieniem naniesione na profil wewntrz gowicy. Po wyjciu z urzdzenia materia si ochadza, dziki czemu bardzo dokadnie przylega do profilu. 4. limakowy ukad uplastyczniajcy limakowy ukad uplastyczniajcy skada si z zespou mechanicznego, ktry tworz cylinder i obracajcy si limak umieszczony w jego wntrzu. W cylindrze znajduj si grzejniki oraz wentylatory, natomiast urzdzenia sterujco-regulujce stanowi oddzielny element. Przetwarzany materia na pocztku wprowadza si do zasobnika tworzywa, po czym jest on wprowadzany do ukadu limakowego, gdzie nastpuje jego uplastycznianie. Uplastycznione tworzywo przechodzi dalej do narzdzia, w przypadku wytaczania gowicy wytaczarskiej, w przypadku wtrysku - do formy wtryskowej. 5. Rodzaje gowic wytaczarskich Gowica wytaczarska jest narzdziem sucym do ksztatowania profilu wytoczyny. Generalnie istniej trzy typy gowic: gowice proste, przeznaczone do wytaczania profili, prtw, rur itd., gowice ktowe lub krzyowe do wytaczania folii rkawowej oraz nakadania izolacji na kable, gowice szczelinowe do wytaczania pyt 6. Wydajno wytaczania Osigalna wydajno wynosi powyej 1000 kg/h. 7. Elementy linii do cigego wytaczania profili 1-mieszarka, 2-zbiornik tworzywa, 3-wytaczarka, 4-kalibrator, 5-urzdzenie chodzce, 6-odciag, 7-znakowanie rury/profilu, 8-pia, 9-magazyn

8. Przykady wyrobow produkowanych w/w technologi Metod wytaczania mona wytwarza bardzo szeroki asortyment wyrobw, poczwszy od profili o rnych przekrojach (rur, prtw), a do pyt oraz folii w postaci wstgi lub rkawa. Mona w ten sposb nanosi izolacje na przewody elektryczne, powleka liny oraz inne noniki tworzywem sztucznym.

Temat 4: Technologie wytwarzania laminatow z tworzyw sztucznych 1. Podstawowe pojcia (tworzywa chemoutwardzalne, kompozyty, laminaty, elkot) Laminaty: To tworzywa powstae z poczenia wkien z lepiszczem. Wkna stanowi konstrukcj a lepiszcze (bdce najczciej ywic) scalaj i cz wkna. Doskonaa przyczepno ywic do wkna powoduje, e powstay w ten sposb produkt charakteryzuje si wytrzymaoci mechaniczn, niewielkim ciarem waciwym, odpornoci na korozj, itd. Kompozyt: To materia utworzony z co najmniej dwch komponentw majcych waciwoci nowe (lepsze) w stosunku do tych komponentw. Skada si z osnowy i umieszczonego w niej zbrojenia o znacznie lepszych waciwociach chemicznych. Tworzywa chemoutwardzalne: To polimery przechodzce nieodwracalnie ze stanu plastycznego w stan utwardzony, pod wpywem czynnikw chemicznych. Ulegaj utwardzeniu ju w temperaturze pokojowej pod wpywem dziaania specjalnych substancji zwanych utwardzaczami. Reakcja ta przebiega z wiksz prdkoci w temperaturach podwyszonych. Najczciej stosowanymi tworzywami chemoutwardzalnymi s ywice poliestrowe i epoksydowe. elkot - zewntrzna warstwa laminatu poliestrowo - szklanego , nadajcego mu elastyczny wygld, kolor , trwao i odporno na dziaanie czynnikw atmosferycznych. 2. Surowce do wytwarzania laminatw: ywice chemoutwardzalne, wkna ywice chemoutwardzalne: polimery te maj wolne grupy funkcyjne zdolne do dalszej reakcji chemicznej. Ulegaj one utwardzeniu (usieciowaniu) pod wpywem dziaania zwizkw chemicznych, zwanych czsto utwardzaczami. Czynnik sieciujcy reaguje z wolnymi grupami funkcyjnymi polimeru i tworzy wizania poprzeczne pomidzy acuchami. W wyniku utwardzenia polimery te staj si nietopliwe i nierozpuszczalne (nie mona ich ponownie przetwarza). Do grupy tej zalicza si nienasycone ywice poliestrowe i epoksydowe. Wkna: podstawowa jednostka struktury wielu materiaw, ktra charakteryzuje si znaczn dugoci i niewielkim przekrojem. Zwykle przyjmuje si, e wknem jest struktura, ktrej dugo

jest minimum 100 razy wiksza od jej przekroju. Wkna wystpuj zarwno w materiaach naturalnych jak i produkowanych przez czowieka. Niektre materiay s wykonane prawie wycznie z wkien, podczas gdy w innych wkna stanowi tylko jeden z elementw wzmacniajcych ich struktur. -wkno cite -dugie wkna wglowe -tkanina szklana -mata szklana Najczciej noniki wykonane s z wkien ze szka niskoalkalicznego lub niekiedy berylowego o rednicy 7-9 mm. Mata ma posta wstgi utworzonej z chaotycznie uoonych wzgldem siebie odcinkw wkien o dugoci 25-50 mm, spojonych niewielk iloci lepiszcza. 3. Materiay stosowane na formy, rodzaje form i rodzaje rodkow rozdzielajcych Rodzaje form: - wewntrzne (wklse gniazdo formujce) - forma negatywowa, - zewntrzne (wypuke gniazdo formujce) - forma pozytywowa. O wyborze rodzaju formy decyduje dana gadko zewntrznej lub wewntrznej powierzchni wyrobu, poniewa powstajcy laminat posiada tylko jedn powierzchni gadk (od strony formy). Jako tej powierzchni jest odzwierciedleniem jakoci powierzchni formy. Przeciwlega powierzchnia (swobodna) charakteryzuje si du chropowatoci, ale w czasie eksploatacji wyrobu jest najczciej niewidoczna. Przedmioty laminowane w formach wewn: kaduby odzi, kaski, nadwozia samochodowe; formach zewn: brodziki, zbiorniki, zlewozmywaki, wanny, itp. Materiay na formy: formy mog by wykonywane z tworzyw sztucznych (rwnie laminatw), drewna, gipsu, cementu, metalu, ceramiki, itp. O wyborze materiau na form decyduj przede wszystkim wzgldy ekonomiczne. rodki rozdzielajce: rodki rozdzielajce maj za zadanie zapobieganie przyklejaniu si tworzywa do form i urzdze przetwrczych, uatwiaj wyjcie uksztatowanego wyrobu oraz zabezpieczaj urzdzenia metalowe przed korozj. Wyrniamy rodki zewntrze (stae - np. smar silikonowy i pynne- olej silikonowy, alkohole bonkotwrcze) i wewntrzne, dodawane do tworzywa (smarujce parafina, stearyna, stearyniany). 4. Metody formowania wyrobow z laminatow (nawarstwienie, nawijanie, przeciganie, natryskiwanie) A) NAKADANIE (NAWARSTWIANIE)- rczne nakadanie nonika w postaci arkuszy. Rozrnia si dwie odmiany laminowania rcznego: a)Nawarstwianie metod warstwy zelowanej (powlekanie formy tzw. elkotem). Na form (pokryt rodkiem rozdzielajcym) nanosi si pdzlem lub przez natryskiwanie mieszanin pynnej ywicy z utwardzaczem i pigmentem, Stosowana na t warstw ywica ma dodatki zapobiegajce spywaniu z pionowych cianek i jest ywic elastyczn, odporn na uderzenia. W

mieszaninie tej nie ma nonika. Grubo tak naniesionej i utwardzonej warstwy wynosi 0,30,5 mm. Warstwa ta decyduje o wygldzie zewntrznym wyrobu i nosi powszechnie nazw elkotu.

Wyroby z elkotem s odporne na dziaanie czynnikw atmosferycznych i nieprzepuszczalne dla cieczy, par i gazw. Posiadaj gadk, lnic powierzchni (od strony formy) zabarwion na dowolny kolor

b) Nawarstwianie metod maty powierzchniowej: Na form (pokryt rodkiem rozdzielajcym) nanosi cienk warstw ywicy z utwardzaczem i, nie czekajc na jej utwardzenie, ukada nonik w postaci maty (lub tkaniny) i kontynuuje proces laminowania. Wyroby takie przepuszczaj wod, a na powierzchni licowej widoczne jest na og odwzorowanie faktury nonika. Zalet powierzchni bez elkotu jest wiksza odporno na uderzenia. B) LAMINOWANIE NATRYSKOWE:

Metoda ta polega na rwnoczesnym nakadaniu na powierzchni formy mieszaniny ywicy i krtkich wkien nonika. Do laminowania natryskowego stosuje si urzdzenie skadajce si z dwch czci:

a)pistoletu natryskowego trjdyszowego - rodkowa dysza do wkna, skrajne dysze: jedna do ywicy z inicjatorem (utwardzaczem), druga do ywicy z aktywatorem (przyspieszaczem), b)zespou podawania ywicy i nonika jest to zesp przewony montowany na wzku, w skad ktrego wchodz: 2 pojemniki do ywicy (osobno z inicjatorem i osobno z aktywatorem), szpula z nonikiem oraz sprarka powietrza.

Laminowanie natryskowe stosuje si w produkcji masowej do wytwarzania przedmiotw o znacznych rozmiarach. C) PRZECIGANIE: Przeciganie polega na cigym przesycaniu wkien dugich (np. rovingu) ciek mieszanin ywicy z rodkami utwardzajcymi, uformowaniu przedmiotu, utwardzeniu i ewentualnym pociciu na odcinki. Za pomoc tej metody otrzymuje si dugie profile o przekroju koowym, piercieniowym, paskowniki, ktowniki, ceowniki, teowniki, pyty itp. Proces przecigania moe odbywa si w ukadzie poziomym lub pionowym. Korzystniejszy jest ukad pionowy, ze wzgldu na rwnomierniejsze rozoenie ywicy w stosunku do napeniacza na przekroju profilu. W ukadzie poziomym moe nastpowa spywanie ywicy w dolne czci przekroju poprzecznego formowanego ksztatownika. D) NAWIJANIE: Podczas nawijania nastpuje uoenie (nawinicie) potrzebnej liczby warstw nonika, przesyconego ywic z rodkami utwardzajcymi, na form zewntrzn, nazywan rdzeniem, a nastpnie - utwardzenie nawinitych warstw. Nawijanie przeprowadza si na urzdzeniach zwanych nawijarkami, ktre maj rne rozwizania konstrukcyjne. W kadym jednak przypadku rdze wykonuje ruch obrotowy (std nazwa procesu).

Ze wzgldu na ruch obrotowy rdzenia rozrnia si nawijanie: rubowe- stosuje si przede wszystkim do nawijania rur oraz duych zbiornikw

walcowych. planetarne- stosowane jest gwnie do wykonywania zbiornikw.

5. Waciwoci kompozytw polimerowych Zalety kompozytw: -wysoka sztywno i wytrzymao mechaniczna, atwo montau, wysoka odporno na zmczenie materiau i korozje, skuteczne tumienie drga, niewielki ciar, maa gsto; Wady: - wysoka cena, produkcja (trudna teologia wytwarzania, trudne przetwrstwo. Kompozytw nie mona atwo skrawa i nawierca, nie mona ich spawa ani zgrzewa ,czenie elementw jest bardzo trudne), naprawa(metalowe czci mona spawa. Dziki plastycznoci metalu mona przywracac im pierwotny ksztat itp. Naprawa elementw kompozytowych jest w zasadzie niemoliwa), cigo i krucho (maj znikom cigliwo i s zwykle kruche). 6. Kierunki przemysowego zastosowania kompozytow polimerowych okrtownictwo i szkutnictwo (kaduby odzi, jachtw,motorwek, kutrw, drzwi okrtowe i chodnicze, pontony i pywaki, rury wyrzutni torpedowych i pociskw rakietowych, tarcze ochronne okrtowych dzia artyleryjskich, maszty antenowe, osony radarw, itp.), lotnictwo i technika rakietowa (konstrukcje szybowcowe - dzioby szybowcw, elementy kabiny, przejcia skrzyde w kadub, zaokrglenia skrzyde i statecznikw, itp.),

budownictwo (konstrukcje sklepie hal wystawowych i pawilonw, kabiny azienkowe, brodziki, zlewozmywaki, wanny, kioski uliczne, baseny, zbiorniki, itp), kolejnictwo i przemys motoryzacyjny (obudowy wagonw motorowych, drzwi wagonowe, zbiorniki na wod, zespoy kabin umywalkowych, wagoniki kolejek linowych, cysterny wagonowa i samochodowe, karoserie samochodw, szoferki ciarwek, dachy i przody autobusw, obudowy skuterw i wozw ciarowych, przyczepy campingowe, kaski, itp.), przemys chemiczny, spoywczy i naftowy (rurocigi, zbiorniki, kadzie, wanny galwanizerskie, wycigi, kominy, obudowy pomp i wentylatorw, mieszalniki, filtry bbnowe, kolumny, chodnice do wody, itp.), elektrotechnika i przemys maszynowy (obudowy aparatury elektronicznej i silnikw elektrycznych, osony i obudowy tablic rozdzielczych, obudowy obrabiarek, wentylatorw, pokrywy, rnego rodzaju ksztatki, anteny prtowe, teleskopowe, reflektorowe, itp.), inne zastosowania (sprzt sportowy - uki, strzay, tyczki do skokw, kijki narciarskie, rakiety tenisowe, oszczepy, wdki; rolnictwo - samonone szklarnie ogrodnicze, przenone zbiorniki dla pestycydw, czci maszyn rolniczych; meblarstwo- siedzenia fotelowe w tramwajach, w salach widowiskowych, na stadionach; medycyna - protezy w ortopedii; sztuka dekoracyjna - paskorzeby, itp.).

Temat 5: Technologie czenia tworzyw sztucznych 1. Charakterystyka tworzyw termoplastycznych - s to tworzywa, ktre w temperaturze pokojowej znajduj si w stanie zeszklenia lub w stanie wysokiej elastycznoci i ktre po podgrzaniu posiadaj wasnoci lepkiego pynu -struktura liniowa lub liniowo-rozgaziona czsteczek polimeru. -maa gsto - dua odporno na dziaanie rodkw silnie korodujcych - bardzo dobre wasnoci tribologiczne, tumice - tworzywa termoplastyczne cechuje bardzo maa odporno cieplna, co wymaga bardzo rygorystycznego przestrzegania ustalonego zakresu temperatur eksploatacji. - termoplasty cechuje niestety rwnie stosunkowo maa stabilno wymiarw -mog by przetwarzane wielokrotnie 2. Metody czenia tworzyw sztucznych KLEJENIE: Polega na naniesieniu midzy czone ciaa o przylegajcych do siebie powierzchniach, cienkiej warstwy substancji niemetalicznej (kleju), ktra przy przejciu ze stanu ciekego w stan stay czy klejone powierzchnie w sposb trway. W procesie klejenia wykorzystywane s takie zjawiska fizyczne jak: adhezja i kohezja. Adhezja- odpowiada za trzymanie si kleju na czonej powierzchni. Kohezja- odpowiada za spjno samego kleju, tzn. jego wytrzymao.\ SPAWANIE: To czenie uplastycznionych krawdzi za pomoc dodatkowego materiau w postaci prta spawalniczego. Proces odbywa si bez nacisku wywieranego na czone elementy. ZGRZEWANIE: czenie tworzyw poprzez ich uplastycznienie i stopienie w miejscu czenia, z wywarciem docisku wzajemnego elementw czonych, bez dodania spoiwa. Ze wzgldu na sposb doprowadzania ciepa do elementw czonych zgrzewanie dzielimy na:

Zgrzewanie przy nagrzewaniu od strony czonych powierzchni

Zgrzewanie, w ktrym ciepo doprowadza si do wewntrznej strony elementw czonych

Zgrzewanie, w ktrym ciepo jest wytwarzane w warstwach wierzchnich tworzyw lub w caej masie tworzyw

3. Zasada i rodzaje procesu zgrzewania tworzyw sztucznych: Zgrzewanie, w ktorym ciepo doprowadza si do zewntrznej strony czonych elementow- zgrzewanie za pomoc nagrzanego drutu, tamy, listwy, zgrzewanie impulsowe Zgrzewanie, w ktorym ciepo doprowadza si do wewntrznej strony czonych elementow - zgrzewanie przy uyciu nagrzanego klina lub pyty, Zgrzewanie, w ktorym ciepo wytwarzane jest w warstwach wierzchnich lub w masie czonych elementow- zgrzewanie tarciowe, drganiowe, pojemnociowe, ultradwikowe lub indukcyjne 4. Rodzaje pocze spawanych a) doczoowe, b) zakadkowe, c) nakadkowe, d) teowe, e) krzyowe, f) ukone, g) ktowe

5. Przebieg procesu spawania tworzyw sztucznych Spawanie jest metod czenia tworzyw termoplastycznych, polegajc na ich uplastycznieniu i stopieniu w miejscu czenia, bez wywierania nacisku na czone elementy z dodaniem spoiwa (prt spawalniczy). W procesie spawania wykorzystuje si rnorodne urzdzenia specjalistyczne. Gwnym urzdzeniem wykorzystywanym podczas tego procesu jest palnik. Umoliwia on dostarczanie wymaganego rodzaju energii, za pomoc ktrej jest realizowane uplastycznienie elementw czonych. Cech charakterystyczn zastosowania procesu spawania do czenia elementw konstrukcyjnych z tworzyw termoplastycznych jest to, e w wyniku tego postpowania jest moliwe wykonanie poczenia elementw o duych wymiarach, a niekiedy take o zoonych ksztatach.

6. Klejenie tworzyw sztucznych (rodzaje klejw i ich zastosowanie) Kleje utwardzalne (zestalajce si poprzez ochadzanie) Kleje rozpuszczalnikowe (zestalajce si na skutek odparowania lub absorpcji rozpuszczalnika) Kleje przechodzce w stan stay w temp. normalnej - kleje na zimno Kleje przechodzce w stan stay w temp. podwyszonej(na og do 250 oC) - kleje na gorco Kleje cieke Kleje plastyczne Kleje stae (proszek, granulat, paeczki, folie - bony) Najczciej przed przystpieniem do procesu klejenia gromadzi si tyle informacji ile tylko jest dostpne o kadym typie kleju. Taki sposb postpowania jest mao efektywny i czasochonny. Lepszym sposobem jest sprawdzenie oczekiwa w stosunku do gotowego, sklejonego produktu oraz ogranicze operacyjnych w miejscu pracy. Taki sposb postpowania doprowadzi do zdefiniowania oczekiwa w stosunku do trwaoci poczenia i ograniczy wybr kleju. Po okreleniu wymaga co do trwaoci klejonego zcza naley z definiowa parametry operacji klejenia. Naley zwrci uwag na: dany czas zamocowania i klamrowania, czas elowania, szkodliwe, lotne skadniki kleju (odpowiedni system wentylacji, maski), pozycja klejenia (pionowa, pozioma), reologia kleju, tj. dana lepko, warunki termiczne procesu klejenia (reakcje egzotermiczne, utwardzanie w temperaturze pokojowej itp.), wielko klejonych elementw (konieczno odprowadzanie znacznych iloci ciepa), dozowanie rczne, automatyczne.

Temat 6: Technologie nanoszenia powok z tworzyw sztucznych 1. Charakterystyka tworzyw powokowych (poliamid, polietylen, polistyren, polichlorek winylu, ywice, itd.)

Poliamidy (PA) s czciowo krystalicznymi liniowymi produktami polikondensacji, w ktrych wystpuje grupa amidowa. S odporne na dziaanie wielu rozpuszczalnikw organicznych, olejw i tuszczw, nie s odporne na dziaanie kwasw i zasad. Poliamidy s wytwarzane w postaci rnie barwionych toczyw do wtrysku, folii, wkien, yek, blokw do obrbki mechanicznej oraz proszku do pokrywania metali przez natrysk pomieniowy.

Polietyleny (PE) nale do mikkich i elastycznych termoplastw, s czciowo krystaliczne. Ich ciar czsteczkowy, krystaliczno, struktura i waciwoci w znacznym stopniu zale od metody polimeryzacji.Polietylen o maej gstoci (PE-LD) otrzymuje si w procesie wysokocinieniowym, a polietylen o duej gstoci (PE-HD) otrzymuje si metoda rednio- lub niskocinieniow. Do temperatury 60C odporny na dziaanie wielu czynnikw chemicznych (w tym HF i benzyny).

Polistyren (PS) jest produktem polimeryzacji styrenu, o gstoci ok. 1,05 g/cm3, wytrzymaoci na rozciganie 30=60 MPa i udarnoci ok. 2 J/cm2. Odporny na dziaanie alkoholi, olejw, kwasw, zasad i wody, rozpuszcza si w niektrych wglowodorach i ketonach. Jest jednym z najlepszych dielektrykw. Wadami polistyrenu s: maa odporno cieplna, krucho, maa udarno i twardo powierzchniowa oraz palno.

Czysty polichlorek winylu jest biaym proszkiem o temperaturze miknicia 70C, odpornym na dziaanie kwasu solnego, siarkowego i azotowego (rozcieczonego), rozcieczonych wodorotlenkw sodu i potasu, olejw, wody, amoniaku, alkoholu i benzyny. Polichlorek winylu mikki, zalenie od rodzaju i iloci zmikczacza charakteryzuje si okrelon elastycznoci, twardoci, udarnoci i wydueniem przy rozerwaniu.Mona go zgrzewa i klei.

ywice epoksydowe - tworzywa chemoutwardzalne na zimno lub na gorco, w zalenoci od uytego utwardzacza. ywice epoksydowe cechuje doskonaa przyczepno do wszystkich prawie tworzyw, a zwaszcza do metali, dobre wasnoci mechaniczne i elektryczne, odporno na dziaanie czynnikw atmosferycznych i chemicznych, maa nasikalno wod.

ywice poliestrowe nienasycone to tworzywa chemoutwardzalne, przed utwardzeniem w

postaci gstego, tawego syropu, utwardzajce si w temperaturze otoczenia po dodaniu

inicjatorw (nadtlenek benzoilu, nadtlenek heksanonu) w iloci ok. 4% i aktywatora (naftenian kobaltu) w iloci 0,4%. Zalenie od budowy wyjciowej ywicy i metody jej utwardzenia kocowy produkt moe by elastyczny lub twardy i kruchy. ywice poliestrowe cechuje duy skurcz przy utwardzaniu (6-8%) 2. Metody nakadania powok z tworzyw sztucznych (proszkowe, zanurzeniowe, polewajce, nawalcowywanie folii, itd.) Nanoszenie fluidyzacyjne- fluidyzacyjne nanoszenie powoki z tworzywa polega na wytworzeniu zawiesiny sproszkowanego tworzywa w strumieniu gazu pyncego do gry -zoa fluidalnego, i wprowadzeniu do niego przedmiotu uprzednio nagrzanego nieco powyej temperatury topnienia tworzywa, odczekaniu okrelonego czasu, wyjciu przedmiotu ze zoa i czsto ponownym nagrzaniu go oraz nastpnie ochodzeniu. Nanoszenie elektrocieplne- Podczas nanoszenia elektrocieplnego wystpuj bezporednio po sobie dwa nastpujce etapy: formowanie wstpne powoki w polu elektrycznym w rnych rodowiskach i formowanie ostateczne powoki w polu temperatury w powietrzu. Nanoszenie elektrocieplne dzieli si na nanoszenie elektrostatyczne, fluidyzacyjno - elektrostatyczne i elektroforetyczne Nanoszenie (natryskiwanie) pomieniowe- W procesie nanoszenia (natryskiwania) pomieniowego zachodzi jednoczenie: rozpylanie i przenoszenie tworzywa sproszkowanego, lub rzadziej w stanie plastycznym, w strumieniu gazu i ciepa z pistoletu nanoszcego (natryskowego) na powierzchni przedmiotu, nagrzewanie warstwy powierzchniowej przedmiotu, stapianie tworzywa i czenie adhezyjne z materiaem przedmiotu oraz kohezyjne ze sob, a nastpnie zestalanie lub utwardzanie tworzywa i ochadzanie przedmiotu z naniesion powok Nanoszenie polewajce- Cechami charakterystycznymi nanoszenia polewajcego s: stan cieky tworzywa wejciowego do procesu nanoszenia oraz cigo samego procesu, zwizana z na13noszeniem tworzywa na przedmioty o duych rozmiarach lub na wstgi. Nanoszenie to dzieli si na swobodne i wymuszone. Nanoszenie natryskowe- Nanoszenie poprzez natryskiwanie tworzyw w stanie ciekym. Nanoszenie zanurzeniowe- Proces nanoszenia zanurzeniowego polega na zanurzeniu przedmiotu w tworzywie bdcym w stanie ciekym lub plastycznym, odczekaniu okrelonego czasu, wynurzeniu przedmiotu i nastpnie zestaleniu bd utwardzeniu tworzywa powoki 3. Waciwoci powok z tworzyw sztucznych -niezwilalno, -waciwoci antykorozyjne, -obojtno fizjologiczna, -odporno chemiczna i termiczna, -nieprzywieralno do innych materiaw, - minimalny wspczynnik tarcia. 4. Przygotowanie powierzchni przeznaczonych do powlekania ODTUSZCZANIE - proces ten ma na celu usunicie z powierzchni metalowej ladw olejw lub tuszczw oraz zanieczyszcze w nich zawartych. Oleje lub tuszcze, jak i przypadkowe zanieczyszczenia mog niekiedy utrudnia trawienie chemiczne oraz nanoszenie warstw specjalnych fosforanw zwikszajcych przyczepno powoki. Odtuszczanie naley przeprowadza bardzo starannie, gdy warunkuje to przyczepno naoonej powoki. ODTUSZCZANIE ROZPUSZCZALNIKAMI CHLOROWCOWYMI - zaliczamy do nich wszelkie pochodne wglowodorw alifatycznych. Do odtuszczania powierzchni metalowych stosuje si zazwyczaj

trjchloroetylen oraz czterochloroetylen. Oba produkty, zarwno w stanie gazowym, jak i pynnym, rozpuszczaj znaczn ilo substancji tuszczowych, przy czym s one niepalne, co jest korzystne ze wzgldw bezpieczestwa. Dla penego wykorzystania waciwoci tych rozpuszczalnikw konieczne s specjalne urzdzenia umoliwiajce otrzymanie kpieli odtuszczajcych w temperaturze wrzenia, tj. 87 C dla trjchloroetylenu i 119 C dla czterochloroetylenu. ODTUSZCZANIE W ROZTWORACH ALKALICZNYCH - w tym celu stosuje si roztwory alkaliczne oparte na wodorotlenku sodowym, ktre uzupeniane s dodatkami substancji zasadowych mniej agresywnych oraz rodkw powierzchniowo czynnych umoliwiajcych zmydlanie olejw i tuszczw. Naley przy tym zwrci uwag na to, e niektre metale , np. stopy aluminiowe, ulegaj zniszczeniu pod wpywem alkaliw. OCZYSZCZANIE MECHANICZNE - tlenki znajdujce si na powierzchni s usuwane przez mechaniczne odrywanie czsteczkami cierniwa narzuconego z odpowiedni energi kinetyczn na oczyszczany przedmiot. Stosuje si dwa rodzaje cierniwa: mineralne i metalowe. Jako cierniwa mineralne uywane s najczciej piaski rzeczne, piaski kwarcowe z kamienioomw i sztuczny korund (tlenek glinowy krystaliczny). Jako cierniwo metalowe stosowany bywa rut kulisty lub pryzmowy. Zalecany jest raczej rut pryzmowy, poniewa z uwagi na swoje dziaanie pozwala uzyskiwa powierzchni dobrze zszorstkowan , co polepsza przyczepno powoki. WYTRAWIANIE - ma na celu usunicie tlenkw z powierzchni oczyszczanych przedmiotw. Trawienie jest zawsze poprzedzane odtuszczaniem, gdy kwasy nie rozpuszczaj tuszczw. Stosowanie kwasw lub ich roztworw w celu rozpuszczenia tlenkw wymaga po trawieniu pukania wod biec oraz pasywacji lub neutralizacji. Wszystkie kwasy rozpuszczaj, oprcz tlenkw, rwnie metal; a zatem, aby ograniczy to niszczce dziaanie bez zmniejszenia szybkoci rozpuszczania tlenkw, do roztworw trawicych naley dodatkowo wprowadzi odpowiednie inhibitory ograniczajce niszczenie metalu. Inhibitorami s substancje organiczne, jak siarczki, niektre produkty aminowe lub zwizki aminosiarkowe. NANOSZENIE GRUNTU - przy stosowaniu organicznych powok ochronnych przygotowanie powierzchni pod powok obejmuje rwnie dla wikszoci tworzyw sztucznych nakadanie tzw. gruntu lub midzywarstw. Ma to na celu zapewnienie dobrego poczenia warstwy ochronnej z podoem. Rodzaje stosowanych gruntw oraz technologie ich nanoszenia zwizane s przede wszystkim z rodzajem tworzywa powokowego 5. Kierunki zastosowa powok z tworzyw sztucznych