устройство для изготовления изделий сложной конфигурации из полимерных материалов, преимущественно поликапролактама

Формула изобретения

Устройство для изготовления изделий сложной конфигурации из полимерных материалов, преимущественно поликапролактама, включающее емкости для компонентов реакционной смеси, гидроцилиндр с поршнем и пресс-форму, отличающийся тем, что гидроцилиндр с поршнем совмещены с пресс-формой и поршень установлен с возможностью перемещения в гидроцилиндре и в верхней части пресс-формы, диаметр отверстия внутренней полости пресс-формы не меньше диаметра поршня, а емкости для компонентов реакционной смеси соединены с пресс-формой с помощью трехходового крана через входные трубопроводы, причем выходной трубопровод трехходового крана соединен с пресс-формой, соотношение диаметров обоих входных трубопроводов и одного выходного трубопровода крана составляет 1: 1, при этом пресс-форма снабжена термодатчиком, который связан с гидроприводом поршня через пульт управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области точного литья, в частности к разработке оборудования для изготовления изделий сложной конфигурации, например зубчатых колес, подшипников, которые могут быть использованы в автомобильной, судоремонтной, авиационной, машиностроительной химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для изготовления изделий сложной конфигурации из полимерных материалов, которое содержит емкости для компонентов реакционной смеси, цилиндр с поршнем, разъемную пресс-форму и трубопроводы для соединения пресс-формы с емкостями для компонентов реакционной смеси. Цилиндр с поршнем расположены непосредственно над пресс-формой (SU, 766870, кл. B 29 C 35/02, 1993).

Задачей изобретения является получение высококачественных изделий из полимерных материалов, преимущественно поликапролактама, в том числе сложной формы, снижение брака и отходов, повышение их точности и производительности труда.

На чертеже схематически изображено разработанное устройство для изготовления изделий сложной конфигурации из полимерных материалов в соответствии с изобретением.

Устройство состоит из пресс-формы 1, внутри стенок которой расположены нагреватели 2, емкости для компонентов реакционной смеси 3, трехходовой кран 4 с входными трубопроводами 5 и выходным трубопроводом 6. Соотношение диаметров обоих входных трубопроводов 5 и одного выходного трубопровода трехходового крана составляет 1:1.

Над пресс-формой расположен гидроцилиндр 7 с поршнем 8 и гидроприводом 9. Пресс-форма снабжена термодатчиком 10 и механизмом смыкания и размыкания 11. Механизм смыкания и размыкания пресс-формы 11 связан с пультом управления 12. Гидропривод 9 поршня 8 связан с термодатчиком 10 через пульт управления 12.

Устройство работает следующим образом.

В емкости 3 помещают исходный мономер. Поршень 8, находящийся в гидроцилиндре 7, поднимают с помощью гидропривода 9. Пресс-форму 1 разогревают с помощью нагревателей 2. В расплав мономера, находящийся в одной из емкостей 3, добавляют катализатор, а в расплав мономера, находящийся в другой емкости 3, добавляют активатор и, компоненты из емкостей 3 начинают поступать через входные трубопроводы 5, в трехходовой кран 4, смешиваются и через выходной трубопровод 6 реакционная смесь заполняет внутреннюю полость пресс-формы 1. Окончание процесса полимеризации фиксируется термодатчиком 10 по скачку температуры. Сигнал от термодатчика поступает на пульт управления 12, который приводит в движение гидропривод 9. Поршень 9 передает давление на полимерную массу, находящуюся в пресс-форме 1, в период ее отверждения, после чего пресс-форму размыкают и извлекают готовое изделие, далее цикл повторяют.

Для изготовления изделий из капролактама в емкости 3 помещают равные количества мономера капролактама, который расплавляют при температуре 100-135^oC, сушат в среде инертного газа и далее в одну из емкостей 3 вводят катализатор, а в другую активатор. Диаметры отверстий входных трубопроводов 5 составляют 10 мм, диаметр отверстия выходного трубопровода равен 20 мм. Реакционную смесь нагревают в пресс-форме 1 до температуры 175 - 180^oC. Через 15-20 минут после заполнения формы начинает протекать процесс полимеризации. После фиксации скачка температуры термодатчиком 10 сигнал поступает на пульт управления 12, который приводит в движение гидропривод 9. Прикладываемое к поршню давление составляет 200 МПа. Давление выдерживают в течение 15-20 минут. Далее форму размыкают и изделия извлекают. Полученное изделие имеет следующие физико-механические характеристики: прочность на сжатие 165 МПА, _изг. 128 МПА, плотность 1,17 г/см². Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет получать изделия с высокими физико-механическими свойствами. Отсутствуют дефекты в виде пор, раковин, микротрещин, усадочных раковин, повышается точность получаемых изделий до точности изделий, получаемых методом литья под давлением /3-4 класс точности/. Производительность труда возрастает в 15-16 раз по сравнению с получением изделий методом литья под давлением.