Extrusion Russian Edition 4-5-2019

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ 52 ЭКСТРУЗИЯ 4-5/2019 пуансоны обозначаются как «заостренные». Кроме пуансонов, которые могут быть легко описаны с точки зрения геометрии (наклон стенки /радиус), дополнительно исследовались более сложные формы, которые уже невозможно описать с помощью двух простых геометрических свойств. Эти пуансоны имеют утолщение, которое по мере увеличения вытягивания фор- муемого материала может препятствовать наложению пленки на боковую стенку пуансона и тем самым дает возможность свести образование морщин на дне стаканчика к минимуму. Испытания и разработка методики оценки результата Чтобы иметь возможность исследовать влияние пуансона для предварительной вытяжки на результаты термоформо- вания изделия, были проведены испытания для определения соответствующих параметров процесса, необходимых для из- готовления симметричных по оси стаканчиков. Испытания проводились на одностанционной формовочной машине с вы- несенной станцией нагрева Kiefel KD 20/2. Изменяемые пара- метрыопределялись на основанииимеющейся в литературе ин- формации и рекомендаций группы научно-исследовательского проекта. Помимо материала и температуры заготовки, а также геометрических характеристик пуансона на распределение толщины стенки стаканчика большое влияние оказывают ход вытяжки, скорость вытяжки и время подачи сжатого воздуха. Ход вытяжки пуансона выбирался в соответствии с исполь- зованным ранее руководством по проектированию пуансонов. Скорость вытяжки выбиралась таким образом, чтобы обеспе- чить минимальную потерю тепла в пуансоне и максимальную продолжительность цикла. В используемом процессе сжатый воздух не оказывает существенного влияния на распределение толщины стенки. Точный расчет пуансона и точные настрой- ки оборудования приведены в литературе [3, 6]. Отдельные параметры процесса представлены в табл. 1. Для определения влияния геометрии пуансона на толщину стенки стаканчика толщина измерялась по контуру попереч- ного сечения изделия. Если принять за аксиому, что форма стаканчика симметрична, можно усреднить результаты, полу- ченные в противоположных частях сечения. Для наглядности на рис. 2 представлена только одна половина стаканчика. Точка измерения 1 (ТИ 1) располагается в центре донца стаканчика на оси симметрии, точка измерения ТИ 14 — на стенке стаканчика рядом с бортиком. На рис. 2 представлен характер изменения толщины стенки стаканчика, отформован- ного только с использованием сжатого воздуха, без пуансона для предварительной вытяжки. Используемый материал — за- готовка из полистирола (ПС) толщиной 0,8 мм. На рисунке виден более тонкий участок между точками измерения ТИ 6 и ТИ 7. Задача состоит в том, чтобы целенаправленно избежать образования такого участка путем применения предваритель- ной вытяжки с использованием пуансонов. Поскольку распре- деление по толщине стенки различается при использовании разных полимерных материалов, для экспериментов также использовался полипропилен (ПП) и аморфный полиэтилен- терефталат (АПЭТ). Используемая пленка во всех случаях имела толщину 0,8 мм. Анализ распределения толщины стенки при различной геометрии пуансона На рис. 3 показано, как меняется толщина стенки стаканчика при различных геометрических характеристиках пуансона. Используется пленка из ПС при температуре нагрева 120°C. В исследовании используются пуансоны с различными углами наклона стенки при неизменном радиусе скругления, состав- ляющем 9 мм. Результаты однозначно показывают, что измене- ние наклона стенки пуансона приводит к разному изменению толщины стенки стаканчика и может в значительной степени влиять на ее распределение вдоль сечения. Это особенно заметно по морщинам, которые возникают в точках измерения ТИ 8 и ТИ 10 при наклоне стенки пуансона 4° и 8°. Морщины могут быть уменьшены до минимума путем 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 ° 8 ° 12 ° Наклон стенки: Радиус кромки (постоянный): 9 мм ° Донце Стенка Толщина стенки, мм Точка измерения [`] Рис. 5. Влияние наклона стенки плоского пуансона с постоянным радиусом при использовании ПП Точка измерения [`] 4 ° 8 ° 12 ° Наклон стенки: Радиус кромки (постоянный): 9 мм ° 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 Толщина стенки, мм Донце Стенка Рис. 6. Влияние наклона стенки плоского пуансона с постоянным радиусом при использовании АПЭТ