Extrusion Russian Edition 4-5-2019

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ 54 ЭКСТРУЗИЯ 4-5/2019 мальная разница толщин ∆ d самого толстого ( d max ) и самого тонкого ( d min ) участка стенки имеет наименьшее значение: ∆ d = d max – d min (уравнение 1). Теперь можно сравнить с устойчивостью стаканчика к вер- тикальной нагрузке. Устойчивость определялась с помощью испытаний на сжатие на машине Zwick Z10. Наибольшая на- грузка, выдерживаемая стаканчиком, определялась в момент его расплющивания. Максимальная разница в толщине стенки и полученное в испытаниях значение устойчивости к верти- кальной нагрузке в зависимости от геометрии пуансона пред- ставлены на рис. 8 на примере стаканчиков из полипропилена (температура пленки 126°C). На рисунке отчетливо видно, что чем меньше максимальная разница в толщине стенки, тем большую нагрузку способен выдержать стаканчик. Это объясняется тем, что при большей однородности распределения толщины стенки самые тонкие места толще, нежели когда стенка неоднородна. Следователь- но, снижение неоднородности толщины стенки приводит к по- вышению устойчивости стаканчика к нагрузкам. Выявленная тенденция также подтвердилась при использовании других пленочных материалов и температуры нагрева пленки. Заключение и выводы Исследования геометрии пуансона для предварительной вытяжки показали, что радиус скругления кромки пуансона оказывает сравнительно небольшое влияние на устанавливаю- щееся распределение толщины стенки готового изделия. И, на- против, наклон стенки пуансона позволяет лучше согласовать распределение толщины стенки и сделать стенку изделия более однородной. Тем не менее невозможно заранее подобрать пу- ансон таким образом, чтобы он обеспечил наилучшее качество распределения толщины стенки. Причина этого заключается в том, что распределение толщины стенки сильно отличается в зависимости от материала и температуры заготовки. У всех стаканчиков, изготовленных с помощью пуансонов для предварительной вытяжки, кроме заостренных пуансонов, удалось за счет более равномерного рас- пределения толщины стенки улучшить механические свойства, например устой- чивость к вертикальной нагрузке. Исполь- зование пуансона дает возможность более целенаправленно вытягивать материал по сравнению с формованием с использовани- ем только сжатого воздуха, тем самым из- бегая образования локальных уменьшений толщины стенки, что, в свою очередь, по- зволяет уменьшить толщину используемой для формования пленки до минимума. В планах ученых изучить, насколько результаты данного иссле- дования могут быть перенесены на процесс термоформования крупных или более глубоких стаканчиков. Institut fuer Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen www.ikv-aachen.de Литература: 1. Collins P., Harkin-Jones E.M.A., Martin P.J. The Role of Tool/ Sheet Contact in Plug-assisted Thermoforming. International Polymer Processing 17 (2002) 4, s. 361-369. 2. Ederleh L. Simulative und experimentelle Untersuchungen zum Umformverhalten von thermoplastischer Kunststoffe beim Thermoformen. RWTH Aachen, Dissertation, 2014, ISBN: 978- 3-95886-026-1. 3. Hopmann Ch., Balcerowiak D. Der Schreckmarke den Kampf angesagt. Kunststoffe 118 (2018) 11, s. 81-85. 4. Hopmann Ch., Michaeli W. Einfuehrung in die Kunststoffverarbeitung. Muenchen: Carl Hanser Verlag, 2015. 5. Haberstroh E., Wirtz J. Helfer fuer die Becherformung. Kunststoffe 93 (2003) 12, s. 52-55. 6. Illig A., Schwarzmann P. Thermoformen in der Praxis. Muenchen, Wien: Carl Hanser Verlag, 2008. 7. Martin P.J., Choo H.L., O’Connor C.P.K. Measurement & Modelling of Slip During Plug-Assisted Thermoforming. Key Engineering Materials (2013) 504-506, s. 1105-1110. 8. Mccool R., Martin P.J. The Role of Process Parametersin Determining Wall Thickness Distribution in Plug-Assisted Thermoforming. Polymer Engineering and Science, 10 (2010) 50, s.1923-1934. 9. Mccool R., Martin P.J., Harkin-Jones E. Process modelling for control of product wall thickness in thermoforming. Plastics, Rubber and Composites, 8 (2006) 35, s. 340-347. 10. Moser A. Nutzung von Prozesswissen beimThermoformen von Verpackungen. Universitaet Duisburg-Essen, Dissertation, 2013. 11. O’Connor C.P.J., Martin P.J., Sweeney J., Menary G., Cato-Rose P., Spencer P.E. Simulation of the plug-assisted thermoforming of polypropylene using a large strain thermally coupled constitutive model. Journal of Materials Processing Technology 213 (2013), s. 1588-1600. 12. Throne J., Beine J. Thermoformen Werkstoffe –Verfahren – Anwendungen. Muenchen, Wien: Carl HanserVerlag, 1999. Рис. 8. Максимальная разница в толщине стенки стаканчика и соответствующая вертикальная нагрузка в зависимости от различной геометрии пуансона 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 2. WR Rankingplatzierung und Stempel max Wanddickendifferenz 126°C max Topload 126°C Topload Максимальная разница толщины стенки, мм Разница толщины стенки Вертикальная нагрузка Максимальная вертикальная нагрузка, Н Выпуклый выступ Сферический Заостренный 17° Геометрия пуансона 4° R3 4° R6