Formowanie tłoczne materiału SMC/BMC steruje trzema elementami

W procesie formowania tłocznego SMC/BMC należy skupić się na kontrolowaniu „trzech punktów”, czyli trzech głównych parametrów procesu: temperatury formowania, ciśnienia formowania i czasu formowania.

 

Temperatura formowania to temperatura formy zadana podczas formowania formy i ten parametr procesu określa warunki przekazywania ciepła formy do materiału w gnieździe formy, co ma decydujący wpływ na proces topienia, płynięcia i utwardzania materiału. Zmiana temperatury masy formierskiej SMC/BMC podczas procesu formowania jest bardziej skomplikowana, ponieważ tworzywo sztuczne jest słabym przewodnikiem ciepła, a różnica temperatur pomiędzy środkiem i krawędzią materiału na początku formowania jest duża, co będzie powodować reakcja sieciowania utwardzającego rozpoczyna się jednocześnie w wewnętrznej i zewnętrznej warstwie materiału. Materiał powierzchniowy jest utwardzany wcześniej przez ogrzewanie i tworzy twardą skorupę, a późniejsze utwardzanie i skurcz materiału wewnętrznego jest ograniczane przez zewnętrzną twardą skorupę, co powoduje szczątkowe naprężenia ściskające w warstwie wierzchniej formowanego produktu i warstwie wewnętrznej posiada szczątkowe naprężenia rozciągające, a istnienie naprężeń szczątkowych spowoduje wypaczenie, pękanie i zmniejszenie wytrzymałości produktu. Dlatego podjęcie działań mających na celu zminimalizowanie różnicy temperatur pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną stroną materiału we wnęce formy oraz wyeliminowanie nierównomiernego utwardzania jest jednym z ważnych warunków uzyskania produktów wysokiej jakości. Temperatura formowania masy formierskiej SMC/BMC zależy od egzotermicznej temperatury szczytowej i szybkości utwardzania układu utwardzania, a zakres temperatur szczytowej temperatury utwardzania jest zwykle nieco niższy niż zakres temperatur utwardzania, który zazwyczaj wynosi około 135 ~ 170 stopni i określone testem; System z dużą szybkością utwardzania przyjmuje niższą temperaturę, a system z małą szybkością utwardzania wymaga wyższej temperatury. Podczas formowania wyrobów cienkościennych można przyjąć górną granicę zakresu temperatur, a dolną granicę zakresu temperatur można przyjąć przy formowaniu wyrobów grubościennych, natomiast przy formowaniu wyrobów cienkościennych o dużej głębokości formowania należy przyjąć również dolną granicę zakresu temperatur ze względu na długi proces, aby zapobiec zestalaniu się materiału w procesie płynięcia. Przy założeniu, że nie zniszczy się wytrzymałości i innych wskaźników wydajności produktu, odpowiednie podniesienie temperatury formowania jest korzystne dla skrócenia cyklu formowania i poprawy jakości produktu. Temperatura formowania jest zbyt niska, nie tylko ze względu na lepkość i słabą płynność stopionego materiału, ale także dlatego, że trudno jest w pełni przeprowadzić reakcję sieciowania, wytrzymałość produktu nie jest wysoka, wygląd jest matowy, a Podczas rozformowywania dochodzi do przyklejania się formy i deformacji wypychania.

 

 

Ciśnienie formowania wyraża się zwykle ciśnieniem formowania (MPa), to znaczy stosunkiem całkowitej siły wywieranej przez prasę hydrauliczną FRP na formę do rzutowanej powierzchni wnęki formy w kierunku ciśnienia. Rolą ciśnienia formowania w procesie formowania jest szczelne zamknięcie formy i zagęszczenie materiału, a także wspomaganie przepływu stopu i zrównoważenie ciśnienia generowanego przez ulatnianie się substancji niskocząsteczkowych we wnęce formy. Formowany materiał o dużym stopniu sprężania zużywa więcej energii podczas zagęszczania, dlatego podczas formowania należy zastosować wyższe ciśnienie formowania, więc ciśnienie formowanego materiału sypkiego jest wyższe niż formowanego półwyrobu, a ciśnienie formowanego materiału SMC/BMC jest wyższa niż w przypadku formowanego materiału proszkowego. Przy formowaniu materiałów o dużej lepkości stopu i dużej szybkości sieciowania, a także przetwarzaniu wyrobów o skomplikowanych kształtach, cienkich ściankach, głębokościach lub dużych powierzchniach, konieczne jest zastosowanie wysokiego ciśnienia formowania, ponieważ konieczne jest pokonanie dużych oporów przepływu w celu wypełnienia wnękę formy. Wysoka temperatura formowania przyspiesza reakcję sieciowania, co powoduje szybki wzrost lepkości stopu, dlatego konieczna jest współpraca z nim przy dużym ciśnieniu formowania. Chociaż wysokie ciśnienie formowania ma szereg zalet, takich jak zwiększenie gęstości produktu, zmniejszenie skurczu przy formowaniu, sprzyjanie szybkiemu wypełnianiu formy, przezwyciężanie pęcznienia i zapobieganie pojawianiu się porów. Jednakże nadmierne ciśnienie formowania skróci żywotność formy, zwiększy zużycie energii przez prasę hydrauliczną i zwiększy naprężenia szczątkowe w produkcie. Dlatego też podczas przetwarzania formowanych wyrobów z termoutwardzalnych tworzyw sztucznych stosuje się wstępne prasowanie, podgrzewanie i odpowiednie zwiększanie temperatury formowania, aby uniknąć wysokiego ciśnienia formowania. Jeśli temperatura podgrzewania wstępnego nie zostanie odpowiednio zwiększona lub czas podgrzewania ulegnie wydłużeniu, płynność częściowego utwardzania zostanie zmniejszona w procesie podgrzewania wstępnego, nie tylko nie można zmniejszyć ciśnienia formowania, ale należy zastosować wyższe ciśnienie formowania, aby zapewnić, że materiał wypełnia wnękę formy.

 

Czas formowania jest również nazywany izolacją i czasem przetrzymywania podczas formowania tłocznego. Odnosi się do czasu, w którym materiał nagrzewa się i zestala w formie po całkowitym zamknięciu formy lub po ostatnim uwolnieniu gazu i otwarciu formy. Rola czasu formowania w procesie formowania polega głównie na zapewnieniu uformowanemu przedmiotowi, który uzyskał kształt wnęki formy, wystarczającego czasu na zakończenie utwardzenia. Utwardzanie odnosi się do procesu tworzenia struktury ciała podczas formowania tworzyw termoutwardzalnych, a proces utwardzania to proces reakcji sieciowania będący istotą reakcji chemicznej. Jednakże „całkowite utwardzenie” w procesie nie oznacza, że ​​reakcja sieciowania została przeprowadzona do końca, to znaczy, że wszystkie grupy aktywne, które mogą uczestniczyć w sieciowaniu, wzięły w niej udział. Termin w procesie oznacza, że ​​reakcja sieciowania została przeprowadzona w odpowiednim stopniu, a kompleksowe właściwości fizyko-mechaniczne produktu lub inne specjalnie określone właściwości osiągnęły oczekiwane wskaźniki. Oczywiście stopień usieciowania produktu nie może osiągnąć 100%, ale stopień usieciowania może przekroczyć 100%, a zjawisko sieciowania przekraczającego wymagany stopień całkowitego utwardzenia nazywa się zwykle „przejrzałym” i odwrotnie nazywa się „niedojrzałym”. Określenie czasu formowania zależy od szybkości utwardzania masy formierskiej SMC/BMC, kształtu i grubości ścianki produktu, struktury formy, temperatury formowania i poziomu ciśnienia formowania, a także tego, czy napięcie wstępne, podgrzewanie wstępne i czy jest wyczerpujące podczas formowania. Odpowiednie warunki wstępnego podgrzewania sprzyjają skróceniu czasu formowania, ponieważ proces nagrzewania materiału we wnęce formy i proces wypełniania wnęki formy można przyspieszyć, a czas formowania ulega skróceniu wraz ze wzrostem temperatury formowania i czasu formowania należy odpowiednio wydłużyć w przypadku zwiększenia grubości ścianki produktu. Gdy temperatura formowania i ciśnienie formowania są stałe, czas formowania staje się kluczowym czynnikiem determinującym wydajność produktu, czas formowania jest zbyt krótki, żywica nie może zostać całkowicie utwardzona, produkt nie jest dojrzały, więc właściwości mechaniczne są kiepskie, brakuje im połysku, a po wyjęciu z formy łatwo je wypaczyć i odkształcić. Odpowiednie wydłużenie czasu formowania może nie tylko przezwyciężyć powyższe wady, ale także zmniejszyć skurcz formowania produktu i poprawić jego odporność cieplną, wytrzymałość i izolację elektryczną. Jednakże zbyt duże wydłużenie czasu formowania spowoduje, że produkt będzie przejrzały, co nie tylko zmniejszy wydajność produkcji i zwiększy energochłonność, ale także zwiększy stopień skurczu na skutek nadmiernego usieciowania, co spowoduje duże naprężenia wewnętrzne pomiędzy żywicą i wypełniacz; Często powoduje również, że powierzchnia produktu staje się ciemna i pęcherze, a w poważnych przypadkach produkt może pękać.