Презентация на тему "Современные технологии литья полимерных оптических изделий"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Современные технологии литья полимерных оптических изделий

  Восоркин А.С. аспирант, НИУ ИТМО Санкт-Петербург 2012

• 
  Слайд 2

  Проект светофора из полимерных материалов

  Линзы оптической системы Корпус оптической системы Корпус светофора 2

• 
  Слайд 3
  

  Задача:адаптировать конструкцию корпуса светофора, изготавливаемого в настоящее время из алюминия, под полимерный материал. Требования к изделию остаются прежними: ударная прочность, стойкость к воздействию факторов окружающей среды и пр. Материалы: PA66+GF ASA+PC PBT+GF PC 3

• 
  Слайд 4

  Содержание

  Литьевое прессование (компрессионное формование) Многокомпонентное литье и литье со вставкой Двухкомпонентное («сэндвич») литье Литье с газом и литье с водой Технология MuCell(Microcellular Molding ) Технология вариотермического литья (технология RHCM/Rapid Heat Cycle Molding) «Конформные» системы охлаждения («конформное» охлаждение) Применение полимеров, армированных волокнами 4

• 
  Слайд 5
  

  Ref: http://www.sumitomo-shi-demag.eu/solutions/injection_compression_moulding/ Литьевое прессование Другие названия: компрессионное формование, injection compression molding (ICM) Основные положения 5

• 
  Слайд 6
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Более низкое давление впрыска и оно более равномерно распределено Лучшая вентиляция в большинстве случаев (благодаря большему зазору) Более низкое усилие смыкание Усадка: меньше и равномернее Коробление: обычно меньше Недостатки: Дополнительное увеличение стоимости машины Ограничение по общей и локальной геометрии изделия 6 Литьевое прессование

• 
  Слайд 7
  

  Другие названия: MCM, многослойное литье, overmoldingmolding, insert molding, multi-shot molding Основные положения 7 Многокомпонентное литье и литье со вставкой В готовом изделии используется несколько материалов: при многокомпонентном литье - пластик и пластик при литье со вставкой - обычно пластик и металл (например,электрические коннекторы, соединения)

• 
  Слайд 8
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Большая свобода в отношении дизайна изделия Отсутствие дополнительных сборочных работ Более высокая прочность изделия за счет более прочного основания/вставки Улучшение эстетических качеств Комбинирование характеристик Недостатки: Трудности при контроле коробления Дополнительное увеличение стоимости машины и оснастки Адгезии 8 Многокомпонентное литье и литье со вставкой

• 
  Слайд 9
  

  Другие названия: «сэндвич» литье, co-injection molding (CoIM) Основные положения 9 Двухкомпонентное литье В готовом изделии используется два материала: базовый и поверхностный. Базовый материал находится между слоями поверхностного. Впрыск поверхностного материала. Впрыск поверхностного материала с контролируемым недоливом. 2. Впрыск базового материала/заполнение. Базовый материал проникает в поверхностный и достигает фронта расплава. 3. Впрыск базового материала/выдержка. Давление базового материала поддерживается для обеспечения выдержки.

• 
  Слайд 10
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Более низкая стоимость изделия Улучшение эстетических качеств Возможность комбинирования характеристик Недостатки: Необходимо обеспечить достаточного проникновения базового материала и предотвратить его выход на поверхность Более высокая стоимость оборудования Различное коробление базового и поверхностного материалов 10 Двухкомпонентное литье

• 
  Слайд 11
  

  Другие названия: gas-assisted injection molding (GAIM), water-assisted injection molding (WAIM) Основные положения 11 Литье с газом и литье с водой Ref: http://www.cinpres.com/short_shot.php Plastic Gate Впрыска материала. Впрыск материала с контролируемым недоливом 2. Впрыск газа/заполнение. Газ проникает в поверхностный материал и достигает фронта расплава 3. Впрыск газа/выдержка. Давление газа сохраняется для обеспечения выдержки. 4.Прекращение подачи газа. Давление газа отключается и образуется полость. Gas Needle Крупногабаритные изделия, корпусные детали, а также детали, которые можно сделать полыми внутри.

• 
  Слайд 12
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Низкая масса изделия Малое время охлаждение Низкий расход материала Равномерное распределение давления Меньшее давление впрыска Лучшее коробление и Меньше утяжин Недостатки: Выход газа насквозь (blow-through) Трудно контролировать толщину оболочки (corner effect) Нежелательно проникновениегаза (fingering effect) Высокая стоимость оборудования 12 Литье с газом и литье с водой Выход газа Blow-Through Малая толщина Большая толщина Ввод материала Ввод газа Фронт расплава Fingering effect Corner effect

• 
  Слайд 13
  

  Технология MuCell Другие названия: microcellular injection molding Основные положения 13 Полимер Два материала Двухфазная смесь Однофазная смесь Микропористая пена Двухфазная смесь Сверхкритическая жидкость введение смешивание/диффузия диффузия Термодинамическая нестабильность (N2 илиCO2)

• 
  Слайд 14
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Низкий расход материала Низкое давление впрыска Меньшее время цикла Лучшая размерная стабильность (меньше короблениеи утяжины) Большая прочность изделия в сравнении с традиционными методами вспенивания Лучший контроль размера пор/пустот Более высокий уровень безопасности по сравнению с химическим вспениванием Недостатки: Стоимость оборудования Несовершенство поверхности Низкая прочность в сравнении с литьем под давлением 14 Технология MuCell

• 
  Слайд 15
  

  Технология вариотермическоголитья Другие названия: технология вариотермического контроля температуры пресс-формы, variotherm, variotherm injection molding, rapid heat cycle molding (RHCM) Основные положения 15 В системе, называемой вариотермической,температура формы регулируется в процессе цикла литья.

• 
  Слайд 16
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Более низкое давление впрыска Меньшее время заполнения Лучшее уплотнение Устранение линий спая Лучшее качество поверхности Меньшее коробление Недостатки: Большие энергозатраты Дополнительные затраты на оборудование Дополнительный тепловой удар для формы Трудность при регулировании температуры 16 Технология вариотермическоголитья

• 
  Слайд 17
  

  «конформное» охлаждение Другие названия: «конформная» система охлаждения, conformal cooling Основные положения 17 «Конформная» система охлаждения - система, в которой конфигурация каналов охлаждения следует контуру поверхности оформляющей полости или отклоняется от этого контура в местах , где толщина стенки детали уменьшается/увеличивается, для оптимального управления температурой.

• 
  Слайд 18
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Быстрое охлаждение Равномерное охлаждение Лучшее качество поверхности Лучшее коробление Недостатки: Проработка конфигурации с точки зрения «мертвых» зон Высокая стоимость формы Уменьшение прочности формы Трудности ремонта в случае нарушения целостности каналов и их блокирования 18 «конформное» охлаждение

• 
  Слайд 19
  

  Применение полимеров, армированных волокнами 19 Полимеры, армированные волокном (fiber reinforced polymer, FRP) – композиционные материалы получаемые путем армирования волокнами полимерной матрицы. Широко применяются в качестве основного материала для улучшения механических свойств изделия.

• 
  Слайд 20
  

  Преимущества и недостатки Преимущества: Высокое соотношение прочность/масса (сопоставимо со сталью) Высокая плотность Высокая стойкость к ползучести Недостатки: Повышенная вязкость Слабые линии спая Прочность зависит от ориентацииволокон Более низкое качество поверхности 20 Применение полимеров, армированных волокнами

• 
  Слайд 21
  

  Спасибо за внимание! 21