Устройство для формования изделий из листа термопласта

Корисна модель відноситься до обладнання для виготовлення порожнистих виробів з листового термопласту, наприклад, пакувальних контейнерів, упаковки типу блістер, корекс тощо.

Відомий пристрій для формування виробів з листа термопласту, який містить стіл з формоутворюючою оснасткою і розміщену над ним горизонтальну плиту нагрівання, яка виконана рухомою (авторське свідоцтво СРСР № 818 883, опубл. 07.04.81р., МКВ³ В29С 17/04). Плита нагрівання зв'язана з механізмом, що забезпечує ЇЇ вертикальне зворотньо-поступальне переміщення і розворот на заданий кут.

Недолік відомого пристрою полягає в необхідності установлення плити нагрівання в робоче положення перед початком формування і в неробоче положення після закінчення формування кожного виробу, що зумовлює невисоку продуктивність пристрою.

На продуктивність пристрою також негативно впливає дистанційне розташування плити нагрівання, бо розігрівання листа термопласту, внаслідок значних втрат теплової енергії в оточуюче середовище, потребує тривалого часу.

До того ж при дистанційному нагріванні, через ефект крайового охолодження листа термопласту і плити нагрівання, досить складно забезпечити рівномірне прогрівання листа, що веде до погіршення якості готового виробу.

Найближчим до пристрою, що заявляється, є пристрій для формування виробів з листа термопласту, який містить установлені співвісно з можливістю зворотньо-поступального переміщення відносно одна одної матрицю з порожниною і отворами для проходження повітря і пневмокамеру з порожниною, лінійні розміри нижньої основи якої відповідають лінійним розмірам верхньої основи порожнини матриці, а також горизонтальну плиту нагрівання, що обернена нижньою основою до порожнини матриці. (М.А. Шерышев и др. Формирование полимерных листов и пленок. Ленин- град, "Химия", 1989 г., с. 67-68).

Матриця і плита нагрівання установлені нерухомо, а розташована між ними пневмокамера кріпиться до притискної рами, яка з`єднана зі штоком пневмоциліндра, що забезпечує її зворотньо-поступальне переміщення. Перед початком роботи пристрою пневмокамера вилучається, а на матрицю укладається лист термопласту. Потім вмикається нагрівальний елемент, розташований всередині плити нагрівання, і здійснюється дистанційне нагрівання листа, що формується. Після розігрівання листа пневмокамера знову прикріплюється до притискної рами і під дією штоків пневмоциліндра сумісно з притискною рамою переміщується вниз до зімкнення з матрицею. Негативне формування виробу відбувається під дією стисненого повітря, що подається в порожнину пневмокамери.

Недолікам даного пристрою, як і попереднього аналога, є його невисока продуктивність, що зумовлено значними втратами часу на виконання встановлювальних операцій перед формуванням кожного виробу (вилучання пневмокамери з притискної рами, установлювання пневмокамери і прогрівання плити нагрівання до встановлювальної температури), а також на розігрівання листа термопласту від дистанційно розташованої плити нагрівання.

Крім того, відомий пристрій не забезпечує високої якості виробів внаслідок ефекту крайового охолодження листа термопласту і плити нагріван-ня, що має місце при дистанційному нагріванні.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для формування виробів з листа термопласту, в якому за рахунок введення нового елемента (маски з термоізолюючого матеріалу) і нового взаємного розташування відомих елементів забезпечується скорочення часу циклу формування і створення сприятливих умов для рівномірного розігрівання листа термопласту, і таким чином підвищується продуктивність пристрою при одночасному покращенні якості виробів.

Для вирішення поставленої задачі в пристрої для формування виробів з листа термопласту, який містить установлені співвісно с можливістю вертикального зворотньо-поступального перемі-щення відносно одна одної матрицю з порож-ниною і отворами для проходження повітря і пневмокамеру з порожниною, лінійні розміри нижньої основи якої відповідають лінійним розмірам верхньої основи порожнини матриці, а також горизонтальну плиту нагрівання, що обернена нижньою основою до порожнини матриці, згідно з корисною моделлю, введена маска з термоізолюючого матеріалу, маска закріплена на нижній основі плити нагрівання і виконана з вікном за лінійними розмірами верхньої основи порожнини матриці, яка розташована співвісно з матрицею, пневмокамера установлена на верхній основі плити нагрівання, яка має отвори для сполучення порожнин матриці і пневмокамери.

Згідно з корисною моделлю, на поверхню нижньої основи плити нагрівання нанесене зміцнювальне покриття.

Крім того, згідно з корисною моделлю, поверхня нижньої основи плити нагрівання оброблена до класу не нижче 11 шорсткості поверхні.

Сукупність суттєвих ознак пристрою для формування виробів з листа термопласту, у порівнянні з аналогом і прототипом, забезпечує скорочення часу циклу формування за рахунок виключення встановлювальних операцій перед формуванням кожного виробу, бо матриця, пневмокамера і нагріта до встановлювальної температури плита нагрівання з закріпленою на ній маскою з термоізолюючого матеріалу впродовж всього робочого циклу знаходяться в межах зони формування, при цьому наявність в масці розташованого над порожниною матриці вікна сприяє швидкому локальному розігріванню саме тієї ділянки листа термопласту, що підлягає термообробці, в замкненій камері, яка утворюється при зімкненні матриці з плитою нагрівання, і в безпосередній близькості від нагрітої поверхні.

В пристрої, що заявляється, у порівнянні з аналогом і прототипом, одночасно з підвищенням продуктивності, досягається покращення якості виробів завдяки усуненню ефекта крайового охолодження і створенню сприятливих умов для швидкого та рівномірного нагрівання листа термопласту.

Пристрій для формування виробів з листа термопласту, що заявляється, схематично зображений на кресленні.

Пристрій для формування виробів з листа термопласту містить встановлені співвісно з можливістю вертикального зворотньо-поступального переміщення відносно одна одної матрицю 1 з порожниною і отворами 2 для проходження повітря і пневмокамеру З з порожниною, лінійні розміри нижньої основи якої відповідають лінійним розмірам верхньої основи порожнини матриці, а також горизонтальну плиту 4 нагрівання, нижня основа якої обернена до порожнини матриці 1. На нижній основі плити 4 нагрівання закріплена маска 5 з термоізолюючого матеріалу, яка виконана з вікном 6 за лінійними розмірами верхньої основи порожнини матриці 1, яка розташована співвісно з матрицею 1.

Маска виконана, наприклад, з текстоліту і закріплена, наприклад, по периметру нижньої основи плити 4 нагрівання. Товщина маски 5 може бути, наприклад, 0,8-1,2 мм і обирається виходячи з таких міркувань. Мінімальна товщина маски 5 обумовлена здатністю матеріалу, з якого вона виготовлена, зберігати термоізолюючі властивості і таким чином забезпечувати нагрівання листа термопласту, який знаходиться під нею, впродовж усього часу нагрівання до температури, що не перевищує 80-90% температури плавлення термопласту. При стовщуванні маски 5 зростає відстань між листом термопласту і поверхнею плити 4 нагрівання, що веде до необхідності збільшувати тривалість нагріву або потужність нагрівальних елементів, що є економічно недоцільним.

Пневмокамера 3 установлена на верхній основі плити 4 нагрівання, яка має отвори 7 для сполучення порожнин матриці 1 і пневмокамери 3. Всередині плити 4 нагрівання розміщені нагрівальні елементи 8, наприклад, гнучкі інфрачервоні ТЕНи. На поверхню нижньої основи плити 4 нагрівання нанесене зміцнювальне покриття, наприклад, хромове покриття, що запобігає її пошкодженню при зімкненні матриці 1 з плитою 4 нагрівання та під час заміни маски 5. Крім того, поверхня нижньої основи плити 4 нагрівання оброблена до класу не нижче 11 шорсткості поверхні, що забезпечує щільне прилягання маски 5 до плити 4 нагрівання, тобто надійну герметизацію зони нагрівання.

Матриця 1 з'єднана з штоком 9 пневмоциліндра (на кресленні не показаний), який забезпечує її зворотньо-поступальне переміщення. Порожнина пневмокамери 3 сполучена з джерелом стисненого повітря формування (на кресленні не показане).

Пристрій для формування виробів з листа термопласту працює так.

Лист 10 термопласту розміщують над порожниною матриці 1, лінійні розміри верхньої основи якої відповідають контуру виробу, що формується, вмикають нагрівальні елементи 8 і нагрівають плиту 4 нагрівання до установлювальної температури. Потім за допомогою штока 9 піднімають матрицю 1 до контакта листа 10 з маскою 5. Ділянка листа 10, яка знаходиться всередині замкненої камери, що утворена порожниною матриці 1 і поверхнею плити 4 нагрівання, на відстані приблизно 1 мм від неї, рівномірно розігрівається до температури плавлення термопласту, тоді як частина листа 10, що контактує з маскою 5, нагрівається до температури 80-90% температури плавлення, що виключає можливість деформування листа 10 або прилипання його до маски 5.

Після досягнення температури формування подають повітря формування з порожнини пневмокамери 3 через отвори 7 в плиті 4 нагрівання, які знаходяться всередині контура, обмеженого порожниною пневмокамери 3.

Після закінчення процесу формування рухому в осьовому напрямку матрицю 1 з відформованим виробом відводять вниз, виріб після охолодження вилучають, наприклад, дією стисненого повітря знизу, через отвори 2 в порожнині матриці 1.

Наступний цикл формування відбувається аналогічним чином, без виконання будь-яких вста-новлювальних операцій.

Формування виробів з використанням заявлюваного пристрою може бути здійснене комбінованою пневмо- і вакуумною дією на лист 10 термопласту через отвори 7 в плиті 4 нагрівання або отвори 2 в матриці 1.

Заявлюваний пристрій також дозволяє здійснювати контактне нагрівання листа 10 термопласту шляхом подання притискаючого повітря через отвори 2 в матриці 1.

При формуванні великих за розмірами виробів може бути використаний механізм замикання матриці 1 у верхньому робочому положенні, наприклад, важильний механізм.

При використанні пристрою для формування виробів з листа поліетилентерефталату завтовшки 0,3 мм (температура плавлення 109°С) за умов тиску повітря формування 4 атм і середньої потуж-ності нагрівальних елементів 0,6 кВт забезпечено:

час нагрівання - 5 с, час циклу формування - 8 с (температура плити нагрівання 110°С);

час нагрівання - 2 с, час циклу формування - 5 с (температура плити нагрівання 140°С);

час нагрівання - 1,2 с, час циклу формування - 4,2 с (температура плити нагрівання 110°С, кон- тактне нагрівання з поданням притискаючого повітря).

Виготовлені вироби, завдяки швидкому та рівномірному розігріванню листа термопласту, мають високу якість, без складок і хвилеутворення, з однаковою товщиною стінок.

Таким чином, в пристрої для формування виробів з листа термопласту, який заявляється, за рахунок виключення втрат часу на виконання встановлювальних операцій перед формуванням кожного виробу і скорочення часу нагрівання листа термопласту при створенні сприятливих умов для його рівномірного розігрівання, забезпечено підвищення продуктивності пристрою при одночасному покращенні якості формованих виробів.

Фиг. 1