Polümeermaterjalid ja polümeerkomposiitmaterjalid valmistustehnoloogia ja omadused Renno Veinthal, Jaan Kers e-post: renno.veinthal@ttu.ee; jaan.kers@ttu.ee.

Παρουσίαση με θέμα: "Polümeermaterjalid ja polümeerkomposiitmaterjalid valmistustehnoloogia ja omadused Renno Veinthal, Jaan Kers e-post: renno.veinthal@ttu.ee; jaan.kers@ttu.ee."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Polümeermaterjalid ja polümeerkomposiitmaterjalid valmistustehnoloogia ja omadused
Renno Veinthal, Jaan Kers e-post:

2 Konstruktsioonimaterjalide jaotus
Metallid Keraamilised materjalid Polümeerid Komposiidid Tuntud 105 Mendelejevi tabeli elemendist on: 81 metallid 6 üleminekumetallid 18 mittemetallid

3 Polümeeride olemus ja liigitus
Polümeerid: kõrgmolekulaarsed ühendid (molaarmass jääb vahemikku g/mol) Makromolekulid on ülesehitatud madalamolekulaarsetest ainetest- monomeeridest Plastid: polümeeride baasil valmistatud tehismaterjalid, mille põhikomponendiks on polümeer ning mis töötlemisfaasis on plastsed, tavaliselt kõrgendatud temperatuuri ja rõhu mõjul Polümeerkomposiidid (plastkomposiidid): on materjalid, mis koosnevad polümeersest maatriksist (sideainest) ning tugevdavast ehk armeerivast lisandist (täiteaine – teraline või kiud materjal ). NB! Kõik plastid on polümeerid aga kõik polümeerid ei pruugi olla plastid (kummid, liimid, pinnakattematerjalid)

4 Polümeeride liigitus Päritolu järgi: looduslikud (tselluloos, kautšuk), modifitseeritud looduslikud (struktuur säilib peale keemilist töötlemist) ja sünteetilised (naftast, maagaasist, kivisöest) Peaahela kuju järgi: lineaarse, hargnenud ja ristsillatud ahelaga Rakendusomaduste järgi: tarbeplastid, konstruktsioonplastid, eriotstarbelised plastid

5 Polümeeride supermolekulaarne struktuur
Polümeerid ei saa oma supermolekulaarse struktuuri tõttu olla gaasilises olekus, sest keemistemperatuur on üldjuhul kõrgem polümeeri lagunemistemperatuurist. Polümeerid võivad olla ainult vedelas või tahkes agregaatolekus. Supermolekulaarse struktuuri põhimõisted on kristallilisus ja amorfsus Kristallilisus on kolmedimensionaalne korrastatus atomaarsel tasandil, kus aatomid võrepunktidena moodustavad määratud parameetritega kristallvõre.

6 Kristalliinsus Polümeerid ei ole perfektselt kristallilised vaid sisaldavad ka amorfset osa. Seetõttu tuleks polümeeride puhul kasutada mõisted kristalliinsus (poolkristalliline). Polümeerid ei ole ka kolmedimensionaalselt isotroopsed, seetõttu on neile iseloomulik polümorfism, st et ühesuguse koostise ja konfiguratsiooniga polümeerid võivad kristallumisel anda erinevaid kristallmodifikatsioone. Plastide mehaanilised omadused sõltuvad suurel määral kristallisatsiooniastmest. Kristalliinne struktuur mõjutab polümeeride omadusi: Suureneb ahelate pakkimistihedus, seega ka polümeeri tihedus Tõuseb pehmenemistemperatuur Väheneb polümeeri läbipaistvus

7 Kristalliinsus Polümeeride kristallisatsiooniastmeid (%):
Polüetüleen PE (lineaarne) % Polütetrafluoroetüleen PTFE (teflon) 88% Polüpropüleen PP % Polüoksimetüleen POM % Polüetüleentereftalaat PET % Polüamiid %

8 Amorfsus Amorfsus on polümeersete ahelate täiesti juhuslik asetus ruumis, seega tähendab maksimaalset ebakorrapärast struktuuri. Plast on amorfne kui tema polümeeri makromolekulide paiknemisel ei ole korrapärasust: molekulid on üksteisest läbipõimunud. Kuuma amorfse plasti jahutamisel muutub ta esmalt vedelikulaadsest ainest kummilaadseks ning edasisel jahutamisel klaasilaadseks aineks Amorfsed plastid: PMMA (pleksiklaas), PS, PVC Iseloomulik on suur läbipaistvus Plastide mehaanilisi omadusi kirjeldab hästi deformatsiooni sõltuvus temperatuurist konstantse koormuse korral. Graafiliselt esitatuna nimetatakse neid termomehaanilisteks kõverateks

9 Polümeeride termomehaanilised kõverad
Amorfsus Klaasistumine on amorfse sulapolümeeri üleminek tahkesse olekusse. Klaasistumistemperatuuril Tg toimub üleminek polümeersest klaasiolekust kummisesse olekusse või vastupidi. Sulamistemperatuuril Tm toimub üleminek polümeersest klaasiolekust sulaolekusse (kristalliinsed polüm.) Kasutamistemperatuuril on polümeer, kas klaasiolekus (PS, PMMA) või kummiolekus (elastomeerid) sõltuvalt sellest, kas kasutamistempratuur on madalam või kõrgem kui Tg. Polümeeride termomehaanilised kõverad

10 Polümeeride liigitamine vormimisomaduste järgi
Termoplastid Reaktoplastid e. Termosetid Elastomeerid Lineaarsed, vähehargnenud makromolekulid Võrkstruktuuriga, ristsillatud makromolekulid Lineaarsed, harvalt ristsillatud makromolekulid Toatemperatuuril jäigad Toatemperatuuril jäigad ja tugevad Toatemperatuuril elastsed Võimalik korduvalt vormida, viies materjali soojendamisel sulaolekusse ja jahutamisel uuesti tahkestada Võimalik vormida ainult üks kord, mille käigus toimub molekulide omavaheline ristsildumine ja tugeva struktuuri moodustamine Võimalik vormida ainult üks kord, mille käius toimub osaline molekulide omavaheline sildumine ja elastse struktuuri moodustamine

11 Polümeeride liigitamine taaskasutuskoodide põhjal

12 Plastide töötlejad ja plastide kasutamine
Plaste tootvad firmad tegelevad ainult plastide tootmisega toorainest, mis moodustab ainult ühe osa tootmisest. Plastide töötlejad – toodavad plastist tooteid kuid üldiselt plastide toormaterjali – polümeere ei tooda. Euroopas ca firmat, 1 milj. Töötajat, 85% firmadest on alla 100 töötajaga Plastitoodang on kasvanud viimastel aastatel 4%

13 Plastide kasutamine Plastide rakendusalad: Pakend 40% Ehitus 17%
Autotööstus 10% Elektroonika 6% Põllumajandus 4% Muud 23% Plastide rakendusalad: Pakend 40% Ehitus 17% Autotööstus 10% Elektroonika 6% Põllumajandus 4% Muud 23% Plastide kasutamine PE 35% PP 20% PVC 18% Termoplastid 90% Reaktoplastid 10%

14 Standardid ISO 1043 Plastid - Tähised ja termini-lühendid.
ISO   Osa 1: Polümeerid ja nende eri-omadused.   ISO Osa 2: Täidised ja sarrused.   EVS-EN ISO  Osa 3: Plastifikaatorid.   EVS-EN ISO Osa 4: Leegiaeglustid. ISO Plastid – Identifitseerimine ja plasttoodete markeerimine. ISO 1629 Kautšukid ja lateksid – Nomenklatuur

15 Lühendid (vt ka www.plast.ee)
ABS- akrüülonitriilbutadieenstüreenplast ASA- akrüülnitriilstüreenakrülaatplast EP- epoksüvaik või –plast E/P van. EPM- eteenpropeenplast ETFE- eteentetrafluoreteenplast EVAC van. EVA- eteenvinüülatsetaatplast LCP- vedelkristallpolümeer MF- melamiinformaldehüüdvaik PA     PA6     PA66 polüamiid, 

16 Lühendid PAI- polüamiidimiid PC- polükarbonaat PE- polüeteen
PF -fenoolformaldehüüdvaik PE-HD van. HDPE, PEH polüeteen; kõrgtihe PE-HMW van. HMWPEpolüeteen; kõrge molekulkaaluga PE-LLD  van. LLDPEpolüeteen; lineaarne madaltihe PEEK polüeetereeterketoon

17 Lühendid PI polüimiid POM polüoksümeteen, polüatsetaal, polüformaldehüüd PP- polüpropeen PS- polüstüreen     PS-E van. EPS polüstüreen; vahustatav PS-HI van. HIPS polüstüreen; löögikindel PVC- polüvinüülkloriid

18 Lühendid SI- silikoonplast UF- karbamiidformaldehüüdvaik
UP- küllastamata polüestervaik

19 Liigitus lõppomaduste ja otstarbe järgi
Tarbeplastid: Polüetüleen (PE) Polüpropüleen (PP) Polüvinüülkloriid (PVC) Polüstüreen (PS) Fenoolformaldehüüdvaik (PF) Konstruktsiooniplastid: Polükarbonaat (PC) Polüamiid (PA) Polüatsetaal (POM) Polüetüleentereftalaat (PETP) Polümetüülmetakrülaat (PMMA), Epoksüvaik (EP)

20 Olulised talitlusomadused
Füüsikalised Sooja-/külmakindlus Soojusjuhtivus Soojuspaisumine Keemiline vastupidavus Sanitaar-hügieenilised omadused Mehaanilised Vastupanu mehaanilistele mõjudele (tõmme, surve, paine) Kõvadus Hõõrdumine, kulumiskindlus Optilised Läbipaistvus Valguse neeldumine/ peegeldumine

21 Põhiliste termoplastide omadused
Plasti liik Tihedus Kg/m3 Rm, MPa E, GPa A% AU, J/m2 Polüetüleen HDPE LDPE 960 920 22…38 1…16 0,4…1,4 0,1…0,3 20…1300 90…650 80…100 Polüpropüleen (PP) 905 27…40 0,5…1,9 30…200 2…12 Polüvinüülkloriid (PVC) plastifitseerimata (UPVC) Plastifitseeritud (PPVC) 1470 1375 24…62 7…56 2,4…4,1 0,01…0,4 2…40 200…450 2…100

22 Põhiliste termoplastide omadused
Plasti liik Tihedus kg/m3 Rm, MPa E, GPa A% AU, J/m2 Polüstüreen (PS) 1070 35…84 2,8…3,5 1…4,5 1,3…3,4 Akrüülplastid (PMMA) 1100 50…75 2,7…3,5 5…8 - Polükarbonaat (PC) 1200 59…70 2,2…2,4 50…120 65…90 Polüamiidid (PA) - PA 6 - PA 11 - PA 12 1050 1020 40…90 40…55 49…65 1,9…3,3 1,2 1,1…1,4 40…150 100…350 120….350 3,2…5,5 40…70 64…100 Polüatsetaal (POM) 1400 62….80 2,9…3,3 25…60 70…120

23 Põhiliste termoreaktiivide omadused
Plasti liik Tihedus kg/m3 Rm, MPa E, GPa A% AU, J/m2 Epoksüplastid (EP) 1850 60 3…4 4 8…10 Fenoplastid (PF) 1275 35…55 165 5,2…7 1…1,5 Aminoplastid -Karbamiid-formaldehüüd (UF) -melamiin-formaldehüüd (MF) 1550 40…90 41…70 7…10 7…11 0,5…1,0 -

24 Termoplastid Polüetüleen (PE)
Polüetüleeni omadused ja kasutusvaldkonnad võivad erineda suurtes piirides HDPE - lineaarne polümeer. Madalatel temperatuuridel hea löögisitkus, suurepärane keemiline vastupanu, tundlik UV kiirgusele LDPE - ulatuslikult hargnenud ahelaga polümeer väike kõvadus ja tugevus, suur keemiline inertsus, suurepärane dielektrik

25 Termoplastid Polüetüleen (PE)
LLDPE - lineaarne madaltihe PE (korrapärase struktuuriga) Kõrgem tõmbetugevus, Kõrgem löögisitkus, Parem sulavoolavus kui LDPE UHMWPE – ülikõrge molekulmassiga PE Suur kõvadus ja tugevus, suur keemiline inertsus, Vastupidav kriimustustele ja abrasiivkulumisele Suur sitkus Ei ole sulatöödeldav; töödeldakse kummiolekus

26 Termoplastid Polüpropüleen (PP)
Kõrgkristalne polümeer (nagu PE) Võib olla nii termoplast kui ka elastomeer (sõltub polümeeriahela külgrühma paiknemisest) Suurema kõvadusega kui HDPE Tihedus sarnane LDPE Hea keemiline vastupanu, kõrge väsimustugevus Madalal temperatuuril haprub Väga tundlik UV-kiirgusele! Koostisse peavad kuuluma antioksüdandid ja UV filtrid

27 Termoplastid Polüvinüülkloriid (PVC)
Odav termoplast Hea keemiline vastupanu hapetele ja leelistele Cl aatomid muudavad polümeeri molekulid polaarseteks-> tõmbejõud molekulide vahel tõstavad kõvadust ja jäikust Termiliselt väga ebastabiilne Kompaundis peavad olema stabilisaatorid

28 Termoplastid Fluorosüsinikpolümeerid
PTFE- Polütetrafluoretüleen PVDF- polüvinüülideenfluoriid Iseloomustab: Kõrge termopüsivus (kuni 350 ºC) Keemiliselt inertne Head antifriktsioonomadused Omaduste tõstmiseks erilisandid: klaaskiud, pronkspulber, grafiit

29 Termoplastid Polüstüreen (PS)
PS- polüstüreen ABS- akrüülnitriil-butadieen-stüreen SAN- stüreenakrüülnitriil PS - rabe, klaasjas ja läbipaistev, hõlpsasti töödeldav, hea mõõtmepüsivus, madal kemikaalikindlus, väga tundlik UV kiirgusele

30 Termoplastid Polüstüreen (PS)
ABS- akrüülnitriidist, butadieenist ja stüreenist koosnev kopolümeer Iseloomustavad: Head mehaanilised omadused Kõrge löögisitkus Hea mõõtmetepüsivus Keemiliselt vastupidav hapetes, leelistes, lahustites Kergesti vormitav

31 Termoplastid Akrüülplast (PMMA)
Toatemperatuuril amorfne kuni klaasistumistemperatuurini Tk=110ºC Kõva, jäik, kõrge löögisitkusega Hea läbipaistvus (pleksiklaas) Inertne majapidamis-kemikaalidele Ei kannata orgaanilisi lahusteid

32 Epoksüüdvaigud Termoreaktiivid
Elektriskeemidel elektroonika komponentide fikseerimiseks; Hammasrattad; Adhesiividena.

33 Fenoolvaigud Termoreaktiivid Piljardipallid;
Adhesiividena (laastplaadid, friktsioonmaterjalid); Käepidemed; Elektrilised isolaatorid; Hammasrattad (vähekoormatud); Laagrid; Vahustatud kujul plaaditüüpi ehitusmaterjalina.

34 Elastomeerid Termoreaktiivid Rehvid;
Voolikud (butüül kummi, isopreen); Tihendid (akrülaat hea õlikindlus) ; Vibrosummutid; Elektrilised isolaatorid (bütuul, isopreen); Jalatsite tallad (etüleen-propüleen); Mänguasjad (looduslik kummi, madal UV- ja õlikindlus); Jne.

35 Plastide töötlemise põhiprotsessid
Termoplastide töötlemise põhiprotsessid: Survevalu Ekstrusioon Termovormimine Rotovormimine Põhiprotsesse võib jaotada: Primaarsed – toote lõplik vormimine toimub ühe protsessina Sekundaarsed – toote vormimine toimub pooltootest

36 Survevalu protsess Survevalu teostamiseks on vaja plast muuta sisestatud tahkest olekust (tavaliselt pelletite või pulbri vormis) töödeldavasse sulaolekusse. sisestatud materjali plastifitseerimine pöörleva teo abil (samm 1) peale vormi sulgemist järgneb plastifitseeritud materjali surumine vormi läbi teo edasi liikumise (samm 2), surve hoidmine ja detaili jahutamine vormis (samm 3) teo tagasiliikumine ja uus tsükkel(samm 4) viimane protsessi samm on vormi avamine ja detaili väljutamine vormist (samm 5).

37 Survevalu masina komponendid
Sõltumata töödeldavast materjalist, koosneb survevalu masin järgmistest komponentidest: Masina raam toetab sisestusüksust ja sulgemisüksust (vormi avamine ja sulgemine tootmistsüklis) Survevalu tsükli jada kontrollitakse kontrollsüsteemi poolt Vormitud detaili jahutamisel, peab vormitud segu olema jahutatud enne vormist väljavõttu (temperatuuri kontrollerid).

38 Survevalu eelised: Võimalus valmistada avatud anumaid.
Valudetaili omahind on madal tingituna masstootmisest; Valmistoode enamasti ei vaja järeltöötlust, kui siis minimaalselt Protsessi automatiseeritus; Suur tootlikkus – ööpäevas 5000 – 10 000 detaili; Vormide pikk tööiga (10 000 000 tsüklit); Lühike tootmistsükkel; Võimalik reguleerida tootmistsüklit ja suurendada toodangut.

39 3. Plastide töötlemise põhiprotsessid
Survevalu puudused: Vormide kõrge hind, tingituna keerulisest ehitusest ning pinnakvaliteedist; Kallid seadmed, keeruline seadistus; Keerulise kuju ja suurte mõõtude suhtega detaile ei saa valmistada; Teisest materjalist lisade sissevormimine on keeruline ja kallis; Vormi ümbertegemine on kulukas

40 3. Plastide töötlemise põhiprotsessid
Ekstrusioon Ekstrusioon on pooltoodete nagu toru, profiili või lehe pidevtootmine plastist. Lisaks teistele komponentidele, sisaldub ekstrusioonsüsteemis: ekstruuder, ekstrusioonipea, kalibreerimis/jahutus osa, ajam, lõikemehhanism. Ekstruuderi kuumas silindris (140 – 240 °C) muudetakse plastikud pöörleva teo toimel plastseks Plastne segu surutakse läbi vormiva kanali (ekstrusioonipea ehk suulise) ja seejärel toode jahutatakse.

41 Ekstrusioon-puhumisvormimine
Ekstrusioon puhumisvormimisel toimub kaks protsessi paralleelselt: vormitooriku ekstrusioon ekstrudeeritud vormitooriku puhumine õhu abil soovitud tooteks

42 Venitus-puhumisvormimine
Kilede tootmine Venitus puhumisvormimine on erivariatsioon puhumisvormimisest. Kasutatav efekt – sarnane nagu kile puhul – venitus ligilähedal klaasistumis või kristalliitide sulamistemperatuurile Sellel teel tõstetakse mehaanilisi omadusi märgatavalt. Sellel protsessil ei venitata vormitoorikut mitte ainult radiaalselt (nagu ekstrusioon puhumisvormimisel) vaid ka pikisuunaliselt.

43 Venitus-puhumisvormimine
3. Plastide töötlemise põhiprotsessid Venitus-puhumisvormimine PET plastpudelite tootmine

44 Termovormimine (pneumo- ja vaakumvormimine)
3. Plastide töötlemise põhiprotsessid Termovormimine (pneumo- ja vaakumvormimine) Lehtmaterjlide korral kasutatakse üle- või alarõhu abil vormimist, vastavalt pneumo- või vaakumvormimist. Termoplastid soojendatakse temperatuurini 100 – 200 °C ja surutakse (rõhk kuni 2,5 MPa) või tekitatakse vaakumi abil alarõhk, mille abil surutakse leht vastu vormi, mille kuju ta jahtudes omandab. Pneumovormimine võimaldab võrreldes vaakumvormimisega valmistada sügavamaid ja suurema seinapaksusega tooteid.

45 Termovormimine (pneumo- ja vaakumvormimine)
3. Plastide töötlemise põhiprotsessid Termovormimine (pneumo- ja vaakumvormimine) Vaakumvormimine matriitsi abil

46 Rotovormimine Rotatsioonvalu korral surutakse pulbriline plast tsentrifugaaljõu mõjul vastu kuuma vormi, jahtudes omandab sulanud materjal vormi kuju. Nii saab vormida suuri ja keeruka kujuga esemeid. Rotovormimise meetodil valmistatavad plasttooted: anumad ja mahutid, välisvalgustite kuplid, settekaevud ja kuivtualetid erineva suuruse ja kujuga merepoid). sanitaartoodetest valmistatakse kuivkäimlaid, autotööstusele Volvo ja Scania veoautode ja teemasinate kütusepaagid

47 Rotovormimine Rotovalu tsükkel: a) laadimine, b) kuumutamine,
c) jahutamine d) vormist väljavõtmine

48 Plastmaatrikskomposiitmaterjalid (PMKM)
EELISED: suur eritugevus, vastupanu keemiliselt agressiivsetele keskkondadele, väike soojus- ja elektrijuhtivus, hea raadiolainete läbitavus; tehnoloogilisus – madalad temperatuurid ja väiksed surved tootmisel; valmistamisviiside paljusus PUUDUSED: suhteliselt väike jäikus, madal soojus- ja kiirguspüsivus, hügroskoopsus, füüsikalis-mehaaniliste omaduste muutumine vananedes ja keskkonnategurite mõjul. Jäikuse suurendamiseks kasutatakse suure jäikusega armatuuriliike nagu suure elastsusmooduliga klaaskiud, süsinikkiud, boorkiud, ränikarbiidkiud.

49 Polümeerkomposiitide armeerimise skeemid
4. Polümeerkomposiitide olemus ja liigitus Polümeerkomposiitide armeerimise skeemid a) pidevarmeerimine, b) diskreetne armeerimine, c) dispersioonarmeerimine d) kihtarmeerimine

50 Polümeerkomposiittoodete valmistamise tehnoloogiad
Käsitsi lamineerimine (hand-lay-up) Vormimine vaakumkotis (Vacuum bag moulding), Injektsioonvormimine Pihustamismeetod (spray-up) Kerimine ehk mähkimine (filament winding) Pultrusioon

51 Käsitsi lamineerimine
Käsitsi lamineerimisel (hand-lay-up) kasutatakse ühepoolseid vorme, sobilik suurte mõõtmetega toodete (vannid, basseinid, paadid) väikeseeria tootmiseks, kõvenemine toimub ruumitemperatuuril

52 Pihustamismeetod Pihustamismeetodi (spray-up), puhul pihustatakse sideaine ja kiudude segu vormile.

53 Vormimine vaakumkoti abil
Vormimine vaakumkotis (Vacuum bag moulding), mille korral käsitsi asetatud materjalikihid (klaaskiudmatt, kärgpaneelid, jt) surutakse kokku elastse diafragma või vaakumkoti abil, kasutades ülerõhku või vaakumit. Üheks variandiks on ka vormimine autoklaavis, kus kasutatavad kõrgendatud temperatuurid kiirendavad toote kõvenemist.

54 Vormimine vaakumkoti abil

55 Injektorvormimine (RTM)
Injektorvormimine erineb vaakumvormimisest selle poolest, et kõvendiga segatud vaigu vormiviimiseks kasutatakse alarõhu asemel ülerõhku (kuni 20 bar),millega surutakse vaik vormi. Vormist õhu välja saamiseks kasutatakse õhutus kanalit.

56 Vormimise skeemid: otsepressimine (a), valupressimine (b), survevalu (c)
1 – tempel, 2 – valuvorm, 3 – punker, 4 – valusõlm

57 Kerimine ehk mähkimine
Kerimine ehk mähkimine (filament winding), tehnoloogilisim meetod tsisternide ja mahutite valmistamiseks. Reeglina kasutatakse ringja või ovaalse ristlõikega toodete valmistamiseks.

58 Mähkimistehnoloogia ja tooted
Kevlariga armeeritud surveanum CNC- mähkimismasin Süsinikkiud- epoksüvaigust toru

59 Klaaskiudarmatuuriga mähitud torude mehaanilised omadused

60 Mähitud komposiitide rakendused

61 Märg survevormimine Suhteliselt lihtne vorm, madalad rõhud;
Suhteliselt pikk valmistus-tsükkel; Sobib lihtsamate detailide valmistamiseks, kuni mõnituhat tk. seerias; Polüestervaik (külm või kuni 150 ºC) Kõvenemisaeg 5-15 min

62 BMC ja SMC protsess BMC pooltoode on tainjas mass;
SMC pooltooteks painduv leht paksusega kuni mõni mm; Rõhk: SMC MPa, BMC MPa; Tsükli pikkus s; SMC reeglina suurseeriatootmises.

63 SMC ja BMC materjali koostis
Tooraine Low-profile SMC Standard BMC Vaik 20-27% 20% Klaaskiud 25-30% 15% Kaltsiumkarbonaat 40-50% 54% Kahanemst reg. manus 9% Muud 3-5% 2%

64 Survevalu protsess Survevalu teostamiseks on vaja plast muuta sisestatud tahkest olekust (tavaliselt pelletite või pulbri vormis) töödeldavasse sulaolekusse. Sisestatud materjali plastifitseerimine pöörleva teo abil (samm 1) peale vormi sulgemist järgneb plastifitseeritud materjali surumine vormi läbi teo edasi liikumise (samm 2), surve hoidmine ja detaili jahutamine vormis (samm 3) teo tagasiliikumine ja uus tsükkel(samm 4) viimane protsessi samm on vormi avamine ja detaili väljutamine vormist (samm 5).

65 Survevaluvorm

66 Pultrusiooniprotsess
Põhiprotsess seisneb pikkade kiudude tõmbamises läbi (pull trough-> pultrusioon): plastiga täidetud vanni (vaik+kõvendi)-> läbi tõmbesilma, milles antakse tootele kuju ja eemaldatakse liigne vaik-> tõmbesilma, milles antakse lõplik ristlõikekuju ning pinnaviimistlus-> Tõmmatud detaili jahutamine suruõhuga või veega Tõmbekiirus m/min Tõmbesilm on reeglina pikkusega mm pikk, sisaldab tsoone eri temperatuuriga

67 Pultrusiooniprotsess

68 Pultrusiooniprotsessis kasutatavad materjalid
Armatuur: E-klaas (punutud kiud, matt) eeliseks odavus, Rm MPa, E-moodul- 70 GPa, suhteline pikenemine 3…4%, varieeritakse kiu läbimõõtu, optimeeritakse pinnakatte abil nakkeomadusi S-klaas (punutud kiud, matt), vastutusrikkad konstruktsioonid, Rm MPa, E-moodul: 85 GPa Süsinikkiud Rm MPa, E-moodul: 210…830 GPa, suhteline pikenemine 0,5…1,5%. Eeliseks madal tihedus (ρ=1,8 g/cm3) Orgaanilised kiud- kasutatakse suure sitkusega KM valmistamiseks Rm MPa, E-moodul: 130 GPa, suhteline pikenemine 4% Polüesterkiud- kasutatakse klaaskiu asendajana juhul kui vajalik on sitkus ja löögikindlus kuid suur tõmbe- ja paindetugevus pole vajalikud

69 Pultrusiooniprotsessis kasutatavad materjalid
Maatriks: Küllastamata polüestervaik- kõveneb kiiresti- mitmesugused lisamanused Vinüül-estrid- kõrgemad meh. omadused, talub kõrgemaid temperatuure, 75% kallim kui polüester, paremad sitkusnäitajad Epoksüvaigud- eelmistest kallimad, paremate meh. Omadustega, max temperatuur kuni 150ºC , kõvenemisprotsss aeglasem kui teistel, pultrusiooniprotsessiks seetõttu vähemsobiv Teised reaktoplastid - metüül-metakrülaat (suurem leegikindlus, hea tehnoloogilisus) ja fenoolvaigud Termoplastid: Täitematerjalid (fillerid)- kaltsium karbonaat, alumiinium-silikaat

70 Termovormimine (pneumo- ja vaakumvormimine)
Lehtmaterjlide korral kasutatakse üle- või alarõhu abil vormimist, vastavalt pneumo- või vaakumvormimist. Termoplastid soojendatakse temperatuurini 100 – 200 °C ja surutakse (rõhk kuni 2,5 MPa) või tekitatakse vaakumi abil alarõhk, mille abil surutakse leht vastu vormi, mille kuju ta jahtudes omandab. Pneumovormimine võimaldab võrreldes vaakumvormimisega valmistada sügavamaid ja suurema seinapaksusega tooteid.

71 Erinevate meetoditega valmistatud PMKM tehnilis-majanduslikud näitajad