Стадии изготовления резинотехнических изделий
К основным стадиям технологического процесса изготовления формовых резинотехнических изделий относятся получение заготовок, формование и вулканизация, а также механическая обработка свулканизованных изделий.
Основные стадии технологического процесса
Производство формовых РТИ представляет собой последовательный технологический процесс, в котором каждая стадия влияет на геометрию, физико-механические свойства и эксплуатационные характеристики готового изделия.
Получение заготовок (каландрование и экструзия)
На стадии изготовления заготовок резиновой смеси придают форму, близкую к форме готового изделия. Процесс, как правило, включает обработку давлением и последующую резку заготовок.
Каландрование
Резиновую смесь получают в виде ленты заданной толщины и ширины. Ключевыми параметрами процесса являются давление в зазоре валков и температурный режим, обеспечиваемый охлаждающей водой внутри валков. Основное требование — высокая точность толщины по всей площади ленты, контролируемая автоматическими измерительными приборами. В процессе каландрования возникают упругая, высокоэластическая и пластическая деформации. Для снижения так называемого «каландрового эффекта» применяется нагрев резиновой смеси.
Экструзия
Экструзия выполняется на червячных экструдерах, чаще всего с холодной подачей смеси. В расчётах принимаются допущения об изотермичности процесса, вязкости и несжимаемости материала, а также об установившемся течении. Для периодических операций применяются плунжерные машины, обеспечивающие простое и точное управление режимами: температурой цилиндра, давлением и скоростью выдавливания.
Резка резиновых заготовок
Основными целями резки являются минимизация отходов, получение заготовок точной формы и размеров, снижение деформаций, быстрый переход на другие типоразмеры и максимальная механизация процесса. Экструдированные профили разрезаются плоскими или дисковыми ножами, каландрированные листы — штанцевыми ножами замкнутого контура. Для предотвращения слипания заготовок используются антиадгезивы (тальк, мел, каолин, стеарат цинка и др.) либо водные эмульсии и суспензии с поверхностно-активными веществами, наносимые распылением или маканием.
Формование
Формование — стадия придания окончательной формы изделию при доведении резиновой смеси до вязкотекучего состояния, как правило, за счёт разогрева. Наиболее распространённым методом является горячее прессование. К основным параметрам формования относятся давление, температура смеси и формы, скорость и время формования. Существенное влияние оказывают конфигурация формы, реологические и теплофизические свойства смеси, способ передачи давления и система обогрева формы.
Вулканизация
Вулканизация представляет собой процесс образования поперечных связей между макромолекулами каучука. Применяются различные способы: горячая (серная), холодная (с использованием хлористой серы), перекисная, смоляная (для бутилкаучуков), бессерная (дималеймиды), а также радиационная и УФ-вулканизация. От степени сшивки и структуры связей зависят модуль упругости, твёрдость, удлинение, остаточные деформации, теплостойкость, сопротивление разрезу и динамические свойства изделия.
- Подвулканизация
- Недовулканизация
- Оптимальная вулканизация
- Перевулканизация (реверсия)
Механическая обработка свулканизованных изделий
Механическая обработка включает удаление облоя и обработку рабочих поверхностей в случаях, когда требуемые точность и качество невозможно получить формованием. Применяются методы резания и шлифования, низкотемпературная обработка (замораживание жидким азотом или сухим льдом с последующим механическим воздействием), вибрационная обработка с керамическими шариками и дробемётный метод.
Групповое штанцевание используется для одновременного вырубания нескольких изделий, соединённых тонким «ковриком» облоя, на прессах с применением амортизирующих прокладок для компенсации отклонений по высоте.