Сучасні тенденції розвитку технології лиття під тиском полістиролу на ДП «Полімер-Електрон»
Автор: Шегеда Анастасія Сергіївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Об’єкт дослідження: технологічний процес лиття під тиском виробів з полістиролу. Предмет дослідження: сучасні тенденції розвитку і закономірності процесу виготовлення виробів з полістиролу методом лиття під тиском, особливості проектування технологічного оснащення, вибору обладнання та розрахунку техніко-економічних показників. Мета дослідження: проаналізувати технологічні аспекти та встановити закономірності процесу виготовлення виробів з полістиролу на ДП «Полімер-Електрон», а саме вибрати покращену марку матеріалу для виготовлення типового виробу «Фланець», розрахувати технологічні параметри процесу, вибрати основне та допоміжне обладнання, спроектувати литтєву форму та розрахувати техніко-економічні показники. В літературному огляді роботи розглянуто сучасні світові тенденції розвитку лиття під тиском пластмас та описано використання пластмас у харчовій і медичній галузях промисловості. В технологічній частині, враховуючи умови експлуатації типового виробу «Фланець», встановлено вимоги та вибрано матеріал для його виготовлення – удароміцний полістирол марки HIPS Starex NH-1904 фірми Lotte Advanced Materials Co., LTD (Південна Корея). Ця марка відноситься до полістиролу високої ударної міцності і характеризується водостійкістю, хорошими фізико-механічними властивостями, зокрема невеликим відносним видовженням при розриві і високим модулем пружності. Також марка добре забарвлюється. Таким чином, нам вдасться суттєво покращити фізико-механічні властивості виробів з полістиролу. Враховуючи конструкцію виробу «Фланець», зокрема наявність металевої арматури у виробі, та високу штучну продуктивність його виробництва, обгрунтовано вибір методу виготовлення виробу – лиття під тиском в холодноканальну форму. Цей метод є високопродуктивним, високоточним і економічно вигідним порівняно з іншими можливими методами виготовлення виробу. Розроблено детальну постадійну технологічну схему виготовлення виробу та розраховано технологічні параметри процесу: температура розплаву становить 230 °С, температура форми – 60 °С, тиск лиття – 100 МПа, час витримки під тиском – 4 с, витримка на охолодження – 20 с, загальна тривалість циклу – 26 с. Складено технологічну карту процесу. Здійснено матеріальні розрахунки виробництва виробу «Фланець» з УПС продуктивністю 60 тис.шт./рік та всього асортименту виробів з полістиролу (фланець, траверса, кронштейн, лоток) продуктивністю 30 т/рік. Встановлено, що для забезпечення річної продуктивності виробництва, потрібно 33 т полістиролу. Розраховано основні технічні характеристики (об’єм відливки при заданій гніздності форми, пластикаційну продуктивність та потрібне зусилля змикання форми) необхідної литтєвої машини та вибрано термопластавтомат марки ENGEL ES 80 австрійського виробництва з номінальним зусиллям змикання форми 800 кН та номінальним об’ємом впорскування 113-254 см 3 . Встановлено, що для виконання річної програми виробництва виробу фланець потрібен 1 ТПА марки ENGEL ES 80, а для виготовлення решти виробів асортименту – ще 2 ТПА цієї марки. Вибрано допоміжне обладнання для підготовчих, завершальних стадій виробництва та переробки відходів, зокрема бункер складського приміщення, дробарку моделі VC-210 HC-S, відцентровий гранулятор фірми “MAGUIRE” типу R18. Розраховано площі виробничих і допоміжних приміщень цеху та розроблено план цеху для виробництва вибраного асортименту виробів з полістиролу із забезпеченням зручності роботи персоналу і безперебійності роботи цеху. В конструкторській частині проаналізовано форму виробу «Фланець» з відпрацюванням окремих елементів. Виріб “Фланець” є складної конфігурації. Форма деталі представляє собою циліндр зовнішнім діаметром 78 мм, внутрішнім діаметром 68 мм, висотою 8 мм із товщиною стінки і днища 3 мм. Днище циліндра плавно переходить у зрізаний конус висотою 17 мм і меншим (нижнім) діаметром 12 мм. Товщина стінки конуса складає 3 мм. Із внутрішньої сторони виробу передбачені ще два монолітні менші циліндри, які мають спільний центр з великим циліндром: один циліндр діаметром 18 мм і висотою 8 мм, який з’єднаний із стінками основного циліндра ребрами жорсткості, та другий циліндр діаметром 14 мм і висотою 55 мм, в який залита металева арматура. Встановлено, що точність виробу є в межах 12-14 квалітетів точності. Сконструйовано оснащення для виготовлення типового виробу фланець – стаціонарна холодноканальна литтєва форма, 2-гніздна, з механічним виштовхуванням виробів за допомогою плити зйому. Розраховано розміри формотвірних деталей оснащення та призначено допуски на них. Проведені економічні розрахунки, які показали, що виробництво за розробленою технологією є рентабельним (27%), собівартість продукції складає 3,158 грн. Магістерська кваліфікаційна робота складається зі вступу, 4 розділів, висновків, списку використаної літератури (містить 31 назву) та додатків. Основний зміст роботи викладений на 89 сторінках друкованого тексту, вони містять 16 рисунків та 27 таблиць.