pobieranie: 09 Przygotowanie próbek do badań
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
Instytut In1 ynierii Materiałowej – Zakład Tworzyw Polimerowych
Przygotowanie próbek do bada3
1. Cel wiczenia
Celem iw czenia jest zapoznanie studentów z metodami wykonywania próbek do bada2 z tworzyw polimerowych oraz wykonanie próbek metod6 obróbki mechanicznej.
2. Okre7 lenie podstawowych zagadnie8
2.1. Normalizacja bada9 wła@ ciwo@ ci tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne odgrywaj6 obecnie duA rolC jako materiały konstrukcyjne, opakowaniowe, dekoracyjne itp. Szukaj6 c nowych zastosowa2 tworzyw sztucznych, badaj6 c nowe materiały polimerowe lub modyfikacje juA znanych, a takA e kontroluj6 c jakoD tworzyw, zachodzi potrzeba przeprowadzenia odpowiednich bada2 . Badania przeprowadza siC na odpowiednio przygotowanych próbkach. WiC kszoD z tych bada2 jest znormalizowanych tzn. opisanych w odpowiednich normach. Polskie Normy podaj6 m.in. sposoby oznaczania róA nych cech materiałowych i właD ciwoD ci fizycznych tworzyw sztucznych np.: udarnoD ci, twardoD ci, wskaF ników c ieralnoD ci, gC stoD ci, cech wytrzymałoD ciowych przy rozci6 ganiu, zginaniu, c iskaniu itp. Normalizacja tych bada2 polega na dokładnym okreD leniu metody oznaczania i zakresu jej stosowania, dziC ki czemu moA na porównywa5 wyniki bada2 uzyskanych w róA nych laboratoriach. Aby okreD li5 metodC oznaczania naleA y opisa5 : zasadC metody, potrzebne przyrz6 dy, próbki do bada2 warunki przeprowadzenia oznaczania, sposób obliczenia wyników, protokół badania. 2.2. Próbki do bada9 . Bardzo duA y wpływ na wyniki oznacze2 maj6 odpowiednio przygotowane próbki. W czasie przygotowywania próbek naleA y c i e trzyma5 siC wytycznych zawartych w normach. CzC sto zdarza l siC , e wyci6 ga siC mylne wnioski z bada2 przeprowadzonych na nieodpowiednio przygotowanych próbkach. Innym błC dem jest podawanie wyników bada2 bez dokładnej informacji o próbkach. Normy do bada2 zazwyczaj dokładnie opisuj6 : kształt i wymiary próbek, sposób przygotowania próbek, wygl6 d próbek, liczbC próbek, klimatyzacjC próbek.
2.3. Kształt i wymiary próbki.
Kształt i wymiary próbek zaleA od rodzaju badania. Inne próbki bC d6 np. do okreD lenia wskaF ników c ieralnoD ci, a inne np. do badania cech wytrzymałoD ciowych przy statycznym rozci6 ganiu. Zazwyczaj norma dotycz6 ca okreD lonego badania podaje kształt i wymiary próbek w postaci rysunku. Nie zawsze jest moA liwe przeprowadzenia badania na próbkach o zalecanych wymiarach i kształcie – dotyczy to np. badania wyrobów gotowych. W takich przypadkach norma zwykle podaje Przygotowanie próbek do bada2
!0¢'(!%&%$" !¨¦¤¢ ) ¥©## ¥ © §¥£ ¡ D E5 B6 D B6 DD E5
5
D
4
A
1
Instytut Inb ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad dopuszczalne odchylenia od kształ tów i wymiarów zalecanych próbek a takd e sposób ich przygotowania.
2.4. Sposoby przygotowania próbek do badae .
przez: Próbki z tworzyw sztucznych, w zaled nof ci od rodzaju tworzywa i mod liwof ci mod na wykonag wtryskiwanie, prasowanie, odlewanie, obróbkh mechanicznej. Dla kad dego rodzaju tworzywa warunki wykonania próbek do okref lonych badac powinny byg sprecyzowane w normach przedmiotowych. 2.4.1. Przygotowanie próbek metodi wtrysku. Najczh ciej próbki z tworzyw termoplastycznych wykonywane sp metodp wtrysku. Mod liwe jest równied wtryskiwanie tworzyw termoutwardzalnych, jednak istniejp zasadnicze ród nice miedzy wtryskiwaniem termoplastów i tworzyw termoutwardzalnych - przede wszystkim ród na jest temperatura formy. Wtrysk termoplastów odbywa sih na wtryskarce il makowej (dawniej stosowano tł okowe). e okowe, gdy nie dysponuje sih Czasami jeszcze wykorzystuje sih mał laboratoryjne wtryskarki tł odpowiednio dud ilof cip materiał Proces wykonania kształ do badac z tworzywa u. tki termoplastycznego przy ud yciu wtryskarki il makowej mod na podzielig w skrócie na nasth pujp ce 4 etapy: Zamknih cie formy. Wtrysk tworzywa do formy. limak przesuwa sih (bez obracania) w cylindrze w kierunku formy przez co dział jak tł i powoduje wypł tworzywa pod okref lonym cif nieniem z a ok yw niona tworzywem. dyszy wtryskarki do przylegajp cej do niej formy. Forma zostaje zapeł Uplastycznienie tworzywa w cylindrze wtryskarki. Cylinder jest ogrzewany elektrycznie i ma temperaturh powyd ej temp. topnienia danego tworzywa. limak obracajp cy sih w cylindrze pobiera tworzywo z leja zasypowego uplastycznia i homogenizuje je transportujp c jednoczef nie wzdł swojej osi do czoł cylindra. W tym samym czasie il mak sih obraca i ud a jednoczef nie cofa, robip c miejsce na dawkh tworzywa, która bh dzie wtryf nih ta. Otwarcie formy i wypchniecie wypraski. Forma ma temperaturh nid szp nid temp. topnienia tworzywa, dzih ki czemu nasth puje zestalenie sih tworzywa. Forma jest otwierana po zestaleniu sih w niej wypraski. Kad da kolejna wypraska wymaga przejf cia w/w cykli od nowa. Czas potrzebny do przejf cia kolejnych etapów od jednego otwarcia formy do nasth pnego nazywa sih czasem cyklu wtrysku. Przy wykonywaniu próbek w procesie wtrysku naled y zapisag w protokole nasth pujp ce informacje: dath i miejsce przygotowania kształ oraz nazwisko i imih wykonujp cego kształ tek tki, nazwh tworzywa, jego wyglp d/postag , warunki przygotowania (suszenia), ilof tworzywa konieczna do jednego wtrysku, charakterystykh wtryskarki (typ, producent, najwih ksza doza wtrysku), charakterystykh formy wtryskowej (typ, rozmiary), temperaturh nagrzewajp cych stref cylindra i miejsca pomiaru, temperaturh stopu, cif nienie wtrysku, temperaturh formy i gniazda, Przygotowanie próbek do badac
f
WVa PSRYSY !0¢`(!%&%$X W!S¨¦¤¢G VP U T R QPI H q f f q
Bp
Eg
f ¨
2
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad czas cyklu, liczb wykonanych kształ ich wymiary, przeznaczenie, liczb odrzuconych. tek, 2.4.2. Przygotowanie próbek do bada przez prasowanie. Przez prasowanie mo na wykona próbki zarówno z tworzyw termoplastycznych jak i termoutwardzalnych np. tł oczyw fenolowych, aminowych, poliestrowych, epoksydowych. Prasowanie odbywa si na prasach hydraulicznych. Kierunek ci nienia prasowania powinien by prostopadł do y najwi kszej powierzchni kształ Tworzywo prasuje si do formy, która zapewnia otrzymanie kształ o tki. tki odpowiednich wymiarach i kształ Forma ma gniazdo które ł cie. aduje si odpowiednim namiarem tworzywa. Prasowanie tworzyw termoplastycznych ró ni si od prasowania tworzyw termoutwardzalnych temperatur formy. Termoplasty, aby odwzorowa gniazdo formy musz by w stanie stopionym. Zapewnia si to poprzez odpowiednio wysok temperatur formy, w której nast pi stopienie nawa ki tworzywa, która był w postaci stał lub poprzez podanie do zimnej formy tworzywa stopionego a ej, uprzednio np. w wytł aczarce. Pod wpł ywem ci nienia prasowania stop tworzywa odwzoruje dokł adnie gniazdo, a nast pnie tworzywo musi si zestali poprzez obni enie temperatury. Je eli tworzywo był o stopione w formie podgrzanej do odpowiednio wysokiej temperatury, to form trzeba nast pnie o onno ci ochł odzi , aby tworzywo mogł si zestali – nie jest to rozwi zanie pod wzgl dem energochł korzystne. W przypadku podania do formy stopu termoplastu z wytł aczarki, forma ma temp. poni ej temperatury topnienia tworzywa, nast puje zadział anie ci nienia prasy i odwzorowanie przez stop gniazda, po czym tworzywo chł odzone jest od c ianek formy. Tworzywa termoutwardzalne prasowane s do form o odpowiednio wysokiej temperaturze zapewniaj cej zaj cie reakcji sieciowania i utwardzenia si tworzywa. Nie ma wi c konieczno ci zmian temperatury formy co jest korzystne. Formy do prasowania mog by ramkowe (odkryte) lub pozytywowe (zakryte). Formy mog by ogrzewane elektrycznie, ciecz lub par pod wysokim ci nieniem. Chł odzenie form – dotyczy yw y termoplastów – odbywa si poprzez przepł przez odpowiednie kanał cieczy lub powietrza lub chł odzenie formy odbywa si na powietrzu (wolne chł odzenie - wypraska b dzie miał mał napr enia a e adowo forma do prasowania termoplastów mo e wygl da tak, e posiada dwa wewn trzne). Przykł systemy kanał – jedne do grzania gor c par pod ci nieniem, a drugie do chł ów odzenia wod . Formy musz mie regulacj temperatury, a ogrzewanie/chł odzenie musi by tak rozwi zane aby odbywał si to równomiernie – ró nica temperatur dwóch ró nych punktów formy nie powinna by o wi ksza ni 3OC. Protokółwykonania próbek przez prasowanie powinien zawiera : tek, dat i miejsce przygotowania kształ imi i nazwisko przygotowuj cego, nazw tworzywa (typ, posta , oznaczenie) przeznaczenie kształ i ich wymiary, tek rodzaj prasy (producent, typ, najwi ksza sił docisku prasy) a warunki przygotowania tworzywa (suszenie, przygotowanie wst pne), typ u ytej formy(konstrukcja, powierzchnia gniazda, rodzaj ogrzewania), warunki prasowanie (czas podgrzewania, temp. czas i wielko ci nienia, metoda chł odzenia i czas). 2.4.3. Przygotowanie próbek do bada metod odlewania. Odlewanie dotyczy utwardzalnych ciekł ych y wic. ywic odlewa si do formy zawieraj cej gniazdo lub gniazda odpowiadaj ce wymiarom danej kształ lub pł Forma powinna mie tak tki yty. konstrukcj , aby najwi ksza powierzchnia kształ usytuowana był pionowo podczas odlewania. tki a y wicy czyli zestaw ilo ciowy poszczególnych skł adników i inne czynno ci Kompozycj przygotowawcze wykona nale y c i e wedł wskaza dostawcy i poda w protokole. Zalecane jest l ug wykonanie wszystkich kształ lub pł z jednej kompozycji y wicy. tek yt Przygotowanie próbek do bada
¨
E
uxwx !0¢ (!%&%$ !x¨¦¤¢r u y w vut s B
3
Instytut Inp ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad Dla y wic zawierajs cych napeł niacze, szczególnie dla kształ o dur ej dł ci, naler y tak tek ugot dobrau warunki odlewania aby nie doput ciu do sedymentacji napeł niacza. Kształ majs ce wady powierzchni lub pv cherze naler y odrzuciu tki Protokół wykonania próbek przez odlewanie powinien zawierau : tek, datv i miejsce wykonania kształ imiv i nazwisko wykonujs cego, zestaw ilot ciowy skł adników, sposób przygotowania kompozycji y wic, warunki odlewania i dotwardzania (sezonowania). 2.4.4. Przygotowanie próbek do badaw metodx obróbki mechanicznej. Poprzez obróbkv mechaniczns mor na przygotowau próbki z kształ tek, pł lub gotowych yt wyrobów otrzymanych metods prasowania, wtrysku, wytł aczania i odlewania. Przy wykonywaniu kształ naler y zwracau uwagv na anizotropiv pł lub gotowego wyrobu. tek yty Civ cia dokonuje siv pił tat mows , frezem tarczowym lub tarczs diamentows . Jer eli sposób ciecia i tworzywo tego wymagajs stosuje siv chł odzenie cieczs np. ciecie (laminatów poliestrowych). Próbki w postaci beleczek i kwadratów naler y przygotowau przez obróbkv frezem walcowym lub tarczowym. Kształ do badaq na rozcis ganie naler y wykonywau frezem walcowym. tki Kształ w postaci walców lub krs ków naler y przygotowau na tokarce lub ewentualnie na tki wiertarce z frezem tulejowym. Podczas obróbki materiał naler y tak dobierau parametry skrawania aby unikau nadmiernego ów grzania tworzywa. Próbki po obróbce nie mogs posiadau wad powierzchni z pkt 2.5. Jer eli kształ po tka mechanicznej obróbce nie odpowiada wyr ej wymienionym wymaganiom, ale widoczne wady ss niedur e, mor na je usuns za pomocs odpowiednich c ierniw (drobnoziarnisty pilnik, drobnoziarnisty papier). Wyrównanie powierzchni kształ powinno odbywau siv wzdł krawv dzi kształ tki ur tki. Protokółwykonania próbek poprzez obróbkv mechaniczns powinien zawierau : datv i miejsce wykonania obróbki, imiv i nazwisko wykonujs cego, y nazwv elementu z którego wykrawane był próbki (nazwa tworzywa, opis wyrobu, sposób wykonania elementu, wymiary, anizotropia), dokł adny opis poł enia wykonanej próbki w odniesieniu do pł lub wyrobu, or yty rodzaj i wymiary obrabianych kształ tek, sposób mechanicznej obróbki, warunki mechanicznej obróbki: charakterystyka narzv dzia, prv dkot narzv dzia, ks t odzenia. przył enia, prv dkot posuwu, gł b okot skrawania, sposób chł or
2.5. Wyglz d próbek.
Powierzchnie próbek powinny byu gł adkie, bez pv kniv , zgrubieq , odprysków, spv kaq , zapadniv , rys, widocznych adów pł cia pv cherzy i obcych wtrs ceq oraz innych wad widocznych l yniv goł okiem. Jer eli w partii znajdujs siv takie próbki naler y je odrzuciu opisujs c to w protokole (ilot ym odrzuconych próbek, rodzaj wad).
2.6. Liczba próbek.
Normy podajs zazwyczaj liczbv próbek, na której naler y przeprowadziu badanie. Najczv ciej okret lone badanie dokonywane jest na piv ciu próbkach z danej partii. Dokonywane pomiary zawsze obarczone ss bł d ami systematycznymi i przypadkowymi, wiv c uzyskane wyniki posiadajs rozrzut. r Najczv ciej normy zalecajs podawau wyniki w postaci edniej wraz z odchyleniem standardowym. Jest to mał zakres aparatu statystycznego polegajs cego na szacowaniu okret lonej wartot ci na podstawie y Przygotowanie próbek do badaq
Eu
t ¨
Eu
kjo dgfmgm !0¢n(!%&%$l k!g¨¦¤¢ jd i h f ed ¨ u t t Eu r v yr Eu s t uy
v
r
u ¨
t ¨
4
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad przeprowadzenia próby o okre lonej liczebno ci – w tym przypadku liczebno ci jest liczba próbek. Im wi cej próbek tym szacowanie jest dokł adniejsze. Cz sto norma zaleca odrzucanie skrajnych wyników, jako tych które obarczone s najwi kszym bł dem przypadkowym. Wyniki z poszczególnych pomiarów ró ni ce si od siebie powy ej 10% zazwyczaj norma zaleca odrzuci a badanie powtórzy , dlatego lepiej - o ile nie wi e si to du ymi trudno ciami - przygotowa odpowiednio wi ksz liczb próbek od zalecanej w normie.
2.7. Klimatyzacja próbek.
Klimatyzacja próbek ma zasadnicze znaczenie w przypadku gdy oznaczane przez nas cechy zale od temperatury i wilgotno ci. Niekiedy normy podaj zalecenia dotycz ce klimatyzacji a wi c temperatury, wilgotno ci i czasu. Zazwyczaj dla klimatyzacji i badania próbek z tworzyw sztucznych normy podaj dwa klimaty: zalecany zwany „klimat 23/50” (temperatura 23OC +- 2 OC i wilgotno wzgl dna 50% +-5%) tropikalny zwany „klimat 27/65” (temperatura 27OC +- 2 OC i wilgotno wzgl dna 65% +-5%). Je li wilgotno nie wpł na oznaczane cechy próbek, nie okre la si wilgotno ci wzgl dnej ywa otoczenia. Je li temperatura i wilgotno nie wpł ywaj na oznaczane cechy próbek, temperatury i wilgotno ci wzgl dnej nie okre la si . Czas klimatyzacji a wi c czas przebywania próbek w okre lonych warunkach temperatury i wilgotno ci – je li normy nie podaj inaczej – nie mo e by mniejszy ni 88 godzin. Czas klimatyzowania próbek w okre lonej temperaturze dla badania których wilgotno nie wpł na wyniki wynosi nie mniej ni 4 godziny. ywa W przypadku materiał dla których stan równowagi osi gany jest w dł szym ni w/w czasie, ów u nale y czas klimatyzacji okre li na krzywej masa-czas. Stan równowagi osi gni ty jest wtedy, kiedy masa nie zmienia si o wi cej ni 0,1% przy dwóch pomiarach dokonanych w dostatecznie dł ugich odst pach czasu. Badania próbek – je eli nie ma innych wskaza – nale y przeprowadza w tym samym klimacie w jakim klimatyzowano próbki Protokoł z badania powinien zawiera nast puj ce dane: u dat i miejsce klimatyzacji, warunki klimatyzacji, czas klimatyzacji warunki badania.
3. Metody
W cz ci teoretycznej omówione został metody wykonywania próbek poprzez wtryskiwanie, y prasowanie, odlewanie, obróbk mechaniczn . Podczas iw czenia zostan wykonane próbki z pł z yty wybranego tworzywa sztucznego, która jest gotowym wyrobem. Próbki zostan wykonane metod obróbki mechanicznej na laboratoryjnej frezarce numerycznej. Przygotowywane kształ b d miał tki y posta wioseł ka.
3.1. Przygotowanie próbek do bada metod obróbki mechanicznej.
3.1.1. Zakres stosowanie metody tki yt, produktów lub gotowych wyrobów otrzymanych Metod stosuj aby otrzyma kształ do bada pł pół metod prasowania, wtryskiwania, wytł aczania, odlewania, polimeryzacji in situ lub innymi metodami. Przygotowanie próbek do bada 5
E
E E
y
~ !0¢(!%&%$ !¨¦¤¢{ ~ ~} | E E
¨
B
Instytut In¢ ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad 3.1.2. Opis metody Kształ przygotowywane b¤ d¥ metod¥ skrawania frezem, gdzie zastosowane b¤ d¥ mał posuwy oraz tki e du¦ e pr¤ dko§ ci obrotowe zgodne z norm¥ PN-EN ISO 2818. Narz¤ dziem steruje komputer wyposa¦ ony w odpowiedni program. Wymiary wioseł poniewa¦ s¥ znormalizowane, został wprowadzone do ka, y programu wcze§ niej. Nie b¤ dzie stosowana ciecz chł ca, gdy¦ stosuj¥ c bardzo ostre frezy z odz¥ w¤ glików spiekanych nast¤ puje niewielkie nagrzewanie materiał u. 3.1.3. Urz¨ dzenie do wykonywanie próbek – frezarka KH375 CNC (Computer Numerical Control) firmy PYFFEL. Dzi¤ ki masywnej i sztywnej konstrukcji frezarka mo¦ e obrabia© zarówno materiał mi¤ kkie, takie jak y tworzywa sztuczne (pleksiglas, PCV, PET, ebonit, itp.), jak i metale kolorowe (br¥ z, mosi¥ dz, miedª , aluminium). Bogate oprogramowanie umo¦ liwia wykonywanie produktów nietypowych, w pojedynczych egzemplarzach oraz niewielkich seriach. Pole pracy w osi X Pole pracy w osi Y Pole pracy w osi Z Rozmiar stoł w osi X u Rozmiar stoł w osi Y u Minimalny krok w osiach X i Y Minimalny krok w osi Z 37,5 cm 40,0 cm 4,5 cm 37,5 cm 58,0 cm 2 cm/s 0,01 mm 0,02 mm
Oprogramowanie: PLOTMAN-HPGLPLOT-PCBCUT. Sterowanie przez kart« STR-2P Frezarka mo¦ e wykona© : Próbki do bada£ z wszystkich rodzajów tworzyw polimerowych. Prototypowe pł drukowane ł c znie z wywierceniem otworów. ytki W pł ytach czoł owych z tworzyw sztucznych - otwory pod wy§ wietlacze, przeł zniki, c gniazda, mierniki, lampki kontrolne, itp. Napisy - w pł ytach czoł owych, na tabliczkach znamionowych, informacyjnych, na laminatach grawerskich, napisy mog¥ by© zarówno wkl¤ sł jak i wypukł e e. Nietypowe wsporniki, krzywki, klapki, ró¦ ne elementy monta¦ owe, matryce, plombownice itp. Wszystkie te prace mo¦ na szybko i dokł adnie wykona© na frezarce za pomoc¥ frezów i wierteł . Standardowymi gł owicami s¥ gł owice Firm Kress i Metabo. Mo¦ na w miar¤ potrzeb zastosowa© inne narz¤ dzia wykonawcze takie jak diamentowy rysik, gł owic¤ do znakowania narz¤ dzi pr¥ dem, laser itp. Podane parametry frezarki s¥ to rzeczywiste dane osi¥ gane przez urz¥ dzenie. Zastosowane s¥ precyzyjne prowadnice liniowe, oraz liniowe ł yska kulowe, co zapewnia precyzyjne i dokł o¦ adne przesuwy w osiach x-y-z. Silniki krokowe s¥ sprz¤ one z precyzyjnymi tocznymi ubami poci¥ gowymi r bezpo§ rednio, a nie za pomoc¥ przekł adni czy pasków z¤ batych, takie rozwi¥ zanie gwarantuje wymagan¥ dokł adno§ w czasie pracy a nie tylko w teorii. Ponadto szybko§ przesuwu dostosowana jest do najcz¤ ciej wykonywanych prac, ale tak¦ e do wagi maszyny. rednice mo¦ liwych do zastosowania narz¤ dzi mieszcz¥ si¤ w przedziale 1-8 mm.
Przygotowanie próbek do bada£
¥
§
E©
¦ ¨
¥
E©
§ ¨
E©
Szybko§
przesuwu
¡ !0¢ (!%&%$ !¨¦¤¢
¬
6
Instytut In¼ ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad 3.1.4. Wykonanie próbek Natomiast w tym rozdziale instrukcja wykonania pomiaru krok po kroku. Opis z tego i poprzedniego rozdział nale¾ y tak¾ e umie¿ ciÀ w instrukcji obsł danej aparatury. u ugi Do wykonania wioseł zostanie zastosowany program HPGLPLOT. Program ten obsł ek uguje frezarkÁ firmy PYFFEL odczytuj c uprzednio przygotowane pliki HPGL. Dział na komputerach a zgodnych z IBM PC, pod systemem operacyjnym DOS. Rysunki nale¾ y wcze¿ niej przygotowaÀ w programie graficznym (np. Corel Draw). W programie HPGLPLOT mo¾ liwe s jedynie modyfikacje rysunków dotycz ce skali i pozycji, natomiast nie jest mo¾ liwe rysowanie. Format danych HPGL został stworzony do sterowania pisakami w ploterach firmy Hewlett-Packard. Zamiast pisaków plotera s narzÁ dzia – dla jednego koloru jedno narzÁ dzie z mo¾ liwo¿ ci nadania dla tego narzÁ dzia prÁ dko¿ ci i gł boko¿ ci skrawania. Gotowy rysunek eksportujemy i wczytujemy do programu HPGLPLOT, sprawdzamy czy wynik jest zgodny z oczekiwanym. NastÁ pnie przypisujemy kolorom odpowiednie narzÁ dzia wraz z prÁ dko¿ ciami posuwów oraz gł boko¿ ciami skrawania i ilo¿ ciami przej¿ niezbÁ dnych do osi gniÁ cia wymaganej gł boko¿ ci. Nale¾ y pamiÁ taÀ e gł boko¿ frezowania nie mo¾ e byÀ za du¾ a gdy¾ frez mo¾ e siÁ zł amaÀ . Frez o ednicy 3 mm nie mo¾ e skrawaÀ gł b iej ni¾ 1,5 mm pł z r yty polietylenu, podczas jednego przej¿ cia z prÁ dko¿ ci maksymaln maszyny 1 (tzn. 20 mm/s). Dla materiał twardszych np. laminat warto¿ ta wynosi 0,5 mm a prÁ dko¿ posuwu ustawiona w ów programie nie mo¾ e byÀ wiÁ ksza ni¾ 3 ( 6mm/s). Nale¾ y wł c zyÀ komputer oraz zasilacz frezarki. Uruchomi siÁ Norton Commander. Nale¾ y uruchomiÀ program C:\HPGLPLOT\hpglplot.exe, a nastÁ pnie wczytaÀ plik prob3A.plt. FREZARKà OBSŁUGIWAÄ MOÅ E TYLKO PROWADZÆ CY WICZENIE LUB OSOBA PRZESZKOLONA! DOTYCZY TO WYMIANY NARZà DZI, MOCOWANIA MATERIAŁU ORAZ WYKONYWANIA FREZOWANIA. Pł z tworzywa, przeznaczon do skrawania mocuje siÁ w uchwytach stoł nastÁ pnie mocuje ytÁ u, siÁ odpowiedni frez (najczÁ ciej ednicy 3mm), ustawia pozycjÁ narzÁ dzia w stosunku do r zamocowanego materiał oraz bazÁ dotykow odnosz c siÁ do gł boko¿ ci skrawania. Uruchamia u gł owicÁ i startuje program wykonawczy. WiÁ cej informacji dotycz cych dział ania programu podanych jest w instrukcji obsł ugi HPGLPLOT.
4. Literatura
PN-EN ISO 3167:2004 PN-EN ISO 294-1:2002 PN-EN ISO 294-2:2002 PN-EN ISO 294-3:2004 PN-EN ISO 294-4:2003 PN-EN ISO 295:1999 PN-79/C-89014 PN-EN ISO 2818:2001 Przygotowanie próbek do bada½ Tworzywa sztuczne. Przygotowanie i zastosowanie uniwersalnej kształ do bada½ . tki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 1: Zasady ogólne, formowanie uniwersalnych kształ do bada½ i kształ w postaci beleczek tek tek Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 2: Mał beleczki do prób rozci gania e Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 3: Mał pł e ytki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 4: Oznaczanie skurczu wtryskowego Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania kształ do bada½ z tek tworzyw termoutwardzalnych przez prasowanie Utwardzalne y wice do odlewania. Wytyczne przygotowania kształ do bada½ . tek Tworzywa sztuczne. Przygotowywanie kształ do bada½ metod tek obróbki mechanicznej
EÀ
EÀ
Á
·¶» °³²¹³¹ !0¢º(!%&%$¸ ·!³¨¦¤¢ ¶° µ ´ ² ±°¯ ® Á Ä EÀ ÇÀ¨ ¿ Á¾ ÀE¨ ¿ ÀE¨ ¿ EÀ¨ ¿ ¾ Á EÀ ¿ ¿ ¿¨ Á Â
Á
7
Instytut In× ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad PN-ISO 4661-1:1998 PN-93/C-04239 PN-93/C-04213 PN-EN ISO 293:2003 PN-EN 12576:2002 PN-72/C-89013 PN-EN ISO 291+AC1 PN-EN ISO 527-1:1998 PN-EN ISO 527-2:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-4:2000 PN-EN ISO 527-5:2000 Guma i kauczuk termoplastyczny. Przygotowanie próbek do badaØ . Badania fizyczne Guma i elastomery termoplastyczne. Wyznaczanie wymiarów próbek do badaØ i wyrobów do celów badawczych Guma. Przygotowywanie próbek do badaØ . Badania chemiczne Tworzywa sztuczne. Prasowanie kształ do badaØ z tworzyw tek termoplastycznych Tworzywa sztuczne. Kompozyty wzmocnione wł óknem. Przygotowanie pł do badaØ z SMC, BMC i DMC metodÙ yt prasowania Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania pł do badaØ z tworzyw yt termoutwardzalnych wzmocnionych wł óknem szklanym metodÙ prasowania pod niskim ciÚ nieniem Tworzywa sztuczne. Znormalizowane warunki kondycjonowania i badania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Zasady ogólne Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytł aczania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ kompozytów tworzywowych izotropowych i ortotropowych wzmocnionych wł óknami Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ kompozytów tworzywowych wzmocnionych wł óknami jednokierunkowo
Przygotowanie próbek do badaØ
ÒÑÖ ËÎÍÔÎÔ !0¢Õ(!%&%$Ó Ò!Ψ¦¤¢È ÑË Ð Ï Í ÌËÊ É
8
09 Przygotowanie próbek do badań
Instytut In1 ynierii Materiałowej – Zakład Tworzyw Polimerowych
Przygotowanie próbek do bada3
1. Cel wiczenia
Celem iw czenia jest zapoznanie studentów z metodami wykonywania próbek do bada2 z tworzyw polimerowych oraz wykonanie próbek metod6 obróbki mechanicznej.
2. Okre7 lenie podstawowych zagadnie8
2.1. Normalizacja bada9 wła@ ciwo@ ci tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne odgrywaj6 obecnie duA rolC jako materiały konstrukcyjne, opakowaniowe, dekoracyjne itp. Szukaj6 c nowych zastosowa2 tworzyw sztucznych, badaj6 c nowe materiały polimerowe lub modyfikacje juA znanych, a takA e kontroluj6 c jakoD tworzyw, zachodzi potrzeba przeprowadzenia odpowiednich bada2 . Badania przeprowadza siC na odpowiednio przygotowanych próbkach. WiC kszoD z tych bada2 jest znormalizowanych tzn. opisanych w odpowiednich normach. Polskie Normy podaj6 m.in. sposoby oznaczania róA nych cech materiałowych i właD ciwoD ci fizycznych tworzyw sztucznych np.: udarnoD ci, twardoD ci, wskaF ników c ieralnoD ci, gC stoD ci, cech wytrzymałoD ciowych przy rozci6 ganiu, zginaniu, c iskaniu itp. Normalizacja tych bada2 polega na dokładnym okreD leniu metody oznaczania i zakresu jej stosowania, dziC ki czemu moA na porównywa5 wyniki bada2 uzyskanych w róA nych laboratoriach. Aby okreD li5 metodC oznaczania naleA y opisa5 : zasadC metody, potrzebne przyrz6 dy, próbki do bada2 warunki przeprowadzenia oznaczania, sposób obliczenia wyników, protokół badania. 2.2. Próbki do bada9 . Bardzo duA y wpływ na wyniki oznacze2 maj6 odpowiednio przygotowane próbki. W czasie przygotowywania próbek naleA y c i e trzyma5 siC wytycznych zawartych w normach. CzC sto zdarza l siC , e wyci6 ga siC mylne wnioski z bada2 przeprowadzonych na nieodpowiednio przygotowanych próbkach. Innym błC dem jest podawanie wyników bada2 bez dokładnej informacji o próbkach. Normy do bada2 zazwyczaj dokładnie opisuj6 : kształt i wymiary próbek, sposób przygotowania próbek, wygl6 d próbek, liczbC próbek, klimatyzacjC próbek.
2.3. Kształt i wymiary próbki.
Kształt i wymiary próbek zaleA od rodzaju badania. Inne próbki bC d6 np. do okreD lenia wskaF ników c ieralnoD ci, a inne np. do badania cech wytrzymałoD ciowych przy statycznym rozci6 ganiu. Zazwyczaj norma dotycz6 ca okreD lonego badania podaje kształt i wymiary próbek w postaci rysunku. Nie zawsze jest moA liwe przeprowadzenia badania na próbkach o zalecanych wymiarach i kształcie – dotyczy to np. badania wyrobów gotowych. W takich przypadkach norma zwykle podaje Przygotowanie próbek do bada2
!0¢'(!%&%$" !¨¦¤¢ ) ¥©## ¥ © §¥£ ¡ D E5 B6 D B6 DD E5
5
D
4
A
1
Instytut Inb ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad dopuszczalne odchylenia od kształ tów i wymiarów zalecanych próbek a takd e sposób ich przygotowania.
2.4. Sposoby przygotowania próbek do badae .
przez: Próbki z tworzyw sztucznych, w zaled nof ci od rodzaju tworzywa i mod liwof ci mod na wykonag wtryskiwanie, prasowanie, odlewanie, obróbkh mechanicznej. Dla kad dego rodzaju tworzywa warunki wykonania próbek do okref lonych badac powinny byg sprecyzowane w normach przedmiotowych. 2.4.1. Przygotowanie próbek metodi wtrysku. Najczh ciej próbki z tworzyw termoplastycznych wykonywane sp metodp wtrysku. Mod liwe jest równied wtryskiwanie tworzyw termoutwardzalnych, jednak istniejp zasadnicze ród nice miedzy wtryskiwaniem termoplastów i tworzyw termoutwardzalnych - przede wszystkim ród na jest temperatura formy. Wtrysk termoplastów odbywa sih na wtryskarce il makowej (dawniej stosowano tł okowe). e okowe, gdy nie dysponuje sih Czasami jeszcze wykorzystuje sih mał laboratoryjne wtryskarki tł odpowiednio dud ilof cip materiał Proces wykonania kształ do badac z tworzywa u. tki termoplastycznego przy ud yciu wtryskarki il makowej mod na podzielig w skrócie na nasth pujp ce 4 etapy: Zamknih cie formy. Wtrysk tworzywa do formy. limak przesuwa sih (bez obracania) w cylindrze w kierunku formy przez co dział jak tł i powoduje wypł tworzywa pod okref lonym cif nieniem z a ok yw niona tworzywem. dyszy wtryskarki do przylegajp cej do niej formy. Forma zostaje zapeł Uplastycznienie tworzywa w cylindrze wtryskarki. Cylinder jest ogrzewany elektrycznie i ma temperaturh powyd ej temp. topnienia danego tworzywa. limak obracajp cy sih w cylindrze pobiera tworzywo z leja zasypowego uplastycznia i homogenizuje je transportujp c jednoczef nie wzdł swojej osi do czoł cylindra. W tym samym czasie il mak sih obraca i ud a jednoczef nie cofa, robip c miejsce na dawkh tworzywa, która bh dzie wtryf nih ta. Otwarcie formy i wypchniecie wypraski. Forma ma temperaturh nid szp nid temp. topnienia tworzywa, dzih ki czemu nasth puje zestalenie sih tworzywa. Forma jest otwierana po zestaleniu sih w niej wypraski. Kad da kolejna wypraska wymaga przejf cia w/w cykli od nowa. Czas potrzebny do przejf cia kolejnych etapów od jednego otwarcia formy do nasth pnego nazywa sih czasem cyklu wtrysku. Przy wykonywaniu próbek w procesie wtrysku naled y zapisag w protokole nasth pujp ce informacje: dath i miejsce przygotowania kształ oraz nazwisko i imih wykonujp cego kształ tek tki, nazwh tworzywa, jego wyglp d/postag , warunki przygotowania (suszenia), ilof tworzywa konieczna do jednego wtrysku, charakterystykh wtryskarki (typ, producent, najwih ksza doza wtrysku), charakterystykh formy wtryskowej (typ, rozmiary), temperaturh nagrzewajp cych stref cylindra i miejsca pomiaru, temperaturh stopu, cif nienie wtrysku, temperaturh formy i gniazda, Przygotowanie próbek do badac
f
WVa PSRYSY !0¢`(!%&%$X W!S¨¦¤¢G VP U T R QPI H q f f q
Bp
Eg
f ¨
2
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad czas cyklu, liczb wykonanych kształ ich wymiary, przeznaczenie, liczb odrzuconych. tek, 2.4.2. Przygotowanie próbek do bada przez prasowanie. Przez prasowanie mo na wykona próbki zarówno z tworzyw termoplastycznych jak i termoutwardzalnych np. tł oczyw fenolowych, aminowych, poliestrowych, epoksydowych. Prasowanie odbywa si na prasach hydraulicznych. Kierunek ci nienia prasowania powinien by prostopadł do y najwi kszej powierzchni kształ Tworzywo prasuje si do formy, która zapewnia otrzymanie kształ o tki. tki odpowiednich wymiarach i kształ Forma ma gniazdo które ł cie. aduje si odpowiednim namiarem tworzywa. Prasowanie tworzyw termoplastycznych ró ni si od prasowania tworzyw termoutwardzalnych temperatur formy. Termoplasty, aby odwzorowa gniazdo formy musz by w stanie stopionym. Zapewnia si to poprzez odpowiednio wysok temperatur formy, w której nast pi stopienie nawa ki tworzywa, która był w postaci stał lub poprzez podanie do zimnej formy tworzywa stopionego a ej, uprzednio np. w wytł aczarce. Pod wpł ywem ci nienia prasowania stop tworzywa odwzoruje dokł adnie gniazdo, a nast pnie tworzywo musi si zestali poprzez obni enie temperatury. Je eli tworzywo był o stopione w formie podgrzanej do odpowiednio wysokiej temperatury, to form trzeba nast pnie o onno ci ochł odzi , aby tworzywo mogł si zestali – nie jest to rozwi zanie pod wzgl dem energochł korzystne. W przypadku podania do formy stopu termoplastu z wytł aczarki, forma ma temp. poni ej temperatury topnienia tworzywa, nast puje zadział anie ci nienia prasy i odwzorowanie przez stop gniazda, po czym tworzywo chł odzone jest od c ianek formy. Tworzywa termoutwardzalne prasowane s do form o odpowiednio wysokiej temperaturze zapewniaj cej zaj cie reakcji sieciowania i utwardzenia si tworzywa. Nie ma wi c konieczno ci zmian temperatury formy co jest korzystne. Formy do prasowania mog by ramkowe (odkryte) lub pozytywowe (zakryte). Formy mog by ogrzewane elektrycznie, ciecz lub par pod wysokim ci nieniem. Chł odzenie form – dotyczy yw y termoplastów – odbywa si poprzez przepł przez odpowiednie kanał cieczy lub powietrza lub chł odzenie formy odbywa si na powietrzu (wolne chł odzenie - wypraska b dzie miał mał napr enia a e adowo forma do prasowania termoplastów mo e wygl da tak, e posiada dwa wewn trzne). Przykł systemy kanał – jedne do grzania gor c par pod ci nieniem, a drugie do chł ów odzenia wod . Formy musz mie regulacj temperatury, a ogrzewanie/chł odzenie musi by tak rozwi zane aby odbywał si to równomiernie – ró nica temperatur dwóch ró nych punktów formy nie powinna by o wi ksza ni 3OC. Protokółwykonania próbek przez prasowanie powinien zawiera : tek, dat i miejsce przygotowania kształ imi i nazwisko przygotowuj cego, nazw tworzywa (typ, posta , oznaczenie) przeznaczenie kształ i ich wymiary, tek rodzaj prasy (producent, typ, najwi ksza sił docisku prasy) a warunki przygotowania tworzywa (suszenie, przygotowanie wst pne), typ u ytej formy(konstrukcja, powierzchnia gniazda, rodzaj ogrzewania), warunki prasowanie (czas podgrzewania, temp. czas i wielko ci nienia, metoda chł odzenia i czas). 2.4.3. Przygotowanie próbek do bada metod odlewania. Odlewanie dotyczy utwardzalnych ciekł ych y wic. ywic odlewa si do formy zawieraj cej gniazdo lub gniazda odpowiadaj ce wymiarom danej kształ lub pł Forma powinna mie tak tki yty. konstrukcj , aby najwi ksza powierzchnia kształ usytuowana był pionowo podczas odlewania. tki a y wicy czyli zestaw ilo ciowy poszczególnych skł adników i inne czynno ci Kompozycj przygotowawcze wykona nale y c i e wedł wskaza dostawcy i poda w protokole. Zalecane jest l ug wykonanie wszystkich kształ lub pł z jednej kompozycji y wicy. tek yt Przygotowanie próbek do bada
¨
E
uxwx !0¢ (!%&%$ !x¨¦¤¢r u y w vut s B
3
Instytut Inp ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad Dla y wic zawierajs cych napeł niacze, szczególnie dla kształ o dur ej dł ci, naler y tak tek ugot dobrau warunki odlewania aby nie doput ciu do sedymentacji napeł niacza. Kształ majs ce wady powierzchni lub pv cherze naler y odrzuciu tki Protokół wykonania próbek przez odlewanie powinien zawierau : tek, datv i miejsce wykonania kształ imiv i nazwisko wykonujs cego, zestaw ilot ciowy skł adników, sposób przygotowania kompozycji y wic, warunki odlewania i dotwardzania (sezonowania). 2.4.4. Przygotowanie próbek do badaw metodx obróbki mechanicznej. Poprzez obróbkv mechaniczns mor na przygotowau próbki z kształ tek, pł lub gotowych yt wyrobów otrzymanych metods prasowania, wtrysku, wytł aczania i odlewania. Przy wykonywaniu kształ naler y zwracau uwagv na anizotropiv pł lub gotowego wyrobu. tek yty Civ cia dokonuje siv pił tat mows , frezem tarczowym lub tarczs diamentows . Jer eli sposób ciecia i tworzywo tego wymagajs stosuje siv chł odzenie cieczs np. ciecie (laminatów poliestrowych). Próbki w postaci beleczek i kwadratów naler y przygotowau przez obróbkv frezem walcowym lub tarczowym. Kształ do badaq na rozcis ganie naler y wykonywau frezem walcowym. tki Kształ w postaci walców lub krs ków naler y przygotowau na tokarce lub ewentualnie na tki wiertarce z frezem tulejowym. Podczas obróbki materiał naler y tak dobierau parametry skrawania aby unikau nadmiernego ów grzania tworzywa. Próbki po obróbce nie mogs posiadau wad powierzchni z pkt 2.5. Jer eli kształ po tka mechanicznej obróbce nie odpowiada wyr ej wymienionym wymaganiom, ale widoczne wady ss niedur e, mor na je usuns za pomocs odpowiednich c ierniw (drobnoziarnisty pilnik, drobnoziarnisty papier). Wyrównanie powierzchni kształ powinno odbywau siv wzdł krawv dzi kształ tki ur tki. Protokółwykonania próbek poprzez obróbkv mechaniczns powinien zawierau : datv i miejsce wykonania obróbki, imiv i nazwisko wykonujs cego, y nazwv elementu z którego wykrawane był próbki (nazwa tworzywa, opis wyrobu, sposób wykonania elementu, wymiary, anizotropia), dokł adny opis poł enia wykonanej próbki w odniesieniu do pł lub wyrobu, or yty rodzaj i wymiary obrabianych kształ tek, sposób mechanicznej obróbki, warunki mechanicznej obróbki: charakterystyka narzv dzia, prv dkot narzv dzia, ks t odzenia. przył enia, prv dkot posuwu, gł b okot skrawania, sposób chł or
2.5. Wyglz d próbek.
Powierzchnie próbek powinny byu gł adkie, bez pv kniv , zgrubieq , odprysków, spv kaq , zapadniv , rys, widocznych adów pł cia pv cherzy i obcych wtrs ceq oraz innych wad widocznych l yniv goł okiem. Jer eli w partii znajdujs siv takie próbki naler y je odrzuciu opisujs c to w protokole (ilot ym odrzuconych próbek, rodzaj wad).
2.6. Liczba próbek.
Normy podajs zazwyczaj liczbv próbek, na której naler y przeprowadziu badanie. Najczv ciej okret lone badanie dokonywane jest na piv ciu próbkach z danej partii. Dokonywane pomiary zawsze obarczone ss bł d ami systematycznymi i przypadkowymi, wiv c uzyskane wyniki posiadajs rozrzut. r Najczv ciej normy zalecajs podawau wyniki w postaci edniej wraz z odchyleniem standardowym. Jest to mał zakres aparatu statystycznego polegajs cego na szacowaniu okret lonej wartot ci na podstawie y Przygotowanie próbek do badaq
Eu
t ¨
Eu
kjo dgfmgm !0¢n(!%&%$l k!g¨¦¤¢ jd i h f ed ¨ u t t Eu r v yr Eu s t uy
v
r
u ¨
t ¨
4
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad przeprowadzenia próby o okre lonej liczebno ci – w tym przypadku liczebno ci jest liczba próbek. Im wi cej próbek tym szacowanie jest dokł adniejsze. Cz sto norma zaleca odrzucanie skrajnych wyników, jako tych które obarczone s najwi kszym bł dem przypadkowym. Wyniki z poszczególnych pomiarów ró ni ce si od siebie powy ej 10% zazwyczaj norma zaleca odrzuci a badanie powtórzy , dlatego lepiej - o ile nie wi e si to du ymi trudno ciami - przygotowa odpowiednio wi ksz liczb próbek od zalecanej w normie.
2.7. Klimatyzacja próbek.
Klimatyzacja próbek ma zasadnicze znaczenie w przypadku gdy oznaczane przez nas cechy zale od temperatury i wilgotno ci. Niekiedy normy podaj zalecenia dotycz ce klimatyzacji a wi c temperatury, wilgotno ci i czasu. Zazwyczaj dla klimatyzacji i badania próbek z tworzyw sztucznych normy podaj dwa klimaty: zalecany zwany „klimat 23/50” (temperatura 23OC +- 2 OC i wilgotno wzgl dna 50% +-5%) tropikalny zwany „klimat 27/65” (temperatura 27OC +- 2 OC i wilgotno wzgl dna 65% +-5%). Je li wilgotno nie wpł na oznaczane cechy próbek, nie okre la si wilgotno ci wzgl dnej ywa otoczenia. Je li temperatura i wilgotno nie wpł ywaj na oznaczane cechy próbek, temperatury i wilgotno ci wzgl dnej nie okre la si . Czas klimatyzacji a wi c czas przebywania próbek w okre lonych warunkach temperatury i wilgotno ci – je li normy nie podaj inaczej – nie mo e by mniejszy ni 88 godzin. Czas klimatyzowania próbek w okre lonej temperaturze dla badania których wilgotno nie wpł na wyniki wynosi nie mniej ni 4 godziny. ywa W przypadku materiał dla których stan równowagi osi gany jest w dł szym ni w/w czasie, ów u nale y czas klimatyzacji okre li na krzywej masa-czas. Stan równowagi osi gni ty jest wtedy, kiedy masa nie zmienia si o wi cej ni 0,1% przy dwóch pomiarach dokonanych w dostatecznie dł ugich odst pach czasu. Badania próbek – je eli nie ma innych wskaza – nale y przeprowadza w tym samym klimacie w jakim klimatyzowano próbki Protokoł z badania powinien zawiera nast puj ce dane: u dat i miejsce klimatyzacji, warunki klimatyzacji, czas klimatyzacji warunki badania.
3. Metody
W cz ci teoretycznej omówione został metody wykonywania próbek poprzez wtryskiwanie, y prasowanie, odlewanie, obróbk mechaniczn . Podczas iw czenia zostan wykonane próbki z pł z yty wybranego tworzywa sztucznego, która jest gotowym wyrobem. Próbki zostan wykonane metod obróbki mechanicznej na laboratoryjnej frezarce numerycznej. Przygotowywane kształ b d miał tki y posta wioseł ka.
3.1. Przygotowanie próbek do bada metod obróbki mechanicznej.
3.1.1. Zakres stosowanie metody tki yt, produktów lub gotowych wyrobów otrzymanych Metod stosuj aby otrzyma kształ do bada pł pół metod prasowania, wtryskiwania, wytł aczania, odlewania, polimeryzacji in situ lub innymi metodami. Przygotowanie próbek do bada 5
E
E E
y
~ !0¢(!%&%$ !¨¦¤¢{ ~ ~} | E E
¨
B
Instytut In¢ ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad 3.1.2. Opis metody Kształ przygotowywane b¤ d¥ metod¥ skrawania frezem, gdzie zastosowane b¤ d¥ mał posuwy oraz tki e du¦ e pr¤ dko§ ci obrotowe zgodne z norm¥ PN-EN ISO 2818. Narz¤ dziem steruje komputer wyposa¦ ony w odpowiedni program. Wymiary wioseł poniewa¦ s¥ znormalizowane, został wprowadzone do ka, y programu wcze§ niej. Nie b¤ dzie stosowana ciecz chł ca, gdy¦ stosuj¥ c bardzo ostre frezy z odz¥ w¤ glików spiekanych nast¤ puje niewielkie nagrzewanie materiał u. 3.1.3. Urz¨ dzenie do wykonywanie próbek – frezarka KH375 CNC (Computer Numerical Control) firmy PYFFEL. Dzi¤ ki masywnej i sztywnej konstrukcji frezarka mo¦ e obrabia© zarówno materiał mi¤ kkie, takie jak y tworzywa sztuczne (pleksiglas, PCV, PET, ebonit, itp.), jak i metale kolorowe (br¥ z, mosi¥ dz, miedª , aluminium). Bogate oprogramowanie umo¦ liwia wykonywanie produktów nietypowych, w pojedynczych egzemplarzach oraz niewielkich seriach. Pole pracy w osi X Pole pracy w osi Y Pole pracy w osi Z Rozmiar stoł w osi X u Rozmiar stoł w osi Y u Minimalny krok w osiach X i Y Minimalny krok w osi Z 37,5 cm 40,0 cm 4,5 cm 37,5 cm 58,0 cm 2 cm/s 0,01 mm 0,02 mm
Oprogramowanie: PLOTMAN-HPGLPLOT-PCBCUT. Sterowanie przez kart« STR-2P Frezarka mo¦ e wykona© : Próbki do bada£ z wszystkich rodzajów tworzyw polimerowych. Prototypowe pł drukowane ł c znie z wywierceniem otworów. ytki W pł ytach czoł owych z tworzyw sztucznych - otwory pod wy§ wietlacze, przeł zniki, c gniazda, mierniki, lampki kontrolne, itp. Napisy - w pł ytach czoł owych, na tabliczkach znamionowych, informacyjnych, na laminatach grawerskich, napisy mog¥ by© zarówno wkl¤ sł jak i wypukł e e. Nietypowe wsporniki, krzywki, klapki, ró¦ ne elementy monta¦ owe, matryce, plombownice itp. Wszystkie te prace mo¦ na szybko i dokł adnie wykona© na frezarce za pomoc¥ frezów i wierteł . Standardowymi gł owicami s¥ gł owice Firm Kress i Metabo. Mo¦ na w miar¤ potrzeb zastosowa© inne narz¤ dzia wykonawcze takie jak diamentowy rysik, gł owic¤ do znakowania narz¤ dzi pr¥ dem, laser itp. Podane parametry frezarki s¥ to rzeczywiste dane osi¥ gane przez urz¥ dzenie. Zastosowane s¥ precyzyjne prowadnice liniowe, oraz liniowe ł yska kulowe, co zapewnia precyzyjne i dokł o¦ adne przesuwy w osiach x-y-z. Silniki krokowe s¥ sprz¤ one z precyzyjnymi tocznymi ubami poci¥ gowymi r bezpo§ rednio, a nie za pomoc¥ przekł adni czy pasków z¤ batych, takie rozwi¥ zanie gwarantuje wymagan¥ dokł adno§ w czasie pracy a nie tylko w teorii. Ponadto szybko§ przesuwu dostosowana jest do najcz¤ ciej wykonywanych prac, ale tak¦ e do wagi maszyny. rednice mo¦ liwych do zastosowania narz¤ dzi mieszcz¥ si¤ w przedziale 1-8 mm.
Przygotowanie próbek do bada£
¥
§
E©
¦ ¨
¥
E©
§ ¨
E©
Szybko§
przesuwu
¡ !0¢ (!%&%$ !¨¦¤¢
¬
6
Instytut In¼ ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad 3.1.4. Wykonanie próbek Natomiast w tym rozdziale instrukcja wykonania pomiaru krok po kroku. Opis z tego i poprzedniego rozdział nale¾ y tak¾ e umie¿ ciÀ w instrukcji obsł danej aparatury. u ugi Do wykonania wioseł zostanie zastosowany program HPGLPLOT. Program ten obsł ek uguje frezarkÁ firmy PYFFEL odczytuj c uprzednio przygotowane pliki HPGL. Dział na komputerach a zgodnych z IBM PC, pod systemem operacyjnym DOS. Rysunki nale¾ y wcze¿ niej przygotowaÀ w programie graficznym (np. Corel Draw). W programie HPGLPLOT mo¾ liwe s jedynie modyfikacje rysunków dotycz ce skali i pozycji, natomiast nie jest mo¾ liwe rysowanie. Format danych HPGL został stworzony do sterowania pisakami w ploterach firmy Hewlett-Packard. Zamiast pisaków plotera s narzÁ dzia – dla jednego koloru jedno narzÁ dzie z mo¾ liwo¿ ci nadania dla tego narzÁ dzia prÁ dko¿ ci i gł boko¿ ci skrawania. Gotowy rysunek eksportujemy i wczytujemy do programu HPGLPLOT, sprawdzamy czy wynik jest zgodny z oczekiwanym. NastÁ pnie przypisujemy kolorom odpowiednie narzÁ dzia wraz z prÁ dko¿ ciami posuwów oraz gł boko¿ ciami skrawania i ilo¿ ciami przej¿ niezbÁ dnych do osi gniÁ cia wymaganej gł boko¿ ci. Nale¾ y pamiÁ taÀ e gł boko¿ frezowania nie mo¾ e byÀ za du¾ a gdy¾ frez mo¾ e siÁ zł amaÀ . Frez o ednicy 3 mm nie mo¾ e skrawaÀ gł b iej ni¾ 1,5 mm pł z r yty polietylenu, podczas jednego przej¿ cia z prÁ dko¿ ci maksymaln maszyny 1 (tzn. 20 mm/s). Dla materiał twardszych np. laminat warto¿ ta wynosi 0,5 mm a prÁ dko¿ posuwu ustawiona w ów programie nie mo¾ e byÀ wiÁ ksza ni¾ 3 ( 6mm/s). Nale¾ y wł c zyÀ komputer oraz zasilacz frezarki. Uruchomi siÁ Norton Commander. Nale¾ y uruchomiÀ program C:\HPGLPLOT\hpglplot.exe, a nastÁ pnie wczytaÀ plik prob3A.plt. FREZARKà OBSŁUGIWAÄ MOÅ E TYLKO PROWADZÆ CY WICZENIE LUB OSOBA PRZESZKOLONA! DOTYCZY TO WYMIANY NARZà DZI, MOCOWANIA MATERIAŁU ORAZ WYKONYWANIA FREZOWANIA. Pł z tworzywa, przeznaczon do skrawania mocuje siÁ w uchwytach stoł nastÁ pnie mocuje ytÁ u, siÁ odpowiedni frez (najczÁ ciej ednicy 3mm), ustawia pozycjÁ narzÁ dzia w stosunku do r zamocowanego materiał oraz bazÁ dotykow odnosz c siÁ do gł boko¿ ci skrawania. Uruchamia u gł owicÁ i startuje program wykonawczy. WiÁ cej informacji dotycz cych dział ania programu podanych jest w instrukcji obsł ugi HPGLPLOT.
4. Literatura
PN-EN ISO 3167:2004 PN-EN ISO 294-1:2002 PN-EN ISO 294-2:2002 PN-EN ISO 294-3:2004 PN-EN ISO 294-4:2003 PN-EN ISO 295:1999 PN-79/C-89014 PN-EN ISO 2818:2001 Przygotowanie próbek do bada½ Tworzywa sztuczne. Przygotowanie i zastosowanie uniwersalnej kształ do bada½ . tki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 1: Zasady ogólne, formowanie uniwersalnych kształ do bada½ i kształ w postaci beleczek tek tek Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 2: Mał beleczki do prób rozci gania e Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 3: Mał pł e ytki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada½ z tworzyw tek termoplastycznych. CzÁ 4: Oznaczanie skurczu wtryskowego Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania kształ do bada½ z tek tworzyw termoutwardzalnych przez prasowanie Utwardzalne y wice do odlewania. Wytyczne przygotowania kształ do bada½ . tek Tworzywa sztuczne. Przygotowywanie kształ do bada½ metod tek obróbki mechanicznej
EÀ
EÀ
Á
·¶» °³²¹³¹ !0¢º(!%&%$¸ ·!³¨¦¤¢ ¶° µ ´ ² ±°¯ ® Á Ä EÀ ÇÀ¨ ¿ Á¾ ÀE¨ ¿ ÀE¨ ¿ EÀ¨ ¿ ¾ Á EÀ ¿ ¿ ¿¨ Á Â
Á
7
Instytut In× ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad PN-ISO 4661-1:1998 PN-93/C-04239 PN-93/C-04213 PN-EN ISO 293:2003 PN-EN 12576:2002 PN-72/C-89013 PN-EN ISO 291+AC1 PN-EN ISO 527-1:1998 PN-EN ISO 527-2:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-4:2000 PN-EN ISO 527-5:2000 Guma i kauczuk termoplastyczny. Przygotowanie próbek do badaØ . Badania fizyczne Guma i elastomery termoplastyczne. Wyznaczanie wymiarów próbek do badaØ i wyrobów do celów badawczych Guma. Przygotowywanie próbek do badaØ . Badania chemiczne Tworzywa sztuczne. Prasowanie kształ do badaØ z tworzyw tek termoplastycznych Tworzywa sztuczne. Kompozyty wzmocnione wł óknem. Przygotowanie pł do badaØ z SMC, BMC i DMC metodÙ yt prasowania Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania pł do badaØ z tworzyw yt termoutwardzalnych wzmocnionych wł óknem szklanym metodÙ prasowania pod niskim ciÚ nieniem Tworzywa sztuczne. Znormalizowane warunki kondycjonowania i badania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Zasady ogólne Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytł aczania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ kompozytów tworzywowych izotropowych i ortotropowych wzmocnionych wł óknami Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwoÚ ci mechanicznych przy aÚ statycznym rozciÙ ganiu. Warunki badaØ kompozytów tworzywowych wzmocnionych wł óknami jednokierunkowo
Przygotowanie próbek do badaØ
ÒÑÖ ËÎÍÔÎÔ !0¢Õ(!%&%$Ó Ò!Ψ¦¤¢È ÑË Ð Ï Í ÌËÊ É
8
