pobieranie: 09 Przygotowanie próbek do badań
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
Instytut In ynierii Materiałowej – Zakład Tworzyw Polimerowych
1. Cel wiczenia
Celem wiczenia jest zapoznanie studentów z metodami wykonywania próbek do bada z tworzyw polimerowych oraz wykonanie próbek metod obróbki mechanicznej.
2.1. Normalizacja bada wła ciwo ci tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne odgrywaj obecnie du rol jako materiały konstrukcyjne, opakowaniowe, dekoracyjne itp. Szukaj c nowych zastosowa tworzyw sztucznych, badaj c nowe materiały polimerowe lub modyfikacje ju znanych, a tak e kontroluj c jako tworzyw, zachodzi potrzeba przeprowadzenia odpowiednich bada . Badania przeprowadza si na odpowiednio przygotowanych próbkach. Wi kszo z tych bada jest znormalizowanych tzn. opisanych w odpowiednich normach. Polskie Normy podaj m.in. sposoby oznaczania ró nych cech materiałowych i wła ciwo ci fizycznych tworzyw sztucznych np.: udarno ci, twardo ci, wska ników cieralno ci, g sto ci, cech wytrzymało ciowych przy rozci ganiu, zginaniu, ciskaniu itp. Normalizacja tych bada polega na dokładnym okre leniu metody oznaczania i zakresu jej stosowania, dzi ki czemu mo na porównywa wyniki bada uzyskanych w ró nych laboratoriach. Aby okre li metod oznaczania nale y opisa : zasad metody, potrzebne przyrz dy, próbki do bada warunki przeprowadzenia oznaczania, sposób obliczenia wyników, protokół badania. 2.2. Próbki do bada . Bardzo du y wpływ na wyniki oznacze maj odpowiednio przygotowane próbki. W czasie przygotowywania próbek nale y ci le trzyma si wytycznych zawartych w normach. Cz sto zdarza si , e wyci ga si mylne wnioski z bada przeprowadzonych na nieodpowiednio przygotowanych próbkach. Innym bł dem jest podawanie wyników bada bez dokładnej informacji o próbkach. Normy do bada zazwyczaj dokładnie opisuj : kształt i wymiary próbek, sposób przygotowania próbek, wygl d próbek, liczb próbek, klimatyzacj próbek.
2.3. Kształt i wymiary próbki.
Kształt i wymiary próbek zale od rodzaju badania. Inne próbki b d np. do okre lenia wska ników cieralno ci, a inne np. do badania cech wytrzymało ciowych przy statycznym rozci ganiu. Zazwyczaj norma dotycz ca okre lonego badania podaje kształt i wymiary próbek w postaci rysunku. Nie zawsze jest mo liwe przeprowadzenia badania na próbkach o zalecanych wymiarach i kształcie – dotyczy to np. badania wyrobów gotowych. W takich przypadkach norma zwykle podaje
2
Przygotowanie próbek do bada
1
5
D D
D
6
A 2 D C D
C
6
6 C
D
C
E5D
C
F
D
6
A
D
A 2 C B6A
2
8
2. Okre lenie podstawowych zagadnie
2
3
Przygotowanie próbek do bada
1 !0¢'(!%&%$" !¨¦¤¢ ) ¥ © # # ¥ © §¥£ ¡ C 5 6 2 5 6 6 D D A 2 C B6A 2 6 6 C D D A @ 2 D 6 A 6 2 A 6 @ 9 6 A C 6 2 C D 9 C C A
E5D C
5D
D
5
D
6
2
D
7
4
F
A C
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad dopuszczalne odchylenia od kształ tów i wymiarów zalecanych próbek a tak e sposób ich przygotowania.
2.4. Sposoby przygotowania próbek do bada .
przez: wtryskiwanie, prasowanie, odlewanie, obróbk mechanicznej. Dla ka dego rodzaju tworzywa warunki wykonania próbek do okre lonych bada powinny by sprecyzowane w normach przedmiotowych.
2.4.1. Przygotowanie próbek metod wtrysku. Najcz ciej próbki z tworzyw termoplastycznych wykonywane s metod wtrysku. Mo liwe jest równie wtryskiwanie tworzyw termoutwardzalnych, jednak istniej zasadnicze ró nice miedzy wtryskiwaniem termoplastów i tworzyw termoutwardzalnych - przede wszystkim ró na jest temperatura formy. Wtrysk termoplastów odbywa si na wtryskarce limakowej (dawniej stosowano tł okowe). e okowe, gdy nie dysponuje si Czasami jeszcze wykorzystuje si mał laboratoryjne wtryskarki tł odpowiednio du ilo ci materiał Proces wykonania kształ do bada z tworzywa u. tki termoplastycznego przy u yciu wtryskarki limakowej mo na podzieli w skrócie na nast puj ce 4 etapy: Zamkni cie formy. Wtrysk tworzywa do formy. limak przesuwa si (bez obracania) w cylindrze w kierunku formy przez co dział jak tł i powoduje wypł tworzywa pod okre lonym ci nieniem z a ok yw niona tworzywem. dyszy wtryskarki do przylegaj cej do niej formy. Forma zostaje zapeł Uplastycznienie tworzywa w cylindrze wtryskarki. Cylinder jest ogrzewany elektrycznie i ma temperatur powy ej temp. topnienia danego tworzywa. limak obracaj cy si w cylindrze pobiera tworzywo z leja zasypowego uplastycznia i homogenizuje je transportuj c jednocze nie wzdł swojej osi do czoł cylindra. W tym samym czasie limak si obraca i u a jednocze nie cofa, robi c miejsce na dawk tworzywa, która b dzie wtry ni ta. Otwarcie formy i wypchniecie wypraski. Forma ma temperatur ni sz ni temp. topnienia tworzywa, dzi ki czemu nast puje zestalenie si tworzywa. Forma jest otwierana po zestaleniu si w niej wypraski. Ka da kolejna wypraska wymaga przej cia w/w cykli od nowa. Czas potrzebny do przej cia kolejnych etapów od jednego otwarcia formy do nast pnego nazywa si czasem cyklu wtrysku. Przy wykonywaniu próbek w procesie wtrysku nale y zapisa w protokole nast puj ce informacje: dat i miejsce przygotowania kształ oraz nazwisko i imi wykonuj cego kształ tek tki, nazw tworzywa, jego wygl d/posta , warunki przygotowania (suszenia), ilo tworzywa konieczna do jednego wtrysku, charakterystyk wtryskarki (typ, producent, najwi ksza doza wtrysku), charakterystyk formy wtryskowej (typ, rozmiary), temperatur nagrzewaj cych stref cylindra i miejsca pomiaru, temperatur stopu, ci nienie wtrysku, temperatur formy i gniazda,
c
Przygotowanie próbek do bada
2
g g
Próbki z tworzyw sztucznych, w zale no ci od rodzaju tworzywa i mo liwo ci mo na wykona
h
p
p h
d
d p d h h f h h f h p q
f
d
f
d
c
d
c
f d f d p
p p h
b W V a P S R Y S Y !0¢`(!%&%$X W!S¨¦¤¢G VP U T R QPI H f p g p h h h h f h g d e h d f d g f h h h p q f p i p p h d d h h h h h h h h h f f
h d p f Bpd
h
Egf
h
f ¨h f
d
d
d
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 cianek 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 : dat i miejsce przygotowania kształ imi i nazwisko przygotowuj cego, tek, 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 ywic. 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 adników i inne czynno ci Kompozycj ywicy czyli zestaw ilo ciowy poszczególnych skł przygotowawcze wykona nale y ci le wedł wskaza dostawcy i poda w protokole. Zalecane jest ug wykonanie wszystkich kształ lub pł z jednej kompozycji ywicy. tek yt
Przygotowanie próbek do bada
3
¨
E
u x w x !0¢ (!%&%$ !x¨¦¤¢r u y w vut s B
Dla ywic zawieraj cych napeł niacze, szczególnie dla kształ o du ej dł ci, nale y tak tek ugo dobra warunki odlewania aby nie dopu ci do sedymentacji napeł niacza. Kształ maj ce wady powierzchni lub p cherze nale y odrzuci tki Protokół wykonania próbek przez odlewanie powinien zawiera : tek, dat i miejsce wykonania kształ imi i nazwisko wykonuj cego, zestaw ilo ciowy skł adników, sposób przygotowania kompozycji ywic, warunki odlewania i dotwardzania (sezonowania). 2.4.4. Przygotowanie próbek do bada metod obróbki mechanicznej. Poprzez obróbk mechaniczn mo na przygotowa próbki z kształ tek, pł lub gotowych yt wyrobów otrzymanych metod prasowania, wtrysku, wytł aczania i odlewania. Przy wykonywaniu kształ nale y zwraca uwag na anizotropi pł lub gotowego wyrobu. tek yty Ci cia dokonuje si pił ta mow , frezem tarczowym lub tarcz diamentow . Je eli sposób ciecia i tworzywo tego wymagaj stosuje si chł odzenie ciecz np. ciecie (laminatów poliestrowych). Próbki w postaci beleczek i kwadratów nale y przygotowa przez obróbk frezem walcowym lub tarczowym. Kształ do bada na rozci ganie nale y wykonywa frezem walcowym. tki Kształ w postaci walców lub kr ków nale y przygotowa na tokarce lub ewentualnie na tki wiertarce z frezem tulejowym. Podczas obróbki materiał nale y tak dobiera parametry skrawania aby unika nadmiernego ów grzania tworzywa. Próbki po obróbce nie mog posiada wad powierzchni z pkt 2.5. Je eli kształ po tka mechanicznej obróbce nie odpowiada wy ej wymienionym wymaganiom, ale widoczne wady s niedu e, mo na je usun za pomoc odpowiednich cierniw (drobnoziarnisty pilnik, drobnoziarnisty papier). Wyrównanie powierzchni kształ powinno odbywa si wzdł kraw dzi kształ tki u tki. Protokółwykonania próbek poprzez obróbk mechaniczn powinien zawiera : dat i miejsce wykonania obróbki, imi i nazwisko wykonuj cego, y nazw 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, o yty rodzaj i wymiary obrabianych kształ tek, sposób mechanicznej obróbki, warunki mechanicznej obróbki: charakterystyka narz dzia, pr dko narz dzia, k t odzenia. przył enia, pr dko posuwu, gł boko skrawania, sposób chł o
2.5. Wygl d próbek.
Powierzchnie próbek powinny by gł adkie, bez p kni , zgrubie , odprysków, sp ka , zapadni , rys, widocznych ladów pł cia p cherzy i obcych wtr ce oraz innych wad widocznych yni goł okiem. Je eli w partii znajduj si takie próbki nale y je odrzuci opisuj c to w protokole (ilo ym odrzuconych próbek, rodzaj wad).
2.6. Liczba próbek.
Normy podaj zazwyczaj liczb próbek, na której nale y przeprowadzi badanie. Najcz ciej okre lone badanie dokonywane jest na pi ciu próbkach z danej partii. Dokonywane pomiary zawsze obarczone s bł dami systematycznymi i przypadkowymi, wi c uzyskane wyniki posiadaj rozrzut. Najcz ciej normy zalecaj podawa wyniki w postaci redniej wraz z odchyleniem standardowym. Jest to mał zakres aparatu statystycznego polegaj cego na szacowaniu okre lonej warto ci na podstawie y Przygotowanie próbek do bada
uEt q v
4
s
s
t ¨v
r
s
v
r s
t u
t
r
Eut v
u
v
u
s
r t s v v u u r v s u t r s r p k j o d g f m g m !0¢n(!%&%$l k!g¨¦¤¢ jd i h f ed q v t s v u q s r u v ¨v v u u s r v v u u s u r s v u t r t r Eut v v s s t s v u r s r s v u x v s r v r yrs u v r v v s w v s s v u s Eut v q r t uys s q s r v v s r r
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
z
v
u ¨v
t ¨v
u
r
t
v
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 wiczenia 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
y E E
~ !0¢(!%&%$ !¨¦¤¢{ ~ ~} | E E
¨
B
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, mied , 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 cznie z wywierceniem otworów. ytki W pł ytach czoł owych z tworzyw sztucznych - otwory pod wy wietlacze, przeł czniki, 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 rubami poci gowymi 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
6
¥
©
¥
¥
¥
¦
¥
¥
§
¤
§
«
E©§
¥
¤
¤
¤ ¥
¦
¤
¦
©
¤
¥
© ¥
¦¨¤ ¦
¤
¥
¦
¥
¥
£
¦
¥
¥
©
E©§
¦
§ ¨¤
¦
¥
E©§
Szybko
przesuwu
ª
¦
¦ ¥ ¥ ¤ © ¦ ¤ ¨ ¤ ¤ ¥ ¦ ¥ ¤ § ¥ ¦ ¤ ¥ § ¤ ¦ ¥ ¤ ¥ ¥ ¤ ¢ ¡ !0¢ (!%&%$ !¨¦¤¢
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
¬
§
¤
Instytut In 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 nale y tak e umie ci w instrukcji obsł danej aparatury. u ugi Do wykonania wioseł zostanie zastosowany program HPGLPLOT. Program ten obsł ek uguje frezark firmy PYFFEL odczytuj c uprzednio przygotowane pliki HPGL. Dział na komputerach a zgodnych z IBM PC, pod systemem operacyjnym DOS. Rysunki nale y wcze niej przygotowa w programie graficznym (np. Corel Draw). W programie HPGLPLOT mo liwe s jedynie modyfikacje rysunków dotycz ce skali i pozycji, natomiast nie jest mo liwe rysowanie. Format danych HPGL został stworzony do sterowania pisakami w ploterach firmy Hewlett-Packard. Zamiast pisaków plotera s narz dzia – dla jednego koloru jedno narz dzie z mo liwo ci nadania dla tego narz dzia pr dko ci i gł boko ci skrawania. Gotowy rysunek eksportujemy i wczytujemy do programu HPGLPLOT, sprawdzamy czy wynik jest zgodny z oczekiwanym. Nast pnie przypisujemy kolorom odpowiednie narz dzia wraz z pr dko ciami posuwów oraz gł boko ciami skrawania i ilo ciami przej niezb dnych do osi gni cia wymaganej gł boko ci. Nale y pami ta e gł boko frezowania nie mo e by za du a gdy frez mo e si zł ama . Frez o rednicy 3 mm nie mo e skrawa gł biej ni 1,5 mm pł z yty polietylenu, podczas jednego przej cia z pr dko ci maksymaln maszyny 1 (tzn. 20 mm/s). Dla materiał twardszych np. laminat warto ta wynosi 0,5 mm a pr dko posuwu ustawiona w ów programie nie mo e by wi ksza ni 3 ( 6mm/s). Nale y wł czy komputer oraz zasilacz frezarki. Uruchomi si Norton Commander. Nale y uruchomi program C:\HPGLPLOT\hpglplot.exe, a nast pnie wczyta plik prob3A.plt. FREZARK OBSŁUGIWA MO E TYLKO PROWADZ CY WICZENIE LUB OSOBA PRZESZKOLONA! DOTYCZY TO WYMIANY NARZ DZI, MOCOWANIA MATERIAŁU ORAZ WYKONYWANIA FREZOWANIA.
Pł z tworzywa, przeznaczon do skrawania mocuje si w uchwytach stoł nast pnie mocuje yt u, si odpowiedni frez (najcz ciej rednicy 3mm), ustawia pozycj narz dzia w stosunku do zamocowanego materiał oraz baz dotykow odnosz c si do gł boko ci skrawania. Uruchamia u gł owic i startuje program wykonawczy. Wi 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 Tworzywa sztuczne. Przygotowanie i zastosowanie uniwersalnej kształ do bada . tki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 1: Zasady ogólne, formowanie tek uniwersalnych kształ do bada i kształ w postaci beleczek tek Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 2: Mał beleczki do prób rozci gania e Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 3: Mał pł e ytki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 4: Oznaczanie skurczu wtryskowego Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania kształ do bada z tek tworzyw termoutwardzalnych przez prasowanie Utwardzalne ywice do odlewania. Wytyczne przygotowania kształ do bada . tek Tworzywa sztuczne. Przygotowywanie kształ do bada metod tek obróbki mechanicznej 7
½
Przygotowanie próbek do bada
Â
Â
¾
¾
½
À
¿ Á
Á
½
À ¾ EÀ¿
Â
½
½
½
½
Á
Á
¾
¿
Â
Á
Ã Ä Æ Å Ä Ã À Á À Á À  ¾ ¾ Á À ¾ EÀ¿ Á EÀ¿   ¿ Á ¿ Á À ¾ ¿ À Á ¾ ¾ ÀE¿ Á ¾ À Á ¾ ¿ Á Á  ¿ ¿ Á ¿ Á Á Á ¿ Á  ¿ ¾ Á Á
¼ · ¶ » ° ³ ² ¹ ³ ¹ !0¢º(!%&%$¸ ·!³¨¦¤¢ ¶° µ ´ ² ±°¯ ® ¿ ¾ ¾ Á Á ½ Á Á  ÇÀ¨Á ¿ ÀE¨Á ¿ ÀE¨Á ¿ EÀ¨Á ¿ ¾ ½ ½ ¾  À ¿  ¿ Á   ¾ ¾ ¿¨Á
Â
Á
Á
Á
Á
Á
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
PN-93/C-04239 PN-93/C-04213 PN-EN ISO 293:2003 PN-EN 12576:2002 PN-72/C-89013 PN-EN ISO 291+AC1 PN-EN ISO 527-1:1998 PN-EN ISO 527-2:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-4:2000 PN-EN ISO 527-5:2000
Ø
Przygotowanie próbek do bada
8
Ù
Ù
Ø
PN-ISO 4661-1:1998
Ø
Ø
Ú Ú
Ø Ú Ú
Ø Ú Ú Ø Ú Ú Ø Ú Ú
Ø Ú Ú
× Ò Ñ Ö Ë Î Í Ô Î Ô !0¢Õ(!%&%$Ó Ò!Ψ¦¤¢È ÑË Ð Ï Í ÌËÊ É Ø Ø Ú Ù Ù Ù Ù Ù Ù Ø
Guma i kauczuk termoplastyczny. Przygotowanie próbek do bada . Badania fizyczne Guma i elastomery termoplastyczne. Wyznaczanie wymiarów próbek do bada i wyrobów do celów badawczych Guma. Przygotowywanie próbek do bada . Badania chemiczne Tworzywa sztuczne. Prasowanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych Tworzywa sztuczne. Kompozyty wzmocnione wł óknem. Przygotowanie pł do bada z SMC, BMC i DMC metod yt prasowania Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania pł do bada z tworzyw yt termoutwardzalnych wzmocnionych wł óknem szklanym metod prasowania pod niskim ci nieniem Tworzywa sztuczne. Znormalizowane warunki kondycjonowania i badania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Zasady ogólne Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytł aczania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada kompozytów tworzywowych izotropowych i ortotropowych wzmocnionych wł óknami Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada kompozytów tworzywowych wzmocnionych wł óknami jednokierunkowo
09 Przygotowanie próbek do badań
Instytut In ynierii Materiałowej – Zakład Tworzyw Polimerowych
1. Cel wiczenia
Celem wiczenia jest zapoznanie studentów z metodami wykonywania próbek do bada z tworzyw polimerowych oraz wykonanie próbek metod obróbki mechanicznej.
2.1. Normalizacja bada wła ciwo ci tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne odgrywaj obecnie du rol jako materiały konstrukcyjne, opakowaniowe, dekoracyjne itp. Szukaj c nowych zastosowa tworzyw sztucznych, badaj c nowe materiały polimerowe lub modyfikacje ju znanych, a tak e kontroluj c jako tworzyw, zachodzi potrzeba przeprowadzenia odpowiednich bada . Badania przeprowadza si na odpowiednio przygotowanych próbkach. Wi kszo z tych bada jest znormalizowanych tzn. opisanych w odpowiednich normach. Polskie Normy podaj m.in. sposoby oznaczania ró nych cech materiałowych i wła ciwo ci fizycznych tworzyw sztucznych np.: udarno ci, twardo ci, wska ników cieralno ci, g sto ci, cech wytrzymało ciowych przy rozci ganiu, zginaniu, ciskaniu itp. Normalizacja tych bada polega na dokładnym okre leniu metody oznaczania i zakresu jej stosowania, dzi ki czemu mo na porównywa wyniki bada uzyskanych w ró nych laboratoriach. Aby okre li metod oznaczania nale y opisa : zasad metody, potrzebne przyrz dy, próbki do bada warunki przeprowadzenia oznaczania, sposób obliczenia wyników, protokół badania. 2.2. Próbki do bada . Bardzo du y wpływ na wyniki oznacze maj odpowiednio przygotowane próbki. W czasie przygotowywania próbek nale y ci le trzyma si wytycznych zawartych w normach. Cz sto zdarza si , e wyci ga si mylne wnioski z bada przeprowadzonych na nieodpowiednio przygotowanych próbkach. Innym bł dem jest podawanie wyników bada bez dokładnej informacji o próbkach. Normy do bada zazwyczaj dokładnie opisuj : kształt i wymiary próbek, sposób przygotowania próbek, wygl d próbek, liczb próbek, klimatyzacj próbek.
2.3. Kształt i wymiary próbki.
Kształt i wymiary próbek zale od rodzaju badania. Inne próbki b d np. do okre lenia wska ników cieralno ci, a inne np. do badania cech wytrzymało ciowych przy statycznym rozci ganiu. Zazwyczaj norma dotycz ca okre lonego badania podaje kształt i wymiary próbek w postaci rysunku. Nie zawsze jest mo liwe przeprowadzenia badania na próbkach o zalecanych wymiarach i kształcie – dotyczy to np. badania wyrobów gotowych. W takich przypadkach norma zwykle podaje
2
Przygotowanie próbek do bada
1
5
D D
D
6
A 2 D C D
C
6
6 C
D
C
E5D
C
F
D
6
A
D
A 2 C B6A
2
8
2. Okre lenie podstawowych zagadnie
2
3
Przygotowanie próbek do bada
1 !0¢'(!%&%$" !¨¦¤¢ ) ¥ © # # ¥ © §¥£ ¡ C 5 6 2 5 6 6 D D A 2 C B6A 2 6 6 C D D A @ 2 D 6 A 6 2 A 6 @ 9 6 A C 6 2 C D 9 C C A
E5D C
5D
D
5
D
6
2
D
7
4
F
A C
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad dopuszczalne odchylenia od kształ tów i wymiarów zalecanych próbek a tak e sposób ich przygotowania.
2.4. Sposoby przygotowania próbek do bada .
przez: wtryskiwanie, prasowanie, odlewanie, obróbk mechanicznej. Dla ka dego rodzaju tworzywa warunki wykonania próbek do okre lonych bada powinny by sprecyzowane w normach przedmiotowych.
2.4.1. Przygotowanie próbek metod wtrysku. Najcz ciej próbki z tworzyw termoplastycznych wykonywane s metod wtrysku. Mo liwe jest równie wtryskiwanie tworzyw termoutwardzalnych, jednak istniej zasadnicze ró nice miedzy wtryskiwaniem termoplastów i tworzyw termoutwardzalnych - przede wszystkim ró na jest temperatura formy. Wtrysk termoplastów odbywa si na wtryskarce limakowej (dawniej stosowano tł okowe). e okowe, gdy nie dysponuje si Czasami jeszcze wykorzystuje si mał laboratoryjne wtryskarki tł odpowiednio du ilo ci materiał Proces wykonania kształ do bada z tworzywa u. tki termoplastycznego przy u yciu wtryskarki limakowej mo na podzieli w skrócie na nast puj ce 4 etapy: Zamkni cie formy. Wtrysk tworzywa do formy. limak przesuwa si (bez obracania) w cylindrze w kierunku formy przez co dział jak tł i powoduje wypł tworzywa pod okre lonym ci nieniem z a ok yw niona tworzywem. dyszy wtryskarki do przylegaj cej do niej formy. Forma zostaje zapeł Uplastycznienie tworzywa w cylindrze wtryskarki. Cylinder jest ogrzewany elektrycznie i ma temperatur powy ej temp. topnienia danego tworzywa. limak obracaj cy si w cylindrze pobiera tworzywo z leja zasypowego uplastycznia i homogenizuje je transportuj c jednocze nie wzdł swojej osi do czoł cylindra. W tym samym czasie limak si obraca i u a jednocze nie cofa, robi c miejsce na dawk tworzywa, która b dzie wtry ni ta. Otwarcie formy i wypchniecie wypraski. Forma ma temperatur ni sz ni temp. topnienia tworzywa, dzi ki czemu nast puje zestalenie si tworzywa. Forma jest otwierana po zestaleniu si w niej wypraski. Ka da kolejna wypraska wymaga przej cia w/w cykli od nowa. Czas potrzebny do przej cia kolejnych etapów od jednego otwarcia formy do nast pnego nazywa si czasem cyklu wtrysku. Przy wykonywaniu próbek w procesie wtrysku nale y zapisa w protokole nast puj ce informacje: dat i miejsce przygotowania kształ oraz nazwisko i imi wykonuj cego kształ tek tki, nazw tworzywa, jego wygl d/posta , warunki przygotowania (suszenia), ilo tworzywa konieczna do jednego wtrysku, charakterystyk wtryskarki (typ, producent, najwi ksza doza wtrysku), charakterystyk formy wtryskowej (typ, rozmiary), temperatur nagrzewaj cych stref cylindra i miejsca pomiaru, temperatur stopu, ci nienie wtrysku, temperatur formy i gniazda,
c
Przygotowanie próbek do bada
2
g g
Próbki z tworzyw sztucznych, w zale no ci od rodzaju tworzywa i mo liwo ci mo na wykona
h
p
p h
d
d p d h h f h h f h p q
f
d
f
d
c
d
c
f d f d p
p p h
b W V a P S R Y S Y !0¢`(!%&%$X W!S¨¦¤¢G VP U T R QPI H f p g p h h h h f h g d e h d f d g f h h h p q f p i p p h d d h h h h h h h h h f f
h d p f Bpd
h
Egf
h
f ¨h f
d
d
d
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 cianek 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 : dat i miejsce przygotowania kształ imi i nazwisko przygotowuj cego, tek, 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 ywic. 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 adników i inne czynno ci Kompozycj ywicy czyli zestaw ilo ciowy poszczególnych skł przygotowawcze wykona nale y ci le wedł wskaza dostawcy i poda w protokole. Zalecane jest ug wykonanie wszystkich kształ lub pł z jednej kompozycji ywicy. tek yt
Przygotowanie próbek do bada
3
¨
E
u x w x !0¢ (!%&%$ !x¨¦¤¢r u y w vut s B
Dla ywic zawieraj cych napeł niacze, szczególnie dla kształ o du ej dł ci, nale y tak tek ugo dobra warunki odlewania aby nie dopu ci do sedymentacji napeł niacza. Kształ maj ce wady powierzchni lub p cherze nale y odrzuci tki Protokół wykonania próbek przez odlewanie powinien zawiera : tek, dat i miejsce wykonania kształ imi i nazwisko wykonuj cego, zestaw ilo ciowy skł adników, sposób przygotowania kompozycji ywic, warunki odlewania i dotwardzania (sezonowania). 2.4.4. Przygotowanie próbek do bada metod obróbki mechanicznej. Poprzez obróbk mechaniczn mo na przygotowa próbki z kształ tek, pł lub gotowych yt wyrobów otrzymanych metod prasowania, wtrysku, wytł aczania i odlewania. Przy wykonywaniu kształ nale y zwraca uwag na anizotropi pł lub gotowego wyrobu. tek yty Ci cia dokonuje si pił ta mow , frezem tarczowym lub tarcz diamentow . Je eli sposób ciecia i tworzywo tego wymagaj stosuje si chł odzenie ciecz np. ciecie (laminatów poliestrowych). Próbki w postaci beleczek i kwadratów nale y przygotowa przez obróbk frezem walcowym lub tarczowym. Kształ do bada na rozci ganie nale y wykonywa frezem walcowym. tki Kształ w postaci walców lub kr ków nale y przygotowa na tokarce lub ewentualnie na tki wiertarce z frezem tulejowym. Podczas obróbki materiał nale y tak dobiera parametry skrawania aby unika nadmiernego ów grzania tworzywa. Próbki po obróbce nie mog posiada wad powierzchni z pkt 2.5. Je eli kształ po tka mechanicznej obróbce nie odpowiada wy ej wymienionym wymaganiom, ale widoczne wady s niedu e, mo na je usun za pomoc odpowiednich cierniw (drobnoziarnisty pilnik, drobnoziarnisty papier). Wyrównanie powierzchni kształ powinno odbywa si wzdł kraw dzi kształ tki u tki. Protokółwykonania próbek poprzez obróbk mechaniczn powinien zawiera : dat i miejsce wykonania obróbki, imi i nazwisko wykonuj cego, y nazw 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, o yty rodzaj i wymiary obrabianych kształ tek, sposób mechanicznej obróbki, warunki mechanicznej obróbki: charakterystyka narz dzia, pr dko narz dzia, k t odzenia. przył enia, pr dko posuwu, gł boko skrawania, sposób chł o
2.5. Wygl d próbek.
Powierzchnie próbek powinny by gł adkie, bez p kni , zgrubie , odprysków, sp ka , zapadni , rys, widocznych ladów pł cia p cherzy i obcych wtr ce oraz innych wad widocznych yni goł okiem. Je eli w partii znajduj si takie próbki nale y je odrzuci opisuj c to w protokole (ilo ym odrzuconych próbek, rodzaj wad).
2.6. Liczba próbek.
Normy podaj zazwyczaj liczb próbek, na której nale y przeprowadzi badanie. Najcz ciej okre lone badanie dokonywane jest na pi ciu próbkach z danej partii. Dokonywane pomiary zawsze obarczone s bł dami systematycznymi i przypadkowymi, wi c uzyskane wyniki posiadaj rozrzut. Najcz ciej normy zalecaj podawa wyniki w postaci redniej wraz z odchyleniem standardowym. Jest to mał zakres aparatu statystycznego polegaj cego na szacowaniu okre lonej warto ci na podstawie y Przygotowanie próbek do bada
uEt q v
4
s
s
t ¨v
r
s
v
r s
t u
t
r
Eut v
u
v
u
s
r t s v v u u r v s u t r s r p k j o d g f m g m !0¢n(!%&%$l k!g¨¦¤¢ jd i h f ed q v t s v u q s r u v ¨v v u u s r v v u u s u r s v u t r t r Eut v v s s t s v u r s r s v u x v s r v r yrs u v r v v s w v s s v u s Eut v q r t uys s q s r v v s r r
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
z
v
u ¨v
t ¨v
u
r
t
v
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 wiczenia 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
y E E
~ !0¢(!%&%$ !¨¦¤¢{ ~ ~} | E E
¨
B
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, mied , 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 cznie z wywierceniem otworów. ytki W pł ytach czoł owych z tworzyw sztucznych - otwory pod wy wietlacze, przeł czniki, 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 rubami poci gowymi 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
6
¥
©
¥
¥
¥
¦
¥
¥
§
¤
§
«
E©§
¥
¤
¤
¤ ¥
¦
¤
¦
©
¤
¥
© ¥
¦¨¤ ¦
¤
¥
¦
¥
¥
£
¦
¥
¥
©
E©§
¦
§ ¨¤
¦
¥
E©§
Szybko
przesuwu
ª
¦
¦ ¥ ¥ ¤ © ¦ ¤ ¨ ¤ ¤ ¥ ¦ ¥ ¤ § ¥ ¦ ¤ ¥ § ¤ ¦ ¥ ¤ ¥ ¥ ¤ ¢ ¡ !0¢ (!%&%$ !¨¦¤¢
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
¬
§
¤
Instytut In 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 nale y tak e umie ci w instrukcji obsł danej aparatury. u ugi Do wykonania wioseł zostanie zastosowany program HPGLPLOT. Program ten obsł ek uguje frezark firmy PYFFEL odczytuj c uprzednio przygotowane pliki HPGL. Dział na komputerach a zgodnych z IBM PC, pod systemem operacyjnym DOS. Rysunki nale y wcze niej przygotowa w programie graficznym (np. Corel Draw). W programie HPGLPLOT mo liwe s jedynie modyfikacje rysunków dotycz ce skali i pozycji, natomiast nie jest mo liwe rysowanie. Format danych HPGL został stworzony do sterowania pisakami w ploterach firmy Hewlett-Packard. Zamiast pisaków plotera s narz dzia – dla jednego koloru jedno narz dzie z mo liwo ci nadania dla tego narz dzia pr dko ci i gł boko ci skrawania. Gotowy rysunek eksportujemy i wczytujemy do programu HPGLPLOT, sprawdzamy czy wynik jest zgodny z oczekiwanym. Nast pnie przypisujemy kolorom odpowiednie narz dzia wraz z pr dko ciami posuwów oraz gł boko ciami skrawania i ilo ciami przej niezb dnych do osi gni cia wymaganej gł boko ci. Nale y pami ta e gł boko frezowania nie mo e by za du a gdy frez mo e si zł ama . Frez o rednicy 3 mm nie mo e skrawa gł biej ni 1,5 mm pł z yty polietylenu, podczas jednego przej cia z pr dko ci maksymaln maszyny 1 (tzn. 20 mm/s). Dla materiał twardszych np. laminat warto ta wynosi 0,5 mm a pr dko posuwu ustawiona w ów programie nie mo e by wi ksza ni 3 ( 6mm/s). Nale y wł czy komputer oraz zasilacz frezarki. Uruchomi si Norton Commander. Nale y uruchomi program C:\HPGLPLOT\hpglplot.exe, a nast pnie wczyta plik prob3A.plt. FREZARK OBSŁUGIWA MO E TYLKO PROWADZ CY WICZENIE LUB OSOBA PRZESZKOLONA! DOTYCZY TO WYMIANY NARZ DZI, MOCOWANIA MATERIAŁU ORAZ WYKONYWANIA FREZOWANIA.
Pł z tworzywa, przeznaczon do skrawania mocuje si w uchwytach stoł nast pnie mocuje yt u, si odpowiedni frez (najcz ciej rednicy 3mm), ustawia pozycj narz dzia w stosunku do zamocowanego materiał oraz baz dotykow odnosz c si do gł boko ci skrawania. Uruchamia u gł owic i startuje program wykonawczy. Wi 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 Tworzywa sztuczne. Przygotowanie i zastosowanie uniwersalnej kształ do bada . tki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 1: Zasady ogólne, formowanie tek uniwersalnych kształ do bada i kształ w postaci beleczek tek Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 2: Mał beleczki do prób rozci gania e Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 3: Mał pł e ytki Tworzywa sztuczne. Wtryskiwanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych. Cz 4: Oznaczanie skurczu wtryskowego Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania kształ do bada z tek tworzyw termoutwardzalnych przez prasowanie Utwardzalne ywice do odlewania. Wytyczne przygotowania kształ do bada . tek Tworzywa sztuczne. Przygotowywanie kształ do bada metod tek obróbki mechanicznej 7
½
Przygotowanie próbek do bada
Â
Â
¾
¾
½
À
¿ Á
Á
½
À ¾ EÀ¿
Â
½
½
½
½
Á
Á
¾
¿
Â
Á
Ã Ä Æ Å Ä Ã À Á À Á À  ¾ ¾ Á À ¾ EÀ¿ Á EÀ¿   ¿ Á ¿ Á À ¾ ¿ À Á ¾ ¾ ÀE¿ Á ¾ À Á ¾ ¿ Á Á  ¿ ¿ Á ¿ Á Á Á ¿ Á  ¿ ¾ Á Á
¼ · ¶ » ° ³ ² ¹ ³ ¹ !0¢º(!%&%$¸ ·!³¨¦¤¢ ¶° µ ´ ² ±°¯ ® ¿ ¾ ¾ Á Á ½ Á Á  ÇÀ¨Á ¿ ÀE¨Á ¿ ÀE¨Á ¿ EÀ¨Á ¿ ¾ ½ ½ ¾  À ¿  ¿ Á   ¾ ¾ ¿¨Á
Â
Á
Á
Á
Á
Á
Instytut In ynierii Materiał owej – Zakł Tworzyw Polimerowych ad
PN-93/C-04239 PN-93/C-04213 PN-EN ISO 293:2003 PN-EN 12576:2002 PN-72/C-89013 PN-EN ISO 291+AC1 PN-EN ISO 527-1:1998 PN-EN ISO 527-2:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-3:1998 PN-EN ISO 527-4:2000 PN-EN ISO 527-5:2000
Ø
Przygotowanie próbek do bada
8
Ù
Ù
Ø
PN-ISO 4661-1:1998
Ø
Ø
Ú Ú
Ø Ú Ú
Ø Ú Ú Ø Ú Ú Ø Ú Ú
Ø Ú Ú
× Ò Ñ Ö Ë Î Í Ô Î Ô !0¢Õ(!%&%$Ó Ò!Ψ¦¤¢È ÑË Ð Ï Í ÌËÊ É Ø Ø Ú Ù Ù Ù Ù Ù Ù Ø
Guma i kauczuk termoplastyczny. Przygotowanie próbek do bada . Badania fizyczne Guma i elastomery termoplastyczne. Wyznaczanie wymiarów próbek do bada i wyrobów do celów badawczych Guma. Przygotowywanie próbek do bada . Badania chemiczne Tworzywa sztuczne. Prasowanie kształ do bada z tworzyw tek termoplastycznych Tworzywa sztuczne. Kompozyty wzmocnione wł óknem. Przygotowanie pł do bada z SMC, BMC i DMC metod yt prasowania Tworzywa sztuczne. Wytyczne wykonania pł do bada z tworzyw yt termoutwardzalnych wzmocnionych wł óknem szklanym metod prasowania pod niskim ci nieniem Tworzywa sztuczne. Znormalizowane warunki kondycjonowania i badania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Zasady ogólne Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytł aczania Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada folii i pł yt Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada kompozytów tworzywowych izotropowych i ortotropowych wzmocnionych wł óknami Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wł ciwo ci mechanicznych przy a statycznym rozci ganiu. Warunki bada kompozytów tworzywowych wzmocnionych wł óknami jednokierunkowo
