Тема: ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТА ДЛЯ ПЛАСТИКА РАЗНЫХ ВИДОВ

В современном мире пластмассы играют важную роль. Они применяются практически повсеместно из-за их характеристик [1]. Главные свойства пластмасс:
• под действием нагрева изменять форму и сохранять её после охлаждения;
• меньший вес изделий из-за плотности полимеров;
• устойчивость к коррозии, в отличие от металлов. Пластмассы делятся на несколько типов:
Термопласты – это полимеры, способные многократно преобразовываться при нагреве в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние и в этой фазе перерабатываются в конечные изделия. По завершению изготовления изделия они обладают возможностью повторной переработки. Напри- мер: полиэтилен, полиметилметакрилат, полипропилен, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, поликарбонат, политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен, полиизобутилен, полистирол, полиамид, полиимид и другие полимеры. Однако существуют некоторые полимеры с линейной структурой макромолекул, но термопластичными не являются, так как температура их деструкции ниже температуры текучести. Ярким примером служит целлюлоза [2]. Термопласты бывают наполненными или однородными. Однородные термопласты также именуют смолами, которые, в свою очередь, подразделяют на природные и синтетические. Наполнители же значительно изменяют эксплуатационные и технологические свойства термопластов. Широкое применение получили стеклопластики (полимеры, наполненные стекловолокном), углепластики (полимеры, наполненные углеволокном), а также специальные пластики [3] (полимеры, наполненные разнообразными добавками – антипиренами, электропроводящими и антифрикционными добавками, антистатиками, износостойкими добавками и так далее)
Реактопласты - это полимерные материалы, которые при формовании в конечные изделия проходят необратимую химическую реакцию с образованием сшитой структурной сетки макромолекул (отверждение), в результате которой образуется неплавкий и нерастворимый полимер. По завершению отверждения изделия более не имеют возможности вторичной переработки, а при нагреве материал не становится пластичным, а лишь деструктирует или возгорается [2]. По виду применяемых основ реактопласты делят на фенопласты (основа - фенолформальдегидные смолы), имидопласты (основа – олигоимиды), эпоксипласты (основа - эпоксидные смолы), эфиропласты (основа - акриловые олигомеры), аминопласты (основа - мочевино- и меламино-формальдегидные смолы) [1]. Часто реактопластмассы в изделиях являются не чистыми полимерами (так как высоки усадочные процессы), а наполненными (композитными). Обычно они содержат такие наполнители как стекловолокно и другие волокнистые наполнители, сажу, мел, целлюлозу, древесную муку, кварцевый песок и другие [3]. Термореактивные материалы за счет сшитой трехмерной структуры, как правило, обладают более высокими показателями твёрдости, хрупкости и упругости, более низким коэффициентом теплового расширения, чем термопластичные материалы, имеют стойкость к органическим растворителям и слабым кислотным и щелочным средам. В отличие от термопластов, чаще всего, могут эксплуатироваться при более высоких температурах. Однако процессы переработки несколько более сложны и требуют соблюдения временных промежутков и температур, за пределами которых могут произойти необратимые реакции и, как следствие, получение брака изделий.
Основными недостатками пластмасс являются:
1) сравнительно низкий предел теплостойкости (80-200 0С);
2) малая твердость;
3) старение – постепенное разрушение и ухудшение качественных показателей. Для производства и ремонта пластмассовых изделий применятся сварка. Cварка пластмасс – это соединение полимерных деталей путем неполного расплавления, во время которого материал размягчается и перемешивается, образуя надежное соединение [2]. Сварка пластмасс может производиться разными способами. Существует два основных подхода — температурный и холодный [4]. Температурный основан на воздействии на пластик сравнительно высокой температуры (для разных пластиков своя температура). Принцип холодной сварки делится на два подвида:
1) Сваривание пластика расплавлением краев с помощью химических растворителей, недостатком является то что популярные полимеры такие как полиэтилен и полипропилен не поддаются этому способу, поэтому применяется редко.
2) Применение двухкомпонентного полимерного состава, по тому же принципу, что и у холодной сварки металла. Настоящим свариванием не является, но может обеспечить достаточно прочное, близкое к прочности соединяемых пластиковых поверхностей, соединение.
Сварка с помощью растворителя - относительно простой и недорогой метод, но из-за вреда растворителей для здоровья он применяется только в тех случаях, когда другие методы сварки непригодны [5].
Главные преимущества холодной сварки – относительная простота и возможность сделать все в домашних условиях без применения специального оборудования. К недостаткам стоит отнести довольно слабая сопротивляемость полученного соединения к вибрациям и ударам, а также полное отсутствие привлекательного внешнего вида.
Температурный способ является более надежным для сваривания термопластов. Для сварки необходимо чтобы температура нагревателя соответствовала температуре плавления термопласта [5].
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы бакалавра является разработка программно-управляемого универсального сварочного аппарата для пластиков разных видов.

Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра был разработан программно-управляемый универсальный сварочный аппарат для пластиков разных видов. Для сварки применен метод сварки пластиков с помощью нагретого инструмента. Основой устройства является микроконтроллер, обрабатывающий ввод температуры с помощью кнопок и эн- кодера и вывод информации на дисплей, а также управление нагревом с об- ратной связью по температуре инструмента. Одними из главных достоинств этого аппарата являются - установка температуры с точностью +-3 ℃ в диапазоне температур от 100 до 350 ℃ и применение блока управления почти с любым нагреваемым инструментом, при условии корректировки преобразования температуры в программе, если в инструменте используется другой термодатчик и минимальными изменениями в схеме устройства.
Цель работы достигнута: разработано устройство для сварки пластмасс и программное обеспечение для управления нагревом инструмента с возможностью ввода температуры и выводом текущих показаний на дисплей.

Купить