Prasowanie, kalandrowanie, odlewanie

Wytwarzanie i przetwórstwo 

polimerów 

Prasowanie, kalandrowanie, odlewanie 

dr inż. Michał Strankowski 

Katedra Technologii Polimerów 

Wydział Chemiczny 

Publikacja współfinansowana 

ze środków Unii Europejskiej 

w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Prasowanie 

• Prasowanie, jako technika formowania materiałów polimerowych 

można podzielić na prasowanie wysokociśnieniowe (tłoczne, 

przetłoczne i płytowe) oraz prasowanie niskociśnieniowe. 

• Przy użyciu tej techniki można kształtować przedmioty pod 

ciśnieniem z materiału wyjściowego, który może być 

w postaci arkuszy (preimpregnatów) lub też tłoczyw. 

• Metoda ta jest stosowana głównie do duroplastów i polega na 

kształtowaniu tworzyw warstwowych, czy też laminatów poprzez 

sprasowanie tworzywa w postaci preimpregnatów, które są 

umieszczone pomiędzy płytami prasy.

Podział prasowania 

PRASOWANIE 


wstępne 

(tabletkowanie) 


wysokociśnieniowe 


niskociśnieniowe

Prasowanie wstępne 

• Prasowanie wstępne zwane również tabletkowaniem 

poprzedza prasowanie tłoczne, które odbywa się 

w układzie poziomym lub pionowym. 

• W układzie poziomym na ogół jednogniazdowym, 

otrzymuje się tabletki o większych rozmiarach, np. walce 

o średnicy 70 mm i większej, z wydajnością przeciętnie 

1 sztuki na sekundę. 

• Układ pionowy jest zazwyczaj wielogniazdowy i służy 

do otrzymywania tabletek o połowę mniejszych rozmiarach 

z jednocześnie dużą wydajnością nawet do 3 sztuk 

na sekundę.


Schemat procesu prasowania wstępnego (tabletkowania) 

w układzie poziomym: a) dozowanie, b) wypełnianie, c) sprasowanie, d) usuwanie; 1 - 

prowadnica - dno matrycy (nieruchome), 2 - stempel ruchomy, 3 - boczna część 

matrycy (ruchoma), 4 - tłoczywo proszkowe w ruchomym zasobniku, 5 – tabletka.


Schemat procesu prasowania wstępnego (tabletkowania) 

w układzie poziomym: a) dozowanie, b) wypełnianie, c) sprasowanie, d) usuwanie; 1 - 

prowadnica - dno matrycy (nieruchome), 2 - stempel ruchomy, 3 - boczna część 

matrycy (ruchoma), 4 - tłoczywo proszkowe w ruchomym zasobniku, 5 – tabletka.

Prasowanie tłoczne 

• Metodą prasowania tłocznego można przetwarzać przede wszystkim 

tworzywa termoutwardzalne, mniej popularne jest przetwarzanie 

materiałów termoplastycznych. 

• W przypadku tego typu prasowania formowanie przedmiotów odbywa 

się z zastosowaniem matrycy oraz stempla, które nadają produktowi 

pożądany kształt (Rys. 5.4.1./1.). 

• Odpowiednio przygotowane tworzywo umieszcza się 

w gnieździe formy, następnie ogrzewa oraz doprowadza się 

do płynięcia w celu całkowitego wypełnienia gniazda formy. 

• Po zestaleniu wypraski usuwa się ją z formy, po czym można przystąpić 

do kolejnego cyklu prasowania. 

• Cykl prasowania wysokociśnieniowego obejmuje następujące fazy: 

wypełnianie bezpośrednie, zamykanie, sprasowanie, otwieranie oraz 

przerwa.


Rys. 5.4.1./1. Forma do 

prasowania tłocznego: 1 – 

tłoczywo, 2 – matryca, 3 – 

stempel, 4 – prowadnice.


Schemat procesu prasowania tłocznego: a) napełnianie gniazda, b) forma zamknięta, 

c) wypychanie wypraski; 1 - stempel, 2 - gniazdo formujące, 3 - tłoczywo, 4 - matryca, 

5 - wypychacz, 6 - wypraska prasownicza


• Wypraski wykonuje się najczęściej w formach stałych 

umieszczonych w prasach, zwykle hydraulicznych. 

• Zadaniem tych układów podczas prasowania jest stworzenie 

ciśnienia pozwalającego na pokonanie oporów przepływu 

tworzywa podczas wypełniania formy oraz jego ściśnięcie 

nadające odpowiednią gęstość wyprasce. 

• Temperatura prasowania zależy od rodzaju tworzywa 

prasowanego, w przypadku tworzyw termoutwardzalnych zwykle 

wynosi 140-200°C. Jest ona związana z czasem prasowania 

i grubością ścianki wypraski. 

• Ten rodzaj prasowania stanowi jedną 

z najstarszych metod przetwórstwa.

Prasowanie przetłoczne 

• Prasowanie przetłoczne różni się od prasowania tłocznego 

sposobem doprowadzenia tłoczywa do gniazda 

formującego. 

• Kształtowanie przedmiotów zachodzi również 

w formie (porównanie do formowania tłocznego), ale 

tłoczywo zostaje uplastycznione w komorze 

i przetłoczone do zamkniętej formy. 

• Tworzywo na początku umieszczane jest w komorze 

przetłocznej, z której w stanie plastycznym jest 

przetłaczane, z wykorzystaniem tłoka, do gniazda 

formującego (Rys. 5.4.2./1.).


Rys. 5.4.2./1. Schemat prasowania przetłocznego.


Schemat procesu prasowania przetłocznego przy użyciu prasy o działaniu 

pionowym: a) napełnianie komory przetłocznej, b) forma zamknięta, 

c) wypychanie wypraski; 1 - stempel, 2 - gniazda formujące, 3 - matryca, 4 - 

komora przetłoczna, 5 - tłoczywo, 6 - kanał przetłoczny, 7 - wypraska, 8 - tłok 

przetłoczny (przetłocznik), 9 - wypychacz


• Warunki prasowania przetłocznego różnią się od 

warunków prasowania tłocznego. 

• Temperatura powinna być regulowana dokładniej niż przy 

prasowaniu tłocznym ze względu dodatkowe nagrzewanie 

się tłoczywa na skutek tarcia podczas przetłaczania. 

• Czas nagrzewania przy prasowaniu przetłocznym, który 

obejmuje zabieg uplastyczniania i prasowania 

(przetłaczania), jest krótszy od czasu nagrzewania przy 

prasowaniu tłocznym.

Prasowanie przetłoczne daje szereg korzyści 

ekonomicznych i technologicznych, w porównaniu 

z prasowaniem tłocznym, do najważniejszych należą: 

- mniejsze ścieranie się powierzchni form; 

- większą szybkość utwardzania; 

- lepszą jednorodność wyprasek; 

- lepszy wygląd powierzchni; 

- lepsze własności dielektryczne; 

- możliwość formowania wyprasek o skomplikowanych 

kształtach.

• Podczas prasowania przetłocznego tworzyw 

termoutwardzalnych formy są podgrzewane, natomiast 

w przypadku formowania materiałów 

termoplastycznych – chłodzone. 

• Ogólnie czas cyklu prasowania przetłocznego jest 

krótszy od czasu cyklu prasowania tłocznego 

i co istotne, nie jest on bezpośrednio związany 

z grubością wypraski.

Prasowanie płytowe 

• Prasowanie płytowe polega na sprasowaniu warstw arkuszy nośnika (np. 

tkanina, papier, fornir drzewny), który przesycony jest żywicą 

(fenolową, aminową, mocznikową). 

• Napełniacz przesyca się odpowiednią żywicą i następnie układa jeden 

na drugim, zgodnie z żądanym ukierunkowaniem elementów struktury. 

• Arkusze napełniacza mogą być ułożone tworząc układy: równoległy, 

poprzeczny, gwiaździsty, czy też poprzecznie wzmocniony. 

• Następnie odpowiednio przygotowane warstwy umieszcza się pomiędzy 

ogrzewanymi płytami prasy. 

• W przypadku prasowania płytowego, ogrzewane płyty stanowią formę, 

natomiast obszar pomiędzy płytami spełnia funkcje gniazda 

formującego. 

• Zasadniczo cykl prasowania płytowego jest taki jak 

w przypadku prasowania tłocznego.

Prasowanie płytowe 

• Często z wykorzystaniem tej metody uzyskuje się preimpregnaty 

(zwane też prepregami), które są arkuszami napełniacza 

przesyconego 

żywica, 

a następnie poddanymi suszeniu w celu odparowania 

rozpuszczalnika. 

• Metody otrzymywania preimpregnatów i tłoczyw arkuszowych 

umożliwiają wytwarzanie z nich przedmiotów o powtarzalnych 

właściwościach, dzięki czemu mogą one być stosowane w 

przypadku produkowanych masowo elementów używanych 

w przemyśle motoryzacyjnym czy też lotniczym.

Prasowanie niskociśnieniowe 

• Prasowanie niskociśnieniowe jest procesem, w którym ciśnienie 

prasowanie nie przekracza 2 MPa. 

• Metoda ta służy głównie do otrzymywania laminatów. 

• Spoiwem często są żywice poliestrowe i epoksydowe zawierające 

np. inicjatory czy też utwardzacze, natomiast jako nośnik służą 

napełniacze arkuszowe. 

• W przypadku gdy spoiwem są polimery uretanowe wówczas 

proces prasowania nosi nazwę RTM (ang. Resin Transfer 

Molding). 

• Proces prasowania niskociśnieniowego może odbywać się w 

temperaturze normalnej lub też podwyższonej, na ogół 

do około 150°C.


• W obrębie prasowania niskociśnieniowego można 

wyróżnić: 

• prasowanie z użyciem prasy, 

• prasowanie pneumatyczne próżniowe, 

• pneumatyczne normalne (Rys. 5.4.4./1.), 

• pneumatyczne próżniowo-ciśnieniowe, 

• prasowanie grawitacyjne.

• Prasowanie niskociśnieniowe laminatów (w temperaturze 

normalnej) polega na ułożeniu w gnieździe formującym 

arkuszy napełniacza, a następnie wprowadzeniu do gniazda 

mieszaniny żywicy z dodatkami. 

• W kolejnym etapie zamykana jest forma, przez co zachodzi 

przesycanie napełniacza oraz wywierane jest ciśnienie oraz 

rozpoczyna sie polimeryzacja. 

• W metodzie tej często stosowane są tłoczywa arkuszowe oraz 

impregnaty. Ten rodzaj prasowania można stosować do 

wytwarzania przedmiotów o dużych rozmiarach.

• Z kolei prasowanie niskociśnieniowe laminatów 

w temperaturze podwyższonej przebiega analogicznie w 

stosunku do wcześniej opisanej metody prowadzonej w 

temperaturze normalnej, z tą różnicą, że forma jest 

wyposażona w grzejniki lub też kanały grzejne. 

• Za pomocą prasowania niskociśnieniowego 

w podwyższonej temperaturze można również wytwarzać 

laminaty porowate, które znajdują zastosowanie jako np. 

deski surfingowe czy spoilery samochodowe.

Prasowanie niskociśnieniowe w temperaturze 

normalnej przedmiotów o dużych rozmiarach 

1- obudowa żelbetowa formy, 

2 – wypełnienie obudowy tworzywem, 

3 – laminat poliestrowo-szklany, 

4 – ciekła mieszanina żywicy z niezbędnymi składnikami, 

5 – napełniacz arkuszowy, 

6 – słupy prowadzące, 

7 – odpływ nadmiaru ciekłej mieszaniny, 

8 – uszczelki.


Rys. 5.4.4./1. Schemat procesu 

prasowania niskociśnieniowego, 

pneumatycznego normalnego: 

1 – korpus komory z podwyższonym 

ciśnieniem powietrza, 2 – płat z folii, 

3 – laminat, 4 – listwa uszczelniająca, 

5 – gniazdo formy, 6 – wózek, 

7 – zaciski śrubowe.

Kalandrowanie

Kalandrowanie 

• Proces kalandrowania polega na ciągłym przeprowadzaniu 

wstępnie uplastycznionego tworzywa pomiędzy obracającymi się 

walcami. 

• Proces kalandrowania przebiega w kalandrach, gdzie narzędziem 

są walce kalandrujące. 

• Kalandrowanie jest procesem kształtowania pasma posiadającego 

regulowaną grubość. 

• W wyniku kalandrowania można otrzymywać wstęgi 

o grubości od 0,08 mm do około 1 mm oraz szerokości 

przekraczającej 2 m (folie).

Kalandrowanie 

• Kalandry mają na ogół od trzech do sześciu walców, które mogą 

być różnie rozmieszczone. 

• Najczęściej spotyka się układy walców w kształcie liter I, L, L 

odwrócone, F, Z oraz S (Rys. 5.5./1.). 

• Sąsiednie walce obracają się w przeciwnych kierunkach. Prędkość 

obwodowa (liniowa) walców zasadniczo wynosi 

0,3-2 m/s. 

• Odległość kolejnych walców od siebie zmniejsza się stopniowo, 

dzięki czemu w kolejnych szczelinach, tworzą się od nadmiaru 

tworzywa obracające rolki, które wywołują ujednorodnienie 

kalandrowanego materiału. 

• Z kolei zmniejszenie szczeliny międzywalcowej zapewnia 

np. usunięcie z obrabianego materiału pęcherzyków powietrza.

Układy walców kalandrujących 

(z lewej) Układy walców kalandrujących: a) układ 

trójwalcowy I, b) układ pięciowalcowy I, 

c) układ L, d) układ odwrócone L, e) układ F, f) 

układ Z, g) układ S. 

(z prawej) Schemat kalandrowania zespolonego: 1 

– folia, 2 – tkanina, 3 – folia zespolona. 

schemat kalandrowania 

zespolonego, podczas 

którego następuje łączenie 

adhezyjne kalandrowanego 

tworzywa w postaci folii 

z innym materiałem 

w postaci taśmy. Ten rodzaj 

kalandrowania stanowi 

pewnego rodzaju alternatywę 

laminowania na sucho.

Odlewanie

Odlewanie 

• Odlewanie jest procesem polegającym na wypełnieniu formy 

odlewniczej ciekłym tworzywem. 

• Odlewanie można prowadzić w formach otwartych lub też zamkniętych. 

• W formach otwartych i nieruchomych bardzo często odbywa się 

zalewanie elementów zespołów elektronicznych. 

• Przy produkcji wyrobów wewnętrznych pustych stosuje się dwudzielne 

formy metalowe, obrotowe. Przy dużych prędkościach formy można 

realizować tak zwane odlewanie odśrodkowe (Rys. 5.6./1.). 

• W tym przypadku masa odlewnicza, która znajduje się w formie, pod 

wpływem siły odśrodkowej zostaje dociśnięta do ścianek formy oraz 

ulega utwardzeniu. Pozwala to na otrzymanie elementów 

grubościennych, które są pozbawione pęcherzy i wewnętrznych 

naprężeń.

Odlewanie odśrodkowe tworzyw sztucznych w formie o osi obrotu, 

a) pionowej, b) poziomej.

Odlewanie 

• Masowo wytwarzane półprodukty typu płyty, rury, pręty wytwarza 

się metodą polimeryzacji w formach. 

• Jako przykład może posłużyć poli(metakrylan metylu), który 

odlewa się pomiędzy płytami szklanymi, następnie polimeryzuje w 

odpowiednich temperaturach. 

• Z kolei poliamid 6, który formowany bezciśnieniowo, 

z wykorzystaniem polimeryzacji anionowej, 

z -kaptolaktonu w lekkich formach, daje półprodukty, natomiast 

w formach ciężkich można uzyskać produkty, takie jak śruby 

okrętowe, wałki, rolki czy też koła zębate.

Koniec

Prasowanie, kalandrowanie, odlewanie

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?