قالبسازی و تزریق پلاستیک

اصطلاح کیفیت تبدیل به اصطلاحی شده است که برای توصیف ویژگی‌های مختلف یک شیء استفاده می‌شود. تقریباً غیرممکن است که اصطلاح سازگاری را تعریف کنیم. کیفیت هر ویژگی خاص یا خاص یک شی طراحی توسعه محصول است که حاوی اطلاعاتی در مورد آن شی است یا به آن مربوط می شود. این در درجه اول یک تکه از هندسه است که با توانایی آن در انجام یک تابع با یک یا چند تابع دیگر متمایز می شود. در این شرایط پردازش اولیه از توسعه مفهوم تا ساخت محصول مورد مطالعه قرار می گیرد. بررسی تاثیر عوامل مختلف بر اساس پارامترهای پردازش. از آنجایی که کیفیت و بهره وری دو هدف مهم متناقض در هر فرآیند ماشینکاری هستند. تا حدی کیفیت باید به خطر بیفتد در حالی که تضمین برای بهره وری بالا است. به همین ترتیب بهره وری کاهش می یابد در حالی که تلاش ها برای ارتقای کیفیت کانالیزه می شود. برای اطمینان از کیفیت و بهره وری بالا، بهینه سازی پارامترهای ماشینکاری ضروری است. پاسخ‌های مختلف کیفیت فرآیند قالب‌گیری تزریقی بر اساس پارامترها و روش‌های عملکردی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف این مقاله ارائه شرایط فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک است. شرایط پردازش، تولید محصول مبتنی بر کیفیت را برآورده می کند.تاریخچه قالب سازی پلاستیکبرای درک مهندسی و عملکرد ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی مدرن، ابتدا به منشأ نه چندان دور این فرآیند نگاهی بیندازیم. اولین ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی مبتنی بر فناوری ریخته‌گری تحت فشار بودند که برای پردازش فلزات مورد استفاده قرار می‌گرفت، با پتنت‌هایی که در دهه 1870 در ایالات متحده به طور خاص برای پردازش سلولوئید به ثبت رسید. پیشرفت‌های عمده صنعتی بیشتر تا دهه 1920 رخ ندادند، زمانی که یک سری ماشین‌های دستی در آلمان برای پردازش مواد ترموپلاستیک تولید شد. برای بستن یک قالب دو تکه از یک آرایش اهرمی ساده استفاده شد. سپس پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق شد تا جزء قالب گیری شده تولید شود. از آنجایی که یک فرآیند ذاتاً فشار کم بود، استفاده از آن محدود بود. سیلندرهای پنوماتیکی برای بستن قالب به طراحی دستگاه اضافه شدند. اگرچه بهبود کمی ایجاد شد. سیستم‌های هیدرولیک برای اولین بار در اواخر دهه 1930 در ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی استفاده شد، زیرا طیف وسیع‌تری از مواد در دسترس قرار گرفت، اگرچه طراحی ماشین هنوز هم تا حد زیادی با فناوری ریخته‌گری تحت فشار مرتبط بود.توسعه گسترده طراحی ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی به سمت ماشین‌هایی که امروزه می‌شناسیم تا دهه 1950 در آلمان رخ نداد. ماشین‌های قبلی بر پایه چیدمان پیستونی ساده برای فشار دادن مواد به داخل قالب بودند، اگرچه این ماشین‌ها به زودی با پیشرفته‌تر شدن مواد و پیچیده‌تر شدن نیازهای پردازش ناکافی شدند. مشکل اصلی چیدمان ساده پیستون این بود که هیچ اختلاط مذاب یا همگن سازی نمی توانست به آسانی به مواد ترموپلاستیک منتقل شود. این به دلیل خواص انتقال حرارت ضعیف یک ماده پلیمری تشدید شد. یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در طراحی ماشین‌ها برای غلبه بر این مشکل، که امروزه نیز در تجهیزات پردازش مدرن اعمال می‌شود، معرفی بشکه تزریق یک آرایش پیچ مارپیچ غوطه‌ور بود.انواع قالب گیری پلاستیکدر محیط تولید امروزی، از پلاستیک برای ساختن همه چیز از قطعات بدنه خودرو گرفته تا اعضای بدن انسان استفاده می شود. هر کاربرد نیازمند فرآیند ساخت خاصی است که می تواند قطعه را بر اساس مشخصات قالب بندی کند. این مقاله مروری مختصر بر انواع مختلف قالب‌گیری و مزایا و کاربردهای آن‌ها از جمله اطلاعات در مورد قالب‌گیری بادی، قالب‌گیری فشاری، قالب‌گیری اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و قالب‌گیری چرخشی ارائه می‌دهد.اصول اولیه ماشین قالب گیری تزریقیدر حالی که قالب‌های تزریق پلاستیک به شما کمک می‌کنند اندازه دستگاه مورد نیاز برای رسیدن به بهترین نتیجه را تعیین کنید، یک طراح یا مهندس پروژه می‌تواند بر اساس برخی اطلاعات اولیه تخمین خوبی به دست آورد. با دانستن تقریباً اندازه دستگاه مورد نیاز، می توانید بهتر یک قالب تزریق پلاستیک تهیه کنید که نیازهای شما را برآورده کند.طراحی قالب پلاستیکطراحی قالب به خودی خود موضوعی بسیار متنوع و پیچیده است. با این حال، درک ویژگی های اولیه طراحی و ساخت ابزارهای قالب تزریقی ساده مفید است.در این حالت قالب به سادگی از دو نیمه تشکیل شده است که معمولاً به آنها نیمه متحرک (هسته) و نیمه ثابت (حفره) گفته می شود. با شروع از سمت تزریق، یک حلقه مکان در پشت صفحه پشتی عقب نصب می شود، این قالب را در صفحه ثابت قرار داده و متمرکز می کند. از طریق حلقه مکان یابی یک بوته اسپرو دیده می شود. بوش اسپرو با شعاع پروفیل شده است تا با نازل واحد تزریق مطابقت داشته باشد تا بتوان مواد را مستقیماً از واحد تزریق به داخل حفره قالب منتقل کرد. در مورد قالب تک قالبی (حفره ای)، اسپرو ممکن است مستقیماً به قطعه وارد شود، در مورد قالب چند قالب گیری، اسپرو بر روی یک سیستم دونده که در صفحه ابزار ماشین کاری شده است تغذیه می کند که به عنوان یک سیستم انتقال به دستگاه عمل می کند. حفره برای مواد مذاب سیستم‌های دونده گرم یا داغ ممکن است در نیمه ثابت قالب گنجانده شوند به طوری که سیستم تغذیه دونده و اسپرو دائماً مذاب باشد و بنابراین در پایان چرخه خارج نشود. در عوض، مواد مذاب باقی مانده در سیستم رانر داغ پس از تزریق یک جزء، بخشی از شات بعدی را تشکیل می دهد. برای اتصال سیستم رانر به حفره‌های قالب می‌توان از انواع مختلفی از دروازه‌ها استفاده کرد. ترجیحاً گیت‌ها تا حد امکان کوچک باشند تا علامت بالقوه «شاهد» روی قطعه به حداقل برسد. مشاهده می شود که یک اسپرو و ​​یک حفره در قالب شکل جزء را ایجاد می کند، اینها ممکن است مستقیماً در صفحات فولادی یا آلومینیومی جامد ماشینکاری شوند، یا به طور جداگانه به عنوان درج هایی ساخته شوند که ممکن است متعاقباً بر روی صفحات نگهدارنده هسته و حفره نصب شوند. در این مثال خاص، پین های سخت شده برای بیرون راندن اجزا از قالب استفاده می شود، این پین ها در یک صفحه اجکتور عقب که به یک محرک هیدرولیکی در پشت صفحه متحرک متصل است، ثابت می شوند. یک پین اجکتور پروفیلی در پشت بوش اسپرو جدا شدن اسپرو از بوش اسپرو را هنگام باز شدن قالب تضمین می کند و به بیرون ریختن سیستم رانر کمک می کند. کانال های خنک کننده به منظور حذف گرمای فرآیند از ابزار در صفحات هسته و حفره ماشین کاری می شوند. ابزار کامل با سیستمی از بلوک‌های فاصله‌گیر، تکیه‌گاه و صفحات پشتی به‌گونه‌ای که می‌تواند مستقیماً به صفحات دستگاه پیچ شود و کاملاً سفت و سخت است و قادر به مقاومت در برابر نیروهای تزریق است، در کنار هم قرار می‌گیرد. یک پین اجکتور پروفیلی در پشت بوش اسپرو جدا شدن اسپرو از بوش اسپرو را هنگام باز شدن قالب تضمین می کند و به بیرون ریختن سیستم رانر کمک می کند. کانال های خنک کننده به منظور حذف گرمای فرآیند از ابزار در صفحات هسته و حفره ماشین کاری می شوند. ابزار کامل با سیستمی از بلوک‌های فاصله‌گیر، تکیه‌گاه و صفحات پشتی به‌گونه‌ای که می‌تواند مستقیماً به صفحات دستگاه پیچ شود و کاملاً سفت و سخت است و قادر به مقاومت در برابر نیروهای تزریق است، در کنار هم قرار می‌گیرد. یک پین اجکتور پروفیلی در پشت بوش اسپرو جدا شدن اسپرو از بوش اسپرو را هنگام باز شدن قالب تضمین می کند و به بیرون ریختن سیستم رانر کمک می کند. کانال های خنک کننده به منظور حذف گرمای فرآیند از ابزار در صفحات هسته و حفره ماشین کاری می شوند. ابزار کامل با سیستمی از بلوک‌های فاصله‌گیر، تکیه‌گاه و صفحات پشتی به‌گونه‌ای که می‌تواند مستقیماً به صفحات دستگاه پیچ شود و کاملاً سفت و سخت است و قادر به مقاومت در برابر نیروهای تزریق است، در کنار هم قرار می‌گیرد.چگونگی قالبقالب باید در ناحیه گیره در دسترس قرار گیرد. این معمولاً با فاصله میله اتصال روی دستگاه تعیین می شود که اتصال و حذف قالب را محدود می کند. برخی از ماشین ها دارای میله های اتصال جمع شونده برای کمک به تغییر قالب هستند. گیره گیره موجود باید بتواند ارتفاع یا عمق قالب و بازه مورد نیاز برای بیرون راندن قطعه پلاستیکی را در خود جای دهد. برای پرتاب سقوط آزاد، نور روز بین صفحات باید بیشتر از ارتفاع قالب به اضافه دو برابر عمق قطعه ای باشد که باید پرتاب شود. لازم به ذکر است که اگر به عنوان مثال، جزء توسط یک ربات حذف شود، این بعد باید به طور قابل توجهی بیشتر باشد تا امکان دسترسی به سر حذف فراهم شود. همیشه عاقلانه است که فضای زیادی برای مانور برای انعطاف پذیری بعدی ماشین در نظر بگیرید.کیفیت قالب گیریقالب‌های ترموپلاستیک ممکن است دارای عیوب زیادی باشند که در نتیجه طراحی بد قالب است، با این حال، کنترل صحیح فرآیند قالب‌گیری تزریقی معمولاً نقش اصلی را در دستیابی به یک جزء با کیفیت خوب بازی می‌کند. عیوب اصلی کیفیت قطعه ممکن است به شرح زیر باشد.خطوط جوشخطوط جوش زمانی ایجاد می شوند که دو یا چند جبهه جریان مذاب خنک کننده در داخل قالب به هم برسند. این را می توان در قالب به عنوان یک ویژگی خط مو تشخیص داد و در جایی رخ می دهد که جریان مذاب در اطراف مانعی در ابزار، مانند یک پین باس تقسیم شده است، و دوباره در طرف دیگر به هم می پیوندد. خطوط جوش به صورت موضعی خواص مکانیکی مواد را در آن نقطه کاهش می‌دهند و باید مراقب بود که دریچه‌ها طوری قرار بگیرند که خطوط جوش به حداقل برسد. اگر آنها اجتناب ناپذیر هستند، باید در مناطقی قرار گیرند که کمترین تأثیر را دارند. بسته های نرم افزاری جریان مذاب در این زمینه برای قالب گیری های پیچیده کمک زیادی می کنند. تغییر شرایط فرآیند مانند افزایش دمای مذاب، دمای قالب یا سرعت تزریق ممکن است وضعیت را بهبود بخشد اما ممکن است مشکلات دیگری ایجاد کند.انقباضانقباض با سرد شدن ترموپلاستیک در قالب اتفاق می افتد. در سطح مولکولی، زنجیره های پلیمری در حال شل شدن (پس زدن) و تراز شدن خود با زنجیره های مجاور است. افزایش انقباض با پلاستیک های بسیار کریستالی (مانند پلی بوتیلن ترفتالات، PBT) به دلیل تشکیل ساختارهای کریستالی متراکم تر رخ می دهد. علائم سینک ممکن است در قسمت‌های پلاستیکی در مناطقی با سطح مقطع ضخیم‌تر مانند اتصالات بین دیواره جانبی و پایه که در آن پلاستیک کندتر خنک می‌شود، ایجاد شود. دماهای بالاتر قالب به پلاستیک اجازه می‌دهد که به دلیل افزایش انرژی مولکولی و متعاقب آن قابلیت پس زدن، منقبض‌تر شود. فشارهای بسته بندی بالاتر ممکن است جبران شود، زیرا انقباض را می توان با مذاب جدید (با فرض اینکه دروازه هنوز زنده است) برداشته شود.علائم چلپ چلوپعلائم پاشش به صورت رگه های نقره ای روی سطح قالب گیری ایجاد می شود. اگر رطوبتی در ماده وجود داشته باشد، حرارت داده می شود و به داخل حفره قالب منتقل می شود. در نقطه ای که مواد وارد حفره (دروازه) می شود، فشار ناگهانی از مواد خارج می شود و رطوبت فرار می شود و باعث ایجاد اثر پاشش می شود. این امر به ویژه در ترموپلاستیک های جذاب رطوبت مانند نایلون (پلی آمید، PA) و پلی استال (پلی اکسی متیلن، POM) رخ می دهد.تحریف و قالب گیری در استرس قالب‌گیری در تنش ممکن است در اجزای قالب‌گیری شده به دلیل جهت‌گیری زنجیره مولکولی رخ دهد. همانطور که پلیمر در امتداد کانال ها یا مقاطع کوچک قرار می گیرد، زنجیره های مولکولی هم تراز و کشیده می شوند. همانطور که پلیمر سرد می شود، مولکول ها سعی می کنند تا به حالت مارپیچ ترجیحی خود ریلکس شوند. از آنجایی که فرآیند خنک‌سازی به طور کلی سریع است، زنجیره‌های مولکولی گسترش یافته در حالت بدون پیچش منجمد می‌شوند. پس از قالب‌گیری، زنجیره‌های مولکولی همچنان سعی در پس زدن دارند و در نتیجه ممکن است جزء مخدوش شود، به‌ویژه در مورد پلیمرهای نیمه انعطاف‌پذیر مانند پلی اتیلن. با پلیمرهای سفت تر، اعوجاج ممکن است رخ ندهد، با این حال، تنش پسماند.منبع : b2wall