تزریق

قالب تزریق (قالب گیری تزریقی در آمریكا) فرایندی برای تولید قطعات با تزریق مواد به قالب است. قالب تزریق را می توان با تعداد زیادی مواد از جمله فلزات انجام داد (که فرآیند آن به نام diecasting است) ، شیشه ها ، الاستومرها ، شیرینی سازی ها و متداول ترین پلیمرهای ترموپلاستیک و گرمازا. مواد برای قسمت در یک بشکه گرم شده ، مخلوط شده و مجبور به داخل یک حفره قالب می شوند ، جایی که سرد می شود و به پیکربندی حفره سخت می شود. بعد از طراحی یک محصول ، معمولاً توسط یک طراح صنعتی یا آن مهندس، قالب ها توسط قالب ساز (یا سازنده) از فلز ، معمولاً از جنس استیل یا آلومینیوم ، ساخته می شوند و به صورت دقیق ساخته می شوند تا مشخصات قطعه مورد نظر را تشکیل دهند. قالب تزریق به طور گسترده ای برای ساخت انواع قطعات ، از کوچکترین اجزا panels گرفته تا کل صفحه های بدنه اتومبیل ، مورد استفاده قرار می گیرد. پیشرفت در تکنولوژی چاپ سه بعدی ، با استفاده از فتوپلیمرهایی که در حین قالب گیری تزریقی برخی از ترموپلاستیک های دمای پایین ذوب نمی شوند ، می تواند برای برخی از قالب های تزریق ساده استفاده شود.

قطعاتی که باید تزریق شوند باید با دقت طراحی شوند تا فرایند قالب ریزی تسهیل شود. مواد مورد استفاده برای قسمت ، شکل و ویژگی های مورد نظر آن قسمت ، مواد قالب و خصوصیات دستگاه قالب گیری باید در نظر گرفته شود. همه کاره بودن قالب تزریق توسط این وسعت ملاحظات و امکانات طراحی تسهیل می شود.

اپلیکیشن‌ها

قالب تزریق برای ایجاد موارد زیادی مانند قرقره های سیم استفاده می شود ، بسته بندی، درپوش بطری ، قطعات و اجزای خودرو ، Gameboys ، شانه های جیب ، برخی از آلات موسیقی (و بخش هایی از آنها) ، صندلی های یک تکه و میزهای کوچک ، ظروف انبار ، قطعات مکانیکی (از جمله چرخ دنده ها) و سایر محصولات پلاستیکی موجود امروز. قالب تزریقی رایج ترین روش مدرن ساخت قطعات پلاستیکی است. ایده آل برای تولید حجم زیاد از یک موضوع است.

مشخصات فرآیند

قالبگیری تزریقی از قوچ یا قایق پیچی از نوع پیچ برای مجبور کردن ذوب استفاده می کند پلاستیک مواد به یک حفره قالب؛ این به شکلی محکم می شود که با خط قالب مطابقت دارد. این ماده معمولاً برای پردازش پلیمرهای ترموپلاستیک و ترموستاتی استفاده می شود ، که حجم مورد استفاده در آن بسیار بیشتر است. پلاستیک های ترموپلاستیک به دلیل ویژگی هایی که آنها را برای قالب گیری تزریقی بسیار مناسب می کند ، شیوع دارند ، از جمله سهولت بازیافت آنها ، تطبیق پذیری آنها اجازه می دهد تا در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده شوند ، و توانایی آنها برای نرم شدن و جاری شدن در اثر حرارت دادن. ترموپلاستیک ها همچنین دارای عنصر ایمنی نسبت به دماسنج ها هستند. اگر به موقع پلیمر حرارتی از بشکه تزریق خارج نشود ، ممکن است اتصال متقابل شیمیایی باعث ضبط سوپاپ ها و چک کردن سوپاپ ها و آسیب رساندن به دستگاه قالب گیری تزریقی شود.

قالب تزریق شامل تزریق فشار زیاد ماده اولیه به قالب است که پلیمر را به شکل دلخواه درآورده است. قالب ها می توانند یک حفره یا چند حفره باشند. در قالب های حفره ای متعدد ، هر حفره می تواند یکسان باشد و قطعات یکسانی را تشکیل دهد یا می تواند منحصر به فرد باشد و چندین هندسه مختلف را در طی یک چرخه تشکیل دهد. قالب ها به طور کلی از فولادهای ابزار ساخته می شوند ، اما فولادهای ضد زنگ و قالب های آلومینیومی برای کاربردهای خاص مناسب هستند. قالبهای آلومینیوم معمولاً برای تولید با حجم زیاد یا قطعات با تلرانس باریک مناسب مناسب نیستند ، زیرا دارای خواص مکانیکی پایین تری هستند و بیشتر در معرض سایش ، آسیب و تغییر شکل در طول دوره های تزریق و بست هستند. با این حال ، قالب های آلومینیومی در برنامه های کم حجم مقرون به صرفه هستند ، زیرا هزینه های ساخت قالب و زمان قابل توجهی کاهش می یابد. بسیاری از قالب های فولادی برای پردازش بیش از یک میلیون قطعه در طول عمر خود طراحی شده اند و ساخت آنها می تواند صدها هزار دلار هزینه داشته باشد.

چه زمانی ترموپلاستیک قالب گیری می شوند ، مواد اولیه معمولاً گندله سازی شده از طریق یک قیف به یک بشکه گرم شده با یک پیچ رفت و برگشت تغذیه می شود. با ورود به بشکه ، دما افزایش می یابد و نیروهای ون در والس که در برابر جریان نسبی زنجیره های جداگانه مقاومت می کنند ، در نتیجه افزایش فضای بین مولکول ها در حالت های انرژی گرمایی بالاتر ، ضعیف می شوند. این فرآیند ویسکوزیته آن را کاهش می دهد ، که باعث می شود پلیمر با نیروی محرکه واحد تزریق جریان یابد. پیچ ماده اولیه را به جلو تحویل می دهد ، توزیع های حرارتی و چسبناک پلیمر را مخلوط و یکدست می کند و با برش مکانیکی مواد و افزودن مقدار قابل توجهی گرمایش اصطکاکی به پلیمر ، زمان گرم شدن مورد نیاز را کاهش می دهد. مواد از طریق سوپاپ چک به جلو تغذیه می شوند و در قسمت جلوی پیچ جمع می شوند و به حجمی معروف می شوند که a عکس. شات ، حجم موادی است که برای پر کردن حفره قالب ، جبران انقباض و تهیه بالشتک (تقریباً 10٪ از کل حجم شلیک ، که در لوله باقی می ماند و از پایین رفتن پیچ جلوگیری می کند) برای انتقال فشار استفاده می شود. از پیچ تا حفره قالب. وقتی مواد کافی جمع شد ، مواد با فشار و سرعت زیاد به داخل حفره تشکیل دهنده مجبور می شوند. برای جلوگیری از افزایش فشار ، روند به طور معمول از یک موقعیت انتقال متناظر با یک حفره کامل 95-98٪ استفاده می کند که در آن پیچ از یک سرعت ثابت به یک کنترل فشار ثابت تغییر می کند. اغلب اوقات زمان تزریق کمتر از 1 ثانیه است. هنگامی که پیچ به موقعیت انتقال می رسد ، فشار بسته بندی اعمال می شود ، که پر کردن قالب را کامل می کند و جمع شدگی حرارتی را جبران می کند ، که برای ترموپلاستیک نسبت به بسیاری از مواد دیگر بسیار زیاد است. فشار بسته بندی تا زمانی که دروازه (ورودی حفره) جامد شود اعمال می شود. به دلیل کوچک بودن ، دروازه به طور معمول اولین مکانی است که از کل ضخامت آن جامد می شود. هنگامی که دروازه جامد شد ، دیگر هیچ ماده ای نمی تواند وارد حفره شود. بر این اساس ، پیچ متقابل است و مواد را برای چرخه بعدی به دست می آورد در حالی که مواد درون قالب خنک می شود تا بتواند از آن خارج شود و از نظر ابعادی پایدار باشد. این مدت زمان خنک سازی با استفاده از خطوط خنک کننده در گردش آب یا روغن از یک کنترل کننده دما خارجی به طور چشمگیری کاهش می یابد. پس از دستیابی به درجه حرارت مورد نیاز ، قالب باز می شود و آرایه ای از سنجاق ها ، آستین ها ، استریپرها و غیره به سمت جلو هدایت می شوند تا ماده قالب بندی شود. سپس ، قالب بسته می شود و روند کار تکرار می شود.

برای ترموستات ها ، به طور معمول دو ماده شیمیایی مختلف به بشکه تزریق می شود. این اجزا بلافاصله واکنشهای شیمیایی برگشت ناپذیر را آغاز می کنند که در نهایت مواد را به یک شبکه متصل از مولکول ها متصل می کند. با بروز واکنش شیمیایی ، دو ماده مایع به طور دائم به یک جامد ویسکوالاستیک تبدیل می شوند. جامد شدن در لوله و پیچ تزریق می تواند مشکل ساز شود و عواقب مالی داشته باشد. بنابراین ، به حداقل رساندن پخت ترموست درون بشکه امری حیاتی است. این به طور معمول به این معنی است که زمان ماند و دمای مواد اولیه شیمیایی در واحد تزریق به حداقل می رسد. با به حداقل رساندن ظرفیت حجم بشکه و به حداکثر رساندن زمان چرخه می توان زمان اقامت را کاهش داد. این عوامل منجر به استفاده از یک واحد تزریق سرد و گرم شده شده است که مواد شیمیایی واکنش دهنده را به یک قالب گرم جدا شده از طریق حرارت تزریق می کند ، که سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش می دهد و در نتیجه زمان کمتری برای دستیابی به یک جز therm گرماسخت جامد لازم است. پس از جامد شدن قطعه ، دریچه های نزدیک به جداسازی سیستم تزریق و پیش سازهای شیمیایی ، و قالب باز می شود تا قطعات قالب گیری شده خارج شود. سپس ، قالب بسته می شود و روند تکرار می شود.

اجزای از پیش قالب ریزی و یا ماشینکاری شده می توانند در حالی که قالب باز است وارد حفره شوند ، اجازه می دهد مواد تزریق شده در چرخه بعدی در اطراف آنها شکل گرفته و جامد شوند. این فرآیند به عنوان شناخته می شود قالب را وارد کنید و اجازه می دهد تا قطعات منفرد شامل چندین ماده باشد. این فرآیند اغلب برای ایجاد قطعات پلاستیکی با پیچ های فلزی پیش ساخته استفاده می شود و به آنها اجازه می دهد تا بطور مکرر چسبانده و از بین بروند. این روش همچنین می تواند برای برچسب زدن درون قالب مورد استفاده قرار گیرد و دربهای فیلم نیز ممکن است به ظروف پلاستیکی قالب ریزی شده وصل شوند.

خط برش ، اسپرو ، علائم گیت و علائم پین بیرون انداز معمولاً روی قسمت نهایی وجود دارد. هیچ یک از این ویژگی ها به طور معمول مورد نظر نیستند ، اما به دلیل ماهیت فرآیند اجتناب ناپذیر هستند. علائم دروازه در دروازه ای ایجاد می شود که به کانالهای انتقال ذوب (اسپرو و ​​دونده) به حفره تشکیل دهنده قسمت می پیوندد. خط تقسیم و علامت های سنجاقک خروجی ناشی از عدم انطباق دقیقه ، ساییدگی ، دریچه های گازی ، فاصله قسمت های مجاور در حرکت نسبی و / یا اختلاف ابعاد سطوح جفت گیری با پلیمر تزریق شده است. تفاوت ابعادی را می توان به تغییر شکل غیر یکنواخت ، ناشی از فشار در هنگام تزریق ، تحمل ماشینکاری و انبساط حرارتی و انقباض غیر یکنواخت اجزای قالب نسبت داد ، که دوچرخه سواری سریع را در طی مراحل تزریق ، بسته بندی ، خنک سازی و دفع فرآیند تجربه می کنند . اجزای قالب اغلب با مواد ضرایب مختلف انبساط حرارتی طراحی می شوند. این عوامل بدون افزایش نجومی در هزینه طراحی ، ساخت ، پردازش و نظارت بر کیفیت به طور همزمان قابل حساب نیستند. طراح ماهر قالب و قطعه در صورت امکان این آسیب های زیبایی را در مناطق پنهان قرار می دهد.

تاریخچه

John Wesley Hyatt مخترع آمریکایی به همراه برادرش Isaiah ، Hyatt اولین دستگاه تزریق را در سال 1872 ثبت اختراع کرد. این دستگاه در مقایسه با ماشینهای مورد استفاده امروزی نسبتاً ساده بود: مانند یک سوزن بزرگ ضد دردی کار می کرد ، با استفاده از یک پیستون برای تزریق پلاستیک از طریق یک گرم کننده استوانه به قالب. این صنعت طی سالیان آهسته پیشرفت کرد و محصولاتی مانند یقه ، دکمه ها و شانه های مو تولید کرد.

شیمیدانان آلمانی آرتور آیچنرون و تئودور بکر اولین نمونه های محلول استات سلولز را در سال 1903 اختراع کردند که بسیار کمتر از نیترات سلولز قابل اشتعال است. سرانجام به صورت پودری تهیه شد که از آن بلافاصله قالب تزریق شد. Arthur Eichengrün اولین مطبوعات قالب گیری تزریقی را در سال 1919 توسعه داد. در سال 1939 ، Arthur Eichengrün قالب تزریق پلاستیک پلاستیک استیل سلولز را به ثبت رساند.

این صنعت به سرعت در دهه 1940 گسترش یافت زیرا جنگ جهانی دوم تقاضای زیادی برای محصولات ارزان قیمت و تولید انبوه ایجاد کرد. در سال 1946 ، جیمز واتسون هندری مخترع آمریکایی اولین دستگاه تزریق پیچ را ساخت ، که امکان کنترل دقیق تر بر سرعت تزریق و کیفیت مقالات تولید شده را فراهم می آورد. این دستگاه همچنین اجازه می دهد تا مواد قبل از تزریق مخلوط شوند تا پلاستیک رنگی یا بازیافتی بتواند به ماده باکره اضافه شود و قبل از تزریق کاملاً مخلوط شود. امروزه دستگاه های تزریق پیچ اکثریت قریب به اتفاق همه دستگاه های تزریق را تشکیل می دهند. در دهه 1970 ، هندری نخستین فرآیند قالب گیری تزریقی با کمک گاز را تهیه کرد که اجازه تولید کالاهای پیچیده و توخالی را می داد که به سرعت سرد می شدند. این قابلیت انعطاف پذیری طراحی و همچنین استحکام و اتمام قطعات تولید شده را ضمن کاهش زمان ، هزینه ، وزن و ضایعات کاهش می دهد.

صنعت قالب سازی تزریق پلاستیک طی سالها از تولید شانه ها و دکمه ها گرفته تا تولید محصولات گسترده ای برای بسیاری از صنایع از جمله خودرو ، پزشکی ، هوافضا ، محصولات مصرفی ، اسباب بازی ، لوله کشی ، بسته بندی و ساخت و ساز تکامل یافته است.

نمونه هایی از پلیمرهای مناسب برای فرآیند

بیشتر پلیمرها ، که گاهی اوقات به آنها رزین گفته می شود ، ممکن است مورد استفاده قرار گیرد ، از جمله تمام پلاستیک های حرارتی ، برخی از ترموستها و برخی از الاستومرها. از سال 1995 ، تعداد کل مواد موجود برای قالب گیری تزریقی با سرعت 750 در سال افزایش یافته است. با شروع این روند تقریباً 18,000 ماده در دسترس بود. مواد موجود شامل آلیاژها یا مخلوطی از مواد قبلاً تولید شده است ، بنابراین طراحان محصول می توانند مواد با بهترین مجموعه از خواص را از یک انتخاب گسترده انتخاب کنند. معیارهای اصلی برای انتخاب یک ماده ، قدرت و کارایی مورد نیاز برای قسمت آخر و همچنین هزینه است ، اما همچنین هر ماده پارامترهای مختلفی برای قالب سازی دارد که باید در نظر گرفته شود. پلیمرهای متداول مانند اپوکسی و فنولیک نمونه هایی از پلاستیک های حرارتی هستند در حالی که نایلون ، پلی اتیلن و پلی استایرن گرمانرم هستند. تا قبل از این اخیراً ، چشمه های پلاستیکی امکان پذیر نبودند ، اما پیشرفت در خصوصیات پلیمری آنها را کاملاً عملی می کند. برنامه های کاربردی شامل سگک هایی برای لنگر انداختن و قطع اتصال وب تجهیزات در فضای باز است.

تجهیزات

دستگاه های قالب گیری تزریقی از یک قیف مواد ، یک قوچ تزریق یا پیستون از نوع پیچ و یک واحد گرمایشی تشکیل شده است. به اصطلاح پرس نیز شناخته می شوند ، قالب هایی را که اجزا در آنها شکل گرفته نگه می دارند. مطبوعات بر حسب تناژ درجه بندی می شوند ، که بیانگر میزان فشار بستن ماشین است. این نیرو در طی فرآیند تزریق قالب را بسته نگه می دارد. تناژ می تواند از کمتر از 5 تن تا بیش از 9,000 تن متغیر باشد ، در حالی که ارقام بالاتر در عملیات تولیدی نسبتاً کمی استفاده می شود. کل نیروی گیره مورد نیاز با توجه به منطقه پیش بینی شده قطعه در حال قالب گیری تعیین می شود. این منطقه پیش بینی شده با نیروی گیره از 1.8 تا 7.2 تن برای هر سانتی متر مربع از مناطق پیش بینی شده ضرب می شود. به عنوان یک قانون کلی ، 4 یا 5 تن در اینچ² برای بیشتر محصولات قابل استفاده است. اگر مواد پلاستیکی بسیار سفت باشد ، برای پر کردن قالب به فشار تزریق بیشتری احتیاج دارید و در نتیجه تناژ گیره بیشتری برای بسته نگه داشتن قالب نیاز دارد. نیروی مورد نیاز را می توان با توجه به مواد استفاده شده و اندازه قطعه تعیین کرد. قطعات بزرگتر به نیروی بستن بیشتری نیاز دارند.

قالب

قالب or مردن اصطلاحات متداولی است که برای توصیف ابزاری که برای تولید قطعات پلاستیکی در قالب سازی استفاده می شود ، استفاده می شود.

از آنجا که ساخت قالب گران بوده است ، معمولاً فقط در تولید انبوه و در تولید هزاران قطعه مورد استفاده قرار می گرفت. قالبهای معمولی از فولاد سخت شده ، فولاد پیش سخت شده ، آلومینیوم و یا آلیاژ مس بریلیم ساخته می شوند. انتخاب ماده ای که برای ساخت قالب از آن استفاده می شود در درجه اول اقتصادی است. به طور کلی ، ساخت قالب های فولادی هزینه بیشتری دارند ، اما طول عمر بیشتر آنها هزینه اولیه بیشتر را نسبت به تعداد بیشتری از قطعات ساخته شده قبل از فرسودگی جبران می کند. قالبهای فولادی از پیش سخت شده مقاومت کمتری در برابر سایش دارند و برای نیاز به حجم کمتر یا اجزای بزرگتر استفاده می شوند. سختی فولادی معمول آنها 38-45 در مقیاس Rockwell-C است. قالب های فولادی سخت شده پس از ماشینکاری حرارتی می شوند. اینها از نظر مقاومت در برابر سایش و طول عمر بسیار برتر هستند. سختی معمول بین 50 تا 60 Rockwell-C (HRC) است. قالب های آلومینیوم هزینه قابل توجهی کمتری دارند و در صورت طراحی و ماشینکاری با تجهیزات رایانه ای مدرن می تواند برای قالب ده ها یا حتی صدها هزار قطعه قطعات اقتصادی باشد. مس بریلیم در مناطقی از قالب که به حذف سریع گرما یا مناطقی که بیشترین تولید گرمای برشی را دارند ، استفاده می شود. قالبها را می توان با ماشینکاری CNC یا با استفاده از فرآیندهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی تولید کرد.

طراحی قالب

قالب از دو جزء اصلی تشکیل شده است ، قالب تزریق (یک صفحه) و قالب اجکتور (صفحه B). به این مؤلفه ها نیز گفته می شود سنگفرش و سنگفرش. رزین پلاستیکی از طریق a وارد قالب می شود اسپری or دروازه در قالب تزریق؛ بوشینگ اسپری باید محکم در برابر نازل بشکه تزریق دستگاه قالب بسته شود و اجازه دهد پلاستیک مذاب از بشکه داخل قالب ریخته شود ، همچنین به عنوان حفره. بوش سوپاپ پلاستیک مذاب را از طریق کانالهایی که به صورت صفحات A و B تراش داده می شوند ، به سمت تصاویر حفره هدایت می کند. این کانال ها اجازه می دهند پلاستیک در امتداد آنها قرار گیرد ، بنابراین به آنها اشاره می شوددونده. پلاستیک مذاب از طریق دونده عبور می کند و به یک یا چند دروازه تخصصی وارد هندسه حفره می شود تا قطعه مورد نظر را تشکیل دهد.

مقدار رزین مورد نیاز برای پر کردن دودکش ، دونده و حفره های قالب شامل یک "شات" است. هوای محبوس شده در قالب می تواند از طریق دریچه های هوا که در خط تقسیم قالب قرار گرفته اند ، یا از اطراف پین های خارج کننده و سرسره هایی که کمی کوچکتر از سوراخ های نگهدارنده هستند ، خارج شود. اگر هوای محبوس شده اجازه خروج نداشته باشد ، با فشار مواد ورودی فشرده شده و به گوشه های حفره فشرده می شود ، جایی که مانع پر شدن می شود و همچنین می تواند نقایص دیگری ایجاد کند. هوا حتی می تواند آنقدر فشرده شود که مواد پلاستیکی اطراف را مشتعل و بسوزاند.

برای اینکه امکان خارج کردن قسمت قالب از قالب فراهم شود ، ویژگی های قالب نباید در جهتی که قالب باز می شود از یکدیگر غرق شوند ، مگر اینکه قسمتهایی از قالب به گونه‌ای طراحی شده باشد که هنگام باز شدن قالب از بین چنین فرورفتگی ها حرکت کند. )

قسمت هایی از قسمت که به موازات جهت رسم ظاهر می شوند (محور موقعیت cored (سوراخ) یا درج است موازی با حرکت بالا و پایین قالب به هنگام باز و بسته شدن است) به طور معمول کمی زاویه دارند ، که به آن پیش نویس گفته می شود ، تا سهولت آزاد شدن قطعه از قالب را داشته باشد. پیش نویس ناکافی می تواند باعث تغییر شکل یا آسیب شود. پیش نویس مورد نیاز برای آزاد سازی قالب عمدتا به عمق حفره بستگی دارد: هرچه حفره عمیق تر باشد ، لزوماً بیشتر لازم است. هنگام تعیین پیش نویس مورد نیاز ، انقباض نیز باید در نظر گرفته شود. اگر پوست خیلی نازک باشد ، آنگاه قسمت قالب زده شده روی هسته هایی که در حین خنک شدن تشکیل می شوند جمع شده و به آن هسته ها می چسبد ، یا در صورت خارج شدن حفره ، قسمت ممکن است تاب بخورد ، پیچ بخورد ، تاول بزند یا ترک بخورد.

قالب معمولاً به گونه ای طراحی می شود که قسمت قالب زده شده هنگام باز شدن به طور قابل اطمینان در قسمت خارج کننده (B) قالب باقی بماند و دونده و فنر را از قسمت (A) به همراه قطعات بیرون بکشد. سپس قسمت خارج شده از طرف (B) آزادانه می افتد. دروازه های تونلی که به آن دروازه های زیردریایی یا قالب نیز گفته می شود ، در زیر خط تقسیم یا سطح قالب قرار دارند. یک سوراخ روی سطح قالب روی خط جداشوکاری می شود. قسمت خارج شده از قالب از سیستم دونده برش داده می شود (توسط قالب). پین های اجکتور که به آن پین های ناک اوت نیز گفته می شود ، پین های دایره ای هستند که در هر دو نیمه قالب قرار می گیرند (معمولاً نیمی از اجکتور) که محصول نهایی قالب یا سیستم دونده را از قالب خارج می کند. بیرون کشیدن مقاله با استفاده از پین ، آستین ، استریپ و غیره ممکن است باعث ایجاد برداشت های نامطلوب یا اعوجاج شود ، بنابراین هنگام طراحی قالب باید مراقب باشید.

روش استاندارد خنک کننده عبور یک مایع خنک کننده (معمولاً آب) از طریق یک سری سوراخ هایی است که از طریق صفحات قالب حفر می شوند و به وسیله شیلنگ ها به هم متصل می شوند تا یک مسیر مداوم را تشکیل دهند. مایع خنک کننده گرما را از قالب جذب می کند (که گرما را از پلاستیک داغ جذب کرده است) و قالب را در دمای مناسب نگه می دارد تا پلاستیک را در کارآمدترین حالت جامد کند.

برای سهولت در نگهداری و تهویه ، حفره ها و هسته ها به قطعات تقسیم می شوند که به آن می گویند درج، و مجامع فرعی نیز نامیده می شود درج, بلوک، یا تعقیب بلوک. با تعویض درجهای قابل تعویض ، یک قالب ممکن است چندین تغییر در همان قسمت ایجاد کند.

قطعات پیچیده تر با استفاده از قالب های پیچیده تر تشکیل می شوند. این بخش ها ممکن است دارای بخش هایی به نام اسلایدها باشند که به داخل یک حفره عمود بر جهت رسم حرکت می کنند تا ویژگی های قسمت بالای آن را تشکیل دهند. با باز شدن قالب ، اسلایدها با استفاده از "پین های زاویه ای" ثابت در نیمه قالب ثابت از قسمت پلاستیکی جدا می شوند. این پین ها در یک اسلایدها وارد شکاف می شوند و باعث می شوند که با باز شدن نیمه متحرک قالب ، اسلایدها به سمت عقب حرکت کنند. سپس قسمت خارج می شود و قالب بسته می شود. عمل بسته شدن قالب باعث می شود تا اسلایدها در امتداد پین های زاویه حرکت کنند.

بعضی از قالب ها اجازه می دهند تا قطعات ساخته شده از قبل مجدداً وارد شوند تا لایه پلاستیکی جدیدی در اطراف قسمت اول شکل بگیرد. این اغلب به عنوان overmoulding گفته می شود. این سیستم می تواند امکان تولید لاستیک و چرخ های یک تکه را فراهم کند.

قالب های دو شات یا چند شات برای "بیش از حد" قالب بندی در یک چرخه قالب بندی طراحی شده اند و باید در دستگاه های قالب گیری تزریقی با دو یا چند واحد تزریق پردازش شوند. این فرآیند در واقع یک فرایند قالب گیری تزریقی است که دو بار انجام می شود و بنابراین حاشیه خطای بسیار کمتری دارد. در مرحله اول ، مواد رنگ پایه به شکل اساسی قالب می شوند که حاوی فضاهایی برای شات دوم است. سپس ماده دوم ، رنگی متفاوت ، به صورت تزریقی در آن فضاها ریخته می شود. به عنوان مثال دکمه ها و کلیدهای ساخته شده توسط این فرآیند دارای علامت هایی هستند که نمی توانند از بین بروند و با استفاده زیاد خوانا می مانند.

یک قالب می تواند چندین نسخه از قطعات مشابه را در یک "شات" تولید کند. تعداد "برداشت" در قالب آن قسمت اغلب به اشتباه به عنوان حفره نامیده می شود. ابزاری با یک برداشت اغلب قالب تک برداشت (حفره) نامیده می شود. قالب با 2 یا بیشتر حفره از همان قسمت ها به احتمال زیاد به قالب چند تصور (حفره) گفته می شود. برخی از قالبهای تولید با حجم بسیار بالا (مانند نمونه هایی که برای بطری ها وجود دارد) می توانند بیش از 128 حفره داشته باشند.

در بعضی موارد ، ابزارهای مختلف حفره ای ، یک سری از قسمت های مختلف را در همان ابزار قالب می کنند. برخی از سازندگان ابزار این قالبها را با هم مرتبط می سازند. نمونه ها شامل کیت های مدل پلاستیکی است.

انبار قالب

تولید کنندگان به دلیل هزینه متوسط ​​بالا ، برای محافظت از قالب های سفارشی به طول زیادی می روند. دمای و رطوبت مناسب برای اطمینان از طولانی ترین طول ممکن برای هر قالب سفارشی حفظ می شود. قالب های سفارشی مانند نمونه هایی که برای قالب گیری تزریق لاستیک مورد استفاده قرار می گیرند ، برای جلوگیری از پیچ خوردگی در محیط های کنترل دما و رطوبت نگهداری می شوند.

مواد ابزار

از فولاد ابزار اغلب استفاده می شود. فولاد خفیف ، آلومینیوم ، نیکل یا اپوکسی فقط برای نمونه های اولیه یا تولید بسیار کوتاه مناسب است. آلومینیوم سخت مدرن (آلیاژهای 7075 و 2024) با طراحی قالب مناسب ، می توانند با نگهداری مناسب قالب ، قالب هایی با طول عمر 100,000 یا بیشتر را به راحتی تولید کنند.

ماشینکاری

قالب ها از طریق دو روش اصلی ساخته می شوند: ماشینکاری استاندارد و EDM. ماشینکاری استاندارد ، به شکل متعارف خود ، از لحاظ تاریخی روش ساخت قالب تزریق بوده است. با توسعه فن آوری ، ماشینکاری CNC به ابزاری غالب برای ساخت قالب های پیچیده تر با جزئیات قالب دقیق تر در زمان کمتر از روش های سنتی تبدیل شد.

ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) یا فرآیند فرسایش جرقه به طور گسترده ای در ساخت قالب مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این امکان ایجاد اشکال ماشینکاری دشوار ، این فرایند اجازه می دهد تا قالب های از قبل سخت شده به گونه ای شکل گرفته شوند که نیازی به عملیات حرارتی نباشد. تغییر در قالب سخت شده توسط حفاری و فرز معمولی برای نرم شدن قالب نیاز به بازپخت دارد و به دنبال آن عملیات حرارتی برای سخت شدن مجدد آن انجام می شود. EDM یک فرآیند ساده است که در آن یک الکترود شکل ، که معمولاً از مس یا گرافیت ساخته می شود ، به آهستگی روی سطح قالب (در طی مدت زمان زیادی از ساعت) پایین می آید ، که در روغن پارافین (نفت سفید) فرو می رود. ولتاژ اعمال شده بین ابزار و قالب باعث فرسایش جرقه سطح قالب در شکل معکوس الکترود می شود.

هزینه

تعداد حفره های موجود در قالب به طور مستقیم با هزینه های قالب سازی ارتباط می یابد. حفره های کمتری نیاز به کار ابزار سازی بسیار کمتری دارند ، بنابراین محدود کردن تعداد حفره ها به نوبه خود منجر به هزینه های اولیه تولید برای ساخت قالب تزریق می شود.

از آنجا که تعداد حفره ها نقشی اساسی در هزینه های قالب سازی دارند ، بنابراین پیچیدگی طراحی قطعه نیز نقش دارد. پیچیدگی را می توان در بسیاری از فاکتورها مانند اتمام سطح ، الزامات تحمل ، رشته های داخلی یا خارجی ، جزئیات ریز و یا تعداد کاهش هزینه هایی که استفاده می شود ، گنجانید.

جزئیات بیشتر مانند زیرپوش یا هر ویژگی باعث ابزار اضافی باعث افزایش هزینه قالب می شود. پایان سطح هسته و حفره قالب بیشتر بر هزینه تأثیر می گذارد.

فرآیند قالب گیری تزریق لاستیک بازده بالایی از محصولات بادوام تولید می کند و آن را به کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین روش قالب سازی تبدیل می کند. فرآیندهای پیوسته سازی مداوم که شامل کنترل دقیق دما هستند ، همه مواد زاید را کاهش می دهد.

فرآیند تزریق

با قالب گیری تزریقی ، پلاستیک دانه ای توسط قوچ اجباری از یک قیف به داخل بشکه گرم شده تغذیه می شود. از آنجایی که گرانول ها به وسیله کندوی نوع پیچ به آرامی به جلو منتقل می شوند ، پلاستیک به یک محفظه گرم شده و در آنجا ذوب می شود. با پیشرفت پیوند ، پلاستیک مذاب از طریق نازل ای که در برابر قالب قرار دارد ، مجبور می شود و از طریق سیستم گیت و دونده می تواند وارد حفره قالب شود. قالب سرد می ماند تا پلاستیک تقریبا به محض پر شدن قالب جامد شود.

چرخه قالب تزریق

ترتیب وقایع در طول قالب تزریق یک قسمت پلاستیکی ، چرخه قالب تزریق نامیده می شود. چرخه با بسته شدن قالب شروع می شود و به دنبال آن تزریق پلیمر به داخل حفره قالب انجام می شود. پس از پر کردن حفره ، یک فشار نگهدارنده برای جبران کوچک شدن مواد حفظ می شود. در مرحله بعدی ، پیچ پیچ می خورد و تیر بعدی را به پیچ جلو تغذیه می کند. این باعث می شود که پیچ هنگام جمع شدن شلیک بعدی ، عقب بماند. پس از سرد شدن قسمت ، قالب باز می شود و قسمت خارج می شود.

علمی در مقابل قالب سازی سنتی

به طور سنتی ، قسمت تزریق فرآیند قالب گیری با یک فشار ثابت برای پر کردن و بسته بندی حفره انجام می شد. با این وجود ، این روش تغییرات بزرگی در ابعاد از چرخه به چرخه را ممکن می سازد. در حال حاضر معمولاً از قالب گیری علمی یا جداشونده استفاده می شود ، روشی که توسط RJG Inc پیشگام است. در این روش تزریق پلاستیک به چند مرحله "جدا می شود" تا امکان کنترل بهتر ابعاد قطعه و چرخش به چرخه بیشتر (که اصطلاحاً شات به عکس در صنعت) سازگاری. ابتدا حفره با استفاده از کنترل سرعت (سرعت) تقریباً 98٪ پر می شود. اگرچه فشار باید برای دستیابی به سرعت مطلوب کافی باشد ، اما محدودیت های فشار در این مرحله نامطلوب است. هنگامی که حفره 98٪ پر شود ، دستگاه از کنترل سرعت به کنترل فشار می رود ، جایی که حفره با فشار ثابت "بسته بندی می شود" ، جایی که سرعت کافی برای رسیدن به فشارهای مورد نیاز است. این اجازه می دهد تا ابعاد قطعه تا هزارم اینچ یا بهتر کنترل شود.

انواع مختلفی از فرآیندهای قالب گیری تزریقی

اگرچه بیشتر فرایندهای قالب گیری تزریقی در توضیحات فرآیند متعارف در بالا پوشیده شده است ، چندین تغییر قالب مهم وجود دارد از جمله ، اما به این موارد محدود نمی شود:

• ریخته گری
• قالب تزریق فلز
• قالب تزریق دیواره نازک
• تزریق لاستیک سیلیکون مایع

لیست جامع تری از فرآیندهای قالب گیری تزریقی ممکن است در اینجا یافت شود:

عیب یابی فرآیند

مانند تمام فرآیندهای صنعتی ، قالب تزریق می تواند قطعات ناقصی ایجاد کند. در زمینه قالب تزریق ، عیب یابی اغلب با بررسی قطعات معیوب برای نقص های خاص و پرداختن به این نقص ها با طراحی قالب یا ویژگی های خود فرآیند انجام می شود. محاکمه ها اغلب قبل از اجرای کامل محصول در تلاش برای پیش بینی نقص و تعیین مشخصات مناسب جهت استفاده در فرایند تزریق انجام می شود.

هنگام پر کردن قالب جدید یا ناشناخته برای اولین بار ، که اندازه شات برای آن قالب مشخص نیست ، یک تکنسین / تنظیم کننده ابزار ممکن است قبل از اجرای کامل تولید ، یک آزمایش آزمایشی انجام دهد. او با یک وزنه کوچک شروع می کند و کم کم پر می شود تا اینکه قالب 95 تا 99٪ پر شود. پس از دستیابی به این هدف ، مقدار کمی فشار نگهداری اعمال می شود و زمان نگهداری افزایش می یابد تا زمانی که یخ زدگی دروازه (زمان انجماد) اتفاق بیفتد. زمان افزایش یخ زدگی درب را می توان با افزایش زمان نگه داشتن ، و سپس توزین قطعه تعیین کرد. هنگامی که وزن قطعه تغییر نمی کند ، آنگاه مشخص می شود که گیت یخ زده است و دیگر ماده ای به قطعه تزریق نمی شود. زمان انجماد دروازه مهم است ، زیرا زمان چرخه و کیفیت و قوام محصول را تعیین می کند ، که خود مسئله مهمی در اقتصاد فرآیند تولید است. فشار نگهداری تا زمانی که قطعات از غرق آزاد نشوند و وزن قطعه بدست نیاید افزایش می یابد.

نقص قالب

قالب تزریق یک فناوری پیچیده و دارای مشکلات تولید احتمالی است. آنها می توانند در اثر نقص قالب یا بیشتر خود فرآیند قالب ایجاد شوند.

روش هایی مانند اسکن CT صنعتی می تواند در یافتن این نقص ها در خارج و همچنین در داخل به شما کمک کند.

تحمل

تحمل قالب گیری یک مقدار مشخص شده از انحراف پارامترهایی از قبیل ابعاد ، وزن ، اشکال یا زاویه ها و غیره است. قالب تزریق معمولاً قادر به تحمل معادل درجه IT در حدود 9–14 است. تحمل احتمالی ترموپلاستیک یا ترموست 0.200 0.500 تا 5 ± میلی متر است. در کاربردهای تخصصی ، تحمل کم ± 0.0500 میکرومتر در هر دو قطر و ویژگی های خطی در تولید انبوه حاصل می شود. اتمام سطح 0.1000 تا XNUMX میکرومتر یا بهتر را می توان بدست آورد. سطوح ناهموار یا سنگریزه ای نیز ممکن است.

برق مورد نیاز

قدرت مورد نیاز برای این فرآیند قالب تزریق بستگی به موارد بسیاری دارد و بین مواد استفاده شده متفاوت است. راهنمای مرجع فرآیندهای تولید اظهار می دارد که نیازهای برق به "وزن مخصوص ماده ، نقطه ذوب ، رسانایی گرمایی ، اندازه قطعه و سرعت قالب بستگی دارد." در زیر جدولی از صفحه 243 از همان مرجع ذکر شده است که قبلا ذکر شد که به بهترین وجه ویژگی های مربوط به توان مورد نیاز برای متداول ترین مواد را نشان می دهد.

قالب سازی روباتیک

اتوماسیون بدان معنی است که اندازه کوچکتر قطعات به یک سیستم بازرسی موبایل اجازه می دهد تا قطعات سریعتر را بررسی کند. علاوه بر نصب سیستم های بازرسی بر روی دستگاه های خودکار ، روبات های چند محوره می توانند قطعات را از قالب جدا کرده و آنها را برای فرآیندهای بعدی قرار دهند.

موارد خاص شامل برداشتن قطعات از قالب بلافاصله پس از ایجاد قطعات و همچنین استفاده از سیستم های دید در دستگاه است. بعد از اینکه پین ​​های اجکتور افزایش یافته است ، بخشی از آن را می گیرد تا قسمت را از قالب آزاد کند. سپس آنها را به یک مکان نگهدارنده یا مستقیماً بر روی سیستم بازرسی منتقل می کند. انتخاب بستگی به نوع محصول و همچنین چیدمان کلی تجهیزات تولیدی دارد. سیستم های بینایی که روی روبات ها نصب شده اند ، کنترل کیفیت برای درج قطعات قالب ریزی شده را بسیار افزایش داده اند. یک ربات متحرک می تواند دقیق تر دقت محل قرارگیری اجزای فلزی را مشخص کند و سریعتر از یک قوطی انسانی معاینه کند.

آلبوم عکس