قالب گیری تزریق – بخش پنجم
انواع مختلف فرآیندهای قالب گیری تزریق
اگرچه که بیشتر فرآیندهای قالب گیری تزریق با شرح فرآیند متعارف بالا پوشش داده است اما چندین تغییر قالب ریزی وجود دارد که شامل این موارد است اما محدود به این موارد نیست:
- ریخته گری(دایکست)
- قالب گیری تزریق فلز
- قالب گیری تزریق با دیواره نازک
- قالب گیری تزریق لاستیک سیلیکون مایع
عیب یابی فرآیند
مانند تمام فرآیندهای صنعتی، قالب گیری تزریق می تواند قطعات ناقصی تولید کند. در زمینه قالب گیری تزریقی، عیب یابی اغلب با بررسی قطعات معیوب برای نقص های خاص و پرداختن به این نواقص با طراحی قالب یا ویژگی های فرآیند به خودی خود انجام می شود. آزمایشات اغلب قبل از تولید کامل در تلاشی برای پیش بینی نقص و تعیین مشخصات مناسب برای استفاده در فرآیند تزریق انجام می شود.
هنگام پر کردن یک قالب جدید و ناآشنا برای بار اول ، که در ان اندازه شات برای قالب ناشناخته است، یک تکنسین ابزار ممکن است یک ازمایش قبل از اجرای تولید کامل را انجام دهد. او با یک وزن شات کوچک شروع می کند و بتدریج پر می کند تا قالب ۹۵ تا ۹۹ درصد پر شود. به محض اینکه به این مقدار رسید، مقدار کمی از فشار نگهدارنده اعمال خواهد شد و زمان نگهدارنده افزایش خواهد داشت تا درب مسدود شود(زمان انجماد). زمان مسدود شدن درب می تواند با افزایش زمان نگهدارنده تعیین شود و سپس وزن کردن قطعه. هنگامی که وزن قطعه تغییر نکند سپس به این نتیجه می رسیم که درب منجمد شده و ماده بیشتری به قطعه تزریق نمی شود. زمان انجماد درب مهم است چرا که زمان چرخه و کیفیت و قوام محصول را تعیین می کند، که مسئله ی مهمی در اقتصاد فرآیند تولید است. فشار نگهدارنده افزایش می یابد تا زمانیکه قطعات مایع نباشند و وزن قطعه بدست بیاید.
نقص قالب گیری
قالب تزریقی تکنولوژی پیچیده اما با قابلیت تولید پذیری است.این پیچیدگی ها در نتیجه نقص در قالب ها و یا فرآیند قالب گیری بوجود آید. [۳]: ۴۷-۸۵
عیوب ریخته گری | نام جایگزین | توضیحات | علل |
تاول | تاول زدگی | برجستگی در بخشی لایه سطحی | دمای ابزار و یا ماده بسیار بالاست.این مشکل در نتیجه فقدان وسیله خنک کننده است. |
علامت سوختگی | هواسوختگی/گاز وسوختگی/ دیزلینگ | مناطق قهوه ای و یا سیاهی دورتر از مناطقی که هوا به دام افتاده است. | سرعت زیاد در تزریق ، ابزاری که فاقد تخلیه گاز هستند. |
رگه های رنگی | رگه های رنگی | تغییر موضعی رنگ | مستربچ به درستی مخلوط نشده یا مواد تمام شده و مجددا شروع شود. رنگ قبلی بر روی دهانک یا دریچه کشیده شده باشد. |
لایه لایه شدگی | لایه ای نازک از میکا بر روی دیواره تشکیل میشود. | آلودگی مواد ، به طور مثال ترکیب PP با ABS اگر در قسمت های مهم و کاربردی استفاده شود می تواند خطرناک باشد چرا که قدرت کمی داشته و ورقه ورقه میشود و توانایی خم شدگی را ندارد | |
شعله ور شدن | بر آمدگی | مواد اضافی در لایه های نازک بیش از حالت و شکل هندسی بوجود می آید. | قالب درست بسته بندی نشده و یا خط جدا کننده ابزار آسیب دیده باشد، تزریق با سرعت بالا ، نیروی بیش از حد نگه دانده. |
آلاینده های تعبیه شده | ذرات جاسازی شده | ذرات خارجی (مواد سوخته یا دیگر مواد) در آن قسمت قرار گرفته باشد. | ذرات بر روی سطح ابزار، مواد باقی مانده و یا آلوده در بشکه، حرارت برشی بیش از حد و سوختن مواد قبل از تزریق |
علایم جریان | خطوط جریان | خطوط و موج ها | سرعت جریان تزریق بیش از حد پایین بوده (دمای پلاستیک در حین تزریق پایین آمده است، سرعت جریان تزریق باید مناسب باشد تا پروسه سرد شدن به درستی اجرا شود) |
حفره سرخ | حلقه ها و نشانه های قرمز | الگوهای دایره ای که اطراف حفره بوجود می آید در نتیجه راهگاه های گرم است. | سرعت تزریق بیش از حد سریع است، حفره/اسپرو/ سایز راهگاه خیلی کوچک است و یا دمای ذوب بسیار پایین است. |
جهش | قسمتی به دلیل جریان آشفته مواد دچار تغییر شکل می شود. | طراحی ضعیف ابزار،موقعیت حفره و یا راهگاه. سرعت تزریق زیاد است. طراحی بد حفره که منجر به تورم قالب و جهش می شود. | |
خطوط جوش | خطوط جوش | خطوط کوچک پشت پین سنبه و یا دریچه که شبیه خطوط به نظر میرسد. | ناشی از جریان ماده ذوب شده است که در اطراف بخش های پلاستیکی قرار گرفته و در پایان مواد ذوب شده دوباره به یکدیگر می پیوندند. می توان در مرحله طراحی جریان قالب را به حداقل رساند یا حذف کرد.هنگامی که قالب ساخته شد و حفره قرار گرفت،میتوان این نقص را با تغییر دمای ماده ذوب شده و یا دمای قالب به حداقل رساند. |
اشکال در پلیمر (بسپار) | شکست پلیمر از هیدرولیز ، اکسیداسیون و غیره | آب اضافی در گرانول، دمای بیش از حد در بشکه ،سرعت زیاد پیچ که منجر به ایجاد حرارت برشی میشود، مواد برای مدت طولانی درون بشکه بماند، استفاده بیش از اندازه از اشعه | |
نشانه های گود افتادگی | فرو رفتگی | فرو رفتگی موضعی (در قسمت های ضخیم تر) | زمان نگه داری/ فشار کم،خنک شدن در مدت کم، حفره هایی که دمای بالایی دارند می تواند منجر به ایجاد راهگاه های داغ بدون اسپرو شود. ماده بیش از حد مورد نیاز و یا دیواره ضخیم. |
شات کوتاه | قالب کوتاه و یا نصفه پر شدن | بخشی جزیی | فقدان متریال، سرعت و یا فشار کم، سرد بودن قالب ، نبود دریچه گاز |
علایم اسپلی | علایم پاشیدگی و یا رگه های نقره ای | رگه های نقره ای به طور معموا همراه با الگوهای جریان مشاهده میشوند.با این حال با توجه به نوع و رنگ مواد ممکن است به صورت حبابهای کوچک مشاهده شود که در نتیجه رطوبت به دام افتاده اند. | رطوبت در مواد معمولا زمانی رخ میدهد که رزین های جاذب به درستی خشک نشده اند. به دام افتادن گاز در اضلاع معمولا به دلیل سرعت زیاد تزریق رخ میدهد. داغی بیش از حد مواد |
رشته شدن | رشته شدن یا حفره های بلند | رشته های شاتهای قبلی به شاتهای جدید منتقل می شود. | بالا بودن دمای دهانک،مدخل فریز نشده باشد، نبود فشار بر روی پیچ ، عدم وقفه در اسپرو، جایگیری نامناسب خنک کننده درون ابزار |
حفره | فضای خالی در یک قسمت (که معمولا پاکت هوا نیز خوانده میشود) | عدم اعمال فشار، پر کردن در مدت زمان کوتاه که باعث میوشد گوشه ها و اضلاع پر نشوند، ماده مذاب به درستی پخش نشود( زمانی رخ میدهد که دو نیمه به درستی در مرکز قرار نگیرند و دیوراه ها ضاولیهت یکسانی نداشته باشند) ارائه اطلاعات درکی مشترک است. اصلاح:بسته بندی نکردن،عدم اعمال فشار، پر شدن در مدت زمان کوتاه باعث بروز این مشکل نمیشود،از آنجایی که حفره یک فرو رفتگی است جایی برای بوجود آمدن ندارد.به عبارت دیگر، هنگامی که قسمتی کوچک میشود رزین از خود جدا شده چرا که در حفره به اندازه کافی رزین وجود ندارد.حفره میتواند در هر قسمت بوجود آید و محدود به مناطقی با ضاولیهت بالا نیست، اما رزین به درجه حرارت و جریان بستگی ندارد اما ایجاد آن در مناطقی با ضاولیهت بیشتر مانند اضلاع و یا برجستگی ها محتمل تر است.دیگر علل بوجود آمدن حفره ها، مواد مذاب نشده در حوضچه مذاب است. | |
خطوط جوش | خط جوش/ خط ورقه/ خط انتقال | تغییر رنگ خط در قسمتی که دو جریان ماده ذوب شده به یکدیگر میرسند. | کم بودن دمای قالب یا ماده(دمای ماده پایین بوده و وقتی که دو جریان به یکدیگر میرسند به یکدیگر نمی پیوندند)زمان گذار بین تزریق و انتقال(برای بسته بندی و نگه داشتن) خیلی سریع اتفاق بیفتد. |
پیچ برداشتن | پیچش | بخش درهم پیچیده شده | کم بودن مدت زمان خنک کردن، داغ بودن ماده، عدم وجود خنک کننده اطراف ابزار، درجه نامناسب آب(ماده به سمت ابزار داغ پیچ ورمیدارد) آب شدن (کوچک شدن) بعضی از قسمتها |
روش هایی از قبیل سی تی اسکن های صنعتی می تواند کمک بزرگی در پیدا کردن عیوب چه داخلی و چه خارجی باشد.
تلرانس (تحمل) و سطوح
تحمل در ریخته گری انحراف معیاری مشخص در پارامترهایی چون ابعاد، وزن،شکل، زاویه و دیگر موارد دارد.برای به حداکثر رساندن تحمل بر اساس فرآیند مورد استفاده ،معمولا حداقل و حداکثری برای ضاولیهت در نظر گرفته میشود [۱۵]: ۴۳۹٫ در فرآیند قالب تزریقی ۹ الی ۱۴ درجه تحمل در نظر گرفته میشود.تحمل برای ترموپلاستیک یا ترموست ±۰٫۲۰۰ تا ±۰٫۵۰۰ میلیمتر می باشد. درفرآیندهای تخصصی مقدار تحمل ±۵ میکرون در هر دو قطر و ویژگی های خطی در تولید انبوه در نظر گرفته میشود. اتمام سطح با ۰٫۰۵۰۰ تا ۰٫۱۰۰۰ و یا بهتر از این مقدار در نظر گرفته میشود.در سطوح زبر ویا ناهموار نیز این مقدار امکان پذیر است.
نوع ریخته گری | معمولی (میلی متر) | بالقوه یا محتمل (میلی متر) |
ترموپلاستیک | ±۰٫۵۰۰ | ±۰٫۲۰۰ |
ترموست | ±۰٫۵۰۰ | ±۰٫۲۰۰ |
نیروهای مورد نیاز
نیروی مورد نیاز برای فرآیند قالب گیری به موارد متفاوتی بستگی دارد و بسته به ماده متفاوت است.در راهنمای مرجع تولیدات آمده است که نیروی مورد نیاز برای هر ماده به مواردی چون وزن، نقطه ذوب،رسانایی حرارتی ، اندازه بخش و سرعت ریخته گری بستگی دارد. در زیر جدولی از ص ۲۴۳ وجود دارد که پیش از این به عنوان مرجع ذکر شده بود و ویژگی هایی که بیش از دیگر موارد مورد نیاز هستند را شرح داده است.
ماده | وزن | نقطه ذوب (فارنهایت) | نقطه ذوب (سیلیسیوس) |
اپوکسی | ۱٫۱۲ تا ۱٫۲۴ | ۲۴۸ | ۱۲۰ |
فنولیک | ۱٫۳۴تا ۱٫۹۵ | ۲۴۸ | ۱۲۰ |
نایلون | ۱٫۰۱ تا ۱٫۱۵ | ۳۸۱ تا ۵۰۹ | ۱۹۴ تا ۲۶۵ |
پلی اتیلن | ۰٫۹۱ تا ۰٫۹۶۵ | ۲۳۰ تا ۲۴۳ | ۱۱۰ تا ۱۱۷ |
پلی استر | ۱٫۰۴ تا ۱٫۰۷ | ۳۳۸ | ۱۷۰ |
قالب گیری رباتیک
اتوماسیون به این معنی است که اندازه کوچکتر قطعات به یک سیستم بازرسی سیار اجازه می دهد تا بخش های مختلف را سریعتر بررسی کند. علاوه بر نصب سیستم های بازرسی در دستگاه های اتوماتیک، ربات های چند محوره می توانند قسمت هایی از قالب را حذف کنند و آن ها را برای فرآیندهای بیشتری قرار دهند.
موارد خاص شامل حذف قطعات از قالب سریعا بعد از قسمت هایی است که ایجاد شده است، همچنین به کار بردن سیستم های ماشین دید. ربات قطعه را بعد از اینکه پین پران قطعه را ازاد میکرد می گیرد. سپس آن را به محل نگهدارنده یا مستقیما به سیستم بازرسی حرکت می دهد. انتخاب بستگی به نوع محصول دارد، و همچنین بستگی به طرح کلی تجهیزات تولید. سیستم های دید نصب شده بر روی ربات ها تا حد زیادی کنترل کیفیت قطعات را برای بخش های قالب گیری شده افزایش داده اند. یک ربات سیار می تواند دقیق تر قرار گیری اجزای فلزی را تعیین کند و سریع تر از یک انسان بررسی کند.
منبع : اینترنت
ترجمه : ایران ملد