طراحی ۴۸حفره یا کویته مجزا در یک قالب – بخش دوم
به صورت متداول تعداد حفره های موجود در قالب ها ۴۸ عدد نیست، اما با استفاده از یک صفحه قالب تبدیل و میانی می توان سیستم را همگام با قالب ۴۸ سوراخی ساخت.
سیستم تزریق پیستونی برای هر حفره
برخلاف یک سیستم راهگاه گرم معمولی، یک سیستم تزریق پیستونی در انتهای پشتی هر کدام از نازل های سوزنی قرار داده شده است (شکل ۲).
شکل ۲
این مجموعه شامل یک سیستم پیستونی لوله ای می باشد که در محفظه استوانه ای سوارخ دار (اتاقک تزریق) که در حد فاصل سوزنی به ضخامت ۲ میلی متر و دمنده‌ای به ضخامت ۳ میلی متر عمل می کند. در نتیجه، سیستم آماده سازی ماده مذاب به کمک سیستم تبدیل به پلاستیک به طور کامل از بخش تزریق به حفره ها جدا می شود. این فرآیند همچنین با نام تزریق مذاب انتقالی (Transfer injection molding) نیز شناخته می شود.
مقطعی از این قالب ۴ گروه عملکردی مختلف را نشان می دهد
۱-بوش دروازهای دراز، توسط بخش اصلی گرم می شود، راهنمای مذاب از واحد تبدیل به پلاستیک به صفحه راهگاه گرم می باشد.
۲-صفحه راهگاه گرم، تا دمای ماده مذاب با گرم کننده های ۲۳۰ V که از برنج ریخته گری شده تولید می شوند و هر کدام دارای ۲ ردیف و ۲۴ سوراخ در هر ردیف می باشند، گرم می شود. برای حفره‌هایی که با فاصله خیلی کم مانند ۱۲ میلی‌متر قرار دارند به منظور به دست آوردن توزیع دمایی مناسب، نازل ها به گرم کننده های ۲۴ V مجهز می باشند. اتاقک تزریق که در حد فاصل دمنده و پیستون لوله‌ای قرار دارد به واسطه یک دمنده معمولی (شکل ۲) پر می شود. شیرهای مرکزی برای هر حفره تعبیه شده است که می توان با استفاده از آنها جریان مذاب را قطع و وصل کرد.
۳-صفحه مذاب شماره ۱ نگهدارنده شیرهای سوزنی می باشد، و می تواند با حرکت ۱٫۵ میلی متری باز و بسته شوند.
۴-صفحه مذاب شماره ۲ وظیفه فعال سازی – پشت سر هم- در ابتدا دو شیر و سپس پیستون لوله‌ای هر شیر سوزنی را بر عهده دارد. با طول کورس ۱۰ میلی‌متر هر کدام از این پیستون های تزریق مذاب داخل اتاقک تزریق را وارد حفره ها می کنند.
اگر بخواهیم دقیق‌تر بحث کنیم، به صورت متداول تعداد حفره های موجود در قالب ها ۴۸ عدد نیست، اما با استفاده از یک صفحه قالب تبدیل و میانی می توان سیستم را همگام با قالب ۴۸ سوراخی ساخت. به این ترتیب توزیع مذاب با استفاده از یک سیستم راهگاه گرم با بالانس پیچیده نیز می توان ماده مذاب را به صورت پیوسته از طریق دمنده معمولی به شیرهای نازل سوزنی رساند.
استفاده از این ایده در قالب مزیت های زیر را در قالب‌سازی تزریقی به همراه دارد:
۱-سیستم انتقال مذاب محتوی مقدار بسیار کمی مذاب خواهد بود.
۲-می توان حفره ها را بسیار نزدیک به هم قرار داد، در قالبی که در اینجا تشریح شد فاصله بین حفره ها فقط ۱۲ میلی‌متر می باشد.
۳-سیستم تزریق پیستونی این اطمینان را به ما می دهد که هر سوراخ به صورت دقیق و کامل پر شده است و ماده اضافی وجود ندارد حتی با وجود اینکه در صفحه دمنده نوسان دمایی وجود داشته باشد.
۴-قالب ها قابلیت اطمینان و مقبولیت بالایی از خود نشان می دهند.
سیکل کاری برای یک سیستم تزریق قالب با ۴ بخش شکل ۳ نشان داده شده است. در مرحله اول (شکل ۳A)، شیرهای نازل سوزنی مجرای عبور را بسته نگه می دارند. نیروی کورس تزریق پیچ (injection stoke of the screw force)، ماده مذاب را به واسطه بوش دروازهای، دو شیر و دمنده به خارج از اتاقک تزریق و داخل شیر های نازل هدایت می کند. در نتیجه، مقدار مناسبی از مذاب به واسطه بخش تزریق پیستونی به حفره ها می رسد.
شکل۳-A
در مرحله دوم (شکل ۳B) صفحات جفت شماره ۲ در جهت دمنده شروع به حرکت می کنند. به این ترتیب، شیر ارتباط با واحد تبدیل به پلاستیک را قطع می کند. ماده مذاب موجود در داخل محفظه دمنده نمی تواند وارد سیستم نازل شود. به واسطه این حرکت و فنرهای موجود در انتهای محفظه پیستونی، فشار مذاب از ۶۰۰ تا ۸۰۰ بار می‌رسد.
شکل ۳-B
در مرحله بعد (شکل ۳C) صفحه قالب شماره ۱ به همراه شیرهای سوزنی در راستای صفحات حرکت می کند، بنابراین، راه های رسیدن به حفره ها باز می شود. در همین لحظه، صفحه قالب شماره ۲ به حرکت خود ادامه می دهد که به این واسطه سیستم تزریق لوله‌ای به تزریق مذاب داخل محفظه استوانه ای سوراخ دار یا اتاقک تزریق می پردازد. فشار تزریق در حدود ۲۵۰۰ بار می باشد.
شکل ۳-C
بعد از گذر زمان حفظ فشار و زمان خنک کاری هر دوی صفحات در مرحله نهایی و چهارم به حالت اولیه و اصلی خود می رسند (شکل ۳D). شیرهای سوزنی مسیر عبور مذاب را مسدود می کنند و مسیر را برای ماده مذابی که هنوز به صورت پلاستیک می باشد را تمیز می کند، بنابراین سیکل جدیدی می تواند آغاز شود.
شکل ۳-D
کنترل این فرآیندها بر عهده سیستم کنترل تزریق و دستگاه کشش اصلی (core puller) از دستگاه قالب‌سازی تزریقی می باشد اما عملکرد این سیستم ها عوض شده است. سیستم کشش اصلی وظیفه نظارت بر کارکرد پیچ در پر کردن واحد تزریق پیستونی قالب را بر عهده دارد. کنترل هر دوی صفحات نیز به واسطه سیستم کنترل تزریق تحت نظر می باشد. همچنین می توان فشار و سرعت تزریق را در صورت نیاز به واسطه کنترل جریان و کنترل فشار هیدرولیک روغن تنظیم کرد.
طراحی قالب می بایست نیاز به پردازش بهینه LCP را نیز به حساب آورد. به واسطه باز شدن آهسته و شیرهای تزریق استوانه‌ای، در همان آغاز مرحله تزریق مقدار برش زیاد خواسته شده در LCP مذاب ایجاد می شود. بنابراین، ویسکوزیته جریان به شدت کاهش می یابد و به این ترتیب سطوح به خوبی پوشش داده می شوند.
عبور سیستم از آزمون
موضوع تولید قالب در چندین سری از تولیدات در یک سال مورد استفاده قرار می گیرد. زمان مورد نیاز برای هر سیکل کمتر از ۱۵ ثانیه می باشد و ۵۰ میلیون قطعه با بیش از ۱ میلیون پاشش تولید شد.
در طی این مدت هیچ نقص مهم و اساسی در سیستم ایجاد نشد، و مهمتر از این، قدرت پرکنندگی یکنواخت این روش نیز به اثبات رسید. با توجه به ویژگی های خاص جریان مذاب LCP، مقدار کرنش ایجاد شده در قطعات مخصوصا در قطعاتی که ضخامت آنها فقط ۳ میلی‌متر می بود، در طی پروسه تزریق بسیار پایین بود به طوری که مقدار محصولات رد شده کمتر از ۰٫۵ درصد می باشد- حالتی که یک مشتری فوق العاده و غیر قابل باور ارزیابی می کند. استفاده از روش ابتکاری و جدید را می توان در حالت کلی و هر قالبی که دارای حفره های ریز زیاد می باشد و می خواهیم آنها را به صورت یکنواخت پر کنیم قابل استفاده است، این روش تولید با سیستم های تزریق معمولی و دمنده های معمول غیر قابل انجام بوده است و دلیل آن نیز فضا و زمان کاری سیستم می باشد.
منبع :Mold Making Technology
ترجمه: ایران ملد
