تحلیل جریان سریع سیستم راهگاه گرم:بخش دوم
استفاده کنندگان زمانی که از تحلیل سریع جریان در موضوعات واقعی و عملی خود استفاده می کنند، به وضوح می توانند مزایای این سیستم را درک کنند.
کاربردهای عملی تحلیل سریع جریان
هر چند پیاده سازی و استفاده از این روش ساده باشد، نرم افزار و تکنیک های استفاده شده می توانند تمام پارامترهای اصلی موجود در کاربرد خاص را مورد بررسی قرار دهند .
- افت فشار
- تغییرات دما
- نرخ برش
- تنش برشی
- زمان پر کردن بهینه
- حجم سیستم راهگاه
- زمان خنک کاری قطعات
- تقریب نیروی گیره
- دیگر پارامترهای موجود
روش به کار بستن این تکنولوژی کاملا تطبیق پذیر و انعطاف پذیر می باشد
اندازه راهگاه
اندازه راهگاه مناسب می تواند بخشی ضروری از طراحی سیستم راهگاه گرم محسوب شود، مخصوصا در کاربرد هایی که اندازه مانیفولدها بزرگ، تعداد حفره‌ها زیاد و فرآیند پذیری ماده مورد استفاده سخت باشد، اگر وزن هر شات زیاد، دیواره ها نازک باشند و … اهمیت موضوع بیشتر نمایان می شود. بعضا این موضوع بسیار حساس و نیرنگ آمیز می باشد، زیرا ممکن است اندازه راهگاه در دو کاربرد مختلف بسیار متفاوت باشد و حتی در دو سیستم کاملا مخالف هم باشد.
برای مثال، در هنگام قالب گیری یک قطعه نازک gr-0.5 با نوع جریان کم در ابزاری با ۳۲ حفره، از نقطه نظر افت فشار می‌توان ۲ طرح کاملا مختلف ارائه داد:
- افت فشار
ماده‌ای سخت با طول راهگاه نسبتا طولانی (به یاد داشته باشید ابزار دارای همان ۳۲ حفره است) به معنی افت فشار زیاد خواهد بود؛ بنابراین، تعداد راهگاه زیاد در مانیفولد مطلوب می باشد.
- زمان ماندگاری
اگر وزن هر شات کم باشد به این معنی است که زمان ماندگاری در سیستم راهگاه گرم زیاد است و سیستم می تواند با مشکل رسوب رزین روبرو شود. بنابراین، اندازه کوچک راهگاه گرم مطلوب خواهد بود. حالا، اندازه مناسب سیستم راهگاه گرم که بتواند افت فشار منطقی در سیستم بدون افزایش زمان ماندگاری ایجاد کند چه اندازه خواهد بود؟ برای یافتن جواب می توانید تحلیل های زیادی را با تغییر اندازه راهگاه انجام دهید. زمانی که به اندازه بهینه راهگاه، نازل و اجزاء مانیفولد دست یافتید، مطابق آن می توان خط تولید را نیز به طور کامل مشخص کرد.
مثال دیگر را می توان در ساختن ابزار پیش شکل داده شده PET (و بقیه مواد مورد استفاده) دید. برشی ایجاد شده در سیستم راهگاه از آنجایی که در کیفیت نهایی قطعات موثر می باشد، می تواند بحرانی باشد. می‌توانید با انجام تحلیل ها اندازه بهینه سیستم راهگاه را به گونه‌ای که در انطباق کامل با داده‌های برش باشد به دست آورید.
اندازه صحیح ورودی ها
بیشترین میزان تغییرات روی پلاستیک از لحاظ فشار، دما، برش و … در دروازه سیستم ایجاد می‌شود. اندازه کوچک ورودی برای کاهش اثر این مدخل مناسب خواهد بود، اما این موضوع سبب ایجاد برش زیاد در مذاب و افت فشار بسیار شدید می شود. برای دسته مواد مشخصی، مانند گروهی از مواد مقاوم در برابر شعله، اگر نرخ برش در ورودی بسیار زیاد باشد، ممکن است از لحاظ برشی تخریب شود و خواص خود را به طور کامل از دست دهد. استفاده کننده می تواند با دقت،میزان افت فشار و نرخ برش را مناسب با کابرد و نوع ماده استفاده شده انتخاب کند.
هر چند ایجاد تغییر و اصلاح در ساخت ورودی سیستم راهگاه گرم بعد از اتمام ساخت قالب برای تولید کنندگان ممکن است، اما ایجاد تغییرات زیاد ممکن است کارایی ابزار را تغییر دهد، تحت تاثیر قرار دهد و یا به طور کامل از بین ببرد، دلیل این موضوع نیز ارتباط قوی بین اندازه ورودی، پیکر بندی افت، پروفیل افت دما در نوک نازل وجود دارد. بنابراین، انتخاب اندازه صحیح ورودی در مراحل ابتدایی طراحی امری مهم به شمار می رود.
طرح راهگام و تعادل در آن
جریان متعادل یکی از نیازهای اصلی در قالب گیری می باشد. با استفاده از تحلیل جریان در طراحی سیستم راهگاه گرم در این سیستم زمانی که اجرای واقعی طرح ممکن نباشد،برای مثال در سیستم های که طول آنها ۵، ۷ یا ۱۰ اینچ است، می توان تعادل ساختگی ایجاد کرد . متعادل سازی راهگاه از جمله فعالیت هایی به شمار می رود که با استفاده از تکنولوژی تحلیل سریع جریان ممکن است.
تعداد چکاننده (number of drops)
زمانی که شما می خواهید ابزاری جدید طراحی کنید، تعداد چکاننده ها و موقعیت آنها اولین سوالی است که برای تولید کنندگان سسیتم راهگاه گرم و قالب مطرح می شود، دلیل این موضوع نیز تاثیر مستقیمی است که این پارامترها بر هزینه ابزار و سیستم، طراحی آنها، پر شدن حفره ها، کیفیت قطعات و نیازهای دستگاه می گذارد. اصلی ترین فاکتور در تعیین تعداد حفره‌ها را می توان افت فشار و مسافتی که پلاستیک باید طی کند دانست. کاربردهای عملی واقعی به اثبات رسانده‌اند که می توان از اطلاعات ایجاد شده توسط تکنولوژی‌های تحلیل سریع جریان صحیح بوده و می تواند مورد استفاده قرار بگیرد، هر چند تحلیل های بسیار جزئی و زمان بر انجام نشود.
تعداد حفره‌ها
مشخص کردن تعداد حفره ها یکی دیگر از کاربردهای عملی تکنولوژی نرم افزاری به شمار می رود. برای مثال، استفاده کننده می‌تواند به سرعت امکان تبدیل ابزار با تعداد حفره کم به زیاد (برای نمونه تبدیل ۸ حفره به ۱۶ حفره) به دلیل قرار دادن سیستم راهگاه اضافی و افت فشار بیشتر، افزایش حجم سیستم و زمان ماندگاری و … را مورد بررسی قرار دهد.
تبدیل سیستم راهگاه سرد به گرم
در محیط تولیدی واقعی، بعضا با توجه به نیاز محصولات تولیدی ممکن است نیاز باشد سیستم راهگاه سرد را به گرم تبدیل کنید. اگر در ارتباط با فشار تزریق بالای سیستم راهگاه سرد نگرانی دارید، بنابراین استفاده از سیستم راهگاه گرم باعث ایجاد چالش های جدیدی خواهد شد، دلیل این موضوع را می توان افت فشار زیاد در سیستم راهگاه گرم در فقدان مراقبت های کافی دانست. در اینجا، می توان در ابتدا میزان افت فشار در سیستم راهگاه گرم را محاسبه کرده و از آن به عنوان معیاری برای به دست آوردن اندازه بهینه سیستم راهگاه گرم استفاده کرد، پس میزان افت فشار ایجاد شده در سیستم راهگاه گرم می تواند برابر با همین مقدار یا کمتر باشد.
انتخاب و مقایسه مواد
زمانی که نیاز به قالب گیری ماده‌ای دارید که اطلاعات کمی درباره آن در دست شما است، می توانید با انجام چند تحلیل ساده و سریع، آن را با مواد دیگر مقایسه کنید و بینش بسیار ارزشمند و خوبی در ارتباط با جریان پذیری آن به دست آورید. استفاده از این تکنولوژی عدم قطعیت و شک و تردید شما را درباره کاری که انجام می‌دهید ،کاهش می دهد.
مطالعات امکان سنجی قالب گیری
آیا امکان قالب گیری یک قطعه پلی کربنات با ابعاد ۵۰ در ۱۰ میلی متر با ضخامت دیواره ۰٫۴ میلی متر با فشار تزریق بیشینه psi 30000 ممکن است؟ آیا امکان قالب گیری قطعه خودرو با نایلون شیشه‌ای ۶۶ (Glass filled nylon 66) به طول ۱٫۵ متر با ضخامت ۳ میلی متر وجود دارد؟
پردازش
پردازش به کاربران اجازه می دهد تا سوال های مطرح شده را تحلیل کنند و اتفاقاتی که با تغییر پارامتر های طراحی در محدوده مقادیر بیشینه و کمینه آنها می افتد را تحلیل کرده و پاسخ دهند (برای نمونه دمای قالب/ مذاب، سرعت پر کردن).
بررسی کیفیت قطعات
نتایج محاسبه شده توسط تحلیل سریع جریان مشکلات زیادی که مرتبط با کیفیت قطعات می باشد را ایجاد می کنند. برای نمونه، نرم افزار این قابلیت را دارد که بتواند تغییرات دما هنگام پر کردن حفره را به دقت مورد بررسی قرار دهد. اگر میزان حرارت جریان مذاب خیلی پایین باشد، نرم افزار خطوط به هم پیوسته ای را نشان خواهد داد که نشان از خروجی بزرگ سیستم و یا تعداد دروازه‌های زیاد موجود در سیستم خواهد بود. تنش برشی زیاد به دلیل بار زیاد در اطراف ورودی ها می تواند مشکلاتی در قالب (ترک خوردن قطعات) ایجاد کند.
تخمین زمان سیکل
یکی از المان های اقتصادی در زمینه قالب سازی ،زمان سیکل قالب می باشد. نرم افزار توانایی دقیق محاسبه زمان خنک کاری قطعات را با در نظر گرفتن کلاس ماده، ابعاد قطعات، دمای مذاب/ماده و محاسبه سریع زمان سیکل را با در نظر گرفتن فاکتورهای دیگر مانند زمان باز و بسته شدن قالب، تزریق قطعات و … داراست.
تخمین میزان باری که مورد نیاز دستگاه است
نیروی گیره در قالب گیری قطعات بزرگ موضوع مهمی به شمار می رود. برای مثال، برای ساختن قالبی با دو حفره و یا دو حفره بدون افزایش میزان نیروی گیره ،محاسبه این موضوع ممکن خواهد بود.
مدیریت پروژه
نرم افزار را می‌توان به عنوان ابزار مدیریت پروژه خوب مورد استفاده قرار داد. تمام جنبه های مهم و کاربردی پروژه را می توان در محیط نرم افزار ذخیره کرده و برای یاری در پروژه های آینده از آن ها بهره برد.
عیب‌یابی
از تکنیک تحلیل سریع می توان در عیب یابی جنبه های مختلف قالب بهره برد. برای مثال:
- اگر در سیستم راهگاه گرم و یا سرد، فشار پر کردن زیاد مسئله ساز باشد، در صورتی که فشار بالا منتج از طراحی ضعیف سیستم راهگاه گرم، سیستم راهگاه سرد کوچک یا خود راهگاه باشد، می توان با کار روی سیستم مشکل ایجاد شده را مرتفع ساخت. کاربر خواهد فهمید که می تواند تنها با تغییر اندازه ورودی و یا تغییرات در تمام سیستم بتواند مشکل سیستم راه حل کند. شاید اصلا مشکل خاصی در سیستم وجود نداشته باشد - فقط موقعیت اضطراری در دستگاه ایجاد شده است و یا نیاز به پرسی با فشار بیشتر است.
- برای مرتفع سازی مشکل پر شدن نا متعادل حفره ها در حفره‌ای که به خوبی متعادل نشده است، می توان با انجام تحلیل سریع کامپیوتری و با بررسی سیستم های مختلف راهگاه گرم روشی برای بهبود و رفع این نقص یافت.
- زمانی که مواد در روی یک قطعه رسوب کند، می توان با انجام تحلیل کامپیوتری مشکل ساز بودن نرخ برش زیاد و یا زمان ماندگاری زیاد را مورد بررسی قرار داد و در صورت لزوم حجم سیستم راهگاه را کاهش داد.
- بعضی اوقات دانستن این موضوع که آیا تعویض ماده پلاستیک می تواند بعضی از مشکلات ایجاد شده در ساخت قالب را حل می کند ،دارای اهمیت می باشد (برای نمونه، شات های کوچک). تحلیل نرم افزاری می‌تواند بدون نیاز به تغییر فیزیکی ماده در دستگاه پاسخ این سوال را ارائه دهد.
همچنین راه های زیادی وجود دارد که بتوان از سیستم تحلیل سریع، ساده و مقرون به صرفه در تحلیل ابزارها استفاده کرد. اگر استفاده کننده ها بتوانند تکنولوژی انجام تحلیل را با تجارب عملی خود ترکیب کنند می توانند بیشترین میزان بهره‌وری را کسب کنند.
نتیجه
تکنولوژی تحلیل جریان سریعی که کارایی آن اثبات شده است می تواند در تحلیل تمام پارامترهای کلیدی موجود در سیستم‌های راهگاه گرم که هم برای قالب سازان و هم برای تولید کنندگان این سیستم ها اهمیت دارد، مورد استفاده قرار بگیرد تا کارایی قالب را افزایش داده و سبب کاهش زمان تحویل و مهندسی قالب و سیستم راهگاه گرم شود.
منبع:Mold Making Technology
ترجمه:ایران ملد
