ساخت نمونه اولیه با استفاده از قالب های پلاستیکی سیلیکون – بخش سوم
ریخته گری قطعات پلی اورتان
- انتخاب پلی اورتان:
افزایش محبوبیت قالب های سیلیکونی سبب شد تا تولیدکنندگان پلی اورتان به فکر تولید گستره وسیعی از پلی اورتان ها باشند. این فکر سبب تولید پلی اورتان های مختلف با سختی در محدوده ۱۰ تا ۸۵ و عمر باقی ماندن در ظرفی بین ۴۵ تا ۶۰ ثانیه و ۵ دقیقه زمان قالب گیری شده است.پلی اورتان هایی نیز موجود هستند که دمای کاری آنها بین ۲۲۵ تا ۳۰۰ درجه فارنهایت می باشد.
در انتخاب پلی اورتان مناسب به پارامترهایی مانند: سختی، استحکام کشش، استحکام ضربه‌ای، تغییر طول، تغییر شکل در اثر گرما و وضوح و روشنی ماده توجه می شود. تمام تولید کنندگان پلی اورتان مشخصات مواد تولید شده را مهیا می سازند.
- ریخته‌گری پلی اورتان:
پروسه ریخته گری با مالیدن و یا اسپری کردن ماده‌ای در اطراف قالب و داخل قالب آغاز می شود. تکه
های قالب توسط نوار، باندهای پلاستیکی و یا پیچ به هم بسته می شوند. از آنجایی که تقریبا تمام پلی اورتان های تولید شده دارای رزین و سخت کننده می باشند، می بایست عملیات ترکیب با دقت فراوان و در داخل یک محفظه انجام شود. این فرآیند شبیه به ترکیب سیلیکون می باشد. همچنین می بایست اجازه انبساط در حین پروسه گاز زدایی نیز داده شود اما نرخ انبساط می بایست پایین تر باشد. ترکیب تولید شده در داخل یک محفظه خلاء قرار می‌گیرد و پروسه گاز زدایی نیز آغاز می شود. باز هم سطح مایع بالا خواهد آمد. حباب های هوا از بین می روند و مجددا پلی اورتان به سطح اولیه خود باز می گردد. از طریق جریان مقدار کمی پلی اورتان به داخل قالب تزریق می شود. عملیات اضافه کردن پلی اورتان می بایست تا زمانی ادامه پیدا کند که پلی اورتان از شیر تخلیه خارج شود.
در این مرحله، مجددا استفاده از محفظه تخلیه توصیه می شود تا از عدم وجود حباب های هوا اطمینان حاصل شود. اگر محفظه خلاء در دسترس نباشد، می توان قالب را در داخل محفظه فشار قرار داد و فشاری معادل ۸۰ تا ۱۱۰ psi به آن اعمال نمود تا پلی اروتان به شکل ژل درآید. با استفاده از محفظه فشار مقداری از حباب ها یا حفره‌های میکروسکوپی از بین می روند و قالبی خالی از حفره و هوا خواهیم داشت.
برای تسریع پروسه ریخته گری، قرار دادن قالب در یک محفظه گرم مجاز می باشد. زمانی که پروسه ریخته گری به اتمام رسید، قطعات قالب جدا می شوند و برای کپی سازی قطعات آماده می شوند. برای ریخته گری قطعات بیشتر، کافی است فرآیند اشاره شده تکرار شود. قالب های سیلیکونی قادر هستند تا ۲۰ قطعه را به این روش ریخته گری کنند. اگرچه وابسته به پیچیدگی قطعه، تعداد قطعات متفاوت خواهند بود (شکل ۳).
- ریخته گری پلی اورتان (روش تزریق):
همانطور که قبلا هم اشاره شد تولیدکنندگان، پلی اورتان هایی را تولید کردند که به پلی اورتان های شکل پذیر سریع معروف شدند. این اورتان ها ۴۵ تا ۶۰ ثانیه به صورت ژل می باشند و زمان شکل گیری آنها نیز ۵ دقیقه می باشد. مزیت دیگر این مواد این است که دمای شکست بالایی دارند و این موضوع عمر قالب را افزایش خواهد داد. با استفاده از این پلی اورتان ها، سازندگان نمونه اولیه می توانند روزانه ۱۵ تا ۳۰ قطعه را ریخته گری کنند که تعداد نهایی آن به بیش از چند صد قطعه خواهد رسید.
روش ریخته گری این پلی اورتان ها همانند روش تزریق، تولید قالب های کتابی یا یکپارچه می باشد. تنها تفاوت این است که شیر و ورودی دیگری نیز به قالب افزوده می شود که به قالب اجازه می دهد تا هم از بخش پایین و هم از بخش بالا پر شود. زمانی که قالب جدا می شود، دو سمت قالب توسط یک ماده جدا کننده ی قالب، اسپری می شود و دوباره توسط نوار، باند پلاستیکی و یا گیره به هم وصل می شوند.
در مرحله بعد، پلی اورتان در داخل کارتریجی قرار می گیرد که دارای محفظه های استوانه‌ای جداگانه‌ای برای رزین و ماده سخت کننده می باشد. این کارتریج در درون یک تفنگ پاشنده قرار می گیرد و توسط فشار هوا می تواند عمل پاشش را انجام دهد. سیستم توزیع بسیار دقیق و پیشرفته‌ای می بایست انتخاب شود که بتواند نرخ ترکیب مواد موجود در محفظه را تنظیم کند. به بخش انتهایی این تفنگ یک نازل نیز متصل می شود، به این ترتیب سفت کننده و پلی اورتان با هم کاملا ترکیب می شوند. تحت فشار پایین، پلی اورتان به قالب تزریق می شود و این کار تا زمانی ادامه می یابد که از شیر اطمینان خارج شود. در این لحظه، به منظور از بین بردن حباب های هوا پلی اورتان را داخل محفظه تحت فشار قرار می دهند. در حدود ۵ دقیقه قالب نهایی آماده می شود و می توان آن را باز کرد.
پرداخت قطعات پلی اورتانی
آخرین مرحله در تولید، پرداخت قطعات سطح آنها می باشد. برای انجام پرداخت نمونه‌های اولیه، به سادگی می بایست شیر‌ها را جدا کرد. بخش های ناصاف قطعه می بایست توسط یک سنگ سنباده صاف شوند. اگر با حفره‌‌ای در ترکیب پلی اورتان مواجه شدیم، می بایست با استفاده از ابزارهای نقطه‌ای و خاص آنها را اصلاح کنیم. بعد از اینکه ماده سفت شد، هر گونه بخش زائد و اضافی را به واسطه سنگ سنباده از بین می بریم.
منبع Mold Making Technology
ترجمه :ایران ملد
