روش اساسی طراحی قالب تزریق- قسمت سوم

روش اساسی طراحی قالب تزریق پلاستیک

طول جریان/ نسبت ضخامت دیواره

معیار دیگری که به ماشین مربوط می شود نسبت طول جریان و ضخامت دیواره است.طبق قانون هاگن- پویسیل نسبت بین طول جریان L و مربع ضخامت دیواره قالب H2 با فشار تزریق P inj ،کمیت مربوط به ماشین و ویسکوزیته مذاب در صورتی که سرعت مذاب داده شده باشد تعیین می شود.
برای ترموپلاستیک ها مقادیر سرعت بهینه مشخصی{۱۳} برای مولکول ها وجود دارد که با آرایش مولکولی تعیین می شود .این سرعتها حدود Vinj ~30 cm/s هستند.
البته اغلب از اطلاعات تجربی که به وسیله تولید کنندگان مواد خام برای محصولاتشان ارائه می شود و به صورت نمودار ضخامت دیواره / طول جریان(شکل ۵۴) است استفاده می شود. اطلاعات این نمودار برای همه مواد با آزمایش به دست آمده است.

شکل ۵۳ رابطه ضخامت دیواره و طول جریان برای تعدادی از رزین های قالبسازی PMMA ( شرکت Degussa ){14}
این مواد طبق DIN7745 هستند.
دو سری از انواع آنها وجود دارد :انواع استاندارد ۶،۷،۸ و انواع E که وزن مولکولی بیشتری دارند.
در حال حاضر داده های معمولی برای تولید قطعات قالبگیری با حداکثر طول جریان مذاب در حفره قالب و ضخامت مقطع مربوطه (نازکترین) مشخص می شوند و این داده ها کاملا تجربی هستند.
نسبت ضخامت دیواره /طول جریان که از قانون هاگن-پویسیل به دست می آید با اصل تشابه مطابقت دارد.

شکل ۵۳: رابطه ضخامت دیواره و طول جریان برای تعدادی از رزین های قالب گیری
رابطه ضخامت دیواره و طول جریان

محاسبه تعداد حفره قالب

اولین مرحله طراحی تعیین تعداد حفره قالب ها است .معیارهای فنی (به شکل تجهیزات موجود در ماشین و کیفیت مورد نیاز و هزینه ها) همچنین معیارهای اقتصادی (تاریخ تحول) در نظر گرفته می شوند. برای راحت کردن این تصمیم گیری چند سطحی یک فلو چارت(شکل ۵۵) ارائه می شود که روش مناسب را توضییح می دهد.
با فرض اینکه قیمت تک محصول به روش تولید آن بستگی دارد می توان به صورت عکس نتیجه گرفت که محاسبات هزینه باید از مرحله طراحی ،مخصوصا طراحی قالب ، شروع شود تا راه حل بهینه به دست آید.تقسیم کل روش به اعمال جزئی شناخته شده یا اعمال ابتدایی (۱۷) که می توان با توجه به علت و معلول آنها را جایگزین عملیات کلی نمود کاری عملی است. سپس این اعمال جزئی به کمک آنالیز مقادیر ارزیابی می شود .نکته مهم منبع هزینه هاست. شکل ۵۶ هزینه ها را که باید در نظر گرفته شوند نمایش می دهد و در گروه های هزینه آنها را جا داده است.
با جمع کل هزینه های منفرد یا گروه های هزینه به صورتی که در شکل ۵۶ نمایش داده می شود هزینه ها به دست می آید.منحنی این هزینه ها به صورت شماتیک در شکل ۵۷ {۹،۱۸،۲۱) نمایش داده شده است.
از آنجا که از پیش معلوم نیست که کدام ترکیب از تعداد حفره قالبها ،سیستم قالب و ماشین قالبگیری تزریقی به کمترین هزینه منجر می شود ،این سه کمیت باید در محدوده مشخصی ،که تعیین می شوند تغییر کنند.
ابتداد تعداد حفره قالب ها باید محدود شود. این کار با ۵ گام اول الگوریتم شکل ۵۵ انجام می شود که جزئیات آن به علت اهمیت آنها بعدا مورد بحث قرار می گیرد.اگر اطلاعاتی راجع به خواسته های کیفی (گام دو یا زمان تحویل (گام ۳)در دست نباشد ،می توان در گام ۱ با تعداد حفره قالب درستی از نظر عملی کار را شروع کرد (۲۰) ،که این تعداد فقط به مقدار سفارش بستگی دارد (شکل ۵۸) .

شکل ۵۵:اگوریتم تعیین تعداد بهینه حفره قالب
الگوریتم تعیین تعداد بهینه حفره قالب
شکل ۵۷: هزینه مربوط به تعداد حفره قالب
هزینه مربوط به حفره قالب

مشاهده می شود که منحنی از کمتر از n=1000 قطعه شروع نمی شود.تعداد کمتر سفارش با سود نیست چرا که هزینه های قالب مخارج استهلاکی زیادی به وجود می آورد.این هزینه با کاهش تعداد تولید افزایش می آیدو منجر به غیر اقتصادی شدن کار می شود.
طبق این تجربه (۲۰) اقتصادی ترین راه برای تولید قطعات تا تیراژ ۱۰۰۰۰ قطعه به شرط اینکه زمان تحویل مورد نیاز محدودیتی ایجاد نکند استفاده از قالب با یک حفره(یک کویته) قالب است.اگر بهترین کیفیت و دستیابی راحت در نظر باشد ،آنگاه عموما فقط از این قانون استفاده می شود.با مشکلتر شدن فرآوری مواد ،این نمودار (۲۰) ارزش بیشتری پیدا می کند. اگر شرایط دیگری وجود داشته باشد ،آزمایش دیگری انجام می شود.

شکل ۵۸: ارتباط بین تعداد حفره (کویته) قالب و مقدار سفارش
ارتباط بین تعداد حفره قالب و مقدار سفارش

ابتدای صفحه


منبع:
تئوری و عملی قالب های تزریق پلاستیک
مولف : Menges,Mohren
مترجم: فرزاد بیغال/تحت نظر:عبدالله ولی نژاد