زیر سیستم های اختیاری قالب

چندین نوع زیر سیستم قالب وجود دارد که گاهی اوقات در موقعیت های قالب سازی ویژه به کار می روند.در حالی که این زیر سیستم ها برای قالب گیری تزریقی کلی نیاز نیستند, ممکن است برای افزایش کیفیت قطعه, کاهش هزینه ها و یا تولید برجستگی ها و شکل هایی به کار روند که در حالت معمولی با تجهیزات استاندارد عملی نیستند. معمولاً این ابزار به صورت مستقیماً سفارشی برای پایه ی قالب ساخته می شوند. دو زیر سیستم رایج در زیر شرح داده شده اند.

یک نوع رایج زیر سیستم اختیاری قالب “ساید اکشن” (side action) نامیده می شود. ساید اکشن ها مکانیزمی هستند که برجستگی هایی را می دهند که به عنوان زیر برش برای ذوب شدن در داخل قطعه شناخته می شوند. زیر برش ها, یا “برجستگی های تقاطع” برجستگی هایی هستند که بعد از جامد شدن شات از باز شدن قالب های استاندارد دو تکه ای جلوگیری می کنند (که این “قفل کردن قالب” نامیده می شود.). به عنوان مثال, هر نوع فرورفتگی خارجی یا سوراخ موازی صفحه ی جدا کننده قالب یک نوع زیر برش است. به عنوان یک قاعده ی کلی, از زیر برش ها باید تا جایی که ممکن است خودداری شود – قواعد DFM بسیاری وجود دارد که به این موضوع اشاره می کند. با این وجود, اگر زیر برش ها در طراحی یک قطعه ی خاص لازم باشند, چندین وسیله برای تولید چنین برجستگی هایی وجود دارد, که رایج ترین آن ها مکانیزم های ساید اکشن هستند. در اصل ساید اکشن ها ابزاری هستند که بعضی از مکانیزم های لغزشی را به کار می اندازند که در جهت عمود بر جهت باز شدن قالب حرکت می کنند . شکل ۵a و ۵b یک زیر برش را که به وسیله ی هندسه ی قطعه ایجاد شده را نشان می دهد, و شکل ۵c و ۵d یک راه ایجاد زیر برش ها را بدون قفل قالب نشان می دهند. بعد از این که قطعات سرد شدند, کم (cam ) در شکل ۵d به سمت راست جابجا می شود, تا به قالب اجازه ی باز شدن بدهد. حرکت افقی اسلاید می تواند به وسیله ی یکی از چندین ساید اکشن های دارای پین کشش جانبی, یا یک پیستون هیدرولیکی انجام شود. باید توجه شود که چنین ابزاری باید به طور خاص برای هر مورد ساخته شود, و می توانند به طور قابل توجهی هزینه ی پایه ی قالب را بالا ببرند.

یک نوع زیر سیستم رایج دیگر “سیستم راهگاه گرم” نامیده می شود. این ابزارها اساساً نازل دستگاه تزریق را با نگه داشتن رزین مذاب از طریق یک سری از کانال های گرم شده مستقیماً به گیت (گلویی) کویتی گسترش می دهند. این کار جامد شدن نامطلوب اسپرو و راهگاه ها را که بعداً با قطعه بیرون آورده می شوند (و در چندین موقعیت همچنان به آن متصل اند) را برطرف می کند. این عمل رزین پسماند, عملیات جداسازی دستی راهگاه را کاهش می دهد, و به طور کلی مشخصات جریان رزین را در داخل قالب بهبود می بخشد. شکل ۶,دو سناریوی قالب سازی را نشان می دهد : یکی بدون سیستم راهگاه گرم و یکی با سیستم راهگاه گرم . قطعات حاصل با اشکال مربوطه در زیر نمایش داده شده اند. تفاوت کلیدی که باید توجه کرد این است که قطعه در شکل ۶b اسپرو سخت شده متصل به خود دارد که بعداً باید از طریق سمباده زدن یا چند روش دیگر زدوده شوند, در حالی که قطعه در شکل ۶d چنین چیزی ندارد. اسپرو های زدوده شده بعداً دور انداخته می شوند یا به گلوله های رزین بازیابی و دوباره استفاده می شوند. همانند ساید اکشن ها, سیستم های راهگاه گرم باید به صورت سفارشی برای هر قالب ساخته شوند و هزینه ی کل ابزار را بالا می برند. شکل ۷ تصاویر سیستم های راهگاه گرم معمولی را نشان می دهد.

کنترل کننده

برای به کار انداختن اجزای مختلف ماشین, تمام ماشین های قالبسازی باید دارای یک واحد کنترل کننده باشند.کنترل کننده یک کامپیوتر قابل برنامه ریزی پیچیده و پاسخ گوی وظایف بسیاری است. این شامل به دست آوردن و نگه داشتن متغیر های مطلوب پروسه (به عنوان مثال دما و فشار تزریق) , کنترل سیستم سرد کاری, و به کار انداختن مکانیزم قفل کننده و هر زیر سیستم قالب می شود. کنترل کننده باید بتواند به دقت دمای پروسه را کنترل کند و کار های مختلف را برای تولید قطعات قالب گیری شده مناسب تنظیم (زمان بندی) کند. معمولاً, کنترل کننده با پرس قالب سازی به طور کامل یکپارچه شده است و می تواند برای برآورده کردن نیاز های خاص کار قالب سازی به طور ویژه پیکر بندی شود.

سازندگان ماشین می توانند ماشین های سنتی IM را با هر ترکیبی از واحد های تزریق, واحد های قفل کننده, کنترل کننده ها و تجهیزات کمکی مورد نیاز برای خاص ترین کاربرد های قالب سازی عرضه کنند.

پروسه ی قالب گیری تزریق

پروسه ی قالب گیری تزریق Sm , مطابق شکل ۸, در زیر خلاصه شده است:

• بستن قالب: قالب بسته می شود,سپس سیکل می تواند آغاز شود.
• نرم کردن رزین: (شکل۸a) قیف گلوله های جامد یا دانه های رزین نرم (پلاستیکی) را به داخل محفظه می خوراند که به دلیل نوار گرم کن و اصطحکاک ناشی از ماردون چرخان ذوب می شوند.
• تزریق رزین : (شکل۸b) هنگامی که به اندازه ی کافی پلاستیک مذاب برای یک شات کامل روی هم انباشته شده است, یک شیر در نازل باز می شود و ماردون به سرعت به جلو پیش رفته و به سرعت پلاستیک را به داخل کویتی تزریق می کند.
• خنک کاری قطعه : (شکل ۸c) ماردون برای ایجاد یک فشار نگه دارنده به هل دادن پلاستیک به داخل قالب ادامه می دهد . این پر کردن کافی را فراهم می کند . همزمان با این پروسه پلاستیک مذاب شروع به خنک شدن می کند و در نزدیکی قسمت داخلی جامد می شود. این خنک کاری طبیعی با وجود ماده خنک کننده جاری در داخل کانال های داخل قالب, تسریع می شود.
• خارج سازی قطعه: (شکل ۸d) بعد از اینکه زمان کافی خنک سازی سپری شد, قالب باز می شود. تعدادی از ابزار پران در این پروسه به کار انداخته می شوند. و قطعه از قالب خارج شده و جمع می شود. سپس سیکل از مرحله ی یک تکرار می شود.

منبع :اینترنت

ترجمه : ایران ملد

مقدمه

یکی از رایج ترین روش ­ها برای تبدیل پلاستیک از فرم ماده خام به ماده قابل استفاده فرایندهای ترزیق پلاستیک می ­باشند. این فرایند معمولا برای مواد ترموپلاستیک که به طور مداوم ذوب می­ شوند، دوباره تغییر شکل می ­یابند و سرد می شوند، مورد استفاده قرار می­ گیرند. عناصر تزریق پلاستیک تقریبا یکی از مولفه ­های اساسی تولید درجهان مدرن هستند از محصولات اتومییل سازی گرفته تا محصولات بسته­ بندی غذایی. این فرایندهای متنوع اجازه تولید با کیفیت بالا در اشکال ساده یا پیچیده بر اساس روش خودکار در سرعت بالا از موادی که چهره تکنولوژی تولید را در ۵۰ سال گذشته تغییر داده­ اند، را به ما می­دهند.

پیشینه تاریخی

برای درک مهندسی و کاربردی از ماشین­ آلات قالب­گیری تزریق مدرن روز، نگاهی به مبدا نه چندان دور آن مفید است. اولین ماشین تزریق پلاستیک که بر اساس تکنولوژی فشار دایکست بنا شده و برای تولید فلزات،با اختراع ثبت شده در دهه ۱۸۷۰ در امریکا به طور خاص برای محصولات سلوئید، مورد استفاده قرار گرفت. تا دهه ۱۹۲۰ زمانی که یک سری از ماشین های دستی برای تولید مواد ترموپلاستیک( گرمانرم) در آلمان ساخته شدند، توسعه صنعتی بیشتری رخ نداد. یک چیدمان اهرم ساده برای گیره­ بندی قالب دو تکه به یکدیگر مورد استفاده قرار گرفت. سپس پلاستیک مذاب در قالب برای تولید قطعه قالبگیری تزریق می شود. استفاده از یک فرایند ذاتی فشار پایین در عمل دارای محدودیت بود. سیکل­ های پنوماتیک برای بستن قالب به طراحی ماشین اضافه شدند، با این حال  توسعه کمی اتفاق افتاد. سیستم­ های هیدرولیک برای اولین بار در اواخر دهه ۱۹۳۰ به ماشن­های قالب تزریق اضافه شدند و  بعنوان طیف وسیعتری از مواد دردسترس قرار گرفتند، گرچه هنوز طراحی ماشین وابستگی زیادی به تکنولوژی دایکست داشت.

توسعه در مقیاس بزرگ طراحی ماشین قالب تزریق که ما امروزه با آن آشنایی داریم تا دهه ۱۹۵۰ در آلمان اتفاق نمی­افتد. طراحی ماشین­های اولیه براساس یک چیدمان ساده پیستون برای وارد کردن مواد به داخل قالب بود.اگرچه این ماشین­ها خیلی زود برای مواد پیشرفته­تر و زمانی که الزامات فرایندی پیچیده­تر می­شوند غیرکارآمد شدند. مشکل اصلی اینگونه چیدمان­ها با پیستون مستقیم این بود که هیچ گونه اختلاط مذاب و یا همگن­ سازی به آسانی در مواد گرما نرم رخ نمیداد. این موارد با خواص انتقال حرارت ضعیف مواد پلیمری تشدید شد. یکی از تحولات مهم در طراحی ماشین ­آلات برای برطرف کردن این مشکل که هنوز هم امروزه در تجهیزات فرایند به کار گرفته می­ شود، معرفی یک چیدمان سیلندر پیستون تزریق، با پیچ مارپیچ بود.

سپس به عنوان ماشینی به نام ماشین قالبگیری تزریق ” پیچ رفت و برگشتی” شناخته شد.

چرخه قالبگیری تزریق

فرایندهای مدرن روز به طور قابل توجهی توسعه و رشد پیدا کرد­ند ، گرچه اصل فرایند قالبگیری تزریق به طور نسبی یک فرایند نسبتا ساده است.  قالبگیری تزریق پلاستیک گرما نرم به انتقال مواد پلیمری به شکل پودر و یا دانه ­ریز از یک قیف تزریق به سیلندر تزریق گرم  نیاز دارد. در سیلندر تزریق مواد گرمانرم ذوب شده و سپس به داخل یک قالب با چیدمان پیستونی تزریق می­ شود. قالب تحت فشار یک چیدمان صفحه بسته شده و در دمایی پایین­تر از دمای ذوب ترموپلاستیک نگه داشته می­شود. مواد گرمانرم مذاب به سرعت در قالب جامد می ­شوند و بعد از یک زمان سرد شدن از پیش محاسبه شده قطعه از قالب خارج می ­شود. مراحل اساسی فرایند تزریق با یک ماشین ” پیچ رفت و برگشتی” در زیر آمده است.

بسته شدن قالب و گیره ­بندی

قالب با یک چیدمان صفحه ه­ای بسته شده و در قالب در طول چرخه­ ی تزریق تحت یک نیروی لازم نگه داشته می­ شود، بنابراین از نشت پلاستیک در سطح قالب جلوگیری می­شود. رنج نیروی گیره ­بندی ۴۰۰۰_ ۱۵ تن برای ماشین ­های تزریق امروزی در دسترس است.

سیستم­ های بسیاری برای باز و بسته کردن و گیره ­بندی ابزارهای قالب موجود هستند ولی معمولا در  دو دسته کلی جای می گیرند. قفل هیدرولیکی مستقیم سیستمی است که صفحه­ های متحرک ماشین بوسیله چیدمان پیستون هیدرولیکی حرکت داده می ­شوند همچنین سیستم، نیروی لازم برای بسته نگه­ داشتن قالب در طول فرایند تزریق را فراهم می­ کند. به صورت جایگزین پیستون­ های کمکی کوچکتر ممکن است جهت انجام حرکت های اصلی صفحه مورد استفاده قرار میگرفته است، و یک چیدمان مسدود کننده مکانیکی جهت انتقال فشار قفل از یک تشدید کننده فشار در عقب ماشین استفاده می­شود که فقط چند میلیمتر از طریق صفحه و ابزار جابه جا می­ شود.

دومین روش چیدمان گیره­ بندی کلی به “قفل ضامن دار ” منتسب می شود.  در این مورد یک قطعه مفصلی مکانیکی که به پشت صفحه متحرک متصل است توسط به سیلندر نسبتا کوچک هیدرولیکی به کار انداخته می ­شود، این عامل، زمانی که اتصال ضامن­دار مانند چیدمان زانویی قفل میشود حرکت صفحه و همچنین نیروی کلمپینگ  را فراهم می کند.

منبع : اینترنت

برگردان : ایران ملد

محفظه

قالب تزریق شامل مجموعه ای از قطعاتی است که ” محفظه” را تشکیل می دهند، مواد پلاستیک به داخل این محفظه تزریق شده و سرد می شوند. ادامه مطلب

مشخصات اجزاء یک قالب تزریقی(طرح معمول در اروپا)
البته نباید فراموش کرد که ممکن است اصطلاحات دیگری در نقاط دیگر دنیااستفاده شود.
کتابچه ISTA (انجمن بین المللی ابزارهای ویژه) در ارتباط با اصطلاحات اجزاء قالبهای تزریق موجود است.

بزرگترین چالش موجود انتخاب فولاد مناسب ،برای کاربرد مناسب می‌باشد؛ ادامه مطلب

مرحلهE :تکمیل نمای پلان

نیمه پایین نمای پلان بصورت تصویر آیینه ای از نیمه بالایی ترسیم شود.خطوط افقی وعمودی مربوط را ترسیم کنید.
۷۲(p) نافی اسپرو را ترسیم کنید.دوایر دید و ندید متناسب با عملیات ۶۳ ترسیم شود.
۷۳(p) راهگاه را ترسیم کنید.به عملیات ۶۲ مراجعه کنید.
۷۴(p,s) درباره مسیر صفحه برش تصمیم گیری شود.نمای پلان و نمای مقطع را که قبلا ترسیم شده بایستی بررسی نمود و تعداد شکست مورد نیاز را برای نمایش تمامی قطعات قالب تعیین نمود.اولین مقطع برش از (i) تا (ii) شامل جزئیات مربوط به بلوک تکیه گاهی و پین بر گردان است.امتداد برش از (ii) تا (ii) برای تغییر امتداد به مرکز قالب جهت نمایش پین پران،اینسرت حفره و ماهیچه،بوش تزریق،پین اسپرو،نافی اسپرو،قطعه پل،حلقه تنظیم،میله و بوش بیرون انداز است.دومین امتداد برش (iii) تا (iii) برای تغییر امتداد برش (iii)-(iv) است.این امتداد برای نمایش بهتر مسیرهای خنک کاری قالب است.سومین و آخرین مقطع برش (v)-(iv) برای نمایش جزئیات مربوط به میله راهنما و آزاد سازی سطح جدایش است.خط برش در نمای پلان ترسیم شود.در نمای پلان بصورت خط نقطه پرنگ نمایش داده شده است.جهت پیکان ها در (i) و (v) جهت دید را تعیین می کند.
۷۵(p) محل های شکست خط برش در نمای مقطع تصویر نشان داده شد.این خطوط نیز بصورت خط نقطه پر رنگ ترسیم می شوند(بعضی طراحان مانند نقشه کش های رایج این خطوط را ترسیم نمی کنند. به هر حال مبتدیان بایستی در طرحهای خود این خطوط را ترسیم نمایند)

شکل ۹:نمای پلان،تکمیل نمای پلان و تصمیم گیری برای انتخاب صفحه برش

شکل ۱۰:نمای برش مقطع،نمایش خطوط صفحات برش

۷۶(p,s) در نمای پلان صفحه برش (i)و (ii) را در نظر بگیرید.تمامی قطعات مربوط را در نمای برش مقطع کنترل کنید.کار روی طرح را از بالا و در امتداد (ii)-(i) از لبه کفشک متحرک ادامه می دهیم.هر بار که خط (i) و (ii) خطوط افقی را قطع می کند(دید یا ندید)،کنترل شود که در نمای برش مقطع جزئیات مربوط به آن ترسیم شده باشد.
۷۷(s) جزئیات دیگری بایستی به نقشه اضافه شود.سوراخهایی با لقی مناسب در صفحه قالب و صفحه نگهدارنده پرانها برای پین بر گردان بایستی اضافه کرد.توجه داشته باشید که برای سادگی نقشه و جلوگیری از پیچیده شدن نقشه برای مبتدیان ،این سوراخها را در نمای پلان ترسیم نشده است.
۷۸(s) در نمای پلان صفحه برش بین (iii)-(ii) را در نظر بگیرید.تمامی قطعات را که در امتداد برش قرار می گیرند کنترل کنید.
۷۹(s) جزئیات دیگری بایستی به نقشه اضافه شود.سوراخهایی با لقی مناسب در صفحه قالب و صفحه نگهدارنده پرانها اضافه کنید (به عملیات ۷۷ رجوع شود)

۸۰(s) سوراخهایی با لقی مناسب در صفحه قالب و صفحه نگهدارنده پران ها اضافه کنید.
۸۱(s,p) در نمای پلان صفحه برش بین (iv)-(iii) را در نظر بگیرید.تمامی قطعاتی را که در امتداد برش قرار می گیرند در نمای برش مقطع کنترل کنید.در واقع در این قسمت نبایستی ترسیمی انجام شود وبایستی تکمیل شده باشد.
۸۲(s) خطوط مربوط به کفشک متحرک ،بلوک تکیه گاهی ،صفحه ماهیچه قالب و صفحه حفره قالب بایستی رو به پایین امتداد داده شوند.توجه داشته باشید که صفحه برش (iv)-(iii) تماما از بلوک تکیه گاهی عبور می کند ومانند صفحه برش قبلی از صفحه پران عبور نمی کند.همچنین توجه داشته باشید که صفحه برش کاملا از حلقه تنظیم عبور نمی کند ولی معمولا تمامی آن ترسیم می شود.این موضوع برای بوش و میله بیرون انداز نیز صادق است.
۸۳(s) صفحه برش (iv)-(iii) در امتداد طولی از مسیر سوراخ آب عبور می کند.در هر دو صفحه قالب خطوط عمودی مربوط را ترسیم کنید.فاصله خط مرکزی سوراخ تا سطح جدایش را می توان ۱۳ میلیمتر در نظر گرفت.
۸۴(s) صفحه برش بالا از ناحیه آزاد سطح جدایش نیز عبور می کند.یک خط عمودی با توجه به عملیات ۷۰ اضافه کنید .
۸۵(p,s) در نمای پلان برش پین (v)-(iv) را در نظر بگیرید. تمامی قطعاتی را که در امتداد برش قرار می گیرند کنترل کنید.در این مرحله بایستی مقطع برش جانبی کامل شود.
۸۶(s) خطوط عمودی مربوط به کفشک متحرک،بلوک تکیه گاهی،صفحات حفره و ماهیچه به سمت پائین امتداد داده می شوند .
۸۷(s) خط افقی پائین صفحه قالب از نمای پلان به نمای مقطع تصویر داده شده شود .
۸۸(s) خط افقی پائین کفشک متحرک از نمای پلان به نمای مقطع تصویر داده شود .
۸۹(s) لبه مورد نیاز برای بستن صفحه حفره ترسیم شود.(به عملیات ۶۸ نگاه کنید)
۹۰(s) خط محور میله راهنما از نمای پلان به نمای مقطع تصویر داده شود .
۹۱(s) خطوط مربوط به میله راهنما از نمای پلان به نمای مقطع تصویر داده شود .
۹۲(s) نقشه میل راهنما تکمیل شود،لقی مناسب برای پاشنه میله راهنما در صفحه ماهیچه اعمال شود .
۹۳(s) نقشه بوش راهنما تکمیل شود، لقی مناسب برای پاشنه بوش راهنما در صفحه حفره اعمال شود .

شکل ۱۱:نمای پلان-بدون تغییر

شکل ۱۲:نمای برش مقطع-تکمیل نیمه پائینی نقشه

شماره های عملیات روی نقشه نشان داده نشده است
۹۴(p,s) خطوط اضافی نقشه را پاک کنید.
۹۵(p,s) خطوط برش را مجدادا کنترل نمائید تا اطمینان حاصل شود که نمای برش مقطع صحیح ترسیم شده است.
۹۶(p,s) خطوط مربوط به محیط قطعات را پر رنگ کنید.این کار را بایستی با استفاده از قلم نرم یا قلم مخصوص نقشه کشی انجام داد.
۹۷(s) نمای برش مقع را هاشور بزنید.هاشور ها با زاویه ۴۵ در جه نسبت به خطوط محوری ترسیم می شوند.معمولا فولادهای قالب را با هاشور دوتایی و بقیه فولادها با هاشور تکی ترسیم می شوند.توجه داشته باشید که قطعات گرد توپر از قبیل میله راهنما،میله بیرون انداز وپین های پران را هاشور نمی زنند.
۹۸(s) با حرف “S” قطعاتی را که با پیچ و پین بهم بسته می شوند مشخص می شوندمحل مناسب برای پیچها و پین ها را نقشه کش تعیین کرده،خطوط هادی و شماره های مرجع را به طرح اضافه کنید .
۹۹(s) سیستم تغذیه و محفظه را رنگی کنید .
۱۰۰(s) نقشه تکمیل شده را کنترل کنید.شماره های مرجع را اضافه کنید .

شکل ۱۳:نمای پلان،کنترل نقشه،حذف خطوط اضافی

شکل ۱۴:نمای برش مقطع،اضافه کردن خطوط هادی و هاشور،کنترل نقشه و حذف خطوط اضافی

شکل ۱۵:طرح ایزومتریک از نیمه متحرک قالب

منبع:
طراحی قالب تزریق پلاستیک
تالیف:آر جی ویلیام پای
مترجم:مهندس اصغر رئوفی

مراحل طراحی قالب تزریق

کلیات
مشکل عمده ای که مبتدیان در شروع کار طراحی قالب با آن روبرو هستند این است که چگونه و از چه بخشی از قالب طراحی را آغاز کنند.در این فصل یک روش مرحله ای در طراحی قالب ارائه خواهد شد. ادامه مطلب

متالوژی فقط یک ابزار می‌ باشد، اما تاثیرات آن بیشترین اهمیت را دارد و مورد توجه قرار گرفته است. ادامه مطلب

نگاهی به گروه جدید و ارتقاء یافته فولاد که از مواد دارای بور ( boron metallurgy ) بهره می‌ برند که به کاهش هزینه‌ ها و کاهش خطر شکست در حین ساخت کمک می‌ کند. ادامه مطلب

طراحی نوعی تصمیم گیری است که با توجه به مطالب خواسته شده توسط طراح صورت گرفته و تصمیم نهایی به طرق مختلف به سفارش دهنده انتقال می یابد. ادامه مطلب