English | العربية | русский
 
دسته بندی قالبهای تزریق

مقدمه:

قالب های تزریق پلاستیک نوعی از قالب می باشد که محصول خروجی از داخل قالب جنسی از خانواده پلاستیک دارد .

این نوع از قالب ها از پر کابرد ترین قالب های موجود در دنیا می باشد که به دلیل نوع استفاده محصول بعضا می بایست از زیبایی و کیفیت سطح بالایی برخوردار باشد .

اجزای تشکیل دهنده ی قالب پلاستیک عبارتند از : کفشک،پل،کور و کویتی،پران،صفحه پران اسپرو،هات رانروغیره

دستگاه هایی که برای تولید قطعات پلاستیکی از قالب تزریق پلاستیک استفاده می شود به نام ماشین های تزریق پلاستیک معروف می باشند که انواع مختلفی مثل ۵۰گرم- ۱۰۰گرم-۱ کیلوگرم و بالاتر را در بر می گیرند .

عموماً قالب های تزریق پلاستیک برای تولید انبوه از یک قطعه پلیمری(پلاستیکی) استفاده می شود،هر قطعه پلاستیکی که در اطراف ما وجود دارد مطمئناً از یک قالب بوجود آمده است .

دسته بندي قالب هاي تزريق ( lassification of Injection Molds)

بر اساس نوع پروسه قالب هاي تزريق پلاستيک به 7 گروه زير تقسيم بندي ميشوند :

1. Reaction injection molding

2. Liquid injection molding

3. Gas assist injection molding

4. Co-injection molding

5. 2-Shot Injection Molding

6. Fusible core injection molding

7. Rapid injection molding

بر اساس نحوه و نوع باز شدن و سيستم راه گاهي ،براساس استاندارد

DIN ISO standard 12165"Components for Compression, Injection, and Compression-Injection Molds"

قالب هاي تزريق پلاستيک به 5 گروه زير تقسيم بندي ميشوند :

1. standard molds (two-plate molds)

2. split-cavity molds (split-follower molds) stripper plate molds

3. three-plate molds

4. stack molds

5. hot runner molds

بر اساس نوع موادي که در درون قالب تزريق ميشود قالب هاي تزريق به 4 گروه زير تقسيم ميشوند :

1.thermoplastic injection molds

2.elastomer molds

3.thermoset molds

4.structural foam molds

در فرآيند هاي قالبگيري ( Molding processes) ، رزينها، پودرها و دانه هاي پلاستيكي را مي توان به محصولات مفيد تبديل نمود. نكته مشترك در همه فرآيندها ي قالب گيري اين است كه در تمام اين فرآيند ها از نيرو Force استفاده مي شود. در قالب گيري مواد پلاستيكي پودري و دنه اي بايد از نيروي زيادي استفاده كرد. ولي پركردن قالب با رزين مايع احتياج به نيروي به مراتب كمتر دارد. فرآيند قالب گيري پلاستيك ها بسيار زياد است به همين دليل ما درباره سه گروه اصلي اين فرآيندها يعني قالب گيري تزريقي Injection ، فشاري Compression و انتقالي Transfer به صورت مختصر مباحثي ارائه داده ايم .

قالبگيري تزريقي (Injection molding) :

ماشين هاي تزريق به صورت افقي و عمودي ساخته مي شوند كه نشان دهنده جهت باز و بسته شدن قالب مي باشد. در ماشينهاي تزريق افقي پس از باز شدن قالب قطعه كار به پايين مي افتد و از طريق يك كانال يا نوار نقاله از ماشين خارج مي شود. در ماشينهاي تزريق عمودي اين اتفاق نمي افتد. معمولا از ماشين هاي تزريق عمودي براي كاشت قطعات فلزي در ماده پلاستيكي استفاده مي شود .

ماشين هاي تزريق عمودي فضاي كمتري نسبت به ماشينهاي افقي اشغال مي كنند و با توجه به چند ايستگاهي بودن قالب آنها، هزينه استهلاك قالب در آنها پايين تر است در ماشين هاي تزريق پلاستيك سه قسمت مهم وجود دارد: واحد تزريق Injection unit ، مجموعه قالب ( mold Assembly) و واحد قفل كننده قالب Clamping unit .

الف ) واحد تزريق (Injection unit) :

وظيفه اين واحد، ذوب كردن پلاستيك و تزريق آن به داخل قالب است. در اين واحد قطعاتي از قبيل قيف تغذيه، پوسته مارپيچ، در وپوشش انتهايي پوسته، نازل، مارپيچ، شير يك طرفه، نوارهاي گرم كننده ، موتور گردش مارپيچ و سيلندر هيدروليكي براي حركت رفت و برگشتي مارپيچ تعبيه شده است. سيستم كنترل ماشين مي تواند حرارت اعمالي به پلاستيك، زمان گردش و حركات رفت و برگشتي مارپيچ را كنترل كند. عملكرد ميله مارپيچ، تعيين كننده، سرعت و بازدهي ذوب كردن دانه هاي پلاستيكي مي باشد .

ب ) واحد قفل كنند قالب ( Clamping unit) :

وظيفه اين واحد باز كردن و بستن قالب و همچنين بيرون انداختن Ejecting قطعه كار از قالب است. دو روش رايج براي تامين نيروي قفل كننده قالب، استفاده از نيروي هيدروليك به صورت مستقيم و يا استفاده از يك مكانيزم قفل كننده زانويي Toggle با محركه هيدوليكي مي باشد .

مشخصات ماشينهاي تزريق

ماشين هاي قالب گيري تزريق را مي توان با ويژگي مهم براي هر ماشين كه نشان دهنده قابليتهاي آن مي باشد، عبارتند از ظرفيت تزريقShot size و تناژ قفل كردن قالب (Clamping tonnage).

الف ) ظرفيت تزريق (Size Shot) :

ظرفيت تزريق عبارت است از حداكثر مقدار مواد پلاستيكي كه ماشين مي تواند در هر سيكل به داخل قالب تزريق كند با توجه به اينكه چگالي پلاستيكها مختلف با هم تفاوت دارد بايد يك استاندارد براي مقايسه تعريف شود. پلي استايرين به عنوان پلاستيك استاندارد براي اين ارزيابي پذيرفته شده است. ماشينهاي تزريق خيلي كوچك آزمايشگاهي ممكن است ظرفيتي معادل حداكثر20 گرم داشته باشند. بعضي ماشينهاي تزريق بزرگ نيز مي توانند در هر سيكل بيش از 6 کيلو گرم .

ب ) تناژقفل كردن قالب (Clamping tonnage ) :

تناژ قفل كردن، حداكثر نيرويي است كه ماشين مي تواند به قالب وارد كند. از نظر تناژ مي تواند ماشينهاي تزريق را به سه گروه كوچك، متوسط و بزرگ دسته بندي كرد. در ماشينهاي كوچك تناژ، قفل كردن حداكثر 99 tons است. تناژ ماشينهاي متوسط100-2000و تناژ ماشينهاي تزريق بزرگ بالاتر از 2000 tons است. ماشينهاي تزريق بزرگ كه به صورت استاندارد ساخته مي شوند. ممكن است تناژي معادل 10000 tonsنيز داشته باشد .

انواع روشهاي قالبگيري (Other molding methods ) :

قالب گيري مواد ترموست دانه اي و صفحه اي

الف ) قالبگيري فشاري (Comperession Molding ):

يكي از قديميترين فرآيندهاي شكل دادن مواد ترموست، قالبگيري فشاري (Comperession Molding) است .

در اين روش ماده پلاستيكي در حفره قالب قرار دادهشدهو با اعمال حرارت و فشار، شكل ميگيرد. قاعدتا از اين روش براي فرم دادن مواد ترموستthermosetting resins (thermosets) استفاده ميشود، ولي گاهي مواد ترموپلاستيك را نيز ميتواند با اين روش توليد كرد.اين روش شبيه روش توليد كلوچه است. با اعمال فشار و حرارت به ماده پلاستيكي، اين ماده همه قسمتهاي قالب را پر ميكند. اين روش در قالبهاي دو تکه اي و مونتاژ بر روي پرس هيدروليک بکار ميرود. سيکل قالبگيري فشاري حدود 1-6 دقيقه است که بسيار بيشتر از زمان سيکل قالب هاي تزريق ميباشد. اين روش براي توليد قطعات بزرگ تخت ويا داراي منحني محدود و ملايم کاربرد دارد .

عمليات قالبگيري فشاري معمولا شش مرحله اصلي دارد :

1 -تميز كردن قالب و آغشتن ماده جدا كننده (در صورت نياز) در درون حفره قالب .

2 -قرار دادن قطعه پيش فرم داخل قالب .

3 -بسته شدن قالب .

4-باز كردن قالب به اندازه كمي تا گازهاي ايجاد شده بتوانند تخليه شوند (تنفس قالب (.

5 -اعمال حرارت و فشار براي عملآوري كامل مواد (زمان نگهداري قالب در حالت بسته (

6-باز كردن كامل قالب و برداشتن قطعه كار و قرار دادن آن برروي فيكسچر سرد .

مزاياي روش قالبگيري فشاري :

1 - كاهش مقدار دور ريز مواد .

2 - هزينه پايين ساخت قالب .

3 - قابليت انجام فرآيند به صورت دستي و اتوماتيك .

4 - امكان توليد قطعات گرد و بزرگ .

5 - به حداقل رسايدن جريان مواد درون قالب و كاهش ايجاد تنش در قطعه كار و سايش در سطوح قالب .

6 - در ساخت قالبهاي چند حفرهاي نيازي به بالانس بودن سيستم تغذيه ماده اوليه نيست .

معايب روش قالبگيري فشاري :

1 -عدم امكان توليد قطعات پيچيده .

2 -قطعات كاشتني داخلي پلاستيك و پينهاي بيرون انداز ممكن است در اين فرآيند آسيب ببينند .

3 -پيچيدگيهاي فرم قطعه كار را بايد حذف كرد .

4 -زمان سيكل هر قالبگيري ممكن است طولاني شود .

5 -قطعات اسقاط شده و ضايعات قالبگيري را نميتوان مجددا استفاده كرد .

6 -زايدهبري قطعات ممكن است دشوار باشد .

7 -بعضي از قسمتهاي قالب ممكن است پر نشوند و دقت ابعادي قطعه كار ممكن است هميشه تابعي از ابعاد قالب نباشد

8 -براي اتوماسيون عمليات شايد لازم باشد از تجهيزات اضافي استفاده شود. قطعاتي كه ميشود با اين روش توليد كرد عبارت است از ظروف غذاخوري، دكمهها، قلابها، قطعات لوازم خانگي، مخزنهاي بزرگ و بسياري قطعات الكتريكي و ..

Materials commonly processed by Compression Molding are:

Epoxies (EP)

Urea Formaldehyde (UF)

Melamine Formaldehyde (MF)

Phenolics (PF)

Compression Molding is used for manufacturing electrical wall receptacles, brush and mirror handles, meter cases, trays, circuit breakers, cookware knobs, clothes dryer blower fan blade, electronic and cooking utensils, milling machine adjustment wheel, automotive parts, water testing equipment buttons, television cabinets, dinnerware, appliance housings, radio cases, aircraft main power terminal housing, hoods, pot handles, spoilers, electric plugs and sockets, fenders, dinnerware plates, scoops.

ب) قالبگيري انتقالي ( Transfer molding ) :

اين روش از زمان جنگ جهاني دوم شناخته شد. با نامهاي ديگري نظير قالبگيري پلانجري، قالبگيري تزريقي انتقالي، قالبگيري ضربهاي نيز ميشناسند.در اين روش مواد پلاستيكي ابتدا دريک اتاقک جدا در قالب ريخته شده و در آنجا به صورت ذوب شده در ميآيد و سپس از طريق اسپرو به داخل قالب رانده ميشود. با توجه به مايع بودن پلاستيك به هنگام ورود به قالب ميتوان عمليات كاشت قطعات فلزي را نيز با اين روش انجام داد. قطعات با شكل پيچيده و دقيق نيز با اين روش قابل توليد است. اين روش را ميتوان ترکيبي از دو روش فشاري و تزريقي دانست .

قالبهاي مورد استفاده در اين روش، دو نوع هستند :

1 - قالبهايي با كانال واسطه (Pot or Sprue mold)

2 - قالبهاي پلانجري (Plunger mold)

قالبگيري پلانجري از اين بابت با قالبهاي داراي كانال واسطه متفاوت است كه در قالبهاي پلانجري، مواد پلاستيكي زير پلانجر مستقيما به داخل حفرههاي قالب رانده ميشوند، در صورتي كه در قالبهاي داراي كانال واسطه، مواد از طريق اين كانال به حفرههاي اصلي قالب منتقل ميگردد. قطعات ساخته شده با قالبهاي پلانجري،دورريز كمتري دارند .

Transfer Molding process involves the following steps:

A pre-weighed amount of a polymer mixed with additives and fillers (charge) is placed into the transfer pot.

The charge may be in form of powders (پودر ) , pellets(گلوله اي يا ساچمه اي ), putty-like masses or pre-formed blanks(ورق هاي پيش فرم داده شده ) .

The charge is heated in the pot where the polymer softens.

The plunger, mounted on the top plate, moves downwards, pressing on the polymer charge and forcing it to fill the mold cavity through the sprue.

The mold is opened and the part is removed from it by means of the ejector pin.

If thermosetting resin is molded, the mold may be open in hot state – cured thermosets maintain their shape and dimensions even in hot state.

If thermoplastic is molded, the mold and the molded part are cooled down before opening.

The scrap left on the pot bottom (cull), in the sprue and in the channels is removed. Scrap of thermosetting polymers is not recyclable.

Transfer Molding cycle time is shorter than Compression Molding cycle but longer than Injection Molding cycle.

The method is capable to produce more complicated shapes than Compression Molding but not as complicated as Injection Molding.

Transfer Molding is suitable for molding with ceramic or metallic inserts which are placed in the mold cavity. When the heated polymer fills the mold it forms bonding with the insert surface.

Transfer molding of thermosets is used for molding parts encapsulating metal inserts, wear plates, pins, studs, electronic components with molded terminals. Transfer molding is also used for manufacturing radio and television cabinets and car body shells.

Materials commonly processed by Compression Molding are:

Epoxies (EP)

Unsaturated Polyesters (UP)

Phenolics (PF)

Vinylester

مزاياي فرآيند قالبگيري انتقالي

1 - ايجاد سايش كمتر در قالب .

2 - مي توان قطعات با فرمهاي پيچيده (با ديواره نازك و سوراخهاي كوچك) را توليد كرد. امكان كاشت قطعات فلزي در ماده پلاستيكي نيز وجود دارد .

3 - زوايد پيرامون قطعه كار در اين روش،كمتر از قالبگيري فشاري است .

4 - چگالي قطعات ساخته شده به اين روش، بيشتر و يكنواختتر از قالبگيري فشاري است .

5 - چند قطعه كار را ميتوان همزمان قالبگيري نمود .

6 - زمان سيكل قالبگيري و شارژ مواد اوليه، كوتاهتر از روش قالبگيري فشاري است .

معايب فرآيند قالبگيري انتقالي

1 - زوايد چسبيده به قطعه كار از موضع كانالهاي ورود و توضيع مواد به قالب، بيشتر است .

2 - قالبها و تجهيزات مورد استفاده در قالبگيري انتقالي گران هستند .

3 - بايد محلهايي براي خروج گازها و هواي قالب در نظر گرفته شود .

4 - زوايد چسبيده به قطعه كار بايد جدا گردد .

فرآيندهاي اكستروژن (Transfer molding) :

انواع محصولات پلاستيكي اكسترود شده

لغت اكستروژن (Extrusion) از عبارت لاتين Extruder به معني خارج (ex) و فشار دادن (Truder) است. در اين فرآيند، پودر خشك، دانهها يا پلاستيكهاي تقويت شده را گرم كرده و با فشار از ميان يك روزنه فرمدار (Orifice) كه در واقع همان قالب اكستروژن است عبور ميدهند. سپس قطعه در خارج قالب توسط دمش باد يا استخر آب خنک کاري ميشود. محصولات اکسترود شده ترموپلاستيکي ممکن است مجدد بروش ترموفرمينگ شکل داده شود .

انواع محصولات پلاستيكي اكسترود شده :

پروفيلها : مقاطع پلاستيكي شكلدار طويل هستند كه فرم سطح مقطع آنها گوناگون است. اينگونه قطعات معمولا به صورت افقي اكسترود ميشوند .

لولهها : براي توليد لولههاي پلاستيكي بايد از يك قالب با سوراخ دايرهاي (براي فرم دادن سطح خارج لوله) و يك ماندرل (براي فرم دادن سطح داخل لوله) استفاده ميشود .

ورقها : طبق استاندارد ASTM ، به صفحات پلاستيكي با ضخامت كمتر از 0.25ميليمتر "فيلم"و به صفحات پلاستيكي با ضخامت 0.25ميليمتر "ورق" اطلاق ميشود.ورقها معمولا به عنوان ماده اوليه در عمليات فرم دادن حرارتي (Thermo forming) بهكار ميروند .

اكستروژن فيلم استوانهاي: روش اكستروژن بادي فيلمهاي استوانهاي، يك فيلم نازك پلاستيكي به صورت استوانهاي بزرگ از پلاستيك مذاب اكسترود ميشود. بدين ترتيب يك فيلم نازك به فرم استوانهاي از قالب خارج ميشود لولههاي پلاستيكي ديگر نيز به همين روش توليد ميشوند. فيلم استوانهاي نازك پس از خروج از ماتريس توسط دميدن هوا به داخل آن منبسط ميشود تا ضخامت فيلم به حد دلخواه برسد. لولههاي دمنده هوا در خارج از فيلم نيز تعبيه مي شوند تا بادمش هوا، فيلم پلاستيكي را سرد كنند .

پوشش دادن قطعات با اكستروژن : كاغذ، پارچه، مقوا و فلز را ميتوان به اين روش با مواد پلاستيكي پوششدار كرد. در اين روش يك لايه نازك از پلاستيك مذاب برروي قطعه كار اصلي نشانده ميشود، بدون آنكه براي اين كار از چسب استفاده گردد. اين عمل با عبور قطعه كار اصلي و پوشش پلاستيكي از بين غلتكهايي كه آنها را به هم فشرده ميكند، انجام ميشود. البته در مواردي احتياج به چسب وجود دارد كه در اينگونه موارد قطعه كار اصلي گرم شده و چسبناك ميشود و سپس با پلاستيك پوشش كاري ميگردد .

http://raymanic.ir/post/ 3 /Classification-of-Injection-Molds.html
 
 
     
© کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به شرکت پلاستیک کار می باشد.
طراحی وب سایت توسط