صناعة قوالب حقن البلاستيك أساسيات تصميم قوالب حقن البلاستيك
يعد تصميم الأجزاء البلاستيكية مهمة معقدة تتضمن العديد من العوامل التي تتناول قائمة متطلبات التطبيق كيف يتم استخدام الجزء كيف تتناسب مع الأجزاء الأخرى في التجميع؟" "ما هي الأحمال التي ستجربها في الاستخدام؟" بالإضافة إلى القضايا الوظيفية والهيكلية ، تلعب مشكلات المعالجة دورًا كبيرًا في تصميم جزء بلاستيكي مصبوب بالحقن. كيف يدخل البلاستيك المنصهر ويملأ ويبرد داخل التجويف لتشكيل الجزء الذي يقود إلى حد كبير شكل الأشكال التي يجب أن يتخذها هذا الجزء. سيؤدي الالتزام ببعض القواعد الأساسية لتصميم الجزء المصبوب بالحقن إلى جزء ، بالإضافة إلى كونه أسهل في التركيب والتجميع ، سيكون عادة أقوى في الخدمة. إن تقسيم جزء إلى مجموعات أساسية سيساعدك على بناء الجزء الخاص بك بطريقة منطقية مع تقليل مشاكل الصب. كجزء من التطوير ، ضع في اعتبارك دائمًا كيف يتم تشكيل الجزء وماذا يمكنك القيام به لتقليل التوتر
عملية حقن البلاستيك
هي العملية المفضلة لتصنيع الأجزاء البلاستيكية. يستخدم حقن صب لخلق العديد من الأشياء مثل العلب الإلكترونية والحاويات وأغطية زجاجات والسيارات الداخلية ، وأمشاط ، ومعظم المنتجات البلاستيكية الأخرى المتاحة اليوم. وهو مثالي لإنتاج كميات كبيرة من الأجزاء البلاستيكية نظراً لحقيقة أنه يمكن إنتاج عدة أجزاء في كل دورة باستخدام قوالب حقن متعدد التجاويف. بعض مزايا صب حقن هي دقة عالية التحمل ، والتكرار ، واختيار المواد الكبيرة ، وانخفاض تكلفة العمالة ، والحد الأدنى من خسائر الخردة ، وقلة الحاجة لإنهاء الأجزاء بعد صب. بعض عيوب هذه العملية مكلفة للاستثمار الأدوات والقيود مقدما
كيف يتم حقن البلاستيك
يمكن استخدام معظم البوليمرات ، بما في ذلك جميع اللدائن الحرارية وبعض اللدائن. هناك عشرات الآلاف من المواد المختلفة المتاحة للتشكيل بالحقن. المواد المتاحة مختلطة مع سبائك أو مزيج من المواد التي سبق وضعها يعني أن مصممي المنتجات يمكن الاختيار من بين مجموعة واسعة من المواد للعثور على واحدة لديها خصائص الصحيحة بالضبط. يتم اختيار المواد بناء على القوة والوظيفة المطلوبة للجزء الأخير ؛ ولكن أيضًا لكل مادة معلمات مختلفة للتشكيل يجب اعتبارها. البوليمرات الشائعة مثل النايلون والبولي ايثيلين والبوليسترين هي لدن بالحرارة.
معدات حقن البلاستيك
تتكون آلات التشكيل بالحقن ، والمعروفة أيضًا باسم المكابس ، من واثب للمواد ، أو كبسولة للحقن أو مكبس من نوع المسمار ، ووحدة تسخين. يتم تثبيت القوالب على أسطوانة الآلة ، حيث يتم حقن البلاستيك في القالب من خلال فتحة الوعاء (sprue faifice). يتم تصنيف المطابع حسب الحمولة ، وهي عبارة عن حساب كمية قوة التحامل التي يمكن للآلة بذلها. تحافظ هذه القوة على إغلاق القالب أثناء عملية التشكيل بالحقن. يمكن أن تتراوح الحمولة من أقل من 5 طن إلى 6000 طن ، على الرغم من أنه لا يتم استخدام مكابس الحمولات العالية إلا نادرا. يتم تحديد إجمالي قوة المشبك المطلوبة عن طريق المساحة المتوقعة للجزء المخصص الذي يتم تشكيله. يتم ضرب هذه المساحة المتوقعة من خلال قوة المشبك من 2 إلى 8 طن لكل بوصة مربعة من المناطق المسقطة. كقاعدة عامة ، يمكن استخدام 4 أو 5 طن / في لمعظم المنتجات. إذا كانت المادة البلاستيكية شديدة الصلابة ، فستتطلب المزيد من ضغط الحقن لملء القالب ، وبالتالي هناك حاجة إلى مزيد من حمولة المشبك لإمساك القالب. يمكن أيضا تحديد القوة المطلوبة من المواد المستخدمة وحجم الجزء مع قطع بلاستيكية أكبر تتطلب قوة تثبيت أعلى.
يشير القالب أو القالب إلى الأدوات المستخدمة لإنتاج الأجزاء البلاستيكية في التشكيل. كانت قوالب الحقن التقليدية مكلفة لتصنيعها وكانت تستخدم فقط في تطبيقات الإنتاج ذات الحجم الكبير حيث تم إنتاج آلاف الأجزاء. عادة ما يتم تصنيع القوالب من الفولاذ الصلب ، والصلب مسبقة الصلابة ، والألمنيوم ، و / أو سبائك النحاس والبيريليوم. اختيار المواد اللازمة لبناء قالب هو في المقام الأول واحد من الاقتصاد. تكلف قوالب الصلب بشكل عام أكثر ولكن يتم توفير عمر أطول من شأنه أن يعوض التكلفة الأولية الأعلى على عدد أكبر من الأجزاء التي تم تصنيعها قبل التخلص منها. تكون القوالب الفولاذية مسبقة الصلابة أقل مقاومة للاهتراء وتستخدم بشكل أساسي في متطلبات حجم أقل أو مكونات أكبر. صلابة المقاييس الفولاذية مسبقة الصلابة عادة ما تكون 38-45 على مقياس Rockwell-C. يتم التعامل مع القوالب الفولاذية المُصلدة بالتسخين بعد التصنيع ، مما يجعلها متفوقة من حيث مقاومة التآكل وعمر الإستخدام. تتراوح الصلابة النموذجية بين 50 و 60 روكويل-سي (HRC).
يشير القالب أو القالب إلى الأدوات المستخدمة لإنتاج الأجزاء البلاستيكية في التشكيل. كانت قوالب الحقن التقليدية مكلفة لتصنيعها وكانت تستخدم فقط في تطبيقات الإنتاج ذات الحجم الكبير حيث تم إنتاج آلاف الأجزاء. عادة ما يتم تصنيع القوالب من الفولاذ الصلب ، والصلب مسبقة الصلابة ، والألمنيوم ، و / أو سبائك النحاس والبيريليوم. اختيار المواد اللازمة لبناء قالب هو في المقام الأول واحد من الاقتصاد. تكلف قوالب الصلب بشكل عام أكثر ولكن يتم توفير عمر أطول من شأنه أن يعوض التكلفة الأولية الأعلى على عدد أكبر من الأجزاء التي تم تصنيعها قبل التخلص منها. تكون القوالب الفولاذية مسبقة الصلابة أقل مقاومة للاهتراء وتستخدم بشكل أساسي في متطلبات حجم أقل أو مكونات أكبر. صلابة المقاييس الفولاذية مسبقة الصلابة عادة ما تكون 38-45 على مقياس Rockwell-C. يتم التعامل مع القوالب الفولاذية المُصلدة بالتسخين بعد التصنيع ، مما يجعلها متفوقة من حيث مقاومة التآكل وعمر الإستخدام. تتراوح الصلابة النموذجية بين 50 و 60 روكويل-سي (HRC)
وتكلف قوالب الألومنيوم أقل بكثير من قوالب الصلب ، وعندما يستخدم الألمنيوم العالي الدرجة مثل QC-7 وطراز QC-10 للألمنيوم ويتم تصنيعه باستخدام معدات حاسوبية حديثة ، يمكن أن تكون اقتصادية لصب مئات الآلاف من الأجزاء. قوالب الألومنيوم تقدم أيضاً دورات سريعة وأسرع دورات بسبب تبديد الحرارة بشكل أفضل. ويمكن أيضا أن تكون مغلفة لمقاومة البلى لمواد عازلة من الألياف الزجاجية. يستخدم نحاس البريليوم في مناطق القالب التي تتطلب إزالة سريعة للحرارة أو المناطق التي ترى معظم حرارة القص المولدة.
عملية صب حقن البلاستيك
مع صب الحقن ، يتم تغذية البلاستيك الحبيبي بواسطة الجاذبية من القادوس في برميل مسخن. عندما يتم دفع الحبيبات ببطء إلى الأمام بواسطة مكبس برغي من النوع اللولبي ، يتم إجبار البلاستيك على غرفة ساخنة تسمى البرميل حيث يتم ذوبانه. ومع تقدم المكبس ، يتم إجبار البلاستيك الذائب من خلال فوهة تجلس ضد جلبة العفن ، مما يسمح لها بدخول تجويف القالب من خلال بوابة ونظام عداء. يبقى القالب عند درجة حرارة محددة بحيث يمكن للبلاستيك أن يتصلب بمجرد أن يتم ملء القالب.
دورة حقن صب يسمى تسلسل الأحداث خلال حقن جزء من البلاستيك حقن دورة حقن. تبدأ الدورة عندما تغلق القالب ، يتبعها حقن البوليمر في تجويف القالب. وبمجرد ملء التجويف ، يتم الحفاظ على ضغط الضغط للتعويض عن انكماش المادة. في الخطوة التالية ، يتحول المسمار ، مع تغذية اللقطة التالية إلى اللولب الأمامي. يؤدي هذا إلى سحب المسمار أثناء إعداد اللقطة التالية. بمجرد أن يصبح الجزء باردًا بما فيه الكفاية ، يفتح القالب ويخرج الجزء
عمليات التشكيل بالحقن
عمليات التشكيل بالحقن
على الرغم من أن معظم عمليات التشكيل بالحقن يتم تغطيتها بواسطة وصف العملية التقليدية أعلاه ، إلا أن هناك العديد من الاختلافات المهمة في التشكيل بما في ذلك
العدو الرئيسي لأي جزء من البلاستيك مصبوب بالحقن هو الضغط. عندما يتم صهر راتنج البلاستيك (الذي يحتوي على سلالات طويلة من الجزيئات) في التحضير للتشكيل ، يتم كسر الروابط الجزيئية مؤقتًا بسبب الحرارة وقوة القص للطارد ، مما يسمح للجزيئات بالتدفق في القالب. باستخدام الضغط ، يتم إجبار الراتينج على ملء القالب في كل ميزة ، تكسير و شق القالب. عندما يتم دفع الجزيئات من خلال كل ميزة ، يتم إجبارها على الانحناء ، الدوران والتشوه لتشكيل شكل الجزء. إن تحريك الزوايا القاسية أو الحادة يمارس المزيد من الضغط على الجزيء من أخذ المنعطفات اللطيفة بنصف قطر سخي. كما يصعب أيضًا على المراحل الانتقالية المفاجئة من خاصية إلى أخرى أن يتم ملئها وشكلها.
وعندما تبرد المواد والروابط الجزيئية تعيد ربط الراتينج إلى شكله الصلب ، فإن هذه الإجهادات مفعّلة داخل الجزء. يمكن أن تتسبب الضغوط الجزئية في نشوب الحروب ، وعلامات بالوعة ، وتكسير ، وفشل سابق لأوانه ومشاكل أخرى.
في
حين أنه من المتوقع حدوث بعض الضغوط في جزء مصبوب بالحقن ، يجب عليك تصميم
الأجزاء الخاصة بك مع النظر بقدر الإمكان في تقليل الإجهاد. بعض الطرق للقيام بذلك هي عن طريق إضافة انتقالات سلسة بين الميزات واستخدام الجولات والشرائح في مناطق الضغط العالية المحتملة