kadoos injection mold

Classification of Injection Molds (دسته بندی قالب های تزریق )

بر اساس نوع پروسه قالب های تزریق پلاستیک به ۷ گروه زیر تقسیم بندی میشوند :

۱. Reaction injection molding

۲. Liquid injection molding

۳. Gas assist injection molding

۴. Co-injection molding

۵. Shot Injection Molding

۶. Fusible core injection molding

۷. Rapid injection molding 

بر اساس نحوه و نوع باز شدن و سیستم راه گاهی ،براساس استاندارد

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

قالب های تزریق پلاستیک به ۵ گروه زیر تقسیم بندی میشوند:

۱. standard molds (two-plate molds) 

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

۳. three-plate molds 

۴. stack molds 

۵. hot runner molds

بر اساس نوع موادی که در درون قالب تزریق میشود قالب های تزریق به ۴ گروه زیر تقسیم میشوند :

۱.thermoplastic injection molds

۲.elastomer molds

۳.thermoset molds

۴.structural foam molds

در فرآیند های قالبگیری ( Molding processes)، رزینها، پودرها و دانه های پلاستیکی را می توان به محصولات مفید تبدیل نمود. نکته مشترک در همه فرآیندها ی قالب گیری این است که در تمام این فرآیند ها از نیرو Force استفاده می شود. در قالب گیری مواد پلاستیکی پودری و دنه ای باید از نیروی زیادی استفاده کرد. ولی پرکردن قالب با رزین مایع احتیاج به نیروی به مراتب کمتر دارد. فرآیند قالب گیری پلاستیک ها بسیار زیاد است به همین دلیل ما درباره سه گروه اصلی این فرآیندها یعنی قالب گیری تزریقی Injection، فشاری Compression و انتقالی Transfer به صورت مختصر مباحثی ارائه داده ایم.

injection mold

 قالبگیری تزریقی (Injection molding) :

ماشین های تزریق به صورت افقی و عمودی ساخته می شوند که نشان دهنده جهت باز و بسته شدن قالب می باشد. در ماشینهای تزریق افقی پس از باز شدن قالب قطعه کار به پایین می افتد و از طریق یک کانال یا نوار نقاله از ماشین خارج می شود. در ماشینهای تزریق عمودی این اتفاق نمی افتد. معمولا از ماشین های تزریق عمودی برای کاشت قطعات فلزی در ماده پلاستیکی استفاده می شود. 

ماشین های تزریق عمودی فضای کمتری نسبت به ماشینهای افقی اشغال می کنند و با توجه به چند ایستگاهی بودن قالب آنها، هزینه استهلاک قالب در آنها پایین تر است در ماشین های تزریق پلاستیک سه قسمت مهم وجود دارد: واحد تزریق Injection unit ، مجموعه قالب ( mold Assembly) و واحد قفل کننده قالب Clamping unit .

الف ) واحد تزریق (Injection unit) :

وظیفه این واحد، ذوب کردن پلاستیک و تزریق آن به داخل قالب است. در این واحد قطعاتی از قبیل قیف تغذیه، پوسته مارپیچ، در وپوشش انتهایی پوسته، نازل، مارپیچ، شیر یک طرفه، نوارهای گرم کننده ، موتور گردش مارپیچ و سیلندر هیدرولیکی برای حرکت رفت و برگشتی مارپیچ تعبیه شده است. سیستم کنترل ماشین می تواند حرارت اعمالی به پلاستیک، زمان گردش و حرکات رفت و برگشتی مارپیچ را کنترل کند. عملکرد میله مارپیچ، تعیین کننده، سرعت و بازدهی ذوب کردن دانه های پلاستیکی می باشد.

ب ) واحد قفل کنند قالب ( Clamping unit) :

وظیفه این واحد باز کردن و بستن قالب و همچنین بیرون انداختن Ejecting قطعه کار از قالب است. دو روش رایج برای تامین نیروی قفل کننده قالب، استفاده از نیروی هیدرولیک به صورت مستقیم و یا استفاده از یک مکانیزم قفل کننده زانویی Toggle با محرکه هیدولیکی می باشد.

مشخصات ماشینهای تزریق 

ماشین های قالب گیری تزریق را می توان با ویژگی مهم برای هر ماشین که نشان دهنده قابلیتهای آن می باشد، عبارتند از ظرفیت تزریقShot size و تناژ قفل کردن قالب (Clamping tonnage).

الف ) ظرفیت تزریق (Size Shot) : 

ظرفیت تزریق عبارت است از حداکثر مقدار مواد پلاستیکی که ماشین می تواند در هر سیکل به داخل قالب تزریق کند با توجه به اینکه چگالی پلاستیکها مختلف با هم تفاوت دارد باید یک استاندارد برای مقایسه تعریف شود. پلی استایرین به عنوان پلاستیک استاندارد برای این ارزیابی پذیرفته شده است. ماشینهای تزریق خیلی کوچک آزمایشگاهی ممکن است ظرفیتی معادل حداکثر۲۰ گرم داشته باشند. بعضی ماشینهای تزریق بزرگ نیز می توانند در هر سیکل بیش از ۶ کیلو گرم.

ب ) تناژقفل کردن قالب (Clamping tonnage ) :

تناژ قفل کردن، حداکثر نیرویی است که ماشین می تواند به قالب وارد کند. از نظر تناژ می تواند ماشینهای تزریق را به سه گروه کوچک، متوسط و بزرگ دسته بندی کرد. در ماشینهای کوچک تناژ، قفل کردن حداکثر ۹۹ tons است. تناژ ماشینهای متوسط۱۰۰-۲۰۰۰و تناژ ماشینهای تزریق بزرگ بالاتر از ۲۰۰۰ tons است. ماشینهای تزریق بزرگ که به صورت استاندارد ساخته می شوند. ممکن است تناژی معادل ۱۰۰۰۰ tonsنیز داشته باشد.

انواع روشهای قالبگیری(Other molding methods ) :

قالب گیری مواد ترموست دانه ای و صفحه ای

الف ) قالبگیری فشاری (Comperession Molding ):

یکی از قدیمیترین فرآیندهای شکل دادن مواد ترموست، قالبگیری فشاری (Comperession Molding) است.

در این روش ماده پلاستیکی در حفره قالب قرار دادهشدهو با اعمال حرارت و فشار، شکل میگیرد. قاعدتا از این روش برای فرم دادن مواد ترموستthermosetting resins (thermosets) استفاده میشود، ولی گاهی مواد ترموپلاستیک را نیز میتواند با این روش تولید کرد.این روش شبیه روش تولید کلوچه است. با اعمال فشار و حرارت به ماده پلاستیکی، این ماده همه قسمتهای قالب را پر میکند. این روش در قالبهای دو تکه ای و مونتاژ بر روی پرس هیدرولیک بکار میرود. سیکل قالبگیری فشاری حدود ۱-۶ دقیقه است که بسیار بیشتر از زمان سیکل قالب های تزریق میباشد. این روش برای تولید قطعات بزرگ تخت ویا دارای منحنی محدود و ملایم کاربرد دارد. 

عملیات قالبگیری فشاری معمولا شش مرحله اصلی دارد:

۱-تمیز کردن قالب و آغشتن ماده جدا کننده (در صورت نیاز) در درون حفره قالب.

۲-قرار دادن قطعه پیش فرم داخل قالب.

۳-بسته شدن قالب.

۴-باز کردن قالب به اندازه کمی تا گازهای ایجاد شده بتوانند تخلیه شوند (تنفس قالب).

۵-اعمال حرارت و فشار برای عملآوری کامل مواد (زمان نگهداری قالب در حالت بسته).

۶-باز کردن کامل قالب و برداشتن قطعه کار و قرار دادن آن برروی فیکسچر سرد.

مزایای روش قالبگیری فشاری:

۱- کاهش مقدار دور ریز مواد.

۲- هزینه پایین ساخت قالب.

۳- قابلیت انجام فرآیند به صورت دستی و اتوماتیک.

۴- امکان تولید قطعات گرد و بزرگ.

۵- به حداقل رسایدن جریان مواد درون قالب و کاهش ایجاد تنش در قطعه کار و سایش در سطوح قالب.

۶- در ساخت قالبهای چند حفرهای نیازی به بالانس بودن سیستم تغذیه ماده اولیه نیست.

معایب روش قالبگیری فشاری:

۱-عدم امکان تولید قطعات پیچیده.

۲-قطعات کاشتنی داخلی پلاستیک و پینهای بیرون انداز ممکن است در این فرآیند آسیب ببینند.

۳-پیچیدگیهای فرم قطعه کار را باید حذف کرد.

۴-زمان سیکل هر قالبگیری ممکن است طولانی شود.

۵-قطعات اسقاط شده و ضایعات قالبگیری را نمیتوان مجددا استفاده کرد.

۶-زایدهبری قطعات ممکن است دشوار باشد.

۷-بعضی از قسمتهای قالب ممکن است پر نشوند و دقت ابعادی قطعه کار ممکن است همیشه تابعی از ابعاد قالب نباشد

۸-برای اتوماسیون عملیات شاید لازم باشد از تجهیزات اضافی استفاده شود. قطعاتی که میشود با این روش تولید کرد عبارت است از ظروف غذاخوری، دکمهها، قلابها، قطعات لوازم خانگی، مخزنهای بزرگ و بسیاری قطعات الکتریکی 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) قالبگیری انتقالی( Transfer molding ) :

این روش از زمان جنگ جهانی دوم شناخته شد. با نامهای دیگری نظیر قالبگیری پلانجری، قالبگیری تزریقی انتقالی، قالبگیری ضربهای نیز میشناسند.در این روش مواد پلاستیکی ابتدا دریک اتاقک جدا در قالب ریخته شده و در آنجا به صورت ذوب شده در میآید و سپس از طریق اسپرو به داخل قالب رانده میشود. با توجه به مایع بودن پلاستیک به هنگام ورود به قالب میتوان عملیات کاشت قطعات فلزی را نیز با این روش انجام داد. قطعات با شکل پیچیده و دقیق نیز با این روش قابل تولید است. این روش را میتوان ترکیبی از دو روش فشاری و تزریقی دانست.

قالبهای مورد استفاده در این روش، دو نوع هستند:

۱- قالبهایی با کانال واسطه (Pot or Sprue mold) 

۲- قالبهای پلانجری (Plunger mold) 

قالبگیری پلانجری از این بابت با قالبهای دارای کانال واسطه متفاوت است که در قالبهای پلانجری، مواد پلاستیکی زیر پلانجر مستقیما به داخل حفرههای قالب رانده میشوند، در صورتی که در قالبهای دارای کانال واسطه، مواد از طریق این کانال به حفرههای اصلی قالب منتقل میگردد. قطعات ساخته شده با قالبهای پلانجری،دورریز کمتری 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 ای یا ساچمه ای ), putty-like masses or pre-formed blanks(ورق های پیش 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

مزایای فرآیند قالبگیری انتقالی

۱- ایجاد سایش کمتر در قالب.

۲- می توان قطعات با فرمهای پیچیده (با دیواره نازک و سوراخهای کوچک) را تولید کرد. امکان کاشت قطعات فلزی در ماده پلاستیکی نیز وجود دارد.

۳- زواید پیرامون قطعه کار در این روش،کمتر از قالبگیری فشاری است.

۴- چگالی قطعات ساخته شده به این روش، بیشتر و یکنواختتر از قالبگیری فشاری است.

۵- چند قطعه کار را میتوان همزمان قالبگیری نمود.

۶- زمان سیکل قالبگیری و شارژ مواد اولیه، کوتاهتر از روش قالبگیری فشاری است.

معایب فرآیند قالبگیری انتقالی

۱- زواید چسبیده به قطعه کار از موضع کانالهای ورود و توضیع مواد به قالب، بیشتر است.

۲- قالبها و تجهیزات مورد استفاده در قالبگیری انتقالی گران هستند.

۳- باید محلهایی برای خروج گازها و هوای قالب در نظر گرفته شود.

۴- زواید چسبیده به قطعه کار باید جدا گردد.

فرآیندهای اکستروژن (Transfer molding) :

انواع محصولات پلاستیکی اکسترود شده

لغت اکستروژن (Extrusion) از عبارت لاتین Extruder به معنی خارج (ex) و فشار دادن (Truder) است. در این فرآیند، پودر خشک، دانهها یا پلاستیکهای تقویت شده را گرم کرده و با فشار از میان یک روزنه فرمدار (Orifice) که در واقع همان قالب اکستروژن است عبور میدهند. سپس قطعه در خارج قالب توسط دمش باد یا استخر آب خنک کاری میشود. محصولات اکسترود شده ترموپلاستیکی ممکن است مجدد بروش ترموفرمینگ شکل داده شود .

انواع محصولات پلاستیکی اکسترود شده :

پروفیلها : مقاطع پلاستیکی شکلدار طویل هستند که فرم سطح مقطع آنها گوناگون است. اینگونه قطعات معمولا به صورت افقی اکسترود میشوند.

لولهها : برای تولید لولههای پلاستیکی باید از یک قالب با سوراخ دایرهای (برای فرم دادن سطح خارج لوله) و یک ماندرل (برای فرم دادن سطح داخل لوله) استفاده میشود.

ورقها : طبق استاندارد ASTM، به صفحات پلاستیکی با ضخامت کمتر از ۰.۲۵میلیمتر “فیلم”و به صفحات پلاستیکی با ضخامت ۰.۲۵میلیمتر “ورق” اطلاق میشود.ورقها معمولا به عنوان ماده اولیه در عملیات فرم دادن حرارتی (Thermo forming) بهکار میروند.

اکستروژن فیلم استوانهای: روش اکستروژن بادی فیلمهای استوانهای، یک فیلم نازک پلاستیکی به صورت استوانهای بزرگ از پلاستیک مذاب اکسترود میشود. بدین ترتیب یک فیلم نازک به فرم استوانهای از قالب خارج میشود لولههای پلاستیکی دیگر نیز به همین روش تولید میشوند. فیلم استوانهای نازک پس از خروج از ماتریس توسط دمیدن هوا به داخل آن منبسط میشود تا ضخامت فیلم به حد دلخواه برسد. لولههای دمنده هوا در خارج از فیلم نیز تعبیه می شوند تا بادمش هوا، فیلم پلاستیکی را سرد کنند.

پوشش دادن قطعات با اکستروژن : کاغذ، پارچه، مقوا و فلز را میتوان به این روش با مواد پلاستیکی پوششدار کرد. در این روش یک لایه نازک از پلاستیک مذاب برروی قطعه کار اصلی نشانده میشود، بدون آنکه برای این کار از چسب استفاده گردد. این عمل با عبور قطعه کار اصلی و پوشش پلاستیکی از بین غلتکهایی که آنها را به هم فشرده میکند، انجام میشود. البته در مواردی احتیاج به چسب وجود دارد که در اینگونه موارد قطعه کار اصلی گرم شده و چسبناک میشود و سپس با پلاستیک پوشش کاری میگردد.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *