آشنایی با تکنیک راهگاه گرم در قالب‌های تزریق پلاستیک

مقدمه

دیده نشدن محل تزریق در یک قطعه پلاستیک به ظاهر توقعی کم اهمیت تلقی می گردد که در عمل بهیچوجه امکان پذیر نیست. بالاخره هر قطعه‌ای در جایی می بایست تزریق شود. امروزه موقعیت دقیق نقاط تزریق با کمک محاسبات عددی و کامپیوتری با دقت بالا قابل تعیین است. از طرف دیگر انتخاب سیستم‌های راهگاهی استاندارد مناسب با کمک منابع و اطلاعات فنی فروش شرکت‌هایی از قبیل HASCO با سهولت بیشتری صورت می گیرد. مشتری چنین شرکت‌هایی هم به روش مرسوم و هم بروی سیستم‌های نرم افزاری CAD می تواند قطعات استاندارد را با در نظر گرفتن معیارهای تولید و مواد اولیه خاص هر قطعه در طرح قالب بررسی و نهایتاً استفاده کند.

سیستم‌های راهگاهی استاندارد شامل طیف گسترده‌ای از طرح‌های متنوع از بوش‌های تزریق برای راهگاههای میله‌ای متداول تا نازل‌های پنوماتیکی و مجموعه کامل سیستم‌ راهگاه گرم با کنترل مثبت یک شیر سوزنی را دربر می گیرد.

آشنایی با تکنیک راهگاه گرم در قالب‌های تزریق پلاستیک

(HOT RUNNER SYSTEM )

مقدمه

سیستم‌ راهگاه گرم

واژه راهگا‌ه گرم به معنای المانی مجزا در داخل قالب‌های تزریق پلاستیک است که از واحد تزریق ماشین تا حفره (کویتی) قالب امتداد دارد این المان در واقع مشابه یک سیلندر تزریق می باشد که تا حد ممکن عایقکاری شده است.

بدین وسیله مذاب مواد ترموپلاست بصورت همدما (ایزوترم) تا نزدیکی یا مستقیم به داخل حفره‌ قالب هدایت می شود. در چنین شرایطی، امکان تولید قطعات بدون راهگاه و یا ضایعات فراهم می گردد که خود مزیتی اساسی برای تولید انبوه بشمار می آید.

قطعات بزرگ تزریقی نظیر داشبورد یا سپر اتومبیل، محفظه‌ کامپیوتر و دیگر قطعات مشابه عملاً بدون هدایت چند جانبه‌ مذاب از طریق سیستم‌ راهگاه گرم قابل تولید نیستند. با استفاده از چند اتصال تزریق به قالب‌های بزرگ جریان مذاب داخل حفره قالب مسیر کوتاهتری طی می کند. از طرف دیگر، می توان ضخامت دیواره‌های داخلی قطعه را به حداقل کاهش داد. دیواره‌های نازک و ظریف این مزیت را دارند که زمان خنک شدن قطعه را کم کرده و از همین طریق کل زمان سیکل تولید کاهش می یابد. مزیت دیگر در چنین طرح‌هایی، کاستن از وزن قطعه تزریق است که به دلیل قیمت نسبتاً بالای مواد ترموپلاست، به میزان قابل توجهی در هزینه‌های مواد اولیه صرفه جویی می شود.

راهگاه‌ گرم چیست؟

· راهگاه گرم یک مجموعه مکانیکی مجزا داخل قالب تزریق پلاستیک می باشد.

· بشکل ساده‌ای می توان آنرا بعنوان امتداد نازل تزریق ماشین در نظر گرفت.

· وظیفه راهگاه گرم انتقال جرم پلاستیک مذاب بدون هیچگونه افت حرارتی و آسیب به داخل حفره (کویتی) قالب است.

دلایل استفاده از سیستم راهگاه گرم:

· تزریق مستقیم.

· هزینه‌های بالای مواد اولیه و لزوم صرفه جویی در آن.

· کاهش هزینة عملیات تکمیلی بعد از تزریق.

· تولید انبوه قطعات کوچک

· تولید قطعات بزرگ با کانال‌های طولانی جریان مواد.

· کاهش زمان سیکل تولید.

· حفاظت محیط زیست و مشکل تجزیه ضایعات حاصل از تزریق.

· بکارگیری قالب روی ماشین های تزریق کوچکتر.

· ساخت قالب‌های طبقه‌ای.

معیارهای تصمیم گیری برای انتخاب سیستم راهگاه گرم:

برای آنکه بتوان جهت یک کاربرد خاص، سیستم راهگاه گرم مناسبی انتخاب کرد، می بایست بروشنی از مزایا و معایب چنین مکانیزم‌هایی در حین کار متداول مطلع بود.

این سیستم‌ها به تفکیک می بایست بنوعی با پارامترهای ذیل قابل عرضه باشند:

· تنوع گرانروی (ویسکوزیته) مواد تزریقی.

· امکان استفاده و مجاورت با مواد پایدار کننده .

· تغییر رنگ

· کار با ولتاژ ۲۲۰ یا ولتاژ پایین.

· گرمایش داخلی یا خارجی.

· هدایت گرمایی

· قابلیت تحویل سریع سیستم راهگاهی، خدمات پس از فروش و حضور بین المللی سازنده سیستم.

قالب‌های مجهز به راهگاه گرم:‌

از نظر کاربران، این سیستم ها به چند زیر گروه اصلی قابل تفکیک هستند که عبارتند از :

· گرمایش داخلی

· گرمایش خارجی

· ترکیبی

· سیستم‌های غیر کنترل شده

· سیستم‌های کنترل شده

سیستم‌های گرمایش داخلی – خارجی

سیستم‌های گرمایش داخلی در مقایسه با نوع خارجی آن بدلیل جرم دقیق‌تر ماده مذاب در کانال های مقسم و سوزنی تزریق قطعه، دارای افت فشار بیشتری هستند. این مکانیزم را بسادگی نمی‌توان متعادل نمود و در پارامتر انتقال حرارت تنها با گرم‌کن های کارتریجی نصب شده داخل قالب قابل مقایسه می‌باشند. هر چند پیشرفت‌هایی نیز در ساخت این سیستم ها و کسب چگالی‌های حرارتی متفاوت در گرم کن‌های کارتریجی از جمله ریخته‌گری مستقیم مبدل‌های حرارتی و سوزنی‌ها از جنس مس بدست آمده است، اما با همه اینها محدودیت‌هایی هم چنان وجود دارد.

مزایای سیستم‌های گرمایش داخلی عبارتند از:

· قیمت مناسب

· قابلیت ساخت قطعات با خلل و فرج بسیار ریز و ظریف

· امکان ساخت قالب با هزینه معقول

· قابلیت ساخت مقاطع

مزایای سیستم‌های گرمایش خارجی نیز شامل موارد ذیل می‌شوند:

· قابلیت هدایت گرمایی دقیق.

· حداقل افت فشار.

· امکان متعادل نمودن فرآیند.

· امکان تغییر رنگ سریع

· در این سیستم ها مرز مشخصی میان مواد سیال و آن بخش از مواد که ذوب نشده اند وجود ندارد.

سیستم های ترکیبی (گرمایش داخلی – خارجی)

این مکانیزم در پی تلفیق مزایای سیستم‌های گرمایش داخلی با نوع خارجی آن هستند. به همین خاطر در اینجا کانال های مقسم سیستم گرمایش خارجی با سوزنی‌های تزریق سیستم گرمایش داخلی یکجا دیده می‌شود.

مزایای این گروه عبارتست از :

· امکان ساخت قطعات با برجستگی‌ها و سوراخ‌های کوچک.

· افت فشار کم در صفحه مقسم

· قابلیت متعادل نمودن مخلوط جامد – مذاب در مقسم

· هدایت گرمایی خوب

· مقاطع راهگاهی کوچک قابل اجرا می‌باشند.

سیستم های کنترل شده و غیر کنترلی

برتری سیستم های کنترل شده در مقایسه با سیستم های غیر کنترلی صرفا در این نکته است که به کاربر ، یک دمای معین و تحت کنترل را نشان می دهد. یک سیستم تحت کنترلی تنها دمای جریان اصلی مواد را نمایش می‌دهد. بدون در نظر گرفتن دیگر تغییرات موجود در سیستم که می‌تواند ناشی از موارد ذیل باشد:

· وجود نقاط بیش از حد داغ در جریان مواد

· خمیدگی و انتهای اضافی در المان های حرارتی و نظایر آن.

حتی در ساعت بیکاری ماشین تزریق در زمانی که کلمپ‌های قالب فعال هستند سیستم کنترل شده بر اثر کار کردن سیستم قدرت ماشین گرم می‌شود اما بدون بازخور از مقدار این گرما که می تواند بسیار هم ناچیز باشد. این امر از نظر حرارتی اثر مخربی بر مواد بسیار حساس در برابر دما خواهد داشت.

یک سیستم رگوله دما را برای یک مقدار تنظیم شده ثابت نگاه داشته و از تغییرات دمایی اطراف تاثیر بسیار کمی می‌پذیرد. بنحوی که مواد از نظر حرارتی دچار آسیب نمی‌شوند. برای کار با مواد پلیمری با محدوده دمایی باریک می‌بایست از سیستم های رگوله شده (کنترل ثابت) استفاده نمود.

توجه :

از آنجا که تعویض یک سیستم راهگاه گرم اگر نگوئیم غیر ممکن اما کاری شاق در یک قالب تزریق به حساب می‌آید. پس می‌باید در انتخاب این سیستم بیش از گذشته توجه و دقت نمود.

کلیاتی در مورد ابزارهای کنترل قطعات خودرو

(Panel Gage & Checking Fixture)

امروزه در دنیای صنعت خودرو و خودرو سازی اصل اول در کیفیت محصول می باشد و زمانی که از محصول پیچیده‌ای به نام خودرو صحبتی به میان می آید برایمان مسلم است که جهت مونتاژ و تولید یک خودرو هزاران قطعه در کنار یکدیگر چیده شده‌اند.

پس در می‌یابیم زمانی که قرار است هر قطعه در جای خود نشسته و با یک مرجع مشخص به نام مدل کامپیوتری کنترل گردد تا هیچگونه مشکلی در زمان مونتاژ و نقطه جوش که عمدتا توسط ربات‌ها صورت می‌پذیرد پیش نیاید، لازم است قطعات را درزمان پرسکاری و تولید و قبل از ارسال به خط مونتاژ چه به لحاظ تک قطعه و چه بصورت مجموعه کنترل نمائیم.

پنل گیج

پنل گیج ابزار کنترلی و اندازه‌گیری قطعه است که در موارد زیر کاربرد دارد:

1- کنترل قطعه در زمان ساخت قالب. بدین صورت که وقتی وزن بلانک اولیه بر روی قالب های مختلف تولید قطعه قرار گرفته و تبدیل به قطعه نهایی شد آب را بر روی پنل گیج قرار داده و به منظور مشخص کردن انحرافات قطعه نسبت به پنل گیج اندازه‌گیری و کنترل را شروع می‌کنیم. ممکن است مقداری از این انحرافات در دامنه تلرانسی مجاز باشد و در غیر اینصورت لازم است قالب‌ها را که در مرحله آزمایش می‌باشد اصلاح نمائیم تا به محصول نهایی برسیم.

2- کنترل قطعه در مرحله تولید قطعه:

پس از پایان مرحله آزمایش قالب ونهایی شدن ابزار تولید، قالب ‌ها را به محل سالن پرسکاری منتقل می کنند و آماده تولید انبوه می‌گردند و به لحاظ اینکه در صورت بروز اشکال در همان لحظه تولید جلوی آن گرفته شود گیج کنترلی یا پنل گیج در زمان تولید به کمک ما می‌آید و بعد از تولید تعدادی قطعه یک یا چند قطعه را روی آن گذاشته و کنترل می‌نماییم.

همانطوری که در مقدمه اشاره شد برای مونتاژ بدنه یک خودرو دقت و صحت قطعات بصورت تک و مجموعه از اهم اهداف می‌باشد و در دو بخش بایستی آنها را کنترل نمود:

الف) Component Checking Fixture یا CCF

ب) Ring Checking Fixture یا RCF

در حالت الف: کنترل قطعات را به صورت تک مورد بررسی قرار می‌دهیم و در این روش با استفاده از فایل کامپیوتری و در موقعیت Car Line فرم قطعه را روی بلوک متریال یا رزین که بعنوان مبنای اندازه‌گیری قرار می‌گیرد ماشینکاری می‌کنیم و با توجه به نظر مشتری که نحوة کنترل را مشخص کرده اجزای جانبی و کنترلی را روی آن نصب می کنیم.

ب: در حالت (ب) که مجموعه‌ای از قطعات توسط آن کنترل می شود تغییرات و نقاط مهم در محدوده مونتاژ مورد بررسی و کنترل قرار گرفته و تداخل موقعیت و شکل ظاهری به لحاظ مونتاژ و … بررسی می‌گردد.

آشنایی با تکنیک راهگاه گرم در قالب‌های تزریق پلاستیک

آشنایی با تکنیک راهگاه گرم در قالب‌های تزریق پلاستیک

آشنایی با تکنیک راهگاه گرم در قالب‌های تزریق پلاستیک

مطالب مشابه :

مقالات ساخت قالب و اشنایی با تزریق پلاستیک

طراحی قالب های تزریق پلاستیک در محیط کتیا

قطعات ناقص

مقاله قالب تزریق پلاستیک

قالب تزریق پلاستیک طراحی شده در محیط سالید ورکس

طراحی قالب تزریق پلاستیک

نقشه های قالب تزریق پلاستیک

پروسه تزریق پلاستیک

آشنایی با تکنیک راهگاه گرم در قالب‌های تزریق پلاستیک

طراحی قالب تزریق پلاستیک لولا و شبیه سازی فرایند تزریق و تحلیل به وسیله نرم افزار MoldFlow