مصالح ساختمانی
فولاد قالب مناسب باید بر اساس الزامات کاربرد انتخاب شود. برای نمونه سازی، فولاد قالب سخت شده غیر ضروری است. در بیشتر موارد، فولاد یا آلومینیوم از قبل سخت شده برای کاهش هزینه ها و تسهیل تنظیمات قالب در مرحله نمونه سازی استفاده می شود. این فلزات نرم همچنین می توانند قطعات آزمایشی و قطعات پیش ساخته کافی را قالب گیری کنند. فولادهای قالب از قبل سخت شده (مانند P{8}}20 یا NAKR-55) اغلب برای قالب‌های مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند زیرا سخت شدن فولاد قالب برای کاربردهای بزرگ غیر عملی است.
برای حجم تولید بالاتر، فولاد قالب سخت شده برای هسته و حفره مورد نیاز است. فولادهای S-7، H-13 و فولاد ضد زنگ 420 رایج ترین فولادهای مورد استفاده هستند. S-7 یک فولاد قالب عالی است که می تواند برای عملیات تولید طولانی مدت استفاده شود. اگر دمای ذوب و قالب بسیار بالا مورد نیاز است، فولاد H-13 باید انتخاب شود. H-13 همچنین می تواند برای ساخت منیفولدهای دونده گرم استفاده شود. H-13 دارای دمای تلطیف بسیار بالایی است و می تواند دمای بسیار بالایی در پردازش قالب را بدون تأثیر بر سختی آن تحمل کند.
فولاد ضد زنگ بهترین انتخاب برای فولادهای قالبی است که در آن مقاومت به سایش بالا مورد نیاز است یا تراکم قابل توجهی در محیط رخ می دهد. درج های حفره قالب با سایش بالا را می توان با استفاده از فولادهای نوع A2، ASP23 یا D-2 ساخت.
تمام فولادهای قالب را می توان با نوعی پوشش در برابر سایش و خوردگی محافظت کرد. فقط فولاد ضد زنگ را می توان از طریق جوشکاری و ماشینکاری تعمیر کرد. برای فولادهای با پوشش های موجود، تعمیر تنها پس از برداشتن پوشش امکان پذیر است. پس از تعمیر، پوشش باید دوباره اعمال شود.
تصویر
پایان سطح
پرداخت سطح قطعات قالب گیری بسته به نیازهای زیبایی شناختی، نیاز مشتری و عملکرد می تواند متفاوت باشد. کامپوزیت‌های LNP می‌توانند تقریباً به هر نوع پرداخت سطحی قطعات قالب‌گیری‌شده، از آینه-مانند براق{2} بالا SPI شماره 1 گرفته تا سطوح بافتی که از طریق اچ کردن به دست می‌آیند. درک این نکته مهم است که برخی از مواد عملکرد بهتری را با پرداخت های سطح قالب خاص نشان می دهند. به عنوان مثال، پلی پروپیلن در قالب‌های مات به‌طور قابل‌توجهی خواص آزادسازی بهتری نسبت به قالب‌های-براق نشان می‌دهد. دستیابی به سطح براقیت بالا با رزین‌های{8}پرکننده بالا مشکل است. تهویه
تهویه بخش مهمی از چرخه قالب‌گیری برای به حداکثر رساندن عملکرد قالب است. هنگامی که مواد ترموپلاستیک وارد حفره قالب می شود، هوا باید خارج شود. دریچه ها معمولاً در آخرین نواحی پر شده، نزدیک خط درز و روی سیستم دونده قرار دارند. دریچه های اضافی که در اطراف خط جداکننده توزیع می شوند می توانند عملکرد کلی تهویه را به طور قابل توجهی بهبود بخشند. گاز باقیمانده در قالب به صورت آثار سوختگی روی قسمت قالب‌گیری شده ظاهر می‌شود. یک قانون اساسی این است که گاز موجود در قالب باید بتواند به همان سرعتی که پلاستیک وارد حفره می شود، خارج شود.
عمق فضای خالی بسته به ماده مورد استفاده متفاوت است - به طور کلی، ترموپلاستیک های آمورف به دلیل ویسکوزیته بالاتر، به عمق فضای خالی بیشتری نیاز دارند.
تصویر
منفرد-حفره و چند حفره-
سه نوع اصلی قالب بیشتر در صنعت استفاده می شود، به ویژه برای قالب هایی که از کامپوزیت های LNP استفاده می کنند.
متداول ترین نوع، پیکربندی دو صفحه ای دونده سرد است که در شکل 1 نشان داده شده است. مواد از طریق بوش رانر و سیستم رانر به داخل قطعه تزریق می شود. پس از خنک شدن، تمام قطعات قالب گیری شده (شامل گیت ها، رانرها و اسپروها) خارج می شوند. سپس قطعات جدا می شوند و رانرها و اسپروهای باقی مانده دور انداخته یا بازیافت می شوند.
شکل 2 یک قالب سه-صفحه ای با دونده سرد را نشان می دهد. با این طراحی، مواد از طریق سیستم رانر و اسپرو به داخل حفره قطعه تزریق می شود. پس از خنک شدن، قالب باز می شود و قسمت از دروازه ها و رانر جدا می شود. قطعه به طور طبیعی از دونده ها می افتد. رانرها، گیت ها و اسپروها هنوز باید بازیافت یا دور ریخته شوند.
شکل 3 یک قالب منیفولد دونده داغ گرم شده الکتریکی را نشان می دهد. کانال های منیفولد و پروب دروازه تا دمای مذاب پلیمر یا نزدیک به آن گرم می شوند و مواد را مذاب نگه می دارند. این امر نیاز به رسیدگی به ضایعات رانرها، دروازه ها و اسپروها را از بین می برد. این سیستم‌ها نسبت به طرح‌های معمولی دو-یا سه صفحه- گران‌تر هستند، اما کنترل حرارتی بهتری از مواد ارائه می‌دهند و ضایعات کمی تولید می‌کنند.
تصویر
دونده داغ
قالب‌های رانر کامل داغ یا قالب‌های «بدون دونده» مزایای زیادی دارند، اما برای اطمینان از کنترل مناسب جریان مذاب به داخل حفره قالب، به طراحی دقیق نیاز دارند. در حالی که قالب‌های بدون دونده عملاً هیچ زباله‌ای در طول عملیات قالب‌گیری تولید نمی‌کنند، در هنگام راه‌اندازی مستعد مشکلاتی هستند، به‌ویژه با کامپوزیت‌های نیمه کریستالی LNP که مستعد انجماد سریع هستند. اصولی که باید رعایت شود عبارتند از:
• فقط از{0}}سیستم‌های منیفولد دونده گرم متعادل که به‌طور خاص برای برنامه طراحی شده‌اند، استفاده کنید.
• بسته به ماده مورد استفاده، رانر داغ را می توان طوری طراحی کرد که با استفاده از یک صفحه پایه دروازه باز، یا یک دروازه سوپاپ برای قالب گیری آزاد- بر روی قطعه، اجازه ریختن مستقیم روی قطعه را بدهد، یا اینکه دروازه می تواند بر روی یک دریچه سطح کوچک قرار گیرد.
• مسیر رانر گرم و صفحه پایه داغ باید یک مسیر جریان صاف را به داخل حفره قالب ارائه دهد و از خارج گرم شود.
• هنگام استفاده از رزین های تقویت شده با الیاف شیشه بلند، باقی مانده دروازه اجتناب ناپذیر است.
• به جای استفاده از اجزای مختلف از سازندگان مختلف، از یک سیستم کامل از یک سازنده رانر داغ استفاده کنید.
• اندازه دروازه به مقدار و نوع مواد اضافه شده، اندازه/نسبت قطعه و ضخامت دیوار بستگی دارد.
• برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد طراحی دونده داغ، با پرسنل فنی GE Plastics Group مشورت کنید.
2. راهنمای روش های متداول افزایش سطح قالب در صنعت پردازش پلاستیک
جدول زیر انواع روش‌های متداول فولاد قالب را برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی یا مقاومت در برابر سایش به اپراتورهای قالب‌گیری و سازندگان قالب ارائه می‌دهد. راه حل های دیگری نیز ممکن است وجود داشته باشد.
تصویر
3. دونده ها، اسپروها و دروازه ها
بوش های اسپرو
هنگام استفاده از قالب های معمولی، مواد داغ از طریق بوش اسپرو وارد قالب می شود. سیستم دونده مواد را از طریق دروازه به داخل حفره قالب هدایت می کند. طراحی و اندازه مناسب بوش اسپرو برای توزیع مناسب مذاب و بیرون ریختن صحیح قسمت قالب گیری بسیار مهم است. قطر اسپرو "O" باید تقریباً 20٪ بزرگتر از قطر خروجی نازل باشد تا از انسداد اسپرو هنگام باز شدن قالب جلوگیری شود. یک نمودار شماتیک از ابعاد اسپرو در زیر نشان داده شده است. بعد "O" نیز ارتباط نزدیکی با اندازه قطعات و رانر دارد. از بوش های رانر گرم می توان به جای بوش های رانر معمولی استفاده کرد. هزینه اولیه یک رانر گرم شده (یا بوش "گرم") ممکن است بیشتر از یک بوش "سرد" باشد، اما به طور قابل توجهی ضایعات را کاهش می دهد زیرا دونده را که در امتداد هر قسمت یا سیستم دونده قرار دارد حذف می کند. با یک بوش گرم، کنترل دمای مذاب ورودی به سیستم رانر می تواند بسیار دقیق تر باشد.
تصویر
طراحی دونده
دوندگان باید تا حد امکان کوتاه باشند تا افت فشار غیر ضروری را کاهش دهند. مقطع دایره ای- ترجیح داده می شود. اگر رانر باید تا نیمه داخل قالب قرار گیرد، از رانر ذوزنقه ای شکل با ته گرد استفاده کنید. دونده های نیمه دایره ای و مسطح ناکارآمد هستند و توصیه نمی شوند. دونده ها باید اجازه دهند مواد به طور یکنواخت و بدون محدودیت در یک یا چند قسمت (در صورت استفاده از حفره های متعدد) جریان یابد. به طور معمول، قطر یک دونده به ازای هر 90 درجه چرخش باید 20 درصد کاهش یابد. این باید در هنگام طراحی سیستم دونده در نظر گرفته شود. قطر دونده دایره ای معمولاً 0.125 اینچ - 0.375 اینچ (3.2 - 9.5 میلی متر) است. تصویر
دروازه |
طراحی گیت برای قطعات کامپوزیتی LNP باید حاشیه‌های ماشینکاری زیادی را بدون ایجاد{0}}تنش در قالب ایجاد کند. بسته به نوع گیت مورد استفاده (یعنی زیردریایی، لبه، لگ و غیره)، برخی از ابعاد دروازه اصلی میزان پر شدن، میزان جریان مواد به داخل حفره قالب و میزان انجماد قطعه را کنترل می کنند.
ضخامت دیوار اندازه دروازه را تعیین می کند، در حالی که هندسه قطعه مکان دروازه را روی قطعه تعیین می کند. سه بعد دروازه کلیدی وجود دارد: عمق، عرض و صورت. طرح های خاص برای چندین نوع دروازه در صفحه بعد نشان داده شده است.
اندازه دروازه / مکان
• حداقل اندازه دروازه 0.040 اینچ (1 میلی متر)، 0.100 اینچ (2.5 میلی متر) برای کامپوزیت های الیاف بلند ورتون - گرد یا ذوزنقه ای - 50–60% ضخامت دیوار (برای کامپوزیت های کریستالی) - 50–75% ضخامت دیوار (برای کامپوزیت های آمورف) است.
• در حالت ایده‌آل، دروازه باید در جایی قرار گیرد که بخش دیوار ضخیم‌ترین باشد - دروازه را مستقیماً با دیوار یا بوش تراز کنید تا از پس‌پر شدن و "جت شدن" جلوگیری شود (به جز کامپوزیت‌های الیاف بلند ورتون) - دروازه‌های تونلی برای کامپوزیت‌های ورتون توصیه نمی‌شوند.
