در طراحی قالب های پلاستیکی به چند نکته توجه می شود

هنگام طراحی aقالب پلاستیکیپس از مشخص شدن ساختار قالب، می توان هر قسمت از قالب را با جزئیات طراحی کرد، یعنی اندازه هر قالب و قطعات، اندازه حفره و هسته و غیره. در این زمان، پارامترهای اصلی طراحی مربوط می شود. انقباض مواد درگیر خواهد شد. بنابراین، اندازه هر قسمت از حفره را می توان تنها با تسلط بر میزان انقباض پلاستیک قالب گیری شده تعیین کرد. حتی اگر ساختار قالب انتخابی درست باشد، اما پارامترهای استفاده شده صحیح نباشد، تولید قطعات پلاستیکی واجد شرایط غیرممکن است.

جمع شدگی پلاستیک و عوامل موثر بر آن

خواص ترموپلاستیک ها این است که با گرم شدن منبسط می شوند، با سرد شدن منقبض می شوند و البته در اثر فشار، حجم آن ها کوچک می شود. در فرآیند قالب گیری تزریقی، ابتدا پلاستیک مذاب به داخل حفره قالب تزریق می شود. پس از پر شدن، مواد مذاب سرد و جامد می شوند. هنگامی که قسمت پلاستیکی از قالب خارج می شود، انقباض رخ می دهد. این انقباض را انقباض قالب گیری می نامند. در طول مدت زمانی که قسمت پلاستیکی از قالب خارج شده و تثبیت می شود، باز هم تغییر کوچکی در اندازه وجود خواهد داشت. یک تغییر، ادامه انقباض است که به آن پس انقباض می گویند.

تغییر دیگر این است که برخی از پلاستیک های هیگروسکوپیک به دلیل جذب رطوبت متورم می شوند. به عنوان مثال، هنگامی که محتوای آب نایلون 610 3 درصد است، افزایش ابعاد آن 2 درصد است. هنگامی که محتوای آب نایلون 66 تقویت شده با الیاف شیشه 40 درصد است، افزایش ابعاد 0.3 درصد است. اما نقش اصلی انقباض شکل دهنده است.

در حال حاضر، روش تعیین نرخ انقباض پلاستیک های مختلف (تشکیل انقباض به اضافه پس انقباض) به طور کلی مفاد DIN16901 در استاندارد ملی آلمان را توصیه می کند. یعنی تفاوت اندازه حفره قالب در 0.1±23 درجه و اندازه قطعه پلاستیکی مربوطه در شرایط دمای 23 درجه و رطوبت نسبی 50±5 درصد پس از قرار دادن اندازه گیری می شود. برای 24 ساعت پس از تشکیل محاسبه می شود.

نرخ انقباض S با فرمول زیر نشان داده می شود: S={(DM)/D}×100 درصد (1)

در میان آنها: S - انقباض. د - اندازه قالب؛ M - اندازه قطعه پلاستیکی.

اگر حفره قالب با توجه به اندازه قطعه پلاستیکی شناخته شده و نرخ انقباض مواد محاسبه شود، D=M/(1-S) است. به منظور ساده کردن محاسبات در طراحی قالب، به طور کلی از فرمول زیر برای محاسبه اندازه قالب استفاده می شود:

D=M به علاوه MS(2)

در صورت نیاز به محاسبه دقیق‌تر، فرمول زیر اعمال می‌شود: D=M به علاوه MS به علاوه MS2(3)

با این حال، هنگام تعیین نرخ انقباض، از آنجایی که نرخ واقعی انقباض تحت تأثیر عوامل بسیاری قرار می‌گیرد، فقط می‌توان از یک مقدار تقریبی استفاده کرد، بنابراین محاسبه اندازه حفره با فرمول (2) اساساً الزامات را برآورده می‌کند. هنگام ساخت قالب، حفره با توجه به انحراف پایین تر و هسته با توجه به انحراف بالایی پردازش می شود تا در صورت لزوم بتوان آن را به درستی برش داد.

دلیل اصلی دشواری تعیین دقیق نرخ انقباض این است که نرخ انقباض پلاستیک های مختلف یک مقدار ثابت نیست، بلکه یک محدوده است. از آنجا که نرخ انقباض مواد مشابه تولید شده توسط کارخانه های مختلف یکسان نیست، حتی نرخ انقباض دسته های مختلف از یک ماده مشابه تولید شده توسط یک کارخانه متفاوت است. بنابراین، هر کارخانه فقط می تواند محدوده نرخ انقباض پلاستیک تولید شده توسط کارخانه را در اختیار کاربران قرار دهد. ثانیاً، نرخ انقباض واقعی در طول فرآیند شکل‌دهی نیز تحت تأثیر عواملی مانند شکل قطعه پلاستیکی، ساختار قالب و شرایط شکل‌دهی است. تأثیر این عوامل در زیر توضیح داده شده است.

شکل پلاستیکی

برای ضخامت دیواره قطعات شکل‌گرفته، عموماً به دلیل طولانی‌تر شدن زمان خنک‌شدن دیواره ضخیم، نرخ انقباض نیز بیشتر است، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. برای قطعات پلاستیکی عمومی، زمانی که تفاوت بین ابعاد L در جهت جریان مذاب و بعد W عمود بر جهت جریان مذاب بزرگ است، تفاوت در نرخ انقباض نیز زیاد است. از نقطه نظر فاصله جریان مذاب، افت فشار در قسمت دور از دروازه بزرگ است، بنابراین نرخ انقباض در اینجا نیز بزرگتر از نزدیکی دروازه است. از آنجایی که اشکال دنده ها، سوراخ ها، باس ها و حکاکی ها دارای مقاومت در برابر انقباض هستند، میزان انقباض این قطعات کم است.

ساختار قالب

فرم دروازه نیز در انقباض تاثیر دارد. هنگامی که از یک دروازه کوچک استفاده می شود، سرعت انقباض قطعه پلاستیکی افزایش می یابد زیرا دروازه قبل از پایان فشار نگهدارنده جامد می شود. ساختار مدار خنک کننده در قالب تزریق نیز کلیدی در طراحی قالب است. اگر مدار خنک کننده به درستی طراحی نشود، اختلاف انقباض به دلیل دمای ناهموار قطعات پلاستیکی رخ می دهد و نتیجه آن خارج شدن یا تغییر شکل قطعات پلاستیکی است. در قسمت دیواره نازک، تأثیر توزیع دمای قالب بر میزان انقباض آشکارتر است.

شرایط شکل گیری

دمای بشکه: زمانی که دمای بشکه (دمای پلاستیک) بالا باشد، انتقال فشار بهتر انجام می شود و نیروی انقباض کاهش می یابد. با این حال، هنگامی که یک دروازه کوچک استفاده می شود، به دلیل پخت زودهنگام گیت، نرخ انقباض همچنان زیاد است. برای قطعات پلاستیکی با دیواره ضخیم، حتی اگر دمای بشکه بالا باشد، انقباض همچنان زیاد است.

تغذیه: در شرایط شکل دهی، تغذیه به حداقل می رسد تا ابعاد قطعه پلاستیکی ثابت بماند. با این حال، تغذیه ناکافی قادر به حفظ فشار نخواهد بود و همچنین باعث افزایش نرخ انقباض خواهد شد.

فشار تزریق: فشار تزریق عاملی است که تأثیر زیادی بر میزان انقباض، به ویژه فشار نگه داشتن پس از پر شدن دارد. به طور کلی، زمانی که فشار زیاد است، به دلیل چگالی بالای مواد، میزان انقباض کم است.

سرعت تزریق: سرعت تزریق تاثیر کمتری بر انقباض دارد. با این حال، برای قطعات پلاستیکی با دیواره نازک یا دروازه های بسیار کوچک، و در هنگام استفاده از مواد تقویت شده، نرخ انقباض در هنگام افزایش سرعت تزریق کم است.

دمای قالب: معمولاً وقتی دمای قالب بالاتر است، سرعت انقباض بیشتر است. اما برای قطعات پلاستیکی جدار نازک، زمانی که دمای قالب بالا است، مقاومت جریان مذاب کم است و میزان انقباض آن کم است.

چرخه شکل دهی: چرخه شکل دهی ارتباط مستقیمی با نرخ انقباض ندارد. البته باید توجه داشت که وقتی چرخه شکل دهی تسریع می شود، دمای قالب، دمای مذاب و ... نیز باید تغییر کند که این نیز بر تغییر انقباض تاثیر می گذارد. در تست مواد باید طبق چرخه شکل دهی تعیین شده توسط خروجی مورد نیاز فرم دهی شود و ابعاد قطعات پلاستیکی بررسی شود.

نمونه ای از آزمایش انقباض پلاستیک با استفاده از این قالب به شرح زیر است. دستگاه تزریق: نیروی بستن 70t قطر پیچ Φ35mm سرعت پیچ 80دور در دقیقه شرایط قالب‌گیری: حداکثر فشار تزریق 178MPa دمای بشکه 230(225-230-220-210) درجه 240({ {7}}) درجه 250(245-250 -240-230) درجه 260(225-260-250-240) درجه سرعت تزریق 1425px3/s زمان تزریق 0.{15}}.52 ثانیه زمان نگهداری فشار 6.0 ثانیه زمان خنک کننده 15.0 ثانیه

ابعاد قالب و تحمل های ساخت

علاوه بر ابعاد اصلی محاسبه شده با فرمول D=M(1 به علاوه S)، ابعاد ماشینکاری حفره و هسته قالب نیز دارای مشکل تحمل ماشینکاری هستند. طبق قرارداد، تحمل ماشینکاری قالب 1/3 تحمل قطعه پلاستیکی است. با این حال، به دلیل تفاوت در دامنه و پایداری انقباض پلاستیک، ابتدا باید تحمل ابعادی قطعات پلاستیکی تشکیل‌شده توسط پلاستیک‌های مختلف منطقی شود. به عبارت دیگر، تحمل ابعادی قطعات قالب‌گیری شده پلاستیکی به دلیل دامنه نرخ انقباض بزرگتر یا پایداری نرخ انقباض ضعیف‌تر باید بیشتر باشد. در غیر این صورت، ممکن است تعداد زیادی ضایعات خارج از تحمل وجود داشته باشد.

برای این منظور، کشورها به طور ویژه استانداردهای ملی یا استانداردهای صنعتی را برای تحمل ابعادی قطعات پلاستیکی تدوین کرده اند. چین همچنین استانداردهای حرفه ای در سطح وزیران را تدوین کرده است. اما اکثر آنها تحمل ابعادی مربوط به حفره قالب را ندارند. در استاندارد ملی آلمان، استاندارد DIN16901 برای تحمل ابعاد قطعات پلاستیکی و استاندارد DIN16749 برای تحمل ابعاد حفره قالب مربوطه به طور ویژه فرموله شده است. این استاندارد نفوذ زیادی در جهان دارد، بنابراین می توان از آن به عنوان مرجعی برای صنعت قالب های پلاستیکی استفاده کرد.

در مورد تلورانس ابعادی و انحراف مجاز قطعات پلاستیکی

به منظور تعیین منطقی تحمل ابعادی قطعات پلاستیکی تشکیل‌شده توسط مواد با ویژگی‌های انقباض متفاوت، اجازه دهید استاندارد مفهوم شکل‌گیری اختلاف انقباض △VS را معرفی کند. △VS=VSR_VST(4)

در فرمول: VS-شکل گیری اختلاف انقباض VSR-قالب گیری انقباض در جهت جریان مذاب VST-شکل گیری انقباض در جهت عمود بر جریان مذاب.

مشخصات انقباض پلاستیک های مختلف با توجه به مقدار ΔVS پلاستیک ها به 4 گروه تقسیم می شود. گروهی که کمترین مقدار △VS را دارد، گروه با دقت بالا است و به همین ترتیب، گروهی که بیشترین مقدار △VS را دارد، گروه با دقت پایین است. فناوری دقیق، گروه های تلورانس 110، 120، 130، 140، 150 و 160 با توجه به ابعاد اولیه تهیه می شود. مقرر شده است که تلورانس های ابعادی قطعات پلاستیکی با پایدارترین ویژگی های انقباض را می توان از گروه های 110، 120 و 130 انتخاب کرد. برای تلورانس های ابعادی قطعات قالب گیری پلاستیکی با ویژگی های انقباض نسبتاً پایدار از 120، 130 و 140 استفاده کنید.

در صورتی که تلورانس ابعادی این نوع قطعات پلاستیکی فرم دهنده به صورت 110 گروهی انتخاب شود، ممکن است تعداد زیادی قطعات پلاستیکی خارج از تحمل تولید شود.

تلورانس ابعادی قطعات پلاستیکی با مشخصات انقباض ضعیف از گروه های 130، 140 و 150 انتخاب شده است. تلورانس ابعادی قطعات پلاستیکی با بدترین ویژگی های انقباض از گروه های 140، 150 و 160 انتخاب شده است. همچنین باید به نکات زیر توجه کرد. هنگام استفاده از این جدول تحمل تلورانس های کلی در جدول برای تلورانس های ابعادی استفاده می شود که تلورانس ها را مشخص نمی کنند. تلورانس هایی که مستقیماً انحرافات را برچسب گذاری می کنند، مناطق تحملی هستند که برای برچسب گذاری ابعاد قطعات پلاستیکی استفاده می شوند.

انحرافات بالا و پایین را می توان توسط طراح تعیین کرد. به عنوان مثال، اگر ناحیه تحمل {{0}}.8 میلی متر باشد، انحرافات مختلف بالا و پایین زیر را می توان انتخاب کرد. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5، و غیره. دو مورد وجود دارد مجموعه ای از مقادیر تحمل، A و B، در هر گروه تحمل. از جمله A اندازه ای است که از ترکیب قطعات قالب تشکیل می شود که خطای ناشی از عدم چسبندگی قطعات قالب را افزایش می دهد. این افزایش 0.2 میلی متر است. که در آن B ابعادی است که مستقیماً توسط قسمت قالب تعیین می شود. فناوری دقیق مجموعه ای از مقادیر تحمل است که به ویژه برای قطعات پلاستیکی با نیازهای دقت بالا ایجاد شده است. قبل از استفاده از تلرانس قطعات پلاستیکی، ابتدا باید بدانید که کدام گروه های تحمل برای پلاستیک مورد استفاده قابل اعمال هستند.

تلورانس های ساخت قالب

استاندارد ملی آلمان استاندارد DIN16749 را از تلورانس تولید قالب مربوطه برای تحمل قطعات پلاستیکی فرموله کرده است. در این جدول 4 تلورانس وجود دارد. صرف نظر از جنس قطعات پلاستیکی، تلورانس های تولید قالب که تلورانس ابعادی را نشان نمی دهند، از تلورانس شماره سریال 1 استفاده می کنند. مهم نیست که چه نوع ماده ای، تحمل تولید قالب با اندازه دقت متوسط ​​قطعه پلاستیکی، تحمل شماره سریال 2 است. مهم نیست که چه نوع ماده ای، تحمل تولید قالب با دقت بالاتر ابعاد قطعه پلاستیکی است. تلورانس شماره سریال 3. تحمل مربوط به ساخت قالب مربوط به فناوری دقیق، تحمل شماره سریال 4 است.

تحمل معقول قطعات پلاستیکی مواد مختلف و تلورانس های تولید قالب مربوطه را می توان به طور منطقی تعیین کرد، که نه تنها ساخت قالب را راحت می کند بلکه باعث کاهش ضایعات و بهبود کارایی اقتصادی می شود.