مواد البناء
يجب اختيار قالب الفولاذ المناسب بناءً على متطلبات التطبيق. بالنسبة للنماذج الأولية، فإن الفولاذ القالب المتصلب غير ضروري. في معظم الحالات، يتم استخدام-الفولاذ أو الألومنيوم المقسى مسبقًا لتقليل التكاليف وتسهيل تعديلات القالب أثناء مرحلة إنشاء النماذج الأولية. يمكن لهذه المعادن الناعمة أيضًا تشكيل قطع اختبار وأجزاء مسبقة الصنع كافية. غالبًا ما يتم استخدام قوالب الفولاذ المقسى مسبقًا (مثل P-20 أو NAKR-55) في القوالب كبيرة الحجم نظرًا لأن تصلب فولاذ القالب غير عملي للتطبيقات الكبيرة.
من أجل كميات إنتاج أكبر، يلزم وجود قالب فولاذي مقوى للقلب والتجويف. S-7، H-13، والفولاذ المقاوم للصدأ 420 هي أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا. S-7 عبارة عن قالب فولاذي ممتاز يمكن استخدامه لعمليات الإنتاج الممتدة. إذا كانت درجات حرارة الذوبان والعفن عالية جدًا مطلوبة، فيجب اختيار الفولاذ H-13. يمكن أيضًا استخدام H-13 لتصنيع مشعبات المجرى الساخن. يتمتع H-13 بدرجة حرارة عالية جدًا ويمكنه تحمل درجات حرارة معالجة العفن العالية جدًا دون التأثير على صلابته.
يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ هو الخيار الأفضل لفولاذ القوالب حيث تكون مقاومة التآكل عالية مطلوبة أو حيث يحدث تكثيف كبير في البيئة. يمكن تصنيع إدخالات تجويف القالب عالي التآكل باستخدام الفولاذ من النوع A2، أو ASP23، أو D-2.
يمكن حماية جميع قوالب الفولاذ من التآكل والتآكل بواسطة نوع من الطلاء. يمكن إصلاح الفولاذ المقاوم للصدأ فقط من خلال اللحام والتصنيع. بالنسبة للفولاذ ذي الطلاء الموجود، لا يمكن الإصلاح إلا بعد إزالة الطلاء. بعد الإصلاح، يجب إعادة تطبيق الطلاء.
صورة
الانتهاء من السطح
يمكن أن يختلف التشطيب السطحي للأجزاء المقولبة وفقًا للمتطلبات الجمالية واحتياجات العملاء والوظيفة. بدءًا من المرآة-مثل اللمسة النهائية شديدة اللمعان- لـ SPI #1 وحتى الأسطح المنسوجة التي يتم تحقيقها من خلال النقش، يمكن لمركبات LNP تحقيق أي نوع تقريبًا من تشطيب سطح الجزء المصبوب. من المهم أن نفهم أن بعض المواد تظهر أداءً محسنًا مع بعض التشطيبات السطحية للقالب. على سبيل المثال، يُظهر مادة البولي بروبيلين خصائص إطلاق أفضل بكثير في القوالب غير اللامعة مقارنة بالقوالب عالية اللمعان. من الصعب الحصول على لمسة نهائية شديدة اللمعان باستخدام راتنجات الحشو العالية-. التنفيس
تعد التهوية جزءًا مهمًا من دورة التشكيل لتعظيم أداء القالب. عندما تدخل مادة اللدائن الحرارية إلى تجويف القالب، يجب طرد الهواء. توجد فتحات التهوية عادة في آخر المناطق المملوءة، بالقرب من خط التماس، وعلى نظام العداء. يمكن للفتحات الإضافية الموزعة حول خط الفراق أن تحسن بشكل كبير أداء التنفيس الإجمالي. يظهر الغاز المتبقي في القالب كعلامات حرق على الجزء المصبوب. القاعدة الأساسية هي أن الغاز الموجود في القالب يجب أن يكون قادرًا على الهروب بنفس معدل دخول البلاستيك إلى التجويف.
يختلف عمق الفراغ اعتمادًا على المادة المستخدمة - بشكل عام، تتطلب اللدائن الحرارية غير المتبلورة عمقًا أكبر للفراغ بسبب لزوجتها العالية.
صورة
تجويف واحد-وتجويف-متعدد
هناك ثلاثة أنواع أساسية من القوالب الأكثر استخدامًا في الصناعة، خاصة بالنسبة للقوالب التي تستخدم مركبات LNP.
النوع الأكثر شيوعًا هو تكوين اللوحتين- للمسار البارد الموضح في الشكل 1. ويتم حقن المادة في الجزء من خلال جلبة المجرى ونظام المجرى. بعد التبريد، يتم إخراج جميع الأجزاء المقولبة (بما في ذلك البوابات والمجاري والذباب). تتم بعد ذلك إزالة الأجزاء، ويتم التخلص من المجاري والأشجار المتبقية أو إعادة تدويرها.
يوضح الشكل 2 قالبًا مكونًا من ثلاث-ألواح مع مجاري باردة. مع هذا التصميم، يتم حقن المواد في تجويف الجزء من خلال نظام الجريان والذرب. بعد التبريد، يتم فتح القالب، وفصل الجزء عن البوابات والمجاري. الجزء يسقط بشكل طبيعي من العدائين. لا تزال هناك حاجة إلى إعادة تدوير المتسابقين والبوابات والأشجار أو التخلص منها.
ويبين الشكل 3 قالب مشعب عداء ساخن يتم تسخينه كهربائيًا. يتم تسخين قنوات مسبار المتشعب والبوابة إلى درجة حرارة ذوبان البوليمر أو بالقرب منها، مما يحافظ على المادة المنصهرة. وهذا يلغي الحاجة إلى التعامل مع النفايات من المجاري والبوابات والأشجار. تعد هذه الأنظمة أكثر تكلفة من تصميمات الألواح-التقليدية أو الثلاث-الألواح التقليدية، ولكنها توفر تحكمًا حراريًا أفضل في المادة وتولد نفايات قليلة.
صورة
عداء ساخن
توفر قوالب المجرى الساخن الكامل، أو القوالب "غير المتدفقة"، العديد من المزايا، ولكنها تتطلب تصميمًا دقيقًا لضمان التحكم المناسب في تدفق الذوبان إلى تجويف القالب. على الرغم من أن القوالب غير المتدفقة لا تولد أي نفايات تقريبًا أثناء عمليات التشكيل، إلا أنها عرضة للمشاكل عند بدء التشغيل، خاصة مع -مركبات LNP شبه البلورية، والتي تكون عرضة للتصلب السريع. المبادئ التي يجب اتباعها تشمل:
• استخدم فقط أنظمة المجرى الساخن المتوازنة جيدًا-والمصممة خصيصًا للتطبيق.
• اعتمادًا على المادة المستخدمة، يمكن تصميم العداء الساخن للسماح بالصب المباشر على الجزء باستخدام لوحة قاعدة البوابة المفتوحة، أو بوابة صمام للقولبة الخالية من البقايا-، أو يمكن وضع البوابة على عداء سطحي صغير.
• يجب أن يوفر مسار العداء الساخن ولوحة القاعدة الساخنة مسار تدفق سلس إلى تجويف القالب ويتم تسخينهما خارجيًا.
• عند استخدام الراتنجات الطويلة المقواة بالألياف الزجاجية، لا يمكن تجنب بقايا البوابة.
• استخدام نظام كامل من شركة تصنيع واحدة للماكينات الساخنة، بدلاً من استخدام مكونات مختلفة من شركات مصنعة مختلفة.
• يعتمد حجم البوابة على كمية ونوع المادة المضافة، وحجم/نسبة الجزء، وسمك الجدار.
• لمزيد من المعلومات حول تصميم المجاري الساخنة، استشر الموظفين الفنيين لمجموعة GE Plastics Group.
2. دليل لطرق تحسين سطح القالب الشائعة في صناعة معالجة البلاستيك
يوفر الجدول أدناه لمشغلي القوالب وصانعي القوالب مجموعة متنوعة من معالجات قوالب الفولاذ الشائعة لتحسين مقاومة التآكل أو مقاومة التآكل. قد توجد حلول أخرى أيضًا.
صورة
3. العدائين، Sprues، والبوابات
البطانات Sprue
عند استخدام القوالب التقليدية، تدخل المادة الساخنة إلى القالب من خلال جلبة الذباب. يقوم نظام العداء بتوجيه المادة عبر البوابة إلى تجويف القالب. يعد التصميم المناسب وحجم جلبة الذباب أمرًا بالغ الأهمية لتوزيع الذوبان بشكل صحيح والإخراج الصحيح للجزء المصبوب. يجب أن يكون قطر الذباب "O" أكبر بنسبة 20% تقريبًا من قطر مخرج الفوهة لمنع انسداد الذباب عند فتح القالب. يظهر الرسم التخطيطي لأبعاد الذباب أدناه. يرتبط البعد "O" أيضًا ارتباطًا وثيقًا بحجم الأجزاء والعدائين. يمكن استخدام البطانات المتدفقة الساخنة بدلاً من البطانات التقليدية. قد تكون التكلفة الأولية للجلبة الساخنة (أو البطانة "الساخنة") أعلى من تكلفة البطانة "الباردة"، ولكنها تقلل بشكل كبير من الهدر لأنها تزيل العداء الذي يمتد على طول كل جزء أو نظام العداء. مع الجلبة الساخنة، يمكن أن يكون التحكم في درجة حرارة الذوبان التي تدخل نظام العداء أكثر دقة.
صورة
تصميم عداء
يجب أن يكون العداءون قصيرين قدر الإمكان لتقليل انخفاض الضغط غير الضروري. يُفضل استخدام مقطع عرضي دائري-. إذا كان يجب وضع العداء في منتصف الطريق في القالب، فاستخدم عداءًا شبه منحرف ذو قاع مستدير. تعتبر المجاري شبه الدائرية والمسطحة غير فعالة ولا ينصح بها. يجب أن يسمح المتسابقون بتدفق المواد بشكل متساوٍ وغير مقيد إلى جزء واحد أو أكثر (في حالة استخدام تجاويف متعددة). عادةً، يجب تقليل قطر العداء بنسبة 20% لكل 90 درجة دوران. يجب أن يؤخذ هذا في الاعتبار عند تصميم نظام العداء. تتراوح أقطار المجرى الدائري عادةً بين 0.125 بوصة - 0.375 بوصة (3.2 - 9.5 ملم). صورة
بوابة |
يجب أن يوفر تصميم البوابة للأجزاء المركبة LNP هوامش تصنيع واسعة دون التسبب في-ضغط القالب. اعتمادًا على نوع البوابة المستخدمة (على سبيل المثال، غواصة، حافة، العروة، وما إلى ذلك)، تتحكم بعض أبعاد البوابة الأساسية في معدل التعبئة، وكمية المواد المتدفقة إلى تجويف القالب، ومعدل تصلب الجزء.
يحدد سمك الجدار حجم البوابة، بينما تحدد هندسة الجزء موقع البوابة على الجزء. هناك ثلاثة أبعاد رئيسية للبوابة: العمق والعرض والوجه. يتم عرض تصميمات محددة لأنواع متعددة من البوابات في الصفحة التالية.
حجم البوابة/الموقع
• الحد الأدنى لحجم البوابة هو 0.040 بوصة (1 مم)، 0.100 بوصة (2.5 مم) لمركبات الألياف الطويلة من Verton - مستديرة أو شبه منحرفة - 50 – سمك الجدار بنسبة 60% (للمركبات البلورية) - 50 – سمك الجدار بنسبة 75% (للمركبات غير المتبلورة)
• من الناحية المثالية، يجب وضع البوابة حيث يكون قسم الجدار أكثر سمكًا - قم بمحاذاة البوابة مباشرة مع الجدار أو الجلبة لمنع الردم و"النفث" (باستثناء مركبات الألياف الطويلة من Verton) - لا يوصى باستخدام بوابات الأنفاق مع مركبات Verton.
