-
قالب‌هاي تزريق پلاستيك
آشنايي با تكنيك راهگاه گرم در قالب‌هاي تزريق پلاستيك
(hot runner system)
مقدمه
ديده نشدن محل تزريق در يك قطعه پلاستيك به ظاهر توقعي كم اهميت تلقي مي گردد كه در عمل بهيچوجه امكان پذير نيست. بالاخره هر قطعه‌اي در جايي مي بايست تزريق شود. امروزه موقعيت دقيق نقاط تزريق با كمك محاسبات عددي و كامپيوتري با دقت بالا قابل تعيين است. از طرف ديگر انتخاب سيستم‌هاي راهگاهي استاندارد مناسب با كمك منابع و اطلاعات فني فروش شركت‌هايي از قبيل hasco با سهولت بيشتري صورت مي گيرد. مشتري چنين شركت‌هايي هم به روش مرسوم و هم بروي سيستم‌هاي نرم افزاري cad مي تواند قطعات استاندارد را با در نظر گرفتن معيارهاي توليد و مواد اوليه خاص هر قطعه در طرح قالب بررسي و نهايتاً استفاده كند.
سيستم‌هاي راهگاهي استاندارد شامل طيف گسترده‌اي از طرح‌هاي متنوع از بوش‌هاي تزريق براي راهگاههاي ميله‌اي متداول تا نازل‌هاي پنوماتيكي و مجموعه كامل سيستم راهگاه گرم با كنترل مثبت يك شير سوزني را دربر مي گيرد.
-
سيستم راهگاه گرم
واژه راهگاه گرم به معناي الماني مجزا در داخل قالب‌هاي تزريق پلاستيك است كه از واحد تزريق ماشين تا حفره (كويتي) قالب امتداد دارد اين المان در واقع مشابه يك سيلندر تزريق مي باشد كه تا حد ممكن عايقكاري شده است.
بدين وسيله مذاب مواد ترموپلاست بصورت همدما (ايزوترم) تا نزديكي يا مستقيم به داخل حفره قالب هدايت مي شود. در چنين شرايطي، امكان توليد قطعات بدون راهگاه و يا ضايعات فراهم مي گردد كه خود مزيتي اساسي براي توليد انبوه بشمار مي آيد.
قطعات بزرگ تزريقي نظير داشبورد يا سپر اتومبيل، محفظه كامپيوتر و ديگر قطعات مشابه عملاً بدون هدايت چند جانبه مذاب از طريق سيستم راهگاه گرم قابل توليد نيستند. با استفاده از چند اتصال تزريق به قالب‌هاي بزرگ جريان مذاب داخل حفره قالب مسير كوتاهتري طي مي كند. از طرف ديگر، مي توان ضخامت ديواره‌هاي داخلي قطعه را به حداقل كاهش داد. ديواره‌هاي نازك و ظريف اين مزيت را دارند كه زمان خنك شدن قطعه را كم كرده و از همين طريق كل زمان سيكل توليد كاهش مي يابد. مزيت ديگر در چنين طرح‌هايي، كاستن از وزن قطعه تزريق است كه به دليل قيمت نسبتاً بالاي مواد ترموپلاست، به ميزان قابل توجهي در هزينه‌هاي مواد اوليه صرفه جويي مي شود.
-
راهگاه گرم چيست؟
·راهگاه گرم يك مجموعه مكانيكي مجزا داخل قالب تزريق پلاستيك مي باشد.
·بشكل ساده‌اي مي توان آنرا بعنوان امتداد نازل تزريق ماشين در نظر گرفت.
·وظيفه راهگاه گرم انتقال جرم پلاستيك مذاب بدون هيچگونه افت حرارتي و آسيب به داخل حفره (كويتي) قالب است.
دلايل استفاده از سيستم راهگاه گرم:
·تزريق مستقيم.
·هزينه‌هاي بالاي مواد اوليه و لزوم صرفه جويي در آن.
·كاهش هزينة عمليات تكميلي بعد از تزريق.
·توليد انبوه قطعات كوچك
·توليد قطعات بزرگ با كانال‌هاي طولاني جريان مواد.
·كاهش زمان سيكل توليد.
·حفاظت محيط زيست و مشكل تجزيه ضايعات حاصل از تزريق.
·بكارگيري قالب روي ماشين هاي تزريق كوچكتر.
·ساخت قالب‌هاي طبقه‌اي.
-
معيارهاي تصميم گيري براي انتخاب سيستم راهگاه گرم:
براي آنكه بتوان جهت يك كاربرد خاص، سيستم راهگاه گرم مناسبي انتخاب كرد، مي بايست بروشني از مزايا و معايب چنين مكانيزم‌هايي در حين كار متداول مطلع بود.
اين سيستم‌ها به تفكيك مي بايست بنوعي با پارامترهاي ذيل قابل عرضه باشند:
·تنوع گرانروي (ويسكوزيته) مواد تزريقي.
·امكان استفاده و مجاورت با مواد پايدار كننده .
·تغيير رنگ
·كار با ولتاژ 220 يا ولتاژ پايين.
·گرمايش داخلي يا خارجي.
·هدايت گرمايي
·قابليت تحويل سريع سيستم راهگاهي، خدمات پس از فروش و حضور بين المللي سازنده سيستم.
قالب‌هاي مجهز به راهگاه گرم:
از نظر كاربران، اين سيستم ها به چند زير گروه اصلي قابل تفكيك هستند كه عبارتند از :
·گرمايش داخلي
·گرمايش خارجي
·تركيبي
·سيستم‌هاي غير كنترل شده
·سيستم‌هاي كنترل شده
-
سيستم‌هاي گرمايش داخلي – خارجي
سيستم‌هاي گرمايش داخلي در مقايسه با نوع خارجي آن بدليل جرم دقيق‌تر ماده مذاب در كانال هاي مقسم و سوزني تزريق قطعه، داراي افت فشار بيشتري هستند. اين مكانيزم را بسادگي نمي‌توان متعادل نمود و در پارامتر انتقال حرارت تنها با گرم‌كن هاي كارتريجي نصب شده داخل قالب قابل مقايسه مي‌باشند. هر چند پيشرفت‌هايي نيز در ساخت اين سيستم ها و كسب چگالي‌هاي حرارتي متفاوت در گرم كن‌هاي كارتريجي از جمله ريخته‌گري مستقيم مبدل‌هاي حرارتي و سوزني‌ها از جنس مس بدست آمده است، اما با همه اينها محدوديت‌هايي هم چنان وجود دارد.
مزاياي سيستم‌هاي گرمايش داخلي عبارتند از:
·قيمت مناسب
·قابليت ساخت قطعات با خلل و فرج بسيار ريز و ظريف
·امكان ساخت قالب با هزينه معقول
·قابليت ساخت مقاطع
مزاياي سيستم‌هاي گرمايش خارجي نيز شامل موارد ذيل مي‌شوند:
·قابليت هدايت گرمايي دقيق.
·حداقل افت فشار.
·امكان متعادل نمودن فرآيند.
·امكان تغيير رنگ سريع
·در اين سيستم ها مرز مشخصي ميان مواد سيال و آن بخش از مواد كه ذوب نشده اند وجود ندارد.
-
سيستم هاي تركيبي (گرمايش داخلي – خارجي)
اين مكانيزم در پي تلفيق مزاياي سيستم‌هاي گرمايش داخلي با نوع خارجي آن هستند. به همين خاطر در اينجا كانال هاي مقسم سيستم گرمايش خارجي با سوزني‌هاي تزريق سيستم گرمايش داخلي يكجا ديده مي‌شود.
مزاياي اين گروه عبارتست از :
·امكان ساخت قطعات با برجستگي‌ها و سوراخ‌هاي كوچك.
·افت فشار كم در صفحه مقسم
·قابليت متعادل نمودن مخلوط جامد – مذاب در مقسم
·هدايت گرمايي خوب
·مقاطع راهگاهي كوچك قابل اجرا مي‌باشند.
سيستم هاي كنترل شده و غير كنترلي
برتري سيستم هاي كنترل شده در مقايسه با سيستم هاي غير كنترلي صرفا در اين نكته است كه به كاربر ، يك دماي معين و تحت كنترل را نشان مي دهد. يك سيستم تحت كنترلي تنها دماي جريان اصلي مواد را نمايش مي‌دهد. بدون در نظر گرفتن ديگر تغييرات موجود در سيستم كه مي‌تواند ناشي از موارد ذيل باشد:
·وجود نقاط بيش از حد داغ در جريان مواد
·خميدگي و انتهاي اضافي در المان هاي حرارتي و نظاير آن.
حتي در ساعت بيكاري ماشين تزريق در زماني كه كلمپ‌هاي قالب فعال هستند سيستم كنترل شده بر اثر كار كردن سيستم قدرت ماشين گرم مي‌شود اما بدون بازخور از مقدار اين گرما كه مي تواند بسيار هم ناچيز باشد. اين امر از نظر حرارتي اثر مخربي بر مواد بسيار حساس در برابر دما خواهد داشت.
يك سيستم رگوله دما را براي يك مقدار تنظيم شده ثابت نگاه داشته و از تغييرات دمايي اطراف تاثير بسيار كمي مي‌پذيرد. بنحوي كه مواد از نظر حرارتي دچار آسيب نمي‌شوند. براي كار با مواد پليمري با محدوده دمايي باريك مي‌بايست از سيستم هاي رگوله شده (كنترل ثابت) استفاده نمود.
توجه :
از آنجا كه تعويض يك سيستم راهگاه گرم اگر نگوئيم غير ممكن اما كاري شاق در يك قالب تزريق به حساب مي‌آيد. پس مي‌بايد در انتخاب اين سيستم بيش از گذشته توجه و دقت نمود.
