فشار پشت مارپیچ چیست؟

فشار پشت مارپیچ چیست؟

شاید بتوان گفت آن چه صنایع تزریق را صنایع اکستروژن در ناحیه مارپیچ متفاوت می سازد فشار در ناحیه پشت مارپیچ است . البته تفاوت های دیگر از جمله طول و طراحی و نسبت طول به قطر مارپیچ نیز می تواند شامل بشود بنابراین فشار پشت مارپیچ ، یکی از عوامل تعیین کننده در کیفیت قطعه تولیدی می باشد . 

نمودار PVT

نمودار PVT
یک تاریخچه ایده ال فشار برای حفره قالب شامل ۴ مرحله است که در نمودار زیر نشان داده شده است: پر شدن (filling)، فشرده شدن (packing)، سرد شدن (cooling) و خروج قطعه (part ejection)

با استفاده از سابقه میانگین درجه حرارت و فشار وارد شده بر حفره های قالب یک دیاگرام PVT مانند شکل زیر بدست می آید. 

انواع فشار در ماشین قالبگیری تزریقی

انواع فشار در ماشین قالبگیری تزریقی

در فرایند قالبگیری تزریقی از فرایندهای تزریقی گاهی به عنوان فرایندهای فشاری- تزریقی بیان شده است. دلیل اینگون هنامگذاری این است که برخی از مراحل عملیاتی این فرایند فقط تحت تاثیر فشار مناسب انجام پذیر است. فشارهای ضروری در فرایندهای قالبگیری تزریقی به ترتیب زیر است:

۱-      فشار تزریق

۲-      فشار پشت تزریق (holding pressure)

۳-      فشار برگشت یا فشار پشت مارپیچ (back pressure) 

چرخه تولید در قالبگیری تزریقی

چرخه تولید در قالبگیری تزریقی  به سه مرحله مجزا تقسیم می گردد:

۱- نرم شدن مواد (plastication)
این مرحله در واحد تزریق انجام می گردد.  سرعت جریان مواد پلیمری توسط شرایط فرایندی مواد در هنگام نرم شدگی کنترل می گردد. عملکردی از پارامترهای رئولوژی مواد، دمای بدنه سیلندر تزریق (barrel) و مقدار share ، فشار عقب (back pressure) و سرعت اسکرو در این فرایند تاثیر دارند. هدف اصلی در این مرحله تولید ماده مذاب هموژن برای مرحله بعدی است که ماده وارد قالب می گردد. پارامترهایی که در این مرحله نرم شدگی مواد تاثیر دارند شامل دمای سیلندر، دمای پشت اسکرو و فشار پشت است. 

اشتباهات معمول در انتخاب ماشین قالبگیری تزریقی

اگر شما ماشین قالب گیری تزریق پلاستیک را درست انتخاب کنید شما قادر به تولید قطعات با کیفیت مداوم و سودآوری مناسب خواهید بود. همچنین این کمک خواهد کرد که شما هزینه های خود را پایین نگه داشته و توان رقابتی بیشتری را  ایجاد کنید. شما قادر خواهید بود قطعات بیشتر را به فروش برسایند که باعث کسب پول بیشتر و در عین حال ایجاد شهرت به عنوان یک تولید کننده با کیفیت خواهد شد.

حتی بهتر از آن، شما دارای مشتریان وفادارتری در دراز مدت خواهید بود.

چگونه هزینه های خود را در حد کم حفظ کنیم:

•  به حداقل رساندن ضایعات (تنظیم هدف <1٪)
•  کاهش مصرف انرژی در تمام ماشین های قالب گیری تزریقی
•  چرخه تولید سریعتر
•  کاهش خرابیهای بدون برنامه ریزی ماشین آلات – (بدون خرابی)

انتخاب درست ماشین قالب گیری تزریق پلاستیک شما را به همه اهداف بالا می رساند.

اشتباهات معمول در انتخاب ماشین قالبگیری تزریقی

اشتباه اول: خرید ماشینی که کار نمی کند.

فاکتور کلیدی در خرید ماشین دسته دوم اینست که ماشین قبل از خرید کاملا بازرسی شود و قبل از خرید کاملا تست شود.

اشتباه دوم: انتخاب اسکرو با ابعاد بزرگ

اسکروی با ابعاد برزگ باعث مشکلات کیفی در قطعه و باعث تخریب مواد می شود. زمانیکه مقدار تزریق مواد (shot size) کم با اسکرویی بزرگ انجام می شود، مواد پلاستیکی مدت زمان زیادی را در سیلندر دستگاه می گذرانند و توسط دیواره سیلندر در مقایسه با زمانیکه مقدار تزریق مواد زیاد است، حرارت بیشتری می ببنند. بطور مشابه، تخریب مواد در زمانیکه shot size کمتر از ۱۵% ماکزیمم shot size واحد تزریق باشد، رخ می دهد.

مشکل دیگر با اسکروی بزرگ، نیروی برشی زیادایجاد شده در طی چرخش اسکرو می باشد، که می تواند باعث تخریب ماده و تولید قطعه ضایعاتی گردد. 

تبین فرایند قالبگیری تزریقی

در قالبگیری تزریقی قالب و ماده مذاب شده در دو ناحیه متفاوت از یکدیگر قرار دارند. ناحیه ذوب ماده یعنی سیلندری که دارای دمایی در سطح دمای ذوب ماده است. در طرف دیگر، قالب به اندازه کافی سرد نگه داشته می شود تا ماده سریع سرد شود و از قالب خارج گردد ( در مواد گرما نرم) یا گرم نگه داشته می شود تا ماده شبکه ای شود (در مواد گرما سخت). ماده مذاب به داخل قالب (تثبیت شده توسط کلمپ ها) تزریق می گردد. در ماشین قالبگیری تزریقی،واحد کلمپینگ که حاوی قالب و واحد تزریق است یکپارچه هستند. 

مقدمه ای بر قالبگیری تزریقی

قالبگیری تزریقی یکی از عمومی ترین فرایندهایی است که برای تولید قطعات پلاستیکی استفاده می شود. این فرایند، فرایندی متناوب از پر شدن سریع قالب و سرد شدن و خروج قطعه است. گستره ای وسیع از مواد پلاستیکی و غیر پلاستیکی می تواند بعنوان ماده اولیه آن مورد استفاده قرار بگیرد. اما ماشین برای استفاده از نوع ماده مورد نظر باید ساخته شود. 

نیروی قفل قالب (clamping force)

نیروی قفل قالب (clamping force)

نیروی قفل قالب (F1) نیرویی است که قالب با آن باز و بسته می شود و نیروی نگه دارنده قالب (F2) نیرویی است که باید مانع از باز شدن قالب بسته در برابر فشارهایی مانند فشار مذاب بر سطح (Fm) فشار تزریق بر سطح (Fs) و فشار پس از تزریق (Fn) گردد.

بنابراین حداقل نیروی قفل گیره (F3) برای بسته شدن قالب نیرویی خواهد بود که بتواند نیروهای حاصل از نیروهای Fn، Fm، Fs و F1 را خنثی کند.

 

چگونه ماشین قلبگیری تزریقی انتخاب کنیم؟

فرایند انتخاب ماشین تزریق

برای انتخاب ماشین تزریق بهتر است قبل از آن موارد زیر را تعیین کنید:

1. قطعات برای قالبگیری را بشناسید.
2. نوع ماشین را انتخاب کنید: هیدرولیکی، الکتریکی یا هیبریدی
3. تناژ مورد نیاز برای کلمپ را محاسبه کنید.
4. اندازه واحد تزریق را محاسبه کنید.

در زیر به این موارد اشاره خواهد شد. 

تعاریفی از قالبگیری تزریقی

واحد کلمپینگ (clamping unit): قسمتی از ماشین که قالب در آن قرار می گیرد. این واحد حرکت و نیرو را تامین می کند.

Daylight: ماکزیمم فاصله بین صفحات ثابت و متحرک در دستگا تزریق

پران (Ejector): پرتاب قطعه تولیدی از قالب به بیرون آن. مکانیسم آن در واحد کلمپینگ فعال می گردد.

صفحه ثابت(Fixed platen): صفحه داخلی واحد کلمپینگ که در طی فرایند بسته شدن قالب حرکت نمی کند. این قسمت حاوی سوراخ های پشت بند قالب است.

کلمپ هیدرولیک ((Full) hydraulic clamp): یک واحد کلمپینگ که توسط یک سیلندر هیدرولیکی بکار می افتد و مستقیما به صفحه متحرک متصل است. قالب با بکارگیری فشار مستقیم سیال هیدرولیکی باز یا بسته می شود. این عامل همچنین نیروی لازم برای بسته ماندن قالب در زمان تزریق ماده بدرون قالب را تامین می کند.

سیلندر تزریق (Injection cylinder): قسمتی از واحد تزریق که شامل اسکرو (screw)، نازل (nozzle)، قیف تغذیه (hopper) و هیترها(heaters) است.

اسکرو (Injection screw): انتقال، مخلوط کردن، نرم کردن مواد (plasticizes) و تزریق مواد از قیف تغذیه تا نازل را انجام می دهد.