برترین و کامل ترین دوره های آموزشی فارسی

ساخت و تولید قالب تزریق پلاستیک

قابلیت اطمینان و عمرکاری یک قالب تزریق پلاستیک

قابلیت اطمینان و عمرکاری یک قالب تزریق پلاستیک به متریال مورد استفاده در ساخت آن، عملیات حرارتی و فرایندهای ماشینکاری انجام شده بر روی آن بستگی دارد. بهترین انتخاب برای قالب‌های تزریق پلاستیک فولاد است. پس از عملیات حرارتی ممکن است فولاد ترد و شکننده شود، به همین دلیل بهتر است فولاد قبل از ماشینکاری بازپخت یا Aneal شود.

فولادهای متداول موجود در بازار معمولاً حاوی ۰٫۰۶٪ تا ۰٫۱٪ گوگرد هستند. با اینکه وجود گوگرد به انجام راحتتر ماشینکاری کمک می‌کند اما از طرفی افزایش میزان آن معایبی برای ساخت قالب‌های تزریق پلاستیک دارد. فولادهای دارای گوگرد بالا را نمی‌توان به خوبی فولادهای کم گوگرد پولیش کاری کرد. آبکاری (کروم، نیکل) این فولادها به خوبی انجام نمی‌شود. برای تعمیرات به خوبی قابل جوشکاری نیستند و برای فرایندهای شیمیایی مانند Photochemical Etching مناسب نیستند. همچنین روش ماشینکاری EDM یا اسپارک برای فولادهای کم گوگرد مناسب است.

معمولاً پس از عملیات حرارتی، مقداری تغییرات ابعادی یا تغییر شکل در فولادها اتفاق می‌افتد، به همین دلیل توصیه می‌شود از فولادهایی استفاده شود که تمایل کمتری به تغییر شکل پس از عملیات حرارتی دارند.

 برای جلوگیری از تغییر شکل بهتر است از فولادهای پیش سخت شده، فولادهای قابل سختکاری مارتنزیتی و فولادهای Through-hardening استفاده گردد.

فولادهای Case-Hardening (فولادهایی که قابلیت سختکاری پوسته دارند) اکثر خواص مورد نیاز صنعت قالب‌سازی را دارند و به همین دلیل ۸۰٪ سهم فولاد مورد استفاده در این صنعت را به خود اختصاص داده‌است. پوسته سخت این فولادها مقاومت به سایش مورد نیاز را تأمین می‌کند و از طرفی هسته مستحکم و بادوام آن در برابر تنش‌ها و بارگذاری‌ها مقاومت می‌کند.

قالب سازی سریع

معـــــمولا قالب سازی فرایندی طولانی و پرهزینه است که کیفیت بالای مورد نیاز، باعث طولانــی شدن زمان تولید می شود.هدف از ابزار سازی و قالب سازی سریع توانایی تولید نمونه با خواص و ویژگیهای مواد عملکردی، در مدت زمانی کوتاه می باشد. صرف نظر از خواص مـــــــکانیکی ، مواد مدل می توانند شامل ویژگیهای دیگری از قبیل رنگ پذیری، شفافیت، انعطاف پذیری و امثال آن باشند.

قالب سازی سریع را می توان به دو دسته قالبسازی موقت و قالبسازی دائمی که هر کدام شامل روشهای مستقیم و غیر مستقیم می شوند، تقسیم کرد

مهمترین مزایای ابزار سازی سریع عبارتند از:
زمان لازم برای ساخت قالب از چند ماه به چند روز یاهفته کاهش می یابد. هزینه تولید به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.به علت کاهش زمان تولید و هزینه ها، بسیاری از طراحان و مهندسین تمایل دارند قطعات را قبل از تولید انبوه در مرحله طراحی آزمایش کنند و در نتیجه بسیاری از عیوب طراحی از بین می رود.

به دلیل استفاده مستقیم از اطلاعات نرم افزارهای طراحی ، بسیاریاز خطاهای فردی کاهش می یابند.

 ساخت یک قالب تزریق به روش RTV Silicon Rubber
یکی از رایج ترین کاربردهای نمونه سازی سریع در قالبسازی، ساخت قالب به روش RTV Silicon Rubber می باشد. سیلیکون ماده ای گران و پر مصرف است که می توان با قالب گیری آن در اطراف الگوی (مدل) مرجع یک قطعه، به قالب آن دست یافت، این الگوی مرجع توسط یکی از روشهای نمونه سازی سریع ساخته می شود. ریخته گری در خلاء با قالب Silicon Rubberانعطاف پذیرترین روش RT، برای ساخت قطعات پلاستیکی، سرامیکی و فلزی است.

ساخت یک قالب تزریق به روش Ketool3D
در فرآیند Ketool3D از تفت جوشی ذرات پودر فولاد برای ساخت قالب، استفاده می شود. این فرایند، معمولا با طراحی CAD اینسرتهای سنبه و ماتریس قالب تزریق مورد نظر آغاز می شود. مدل CAD اینسرتها، توسط فرایند استریولیتوگرافی یا دیگر فرایندهای RP، به الگوهای سنبه و ماتریس با صافی سطح مناسب، تبدیل می گردد. با ریختن مایع سیلیکونی در اطراف الگوها، قالب سیلیکونی سنبه و ماتریس بدست می آید. سپس درون قالبهای سیلیکونی پودر فلز و چسب ریخته شده و پخت می شود. اینسرتهای سنبه و ماتریس بدست آمده در این مرحله به حالت سبز هستندکه به این منظور آنها را درون کوره قرار می دهند تا چسب بین آنها از بین رود، فضاهای خالی بین ذرات فلزی  با نفوذ مس موجود درکوره پر می شود.
حاصل کار، اینسرتهایی با تقریبا ۷۰% فولاد و ۳۰% مس است، این اینسرتها بعد از ماشینکاری و ایجاد سوراخ پینهای بیرون انداز، درون پایه های قالب محکم می شوند.
زمان هدایت ساخت در این فرایند بین ۴ تا ۶ هفته بوده، و در مقایسه با روشهای سنتی ساخت قالبهای تزریق، هزینه ها حدود ۲۵ تا ۴۵ در صد کمتر می باشد. قالبهای بدست آمده توسط این روش دارای کیفیت و صافی سطح بسیار خوبی هستند.

تفت جوشی مستقیم فلزی DMLS
در روش DMLS   بر روی پودرهای فلزی به طور مستقیم توسط دستگاه تفت جوشی با توان لیزر بسیار بالا کار می شود. معمولا دستگاه برای ساخت اینسرتهای قالب استفاده می شود، اما ساخت قطعات فلزی نیز توسط آن امکان پذیر است. مواد مورد استفاده در فرایند DMLS عبارتند از:
    مواد پایه برنزی که در ساخت قالبهای تزریق استفاده می شود و این قالبها را می توان در ساخت حداکثر ۱۰۰۰ قطعه از جنسهای مختلف استفاده نمود.
    مواد پایه فولادی که در ساخت قالبهای تزریق، جهت تولید ۱۰۰۰۰۰قطعه پلاستیکی، بکار می روند.

 
ساخت یک قالب تزریق به روش DMLS

حدود ۲ هفته به طول می انجامد، در صورتیکه ساخت همین قالب به روش ماشینکاری تقریبا به ۱۰ هفته زمان نیاز دارد. بعلاوه هزینه ساخت قالب به این روش به مراتب کمترمی باشد. قالبها یا قطعات تفت جوشی شده با پودر برنز، پس از تفت جوشی، بمنظور افزایش چگالی، توسط یک رزین عالی نفوذ دهی می شوند. در مورد پودرهای فولادی، فرایند قادر است قطعاتی با چگالی ۹۵% ایجاد نماید، که در این حالت دیگر به نفوذ دهی نیاز نمی باشد. قطعات ساخته شده DMLS ، دارای دقت و صافی سطح خوبی باشند. البته صافی سطح در پودرهای پایه فولادی نیاز به بهبود دارد، علاوه بر اینکه ساخت قطعات فولادی به آهستگی انجام می گیرد.

قالبهای نرم
معمولا از سیلیکون، رزینهای اپوکسی، آلیاژهای نقطه ذوب پایین و شنهای ریخته گریساخته می شوند، و امکان ریخته گری فقط یک نمونه و یا تولید تعداد کمی را فراهم میکنند. در روشهای قالبسازی سخت، که قالب معمولا از فولاد ساخته می شود، امکان تولید تعداد بیشتری قطعه فراهم میشود.قالب سازی مستقیم به معنی ساخت مستقیم ساخت مستقیم قالب ، بوسیله فرایندRPاست. بعنوان مثال در مورد قالب تزریق پلاستیک، حفره های نری و مادگی، راهگاها و سیستم پران، مستقیما با اســـــتفاده از فرایندRPساخته می شود. در قالب سازی غیر مستقیم، فقط الگوی اصلی با استفاده از فـــــــــــــرایندRPساخته می شود، و سپس می توان یک قالب سیلیکونی، رزینی اپوکسی، فلز نقطه ذوب پایین،یا سرامیکی را از الگوی اصلی بدست آورد.

مراحل ساخت قالب سیلیکونی :

 ساخت الگوی اصلی (مرجع) توسط یکی از روشهای RP

 پرداخت و تمیزکاری الگو

 اتصال سیستم راهگاهی به الگو
 قراردادن الگو و سیستم راهگاهی به صورت معلق در جعبه و ریختن سیلیکون مایع در اطراف الگو پخت سیلیکون به منظور جامد سازی ایجاد یک خط جدایش توسط یک چاقوی جراحی وتقسیم قالب به دو نیمه خارج ساختن الگوی مرجع از داخل قالب آماده کردن قالب برای تزریق بوسیله قالبهای Silicon Rubber معمولا می توان حدود ۲۰ قطعه تولید با خواص مکانیکی مشابه ترموپلاستیک های مهندسی نظیر ABS ، PE ، PP و یا لاستیک تولید نمود.

مهمترین ویژگیهای روش قالب سازی سیلیکونی عبارتند از:

ساخت ارزان و سریع قالب، ساخت قالب با آرایش نهایی عالی و قالب استفاده از مواد مختلف. بعلاوه این فرایند هم برای قطعات کوچک و هم برای قطعات بزرگ مناسب است. علاوه بر قالگیری رزین، ماتریسهای (حفره های) سیلیکونی برای قالبگیری تزریقی (فشار پایین) مدلهای ریخته گری دقیق نیز مناسب می باشند.
 

قالب دایکاست
 قالب دایکاست عبارت است از یک قالب دایمی فلزی بر روی یک ماشین ریخته گری تحت فشار،که برای تولید قطعات ریختگی تحت فشار به کار می رود.این قالب دارای یک حفره است که شامل فضای داخلی با کناره ها و ابعاد قطعه مورد ریخته گری می باشد.هدایت کردن فلز مذاب به درون حفره قالب توسط کانالهایی انجام می شود که به آن سیستم مدخل تزریق- راهگاه- گلویی گفته می شود.هر قالب دایکاست از دو قسمت تشکیل شده است تا بتوان قطعه را بعد از انجماد از حفره قالب بیرون آورد.اجزاء قالب دایکاست که با فلز ریختگی مذاب در تماس هستند ،از فولاد گرم کار و یا از آلیاژهای مخصوص نسوز و مقاوم در برابر تغیی دما ساخته می شوند.سایر اجزاء از جنس فولاد غیر آلیاژی با استحکامی متناسب با شرایط داده شده بارگذاری هستند.

همچنین شما میتوانید برترین دوره طراحی قالب های تزریق پلاستیک، به کمک دو پلاگین مولدورکس و اسپلیتورکس در سایت مشاهده کنید.جهت ورود به صفحه دوره طراحی قالبهای تزریق پلاستیک کلیک کنید.