طراحی قالب پلاستیکی چیست؟

قالب پلاستیک در پردازش پلاستیک جایگاه بسیار مهمی را اشغال می کند، سطح طراحی قالب و ظرفیت تولید نیز نشان دهنده استاندارد صنعتی یک کشور است.در سال های اخیر، تولید قالب قالب پلاستیکی و سطح توسعه بسیار سریع است، راندمان بالا، اتوماسیون، بزرگ، دقت، عمر طولانی قالب نسبت فزاینده ای از موارد زیر را از طراحی قالب، روش های پردازش، تجهیزات پردازش تشکیل می دهد. درمان سطح و جنبه های دیگر به طور خلاصه وضعیت توسعه قالب.

روش های قالب گیری پلاستیک و طراحی قالب

قالب گیری به کمک گاز، قالب گیری به کمک گاز فناوری جدیدی نیست، اما در سال های اخیر توسعه سریع و ظهور برخی از روش های جدید وجود داشته است.تزریق به کمک گاز مایع یک مایع قابل تبخیر ویژه است که از قبل گرم شده است که از اسپری به مذاب پلاستیک تزریق می شود، مایع در حفره قالب گرم می شود و با تبخیر منبسط می شود، محصول را توخالی می کند و مذاب را به سطح حفره قالب فشار می دهد. برای هر نوع ترموپلاستیک قابل استفاده است.تزریق به کمک گاز ارتعاشی، اعمال انرژی ارتعاشی به مذاب پلاستیک با نوسان گاز فشرده محصول برای دستیابی به هدف کنترل ریزساختار محصول و بهبود عملکرد محصول است.برخی از تولیدکنندگان گاز مورد استفاده در قالب گیری به کمک گاز را به محصولات نازک تر تبدیل می کنند و همچنین محصولات توخالی بزرگ تولید می کنند.

قالب قالب‌گیری فشاری، دو یا چند کانال را در اطراف حفره قالب باز کنید و با دو یا چند دستگاه تزریق یا پیستون متصل کنید که می‌توانند به جلو و عقب حرکت کنند، قبل از اینکه مذاب پس از تزریق عمل کند، پیچ یا پیستون دستگاه تزریق به جلو و عقب حرکت می‌کند. برای فشار دادن و کشیدن مذاب در حفره، این فناوری را فناوری نگه‌داری فشار دینامیکی می‌نامند، هدف آن جلوگیری از مشکل تشکیل محصولات ضخیم با روش‌های قالب‌گیری سنتی انقباض زیادی خواهد داشت.

قالب گیری فشار بالا محصولات پوسته نازک، محصولات پوسته نازک عموماً محصولات با نسبت فرآیند طولانی هستند، قالب دروازه چند نقطه ای بیشتر، اما چند نقطه ای در ریختن باعث مذاب می شود، برای برخی از محصولات شفاف اثر بصری آن را تحت تاثیر قرار می دهد، تک نقطه ای در ریختن و پر کردن حفره آسان نیست، بنابراین می توانید از فناوری قالب گیری فشار بالا برای قالب گیری استفاده کنید، مانند نیروی هوایی ایالات متحده، کابین خلبان هواپیمای جنگنده F16 با این فناوری تولید می شود، این فناوری را برای تولید شیشه جلوی کامپیوتر شخصی اتخاذ کرده است. ، فشار تزریق قالب گیری با فشار بالا به طور کلی بیش از 200MPA است، بنابراین مواد قالب باید مدول یانگ بالا با استحکام بالا را انتخاب کند، فقط قالب گیری فشار بالا کلید کنترل دمای قالب است، علاوه بر توجه به قالب اگزوز حفره باید صاف باشد.در غیر این صورت، تزریق با سرعت بالا منجر به اگزوز ضعیف می شود و پلاستیک را می سوزاند.

قالب دونده داغ: در قالب چند حفره استفاده بیشتر و بیشتر از فناوری دونده داغ، پویایی آن در فناوری بخش برجسته از فناوری قالب است.این بدان معنی است که جریان پلاستیک توسط یک دریچه سوزنی تنظیم می شود که می تواند برای هر دروازه به طور جداگانه برای زمان تزریق، فشار تزریق و سایر پارامترها تنظیم شود و به تضمین کیفیت متعادل و بهینه تزریق اجازه می دهد.یک سنسور فشار در کانال جریان به طور مداوم سطح فشار را در کانال ثبت می کند، که به نوبه خود اجازه می دهد تا موقعیت دریچه سوزن کنترل شود و فشار مذاب تنظیم شود.

قالب‌های قالب‌گیری تزریقی هسته: در این روش، یک هسته ذوب‌پذیر ساخته شده از آلیاژی با نقطه ذوب پایین، به عنوان درج برای قالب‌گیری تزریقی در قالب قرار می‌گیرد.سپس با گرم کردن محصول حاوی هسته ذوب، هسته ذوب‌پذیر حذف می‌شود.این روش قالب‌گیری برای محصولاتی با شکل‌های توخالی پیچیده، مانند لوله‌های نفت یا لوله‌های اگزوز خودروها و سایر قطعات پلاستیکی توخالی به شکل پیچیده استفاده می‌شود.سایر محصولات قالب گیری شده با این نوع قالب عبارتند از: دسته راکت تنیس، پمپ آب خودرو، پمپ آب گرم گریز از مرکز و پمپ روغن فضاپیما و ....

قالب‌های قالب‌گیری تزریقی/تراکمی: قالب‌گیری تزریقی/فشردهی می‌تواند تنش کم ایجاد کند.خواص نوری محصولات خوب، فرآیند عبارتند از: بسته شدن قالب (اما قالب ثابت پویا به طور کامل بسته نمی شود و شکافی برای فشرده سازی بعدی باقی می ماند)، تزریق مذاب، بسته شدن قالب ثانویه (یعنی فشرده سازی به طوری که مذاب در قالب فشرده می شود. قالب)، خنک کردن، باز کردن قالب و قالب گیری.در طراحی قالب باید توجه داشت که از آنجایی که قالب در ابتدای بسته شدن قالب کاملا بسته نمی شود، ساختار قالب باید طوری طراحی شود که از سرریز شدن مواد در حین تزریق جلوگیری شود.

قالب چند لایه: حفره های متعدد به جای حفره های متعدد در همان صفحه به صورت همپوشانی در سمت بسته قرار گرفته اند که می تواند به قابلیت پلاستیک سازی دستگاه تزریق کاملاً بازی کند و این نوع قالب به طور کلی در قالب های رانر داغ استفاده می شود که می تواند راندمان را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

قالب تزریق محصولات لایه: قالب گیری تزریقی محصولات لایه هر دو ویژگی قالب گیری اکستروژن و قالب گیری تزریقی، می تواند به هر ضخامتی از مواد مختلف در ترکیب چند لایه محصول دست یابد، ضخامت هر لایه می تواند به کوچکی 0.1 تا 10 میلی متر باشد. به هزاران برسداین قالب در واقع ترکیبی از قالب تزریقی و قالب چند مرحله ای هم اکستروژن است.

قالب‌گیری لغزشی قالب (DSI): این روش می‌تواند محصولات توخالی را قالب‌گیری کند، بلکه انواع محصولات کامپوزیت را نیز قالب‌گیری می‌کند، فرآیند به این صورت است: قالب بسته (برای محصولات توخالی، دو نیمه حفره در موقعیت‌های مختلف قرار دارند)، به ترتیب، تزریق، حرکت قالب به دو نیمه حفره با هم، در وسط تزریق همراه با دو نیمه حفره رزین، این روش قالب گیری محصولات در مقایسه با محصولات قالب گیری ضربه ای، دارای دقت سطح خوب، دقت ابعادی بالا، ضخامت دیواره یکنواخت، طراحی آزادییکنواختی ضخامت دیوار، آزادی طراحی و مزایای دیگر.

قالب آلومینیوم: یک نقطه برجسته در فناوری ساخت پلاستیک استفاده از مواد آلومینیومی است، کوروس عمر قالب پلاستیکی آلیاژ آلومینیوم را توسعه داده است که می تواند به بیش از 300000 برسد، شرکت PechineyRhenalu با پلاستیک تولید آلومینیوم MI-600، عمر می تواند به بیش از 500000 برابر برسد.

تولید قالب

فرز با سرعت بالا: در حال حاضر، برش با سرعت بالا وارد عرصه ماشینکاری دقیق شده است، دقت موقعیت یابی آن به {+25UM} بهبود یافته است، استفاده از بلبرینگ هیدرواستاتیک مایع با دقت چرخشی دوک الکتریکی با سرعت بالا 0.2um یا کمتر. سرعت چرخش ماشین ابزار تا 100.000r/min، استفاده از یاطاقان هیدرواستاتیک هوا با سرعت بالا دوک دوک الکتریکی چرخشی تا 200. سرعت تغذیه سریع 00r/min می تواند به 30 ~ 60m/min برسد.60 متر در دقیقه، در صورت استفاده از راهنمای بزرگ و پیچ توپ و موتور سروو با سرعت بالا، موتور خطی و راهنمای خطی دقیق، سرعت تغذیه حتی می تواند به 60 ~ 120 متر در دقیقه برسد.زمان تغییر ابزار به 1 ~ 2 ثانیه کاهش یافت زبری پردازش آن Ra < 1um.همراه با ابزارهای جدید (ابزارهای فلزی سرامیک، ابزارهای PCBN، ابزارهای ویژه سخت و طلایی و غیره)، همچنین می توان با سختی 60HRC پردازش کرد.مواد.دمای فرآیند ماشینکاری فقط حدود 3 درجه افزایش می یابد و شکل حرارتی آن بسیار کوچک است، به ویژه برای تشکیل موادی که به تغییر شکل حرارتی دما حساس هستند (مانند آلیاژ منیزیم و غیره) مناسب است.سرعت برش با سرعت بالا در 5 ~ 100 متر در ثانیه، می تواند به طور کامل به چرخش سطح آینه و آسیاب سطح آینه قطعات قالب دست یابد.علاوه بر این، برش در نیروی برش کوچک است، می تواند قطعات ضعیف دیواره نازک و سفت و سخت را پردازش کند.

جوش لیزری: از تجهیزات جوش لیزری می توان برای تعمیر قالب یا لایه مذاب فلز برای افزایش مقاومت در برابر سایش قالب استفاده کرد، سختی لایه سطحی قالب پس از فرآیند جوش لیزری می تواند تا 62 HRC باشد.زمان جوش میکروسکوپی تنها 10-9 ثانیه است، بنابراین از انتقال حرارت به مناطق مجاور اتصال جوش جلوگیری می شود.فرآیند جوش لیزری عمومی استفاده می شود.این باعث تغییر در سازمان متالورژیکی و خواص مواد نمی شود و همچنین باعث تاب خوردگی، تغییر شکل یا ترک خوردن و غیره نمی شود.

فرز EDM: همچنین به عنوان تکنولوژی EDM شناخته می شود.این استفاده از چرخش با سرعت بالا از یک الکترود لوله‌ای ساده برای پردازش کانتور دو بعدی یا سه بعدی است و بنابراین دیگر نیازی به ایجاد الکترودهای قالب‌گیری پیچیده نیست.

فناوری ریزماشینکاری سه بعدی (DEM): فناوری DEM با ترکیب سه فرآیند اصلی: حکاکی عمیق، میکروالکتروفرمینگ و تکثیر میکرو بر معایب چرخه های ماشینکاری طولانی و گران فناوری LIGA غلبه می کند.امکان تولید قالب برای قطعات میکرو مانند چرخ دنده با ضخامت تنها 100um وجود دارد.

شکل‌دهی دقیق حفره‌های سه‌بعدی و تنها فناوری یکپارچه‌سازی پردازش الکترو آتش آینه‌ای: روش افزودن پودر میکرو ریز جامد به سیال کاری نفت سفید معمولی برای افزایش فاصله بین‌قطبی تکمیل، کاهش اثر فضای خالی الکترونی و افزایش استفاده می‌شود. پراکندگی کانال تخلیه، که می تواند منجر به حذف خوب تراشه، تخلیه پایدار، بهبود راندمان پردازش و کاهش موثر زبری سطح پردازش شود.در عین حال، استفاده از مایع کار پودر مخلوط نیز می تواند یک لایه آبکاری با سختی بالا بر روی سطح قطعه کار قالب ایجاد کند تا سختی و مقاومت در برابر سایش سطح حفره قالب را بهبود بخشد.

درمان سطح قالب

به منظور بهبود عمر قالب، علاوه بر روش‌های عملیات حرارتی مرسوم، در زیر برخی از روش‌های متداول درمان و تقویت سطح قالب آورده شده است.

تصفیه شیمیایی، روند توسعه آن از نفوذ یک عنصر به چند عنصر، به چند عنصر همزمان نفوذ، توسعه نفوذ ترکیبی، از گسترش عمومی، نفوذ پراکنده به رسوب بخار شیمیایی (PVD)، رسوب فیزیکی بخار شیمیایی (PCVD) است. که منتظر رسوب بخار یونی هستند).

نفوذ یون

درمان سطح لیزر: 1 از پرتو لیزر برای به دست آوردن سرعت حرارت بسیار بالا برای دستیابی به خاموش کردن سطح مواد فلزی استفاده کنید.در سطح برای به دست آوردن کریستال های مارتنزیت بسیار ریز کربن بالا، سختی نسبت به لایه خاموش کننده معمولی 15٪ ~ 20٪ بیشتر است، در حالی که سازمان قلب تغییر نخواهد کرد، 2، نقش ذوب سطح لیزر یا آلیاژ سطحی برای به دست آوردن سخت شدن سطح با کارایی بالا لایه.به عنوان مثال، پس از آلیاژ نشدن با پودر کامپوزیت CrWMn، سایش حجمی آن 1/10 نسبت به CrWMn خاموش شده است و عمر مفید آن 14 برابر افزایش می یابد.

درمان ذوب لیزری استفاده از چگالی انرژی بالای پرتو لیزر برای ذوب سطح سازمان تصفیه خنک کننده فلز است، به طوری که لایه سطح فلز به دلیل گرم شدن و خنک شدن سطح، لایه ای از سازمان خنک کننده فلز مایع را تشکیل می دهد. لایه بسیار سریع است، بنابراین سازماندهی به دست آمده بسیار خوب است، اگر سرعت خنک‌سازی از طریق محیط خارجی به اندازه کافی بالا باشد، می‌تواند فرآیند تبلور و تشکیل حالت آمورف را مهار کند، همچنین به نام ذوب لیزری یک درمان آمورف نیز شناخته می‌شود. به لعاب لیزری معروف است.

تقویت سطح عناصر کمیاب خاکی: این می تواند ساختار سطح، خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فولاد و غیره را بهبود بخشد و می تواند ضریب نفوذ را 25% تا 30% افزایش دهد و زمان پردازش را بیش از 1/3 کوتاه کند.معمولاً هم اکستروژن کربن خاکی کمیاب، هم اکستروژن کربن و نیتروژن خاکی کمیاب، هم اکستروژن بور خاکی کمیاب، هم اکستروژن بور و هم آلومینیوم خاکی کمیاب و غیره وجود دارد.

آبکاری شیمیایی: از طریق دستگاه سنجش شیمیایی در محلول نیکل PB مانند کاهش رسوب روی سطح فلز می باشد تا پوشش آلیاژ Ni-P، Ni-B و غیره روی سطح فلز به دست آید.برای بهبود خواص مکانیکی فلز، مقاومت شمع و عملکرد فرآیند و غیره، همچنین به عنوان آبکاری کاهش اتوکاتالیستی، بدون آبکاری و غیره شناخته می شود.

تصفیه سطح نانو: این فناوری مبتنی بر نانومواد و سایر مواد غیرتعادلی با ابعاد کم برای یک دوره زمانی، از طریق تکنیک های پردازش خاص، به مواد سطح جامد برای یک دوره زمانی، از طریق تکنیک های پردازش خاص، برای تقویت سطح جامد است. یا به سطح کارکردهای جدیدی بدهد.

(1) پوشش نانوکامپوزیت با افزودن مواد پودر نانوپلاسمونیک صفر بعدی یا یک بعدی به محلول رسوب الکترودی معمولی برای تشکیل یک پوشش نانوکامپوزیتی تشکیل می‌شود.نانومواد همچنین می توانند برای پوشش های کامپوزیتی مقاوم در برابر سایش استفاده شوند، مانند مواد نانو پودری n-ZrO2 که به پوشش های کامپوزیت آمورف NI-WB اضافه شده است، می تواند عملکرد اکسیداسیون در دمای بالا پوشش را در دمای 550-850 درجه سانتیگراد بهبود بخشد، به طوری که مقاومت در برابر خوردگی پوشش 2 تا 3 برابر افزایش یافته است، زندگی مقاوم در برابر سایش و سختی نیز به طور قابل توجهی بهبود یافته است.

(2) پوشش‌های نانوساختار پیشرفت‌های قابل‌توجهی در استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، خستگی حرارتی و سایر جنبه‌های پوشش دارند و یک پوشش می‌تواند چندین ویژگی را به طور همزمان داشته باشد.

نمونه سازی سریع و ساخت سریع قالب

فرآیند روش قالب گیری تزریق مذاب به این صورت است که یک لایه مذاب فلزی بر روی سطح نمونه اولیه تشکیل می شود و سپس لایه مذاب تقویت می شود و مذاب برای به دست آوردن یک قالب فلزی برداشته می شود، مواد مذاب با نقطه ذوب بالا می توانند قالب را بسازند. سختی سطح 63HRC

روشهای قالب فلزی تولید سریع مستقیم (DRMT) عبارتند از: لیزر به عنوان منبع حرارتی تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) و روش انباشته مذاب مبتنی بر لیزر (LENS)، قوس پلاسما و غیره به عنوان منبع حرارتی روش همجوشی (PDM). روش چاپ سه بعدی قالب گیری تزریقی (3DP) و فناوری LOM ورق فلزی، دقت ساخت قالب SLS در جهت بهبود بوده است.انقباض از 1٪ اصلی به کمتر از 0.2٪ کاهش یافته است، چگالی قطعات ساخت لنز و خواص مکانیکی نسبت به روش SLS یک پیشرفت بزرگ است، اما هنوز حدود 5٪ تخلخل وجود دارد، فقط برای ساخت هندسه ساده مناسب است. از قطعات یا قالب

روش ساخت رسوب شکل (SDM) ، با استفاده از اصل جوشکاری برای ذوب مواد جوش (سیم) و با اصل اسپری حرارتی برای ایجاد قطرات مذاب با درجه حرارت فوق العاده بالا که لایه به شکل لایه رسوب می کنند تا به پیوند بین لایه ای برسد.