بخشی از مقاله
چکیده:
این تحقیق تاثیر سیستمهای خنک کاری را به عنوان مهمترین پارامتر جهت بهینه سازی طراحی در قالبهای تزریق پلاستیک بررسی می کند. مرحله خنک کاری قطعه و جامد کردن آن در داخل قالب به تنهایی بیش از %50 زمان سیکل تولید قطعه پلاستیکی را به خود اختصاص میدهد. بهینه سازی سیستم خنک کاری قالب نقش مهمی در بالا رفتن کیفیت قطعه ایفا می کند. برای طراحی سیستم خنک سازی عواملی مانند قطر و تعداد کانال مورد بررسی قرار گرفته است. در روش خنک سازی مرسوم، از آب برای خنک کردن سریع قالب و منجمد شدن پلیمر مذاب استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که هر چه تعداد کانال و مقدار قطر کانال افزایش یابند، میزان اعوجاج کاهش می یابد.
مقدمه:
صنعت پلاستیک یکی از سریعترین صنایع در حال رشد جهان است که بعنوان یکی از صنایع چند میلیارد دلاری رتبه بندی شده است. هر ساله تقاضا برای قطعات قالب گیری شده تزریقی افزایش می یابد، زیرا فرایند قالب گیری تزریق پلاستیک بعنوان کارامدترین تکنیک برای تولید اقتصادی قطعات پلاستیکی دقیق با شکلهای گوناگون و هندسه پیچیده در هزینه کم کاملاً شناخته شده است.
فرایند قالب گیری تزریق پلاستیک فرایندهای چرخه ای است که پلیمر در حفره قالب تزریق می شود و برای تشکیل یک قطعه پلاستیکی منجمد می شود. قالب گیری تزریقی فرایندی چرخهای است که شامل بستن، پر کردن، فشرده کردن، خنک کردن، جدا کردن قالب وخارج کردن محصول است. مرحله خنک کاری قطعه و جامد کردن آن در داخل قالب به تنهایی بیش از %50 زمان سیکل تولید قطعه پلاستیکی را به خود اختصاص میدهد که در شکل - - 1 نشان داده شده است. مرحله خنک سازی مهمترین مرحله است زیرا بر بهرهوری و کیفیت محصول نهایی تاثیر بسیار زیادی دارد.
در قالب گیری تزریقی دمای قالب پارامتر بسیار مهمی است زیرا تاثیر مهمی بر کیفیت محصول نهایی دارد.[3] هدف از سیستم خنک سازی یک قالب تزریق پلاستیک فراهم کردن تنظیم دمایی در فرایند قالبریزی تزریقی است. وقتی مذاب داغ پلاستیک وارد حفره قالب ریزی شود، با از دست دادن حرارت به واسطه سیستم خنک کاری، سرد و محکم میشود. یک سیستم خنک کننده کارآمد، با هدف کاهش زمان چرخه، باید معایب نامطلوب مانند انقباض را به حداقل برساند. پس از سالها، بسیاری از مطالعات درباره مسئله بهینهسازی طرح کلی سیستم خنک کننده در قالب گیری تزریقی و تغییر فاز فرایند قالب گیری توسط محققان گوناگون انجام شده و مقالات متمرکز بر این موضوعات گسترش یافته است.
شکل :1 زمانهای مراحل مختلف چرخه تولید قطعه در قالبهای پلاستیک
عوامل موثر بر روی کیفیت نهایی قطعه را میتوان در چهار گروه اصلی خلاصه کرد: جنس ماده تزریقی، نوع ماشین تزریق، طراحی قالب تزریق و شرایط تزریق. هر کدام از این عوامل باید به طور دقیق انتخاب و کنترل شوند تا در نهایت قطعه تولیدی دارای کیفیت مطلوبی باشد. در این تحقیق، سه عامل اصلی: جنس ماده، نوع ماشین تزریق و شرایط تزریق ثابت فرض شده و سعی شده تا طراحی قالب به بهترین شکل صورت گیرد.[4] هدف اصلی تحقیق ما، بررسی تاثیر تعداد و قطر کانالهای خنک کاری به عنوان دو پارامتر بهینه سازی سیستم خنک کاری بر میزان انقباض قطعه تولیدی میباشد.
شرح آزمایش:
شکل - 2 - قطعه مورد نظر را نشان می دهد که برای نمونه تست کشش و ضربه استفاده میشود. همچنین قسمتهای میانی آن که به عنوان راهگاه می باشند و پس از تولید از قطعه جدا میشوند.
شکل:2 قطعه تولیدی تزریق پلاستیک
شکل - 3 - قالب مورد نظر را برای تولید قطعه نمونه تست کشش و ضربه نشان میدهد. دو صفحه این قالب همانند شکل - 4 - و - 5 - دارای 2 کانال خنک سازی با قطر 8 میلیمتر میباشند. برای بهینهسازی سیستم خنک کاری در یکی از صفحات قالب تعداد کانالها را از 2 به 4 و قطر کانالها را از 8 به 11 و 14 افزایش دادیم. صفحه قالب را با 4 کانال خنک کاری در شکل - 6 - مشاهده میکنید. برای اتصال کانال ها به یکدیگر از سرشلنگی و شلنگ آب استفاده نمودیم.
شکل: 3 قالب تزریق پلاستیک نمونه تست کشش و ضربه
