بخشی از مقاله
چکیده
فنّاوری تزریق پلاستیک یکی از روشهای مهم در تولید قطعات پلاستیکی است که در صورت استفاده از روشهای آزمونوخطا بسیار پرهزینه خواهد بود. ازاینرو در این مقاله طراحی و تحلیل فرآیند تزریق برای یک قطعه کاربردی در پزشکی- ارتوپدی بهمنظور کاهش زمان و هزینه و دستیابی به یک محصول مناسب با استفاده از نرمافزار مولدفلو موردبررسی قرارگرفته است.
همچنین بهمنظور کاهش هزینههای آزمونوخطا در ساخت قالب و کاهش ضایعات محصول نهایی، انقباض قالب با لحاظ چند قید انقباضی بررسی شد. نتایج نشان داد که اندازههای ابعادی پیشنهادی نرمافزار بزرگتر از اندازه مطلوب و اندازههای حجمی در شبیهسازی، کمتر از حالت تولیدی است. نتایج شبیهسازی مطابقت مناسبی با نتایج تجربی داشت، بهطوریکه در زمان پر شدن حفرهها خطایی در حدود 0/4 ثانیه، برای زمان خنک کاری خطایی معادل 0/15 ثانیه و برای انقباض حجمی قطعات خطایی در حدود 4 گرم به دست آمد.
-1 مقدمه
امروزه با پیشرفت صنایع و پیچیدگی قطعات، استفاده از کامپیوتر به امری انکارناپذیر تبدیلشده است. در این راستا استفاده از ابزارهای طراحی، تولید و مهندسی به کمک کامپیوتر - CAE1 - پیشرفتهای چشمگیری داشته و بهعنوان ابزاری توانا در تحقیقات صنعتی موردتوجه قرارگرفتهاند - نوین . - 1389 روند رشد مصنوعات پلاستیکی از انواع اسباببازیهای پلاستیکی گرفته تا صنایع نظامی و هوافضا و تولید پزشکی باعث شده تا در طی دهه اخیر سرمایهگذاریهای عظیمی در این بخش صورت گیرد. قالبگیری قطعات به روش تزریقی که یکی از قدیمیترین روشها به شمار میرود، جایگاه ویژه خود را همچنان در این عرصه حفظ کرده است بهطوریکه بخش اعظم قطعات پلاستیکی در حال حاضر با این روش تولید میشوند
در فرآیند تزریق پلاستیک عوامل مختلفی در کیفیت نهایی محصولات اثرگذارند که ازجملهی آنها میتوان شرایط فرآیندی، نوع مواد و نوع ماشین را اشاره کرد. منظور از شرایط فرآیندی، عواملی همچون دمای مذاب، زمان خنک کاری، زمان تراکم2 و فشار تراکم است
شبیهسازی یکی از روشهای تجزیهوتحلیل سیستمها است. شبیهسازی طراحی مدلی از سیستم واقعی و انجام آزمایش-هایی با این مدل است که باهدف پی بردن به رفتار سیستم و ارزیابی آن فرایند است
نرم افزار مولدفلو یک از قویترین نرمافزارهای شبیهسازی فرآیند تزریق پلاستیک است که قادر تمام مراحل سیکل تزریق را اعم از پر شدن قالب، اعمال فشار و خنک کاری و همچنین پیشبینی عیوب را قبل از تولید تحلیل نماید که حاصل آن کاهش هزینهها و زمان تولید خواهد بود . - Ossawald,2006 - این نرمافزار شرایط تزریق را بهعنوان ورودی از کاربر دریافت کرده و با استفاده از یک روش حل عددی - المان مرزی - 4 نتایج خروجی را ارائه میکند
در این مقاله، ضمن تحلیل فرآیند تزریق پلاستیک برای یک قطعه با کاربرد ارتوپد- پزشکی بهوسیله نرمافزار مولدفلو با در نظر گرفتن قیدهای انقباضی در محلهای مشخص بر روی قطعه، انقباض درون حفرهها بررسیشده تا با توجه به آن قالب ساخته شود.
-2 روش تحقیق
قطعه موردنظر یک پد شکمی یا محافظ سینه هست که از آلیاژ پلی¬اتیلن/ پلی¬پروپیلن ساخته میشود. قالب و قطعه در نرم¬افزار طراحی، طراحیشده است و با توجه به مطالب این بخش ساخته می-شود. شکل 1، تصویر قطعه موردنظر در محیط طراحی و حفرههای طراحی شده قالب قطعه را نمایش می¬دهد. از مشخصات کلی قطعه به ابعاد 240×210 میلی¬متری و ضخامت 2 میلی¬متری و وزن حدودی 90 گرم اشاره کرد.
شکل - 1 - الف - قالب قطعه موردمطالعه در محیط طراحی ب - قطعه موردنظر در محیط طراحی
-1-2 مشخصات مواد
جنس قطعه موردنظر ترکیب دو پلیمر پلیاتیلن و پلیپروپیلن با نام تجاری Yuplene B391G ساخت شرکت SK Corporation با شاخص جریان مذاب 40 - g/10min - و دمای انتقال 114 درجه سانتیگراد و مدول الاستیک 1440 مگا پاسکال است.
-2-2 مشخصات ماشین تزریق
بهمنظور انجام آزمایشهای تجربی از دستگاه تزریق ساخت شرکت HAIXING مدل HXF-B استفاده شد. این دستگاه دارای 4 ترموکوپل در امتداد سیلندر تزریق است و هرکدام نیز دارای 3 گرمکن هستند. دما در این چهار ناحیه بین 160 تا 250 درجه سانتیگراد متغیر و قابل تنظیم است. جدول 1 مشخصات این ماشین را بیان میکند.
جدول - 1 - مشخصات ماشین تزریق مورداستفاده
-3-2 شرایط قالب
قالب بهصورت یکپارچه و با چهار میله راهنما به قطر 10 میلیمتر و فاصله 250 میلیمتر از هم ساختهشده است. در این قالب از بیرون انداز استفادهنشده است و عمل قطعهبرداری توسط اپراتور انجام میگیرد. همچنین با توجه به هندسه مدل، سیستم راهگاهی و خنک کاری طراحی شده است. شکل 2 شماتیک سیستم راهگاهی و خنک کاری را نشان میدهد. همچنین جدولهای 2 و 3 مشخصات این قسمتها را نشان میدهند.
شکل - 2 - شماتیک سیستم راهگاهی و خنک کاری
جدول - 2 - مشخصات سیستم راهگاهی
