پاورپوینت قالب گیری تزریقی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

قالب گیری تزریقی

اسلاید 2 :

Molding Processes
در فرآیند های قالبگیری ( Molding processes) ، رزین ها ، پودرها و دانه های
پلاستیكی را می توان به محصولات مفید تبدیل نمود. نكته مشترك درهمه فرآیندهای قالبگیری این است كه در تمام این فرآیند ها از نیرو ( Force) استفاده می شود. در قالبگیری مواد پلاستیكی پودری و دانه ای باید از نیروی زیادی استفاده كرد. ولی پركردن قالب با رزین مایع احتیاج به نیروی به مراتب كمتر دارد.
فرآیند قالب گیری پلاستیك ها بسیار زیاد است به همین دلیل در اینجا درباره سه گروه
اصلی این فرآیندها یعنی قالب گیری تزریقی Injection، فشاری Compression و
انتقالی Transfer به اختصار بحث خواهیم کرد .

اسلاید 3 :

Injection Molding
قالبگیری تزریقی (Injection molding ) یكی از رایجترین روشهای تولید قطعات پلاستیكی است. بدنه تلویزیونها، مانیتورها، دستگاه پخش CDها، عینكها، مسواكها، قطعات خودرو و بسیاری قطعات دیگر با این روش ساخته میشوند.

یکی از رایج ترین انواع ترموپلاستیک ها که در قالب گیری تزریقی مورد مصرف قرار می گیرد پلی استایرن فشرده است. این نوع قالب گیری مهم ترین روند تولید پلاستیک ها می باشد که با استفاده از آن می توان محصولات کوچک مانند در بطری، درپوش سینک ظرفشویی، اسباب بازی، ظروف پلاستیکی و قطعاتی از دوربین را تولید کرد. همچنین برای ساخت سطل زباله وظروف حمل شیر به کار می رود. حتی می توان درقالب گیری موارد بزرگ تر مانند قسمت هایی از بدنه اتومبیل وتنه کشتی آن را مشاهده نمود.قالب گیری تزریقی قبلأ به وسیله انسان در کارخانه ها انجام می شد. اما امروزه یک روند تولید خودکار محسوب می شود.

اسلاید 4 :

Injection Molding Products

اسلاید 5 :

قالب گیری تزریقی را میتوان برای همه ترموپلاستها به جز پلی تترافلورواتیلن(PTFE)، پلیایمید، بعضی پلی استرهای آروماتیك و بعضی پلاستیكهای خاص دیگر به کاربرد. ماشینهای قالبگیری تزریقی(IMM) خاص ترموستها را میتوان برای ساخت قطعاتی از جنس فنولیك، ملامین، اپوكسی، سیلیكون، پلیاستر و الاستومرها استفاده كرد. در قالبگیری تزریقی همه این مواد، گرمای كافی به دانههای پلاستیكی اعمال میشود تا بتوانند درون قالب وگذرگاههای آن " جاری " شوند. سپس این ماده به درون یك قالب بسته با فشار تزریق می شودتا همه حفره قالب را پر كرده و فرم مورد نظر را به خود بگیرد. پس از سرد شدن ماده وانجماد كامل آن ، قالب باز شده و پین های بیرون انداز، قطعه كار پلاستیكی را از قالب خارج می كند.

ماشین های تزریق به صورت افقی و عمودی ساخته می شوند كه نشان دهنده جهت باز و بسته شدن قالب می باشد. در ماشین های تزریق افقی پس از باز شدن قالب قطعه كار به پایین می افتد و از طریق یك كانال یا نوار نقاله از ماشین خارج می شود. در ماشین های تزریق عمودی این اتفاق نمی افتد. معمولا از ماشین های تزریق عمودی برای كاشت قطعات فلزی در ماده پلاستیكی استفاده می شود.
ماشین های تزریق عمودی فضای كمتری نسبت به ماشینهای افقی اشغال می كنند و با توجه به چند ایستگاهی بودن قالب آنها، هزینه استهلاك قالب در آنها پایین تر است . در ماشین های تزریق پلاستیك دو قسمت مهم وجود دارد : واحد تزریق(Injection unit ) و واحد قفل كننده قالب (Clamping unit) .

اسلاید 6 :

Injection Machine
یکی از راحت ترین و پر مصرف ترین و مهم ترین روش های رایج برای شکل دادن به پلیمرها (بسپارها) استفاده از ماشین تزریق است. پس از پیدایش و توسعه پلاستیک ها تلاش ها برای ساخت دستگاه هایی که بتوان به وسیله آن ها به سادگی مواد اولیه پلاستیک را به شکل دلخواه در آورد آغاز شد و به اختراع ماشین تزریق انجامید . اما قبل از ساخت ماشین های تزریق مدرن امروزی ، کار شکل دهی به پلاستیک ها خیلی مشکل بود.

ابتدا قالب هایی با صرف دقت و زحمات بسیار تهیه می شد و در گیره های دستی تعبیه می شد و سیلندری با پیستون روی آن نصب می گردید و اطراف سیلندر را با شعله های آتش، گرم می کردند و پس از ذوب شدن مواد ، با فشار فلکه بالای پیستون مواد داخل سیلندر به داخل قالب، تزریق می شد و پس ازسرد شدن مواد داخل قالب، گیره ها را باز و تکه های قالب را از هم جدا و محصول تولید شده را از آن خارج می کردند و تمام این مراحل با دست انجام می شد، تا زمانی که ماشین های تزریق مدرن امروزی تولید شدند.

اسلاید 7 :

اولین دستگاه تزریق که به صورت ابتدایی کار می کرد در آمریکا و در سال 1872 ساخته شد و اولین ماشین تزریق پیشرفته  و دارای پیچ نیز درسال 1946 در آمریکا توسط جیمز واتسون (James Watson ) به ثبت رسید . وظیفه اصلی ماشین تزریق تبدیل مواد پلاستیک جامد (دانه های ریز یا گرانول های پلیمر) به پلاستیک سیال و روان و انتقال آن به قالب می باشد به نحوی که همیشه مواد سیال آماده تزریق داخل قالب باشند .

اسلاید 8 :

ماشین تزریق

اسلاید 9 :

انواع دستگاه تزریق
انواع دستگاه تزریق:1.    عمودی2.    افقی

انواع دستگاه تزریق از جهت سیستم انتقال مواد: 1.    پیستونی 2.    ماردونی (پیچی)

انواع دستگاه تزریق از جهت حرکت صفحه متحرک: 1.    دستگاه های بازویی2.    دستگاه های جکی

اسلاید 10 :

Injection Unit
در این واحد عمل ذوب و اختلاط و تزریق مواد انجام می شود. به این ترتیب که ابتدا مواد پلاستیک داخل قیف (Hopper) ریخته شده و از قیف به تدریج به داخل سیلندر (Barrel) راه می یابد و با گردش مارپیچ (Screw) به جلو رانده می شود. پوسته سیلندر بوسیله گرمکن های برقی(Heater ) که در طول جدار خارجی سیلندر قرار گرفته اند کاملاً گرم شده بصورت سیال در می آیند و به جلوی سیلندر می رسند.

مارپیچ با چرخش به دور خود عمل مواد گیری را (مانند چرخ گوشت) انجام می دهد و یک حرکت افقی نیز رو به جلو دارد. در همین حال یعنی زمانی که مارپیچ به جلو می رود موادی که قبلاً در سر سیلندر و پشت سوپاپ جمع شده اند در اثر فشار مارپیچ به داخل قالب (Mold) تزریق می شوند. بعد از مدت معینی که توسط کاربر دستگاه تعیین شده است با قطع فشار پشت مارپیچ و تجدید عمل مواد گیری، سیلندر تزریق به عقب برگشت می کند.
در این واحد قطعاتی از قبیل قیف تغذیه ، پوسته مارپیچ ، درپوش انتهایی پوسته ، نازل ، مارپیچ ، شیریك طرفه ، نوارهای گرم كننده ، موتور گردش مارپیچ و سیلندر هیدرولیكی برای حركت رفت و برگشتی مارپیچ تعبیه شده است.
سیستم كنترل ماشین می تواند حرارت اعمالی به پلاستیك ، زمان گردش و حركات رفت و برگشتی مارپیچرا كنترل كند.
عملكرد میله مارپیچ ، تعیین كننده ی سرعت و بازدهی ذوب كردن دانه های پلاستیكی می باشد.

اسلاید 11 :

واحد تزریق

اسلاید 12 :

Mold Clamping Unit
وظیفه این واحد بازكردن و بستن قالب و همچنین بیرون انداختن Ejecting قطعه كار از قالب است.
قسمت قالب گیر محفظه بزرگی است که قالب و اجزایش روی آن نصب می شوند. واحد قالب گیر
دارای 2 قسمت اصلی است : قسمت ثابت و قسمت متحرک قدرت یک دستگاه تزریق بر حسب میزان تناژ نیروی دو فک نگهدارنده قالب (حداکثر نیروی وارده به پشت صفحه متحرک) بیان می شود، یک دستگاه تزریق 600 تنی دستگاهی است که نیروی فشارنده این فک ها به قالب بسته تا 600 تن امکان پذیر است.

بطور کلی در ماشین های تزریق جهت ایجاد فشار پشت قالب از دو سیستم استفاده می شود: سیستم مکانیکی و سیستم هیدرولیکی . قالب از یک طرف به مرکز قسمت ثابت و از طرف دیگر به مرکز قسمت متحرک متصل می شود و چون قالب برای به بیرون پراندن قطعه تولید شده همیشه از وسط باز می شود در نتیجه وقتی صفحه مذکور باز می شود نیمی از قالب را با خود به عقب می برد با این کار قطعه تولیدی به بیرون می پرد سپس صفحه متحرک دوباره به جای خود باز گشته و قالب بسته می شود تا عمل تزریق مجدد انجام گیرد. پس از بسته شدن قالب و مستقیم گشتن بازوها با ایجاد فشار (حداقل بیش از فشار تزریق) مواد مذاب را در داخل قالب تزریق حفظ می کند زیرا اگر فشار پشت قالب از فشار تزریق کمتر باشد درز میان دو صفحه قالب ، باز شده و مواد پلاستیک به خارج می ریزد و یا دور خارجی قطعه تولید شده پلیسه تشکیل می شود.
دو روش رایج برای تامین نیروی قفل كننده قالب، استفاده از نیروی هیدرولیك به صورت مستقیم و یا
استفاده از یك مكانیزم قفل كننده زانوییToggle با محركه هیدرولیكی می باشد.

اسلاید 13 :

واحد قفل کننده قالب

اسلاید 14 :

مشخصات ماشین های تزریق
ماشین های قالب گیری تزریق را می توان با ویژگی مهم برای هرماشین كه نشان دهنده قابلیت های آن می باشد شناخت که عبارتند از ظرفیت تزریق ( Shot size) و تناژقفل كردن قالب (Clamping tonnage ) .
ظرفیت تزریق
ظرفیت تزریق عبارت است از حداكثر مقدار مواد پلاستیكی كه ماشین می تواند در هر سیكل به داخل قالب تزریق كند . با توجه به اینكه چگالی پلاستیك های مختلف با هم تفاوت دارد باید یك استاندارد برای مقایسه تعریف شود. پلی استایرین به عنوان پلاستیك استاندارد برای این ارزیابی پذیرفته شده است. ماشین های تزریق خیلی كوچك آزمایشگاهی ممكن است ظرفیتی معادل حداكثر gr 20 [0.70oz] داشته باشند. بعضی ماشین های تزریق بزرگ نیز می توانند در هر سیكل بیش از kg 6 ظرفیت داشته باشند .

اسلاید 15 :

تناژ قفل کردن قالب
تناژ قفل كردن ، حداكثر نیرویی است كه ماشین می تواند به قالب وارد كند. از نظر تناژ می توان ماشین های تزریق را به سه گروه كوچك، متوسط و بزرگ دسته بندی كرد. در ماشین های كوچك ، تناژ قفل كردن حداكثر 99 tons است. تناژ ماشین های متوسط 100-2000 و تناژ ماشین های تزریق بزرگ بالاتر از 2000 tons است. ماشین های تزریق بزرگ كه به صورت استاندارد ساخته می شوند ممكن است تناژی معادل 10000 tons نیز داشته باشد.

اسلاید 16 :

مراحل قالب گیری تزریقی

اسلاید 17 :

مزایای فرآیند قالب گیری تزریقی
1- تعداد تولید بالا
2- امكان كاشت قطعات فلزی و غیر فلزی در پلاستیك
3- امكان تولید قطعات كوچك با فرمهای پیچیده و تلرانسهای ابعادی دقیق
4- امكان استفاده از بیش از یك نوع ماده پلاستیكی در یك قطعه
5- عدم نیاز اغلب قطعات تولیدی به عملیات تكمیلی
6- امكان استفاده مجدد از ضایعات پلاستیكی تولیدی
7- امكان تولید قطعات سازهای از فوم به روش قالبگیری تزریقی واكنشی
8- قابلیت اتوماسیون كامل فرآیند

اسلاید 18 :

معایب قالب گیری تزریقی
1- عدم امكان تولید برای تعداد كم
2- ماشینهای تزریق گران هستند
3- رقابت در این عرصه تولید زیاد است
4- فرآیندی پیچیده است
5- به وجود آمدن اثر مکش روی قطعه قالب گیری شده :
اثر مکش به شکل یک فرورفتگی و گودی در سطح قطعه ی قالب گیری شده مشاهده می شود. این نقص به علت جمع شدگی موضعی بیش از حد ماده ، پس از خنک شدن به وجود می آید.

اسلاید 19 :

مشکلات مربوط به دستگاه قالب گیری تزریقی
عیوب به وجود آمده در قطعات قالب گیری تزریقی ممکن است ناشی از 4 قسمت اصلی باشند :
1. دستگاه قالب گیری تزریقی
2. قالب
3. ماده ی مصرفی
4. اپراتور
بنابراین لازم است بدانیم که کدامیک از این قسمتها موجب بروز نقص در قطعه شده است.
مشکلات مربوط به دستگاه قالب گیری تزریقی :
1- دمای سیلندر بسیار زیاد باشد .
2- فشار و یا زمان تزریق کافی نباشد .
3- مدت زمان سرمایش کافی نباشد .
4- زمان اعمال فشار متراکم سازی کوتاه باشد .
5- لقی شیر یک طرفه بیش از اندازه باشد .

اسلاید 20 :

ساختمان عمومی قالب های تزریق
محفظه:
قالب تزریق شامل مجموعه ای از قطعاتی است که ” محفظه” را تشکیل می دهند، مواد پلاستیک به داخل این محفظه تزریق شده و سرد می شوند. در محفظه قطعه تزریقی شکل می گیرد. بنابراین محفظه به بخشی از فضای قالب گفته می شودکه به شکل قطعه تزریقی است و قطعه در آن شکل می گیرد . محفظه با دو عضو قالب شکل می گیرد:
الف- حفره: قسمت مادگی قالب است و شکل بیرونی قطعه را به وجود آورد.
ب- ماهیچه: قسمت نر قالب است و شکل داخلی قطعه را به وجود می آورد.