طراحی دقیق قالب
ابعاد حفره قالب باید دقیقاً با افزودن میزان انقباض تخمینی به ابعاد مورد نیاز قطعه پلاستیکی محاسبه شود. نرخ انقباض با نوع دروازه قالب، محل و توزیع دروازه، جهت تبلور (ناهمسانگردی) پلاستیک مهندسی، و همچنین شکل، اندازه، فاصله از دروازه، و موقعیت خاص قطعه پلاستیکی ارتباط نزدیکی دارد. علاوه بر این، تحت تأثیر سیستم توزیع خنک کننده قالب قرار می گیرد. به عنوان مثال، در مورد قطعات قالبگیری شده با تزریق دقیق- با هندسههای پیچیده و الزامات دقت ابعادی دقیق، تحمل تولید برای حفره قالب باید در محدوده 0.005 ± میلیمتر کنترل شود و زبری سطح باید به Ra 0.1-0.05 میکرومتر برسد تا از قطعات از پیش قالبگیری شده بالا اطمینان حاصل شود.
طراحی دروازه
نوع و محل دروازه به طور قابل توجهی بر کیفیت تزریق-قطعات قالبگیری شده تأثیر میگذارد. انواع دروازههای متداول شامل دروازههای نقطهای، دروازههای لبهای و دروازههای زیردریایی است. دروازههای نقطهای برای قطعات دقیق با استانداردهای زیبایی شناختی بالا و الزامات دقیق دقت ابعادی مناسب هستند. آنها امکان جداسازی خودکار دروازه را فراهم می کنند و حداقل علائم دروازه را به جا می گذارند، اگرچه مقاومت جریان بالاتری را نشان می دهند و فشار تزریق بالاتری را ضروری می کنند. گیت های لبه ای برای ماشین کاری آسان هستند و برای طیف گسترده ای از محصولات پلاستیکی مناسب هستند. با این حال، در مرحله طراحی، باید به موقعیت و ابعاد دروازه توجه دقیقی شود تا از ایراداتی مانند خطوط جوش و علائم جت جلوگیری شود. دروازه های زیردریایی در ساختار قالب پنهان می شوند و ظاهر خارجی محصول را تحت تأثیر قرار نمی دهند. آنها اغلب برای قطعات قالبگیری شده با تزریق دقیق-استفاده میشوند. محل دروازه باید طوری انتخاب شود که پلاستیک مذاب به طور یکنواخت حفره قالب را پر می کند و در نتیجه از مسائلی مانند عدم تعادل جریان و هوای به دام افتاده جلوگیری می کند. به عنوان مثال، در مورد قطعات پلاستیکی دایره ای، دروازه ممکن است در مرکز قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که مواد مذاب به طور یکنواخت در همه جهات به بیرون جریان می یابد.
طراحی سیستم خنک کننده
دمای قالب تأثیر عمیقی بر انقباض قالب دارد. در نتیجه، قالب باید در یک محدوده دمایی مشخص نگهداری شود و این دما باید در طول زمان ثابت بماند. علاوه بر این، در قالبهای چند حفرهای، اختلاف دما بین حفرههای جداگانه نیز باید ثابت بماند. طراحی سیستم خنک کننده باید خنک کننده یکنواخت را تضمین کند تا از تغییر شکل قطعه ناشی از اتلاف ناهموار گرما جلوگیری شود. به طور معمول، خنک کننده آب در گردش استفاده می شود، با کانال های خنک کننده که به طور یکنواخت در اطراف حفره قالب توزیع می شوند تا سرعت جریان و حجم آب خنک کننده پایدار تضمین شود. برای قالبهای تزریق دقیق-در مقیاس بزرگ، میتوان از استراتژی خنکسازی منطقهای استفاده کرد. این شامل تنظیم سرعت جریان و دمای آب خنک کننده بر اساس توزیع گرما در بخش های مختلف قالب است. به عنوان مثال، در مناطقی که ضخامت دیواره محصول قابل توجه است یا گرما تمایل به تمرکز دارد، میتوان تعداد کانالهای خنککننده را افزایش داد-یا سرعت جریان آب را تسریع کرد-برای افزایش راندمان خنککننده و به حداقل رساندن تغییر شکل ناشی از انقباض{10}}.
فرآیند تولید قالب: فرآیند تولید قالب نیاز به استفاده از تجهیزات ماشینکاری با دقت بالا و تکنیکهای پیشرفته دارد. ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) را می توان برای ساخت حفره های قالب با هندسه های پیچیده، دستیابی به تحمل دقت 0.01 ± میلی متر استفاده کرد. EDM برش سیمی، برش دقیق اجزای قالب را با دقت ماشینکاری 0.005± میلی متر امکان پذیر می کند. عملیات سنگ زنی برای اطمینان از صافی و پرداخت سطحی قالب به کار می رود و خطاهای صافی را در محدوده ± 0.002 میلی متر کنترل می کند. علاوه بر این، پس از اتمام ساخت قالب، مراحل بازرسی دقیق و رفع اشکال برای تأیید اینکه دقت و ابعاد قالب کاملاً با مشخصات طراحی مطابقت دارد، الزامی است. از طریق آزمایشهای قالبگیری آزمایشی، قالب تحت بهینهسازی و اصلاح میشود تا اطمینان حاصل شود که به طور کامل نیازهای دقیق تولید قالبگیری تزریقی دقیق را برآورده میکند.
کنترل دمای قالب
قالب گیری تزریقی دقیق مستلزم آن است که نوسانات دما در سطح حفره قالب در حد تحمل 1± درجه حفظ شود. برای پلاستیک های کریستالی-مثل پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP){3} دمای قالب بالاتر، تبلور یکنواخت مواد پلاستیکی را تسهیل می کند و در نتیجه پایداری ابعادی و خواص مکانیکی محصول را افزایش می دهد. با این حال، دمای بیش از حد بالا می تواند چرخه خنک کننده را طولانی کند و در نتیجه راندمان تولید را کاهش دهد. برعکس، برای پلاستیک های آمورف-مانند پلی استایرن (PS) و پلی متیل متاکریلات (PMMA)-دمای قالب در درجه اول بر رفتار جریان مذاب در طول پر شدن حفره و سرعت خنک شدن بعدی آن تأثیر می گذارد. حفظ دمای مناسب قالب، سطح صاف را روی محصول نهایی تضمین میکند و به کاهش تنشهای داخلی کمک میکند. از طریق استفاده از سیستمهای گرمایش و سرمایش قالب{10}}مانند میلههای گرمایش الکتریکی یا مدارهای خنککننده آب در گردش{11}}میتوان دمای قالب را دقیقاً کنترل کرد و در محدوده عملیاتی بهینه نگه داشت.
