قالبگیری تزریق

اصول قالب گیری تزریقی

برای ترموپلاستیک ها، فرآیند غالب برای تولید اشکال پیچیده، قالب گیری تزریقی است که در آن مذاب پلیمری به طور موثر در یک قسمت از دستگاه تولید می شود.

در بخش دیگر حجم مذاب اندازه گیری شده سپس به داخل حفره بین دو صفحه قالب منتقل می شود. قالب ها به هم قفل شده اند تا از جدا شدن تحت فشار هیدرواستاتیک بالای مذاب در حفره جلوگیری کنند.

مرحله آخر خنک کاری است که قالب با استفاده از سیستم تبادل حرارتی در صفحات قالب تعبیه شده است، قبل از اینکه نیمه های قالب باز شوند و محصول نهایی خارج شود. برای قطعات ظریف زمان چرخه می تواند کمتر از ۱۰ ثانیه باشد، اما برای مقاطع ضخیم تر، زمان چرخه ممکن است بیش از ۶۰ ثانیه باشد.

دمای مذاب می تواند تا ۱۵۰ درجه سانتی گراد باشد، اما برای برخی از ترموپلاستیک ها باید بیش از ۳۵۰ درجه سانتی گراد باشد. در همه موارد فشار تزریق می تواند تا ۱۲۰ مگاپاسکال باشد، در نتیجه نیروهای بازکننده هیدرواستاتیک زیادی در قالب ایجاد می شود.

نیروهای قفل کردن (بسته شدن) قالب می تواند به ۱۰۰ کیلو نیوتن (نیروی ۱۰ تن) برای قالب گیری های کوچک و بیش از ۲۵۰۰۰ کیلونیوتن (۲۵۰۰ تن) برای قالب گیری های بسیار بزرگ باشد.

فرآیند قالب گیری تزریقی را می توان به راحتی به چهار فاز تقسیم کرد

برای کوتاه نگه داشتن زمان چرخه، برخی از این فازها می توانند به صورت موازی عمل کنند، به عنوان مثال، نرم سازی برای چرخه بعدی می تواند همزمان با خنک شدن و بیرون ریختن رخ دهد.

برای بهینه سازی فرآیند پر کردن، زمان تزریق کوتاه است (کمتر از ۵ ثانیه و گاهی کمتر از ۱ ثانیه). این به دلیل فشار تزریق بالا (تا ۱۲۰ مگاپاسکال) است.

به محض اینکه مذاب در حفره شروع به خنک شدن کند، منقبض می شود و فشرده سازی را از دست می دهد. انقباض حجمی در طول فاز خنک‌سازی منجر به قالب‌گیری می‌شود که کمی کوچک‌تر از حفره قالب و فاقد جزئیات حفره قالب است.

برای به حداقل رساندن اثر انقباض قالب، فشار برای چند ثانیه پس از مرحله تزریق حفظ می شود تا مذاب بیشتری برای جبران انقباض پمپ شود.

فشار بالای نگه داشتن نیز جمع شدگی قالب را به حداقل می رساند اما نمی توان آن را از بین برد. مقادیر جمع شدگی قالب معمولی از ۰.۵٪ یا کمتر برای ترموپلاستیک های آمورف و ترموپلاستیک های پر شده تا بیش از ۱٪ برای ترموپلاستیک های نیمه کریستالی متغیر است.

برای برآورد مشخصات ابعادی، ابعاد حفره قالب باید تنظیم شود تا امکان محاسبه جمع شدگی فراهم شود. از آنجایی که مقدار نهایی جمع شدگی قالب به متغیرهای فرآیند مانند دمای مذاب، فشار تزریق، فشار نگهداری و زمان نگه‌داری بستگی دارد، این موضوع مسئله مهم تولیدکنندگان برای پیش‌بینی ضریب جمع شدگی مشکل بزرگی ایجاد می‌کند.