ساخت قالب پلاستیک
جولای 14, 2021
1 دیدگاه
مراحل ساخت قالب پلاستیک چیست؟ قالب سازی پلاستیک چیست؟ از صفر تا صد طراحی و ساخت قالب های صنعتی و مراحل انجام کار آن ، برگرفته از تجربه و دانش متخصصین
ساخت قالب پلاستیک
ساخت قالب پلاستیک
ساخت قالب پلاستیک
1. قالب سازی چیست؟
a. قالب چیست ؟
b. انواع قالب و روش های ساخت قالب
2. قالب سازی پلاستیک چیست ؟
a. طراحی مدل یا مدل سازی
b. طراحی قالب پلاستیک
c. بلوک سازی و رساندن به اندازه
d. سوراخ کاری در ساخت قالب پلاستیک
e. ماشینکاری فرم ها و قسمت های مهم توسط فرز CNC
f. براده برداری اسپارک به کمک جریان الکتریکی (EDM)
g. اجرای عملیات کیفیت سطوح
h. اجرای پران بندی
i. مونتاژ و آب بندی
3. خلاصه ساخت قالب پلاستیک
1. قالب سازی چیست ؟
فرآیند تبدیل مواد خام (عموما فولاد 1.2312) به قالب را قالب سازی تعریف می کنیم .
شاید بهتر باشد جهت درک بهتر ، قالب را نیز تعریف کنیم.
1.1 قالب چیست ؟
یکی از ابزارهای تولید انبوه قالب است که به کمک آن می توان به تعداد بالا محصول نهایی مشابه یکدیگر تولید کرد. ریشه ی کلمه ی قالب از کلمه ی قلب عربی آمده است که معنای معکوس و واژگون می دهد. در واقع منظور از قالب همان معکوس تورفتگی ها و برآمدگی های روی قطعه است. در اثر قالب گیری محصول مورد نظر را به عنوان خروجی به صورت معکوس قالب تحویل می دهد.
برای روشن شدن بیشتر موضوع با یک مثال مفهوم قالب را توضیح می دهیم. فرض کنید شما می خواهید یک کلید را با استفاده از مذاب پلاستیک ، قالب گیری پلاستیک کنید. ( ورود به خدمات تزریق پلاستیک ) در مرحله ی ابتدایی نمونه ی محصول خود را روی یک خمیر فشار می دهید تا اثر آن روی خمیر اجرا شود. در این مرحله اگر یک به یک به دندانه های کلید و نقش آن روی قالب نگاه کنید متوجه می شوید که هرجا دندانه ای به بیرون آمده است ، روی خمیر شما در آن محل فرورفتگی ایجاد شده است و بالعکس.
به این سبب به این ابزار تولیدی قالب یا معکوس شده ی محصول می گویند. بعد از اتمام ساخت ،این قالب توان تولید تعداد بالایی از محصول اولیه را دارد.در مثال کلید ، شما با استفاده از پر کردن محفظه ی قالب خود می توانید 1 محصول بسازید. پس از برداشتن محصول از درون قالب ، مجددا آن را با مذاب پلاستیک پر نموده و نمونه محصول دیگری دقیقا مطابق محصول قبلی تولید نمایید.
1.2 انواع قالب و روش های قالب سازی
قالب سازی انواع مختلفی دارد ، به طور کلی بسته به جنس مواد خروجی از قالب و نوع عملکرد آن به چند دسته ی ذیل تقسیم بندی می گردد:
a. قالب های دایکست
b. قالب های ریژه
c. قالب های گریز از مرکز
a. قالب های ترموپلاستیک
b. قالب های ترموست
c. قالب های فوم
d. قالب های الاستومر
a. فورج سرد (دمای کار ، زیر 30% دمای ذوب)
b. فورج گرم (دمای کار بین 30 تا 70% دمای ذوب)
c. فورج داغ (دمای کار حدود 70% دمای ذوب)
a. قالب های برش
b. قالب های کشش
c. قالب های خم و فرم
2. قالب سازی پلاستیک چیست ؟
مراحلی که انجام می گردد تا یک قالب ، ساخته و آماده ی تولید گردد ، قالب سازی پلاستیک تعریف می گردد.که خروجی محصول آن از جنس پلاستیک است.
طبق این تعریف جنس قالب ساخته شده می تواند هر چیزی باشد. اما در صنعت جنس بدنه و اجزاء درون قالب را ، از جنس فولادهای مرغوب ( معمولا فولاد 1.2312 یا فولاد 1.7225 ) در نظر می گیرند. چرا که فولادها نسبت به فشار ، ضربه و زنگ زدگی تحمل مناسبی دارند. همچنین قابلیت ماشینکاری (براده برداری) و پرداخت کاری ( سیقل دادن سطح جهت ایجاد براقیت ) مناسبی دارند. فراموش نکنید که قالب پلاستیک جهت تولید در تیراژ های بالا ساخته می شود.
پس از مرحله ی طراحی و تامین مواد خام اولیه ، نوبت به فرآیند براده برداری می رسد. به صورت مرسوم در ایران براده برداری ها از طریق ابزارهایی با سختی بالا که بر روی ماشین آلات بسته می شوند ( تراش – فرز – دریل – سنگ مغناطیس ) انجام می شوند. در مواردی خاص از طریق ماشین کاری تخلیه جریان الکتریکی EDM (Electrical discharge machining ) ( اسپارک – وایرکات ) انجام می گردد. در مواردی به ندرت جهت ترسیم طرح های خاص مانند طرح چرم از ماشینکاری الکترو شیمیایی ECM (Electrochemical machining ) نیز استفاده می گردد.
2.1 طراحی مدل یا مدل سازی :
جهت ساخت یک قالب پلاستیک نیاز به مدل اولیه محصول نهایی است. این مدل می تواند نمونه ی محصول واقعی باشد که توسط دستگاه های اپتیک یا سایر ابزارهای اندازه برداری ، تعیین ابعاد و زوایا شده است.خروجی دستگاه های اندازه برداری توسط نرم افزارهای طراحی تبدیل به مدلی یکپارچه می گردد.
همچنین مدل محصول می تواند یک طرح فرضی ، ذهنی ، طراحی شده و ترسیم شده باشد. در عموم این موارد نیاز به مشاوره گرفتن از قالب ساز و همچنین تزریق کار قالب پلاستیک حس می گردد. چرا که هر مدل فرضی و یا ترسیمی قابلیت تولید ندارد.در این مرحله نیاز به اصلاحاتی جهت تسهیل امر قالب سازی و قالب گیری آن وجود دارد.
از اولین مراحل ساخت قالب طراحی آن است که امروزه به کمک نرم افزارها ی CAD (Computer aided design) که از معروف ترین آن ها Solidworks – Catia – NX – Auto Cad – هستند استفاده می گردد.
طراحی قالب فعالیتی مهم در فرآیند ساخت قالب است چرا که در صورت عدم موفقیت در قالب گیری قطعه هزینه های دوباره کاری ( در صورت امکان ) و اعمال تغییر در طرح موجود سنگین است (در مواردی مانند قالب پولیش یا گرین شده تغییر در یک فعالیت باعث دوباره کاری در سایر فعالیت ها نیز می گردد) ، همچنین در صورت عدم توجه به شرایط تولید و مونتاژ می تواند سیکل تولید را پیچیده و طولانی تر نماید که هزینه های این قسمت به صورت دائمی بر سازمان تحمیل می گردد. ( نیاز به مشاوره ساخت قالب پلاستیک دارید؟ )
به همین دلیل جهت جلوگیری از این دست خطاها شرکت بهینه سازان سرافراز خودرو با تجربه ی طراحی و ساخت بیش از 400 دستگاه قالب تزریق پلاستیک پس از طراحی قالب ، پروسه ی تصدیق آن توسط چک لیست های برگرفته از تجربیات گذشته و نرم افزارهای شبیه ساز ( Mold Flow ) صورت می گیرد که تا حد بالایی از خطاهای بالقوه ی پیش رو جلوگیری می نماید.
2.3 بلوک سازی و رساندن به اندازه :
به صورت معمول ( استثناها همیشه وجود دارند) پس از تهیه مواد اولیه که فولاد خام ، آهن ، مس و تجهیزات برقی ، مکانیکی و هیدرولیکی جانبی هستند ، عملیات آماده سازی این مواد برای مراحل بعدی شروع می گردد.
در مراحل اولیه ی براده برداری ، با استفاده از فرز دستی یا ماشین تراش ، مراحل بلوک سازی از مواد خام اولیه شروع می گردد به این ترتیب که تمامی 6 وجه فولاد های خام تراشیده می شود ، به نحوی که 2 به 2 روبه روی هم باهم کاملا موازی باشند و 2 به 2 در کنار هم ، بر هم کاملا عمود باشند و یک مکعب کامل را تشکیل دهند که به این کار ساخت بلوک قالب پلاستیک نیز می گویند.
قطعات استوانه ای شکل نیز از نظر قطر و طول به اندازه ی مورد نظر در طرح با تلرانس های مجاز می رسند.
در مواردی که نیاز به صافی سطح بالا یا عمود بودن با دقت های بالا باشد از دستگاه سنگ مغناطیس استفاده می گردد و سافی سطوح و دقت های توازی و عمود بودن به حد مطلوب خود می رسد.
2.4 سوراخ کاری در ساخت قالب پلاستیک :
در این مرحله در صورت نیاز ، سوراخ هایی جهت امکان بسته شدن بلوک خام روی دستگاه های براده برداری بعدی اجرا می گردد.
در برخی موارد سوراخ های اصلی ای که نیاز به دقت های بالا ندارند نیز اجرا می گردد.
عموما سوراخ کاری به جهت ایجاد سوراخ های اتصال ، جهت پیچ کردن 2 قطعه از قالب پلاستیک به یکدیگر استفاده می شود اما در مراحل دیگری مانند ایجاد سوراخ های گردش آب ، به جهت خنک کاری قالب پلاستیک یا ایجاد سوراخ های محل عبور پران های میله ای نیز از براده برداری توسط دریل یا سوراخ کاری استفاده می گردد.
2.5 ماشینکاری فرم ها و قسمت های مهم توسط فرز CNC :
این مرحله از کار، با استفاده از دستگاه های فرز CNC که از سرعت و دقت بالایی برخوردار هستند انجام می گردد ( به دلیل هزینه ی بالاتر ، براده برداری هایی کم اهمیت، مانند براده برداری پایه های قالب توسط دستگاه های دستی انجام می گردد)
این مرحله یکی از پر هزینه ترین و دقیق ترین قسمت های قالب سازی پلاستیک است.
اجرای کار به این صورت است که قطعات طراحی شده ی قالب پلاستیک مانند سنبه ، ماتریس ، کشویی ها و اینسرت ها در نرم افزارهای مهندسی مانند Powermill اجرا میشود.پس از آن، برنامه نویس دستگاه، برنامه ی خود مبنی بر حرکات ابزار ، سرعت چرخش ، سرعت پیشروی و میزان براده برداری را شبیه سازی می نماید.
بستن بلوک فولاد آماده، بر روی دستگاه از مراحلی است که برخلاف ظاهر ساده ، به تجربه و مهارت بالایی نیاز دارد .
چرا که قطعات خام باید با دقت بالایی در حد 0.01 میلیمتر در توازی با محورهای X و Y دستگاه بسته شوند. ارتفاع بلوک نیز با همان دقت اندازه برداری می شود. همین طور نقطه ی شروع کار ( اصطلاحا نقطه ی 0 و 0 در دستگاه مختصات دکارتی ) می بایست توسط ابزار مخصوص ( تاچر ) ، به دستگاه معرفی گردد.
پس از شبیه سازی و مشاهده ی حرکات ابزار درون نرم افزار ، همچنین بستن بلوک خام روی دستگاه و معرفی ابعاد و نقطه ی شروع به دستگاه ، نوبت به ارسال برنامه ی براده برداری به دستگاه براده برداری ( فرزCNC ) می رسد.
پس از اجرای برنامه ی براده برداری و اتمام کار که در بعضی موارد در چند مرحله و در چند جهت صورت می پذیرد ، کار اندازه برداری می شود و پس از اطمینان از صحت براده برداری ، از روی دستگاه باز می گردد.
2.6 براده برداری اسپارک به کمک جریان الکتریکی (EDM) :
به سبب هندسه ابزار ، نوع طراحی ماشین و همچنین مدل براده برداری چرخشی دستگاه هایی که در قبل از آن ها نام برده شد ، امکان اجرای برخی زوایا و لبه های تیز و همچنین عمیق و باریک با استفاده از دستگاه اسپارک و براده برداری تخلیه الکتریکی میسر می گردد. ( در شکاف های عمیق ، جهت اعمال نیرو به ابزار ، عمود بر طول ابزار براده برداری است و همچنین میزان نیرو نیز ناچیز است و نگرانی ای بابت شکستن یا خم شدن ابزار وجود ندارد)
2.7 اجرای عملیات کیفیت سطوح :
در این مرحله بنا بر کیفیت سطح مدل محصول ، اقدام به اجرای کیفیت سطوح می گردد. این موارد شامل 1-اجرای طرح چرم 2-سند بلاست (سطح مات و زبر است) 3-پولیش نهایی ( حذف مسیر ابزارها ) 4-پولیش با کیفیت سطح بسیار بالا که اصطلاحا پولیش آینه ای گفته می شود ، صورت می پذیرد.
همچنین کلیه ی قطعاتی که باید روی هم بلغزند ، یا قسمتی از محصول نهایی را تشکیل می دهند ، در این مرحله به کیفیت مطلوب سطح می رسند. با این کار از بروز هرگونه گیر و اصطکاک بیش از حد جلوگیری گردد.
2.8 اجرای پران بندی :
پران ها ( قطعات بنفش رنگ در عکس ) مکانیزم هایی هستند که عموما جزوی از سطح قالب هستند. بعد از عملیات قالب گیری، پران ها با فشار به قطعه ی تزریق پلاستیک شده ، آن را به بیرون از قالب هدایت می کنند.
در صورتی که قالب طوری طراحی شده باشد که پران های میله ای یا تکه ای وظیفه ی خارج نمودن قطعه ی تزریق پلاستیک شده را از درون قالب برعهده داشته باشند ، در این مرحله اجرا می گردند.
این مراحل شامل روان سازی محل عبور پران ها و رساندن به اندازه ی اصلی است.
قسمت نشان داده شده با فلش قرمز رنگ در عکس ، محل عبور تکه پران ها هستند. پران های قالب پلاستیک در مرحله ی پران بندی باید به حدی روان سازی شوند که میله های پران به خوبی از درون آن ها عبور کنند. همچنین به میزانی لقی پایینی داشته باشد که مواد پلاستیک نتواند در آن شکاف ورود کند.
همچنین اتصال این پران ها به صفحات پشتی قالب ( صفحات پران ) در این مرحله صورت می پذیرد. این اتصال به نحوی است که با فشار جک دستگاه تزریق به صفحه ی پران ( صفحه ای که در عکس به رنگ سبز آبی مشاهده می گردد ، صفحه ایست که تمامی پران های میله ای و تکه ای روی آن سوار می شوند که به صورت هماهنگ با یکدیگر به جلو و عقب حرکت کنند ) تمامی پران ها به صورت روان و هماهنگ به بیرون از سطح قالب پلاستیک حرکت کنند و محصول را به بیرون هدایت نمایند.
نیروی جلو و عقب برنده ی صفحه پران توسط جک دستگاه تزریق پلاستیک تامین می گردد.
2.9 مونتاژ و آب بندی :
مرحله ی نهایی قالب سازی پلاستیک ، مونتاژ قطعات است. این قطعات شامل قطعات براده برداری شده، قطعات الکتریکال ، مکانیکال و هیدرولیک دیده شده در طرح قالب است.
این مرحله نیز یکی از مهمترین مراحل قالب سازی پلاستیک است که به مهارت بسیار بالایی نیاز دارد ، چرا که رعایت تلرانس ها ، رعایت محل های آب بندی و رعایت زوایای خروج و حذف گیر ها و موارد مورد اصطکاک که مانع از عملکرد قالب می گردد در این مرحله قرار می گیرد.
برای مشاهده ی نقاط برخورد و نقاط سایش از رنگ های موسوم به رنگ آب بندی یا لاجورد استفاده می شود .
همانطور که در شکل میبینید برای ساخت قالب درب منبع انبساط ، نیاز به 2 کشویی فولادی است که بعد از چفت شدن و چسبیدن به هم شکل دیسک بالای قطعه را تشکیل خواهند داد ، یکی از مثال های نقاط آب بندی ، نقاطی است که به رنگ قرمز ، رنگ آمیزی شده است ، پس از جفت کردن 2 سمت کشویی ها ، اگر رنگ به خوبی روی صفحات مقابل نقاط رنگ آمیزی شده پخش شود ، به این معناست که این سطوح به طور کامل بر هم منطبق هستند و باهم در تماس کامل هستند و مانع از عبور مواد پلاستیک در شکاف بین دو کشویی می شوند ، چنانچه این سطوح به خوبی برهم منطبق نشوند و منفذی برای ورود مواد در شکاف بین دو کشویی به وجود آید ، قطعه ی خارج شده شامل قسمتی اضافه می شود که اصطلاحا به آن پلیسه می گویند.
3. خلاصه مطلب ساخت قالب پلاستیک :
· قالب یکی از ابزارهای اصلی تولید است و وسیله ای است معکوس محصول مورد نظر که از روی آن به تعداد بالایی می توان محصول نهایی تولید کرد.
· قالب سازی روش ها و انواع مختلفی دارد که یکی از معروف ترین و پر کاربردترین آن در صنایع قالب سازی پلاستیک است.
· قالب سازی پلاستیک مراحلی مختلفی را شامل می شود که از مواد اولیه ی خام (عموما فولاد) به کمک روش های مختلف براده برداری ، ابزاری بسازد با کیفیت و ثبات بالا که بتوان به وسیله ی آن تعداد بالایی محصول نهایی از جنس پلاستیک تولید نمود.
تشکر از نویسنده
5/5
آشنایی با قالب سازی پلاستیک بهینه سازان سرافراز خودرو
شرکت بهینه سازان سرافراز خودرو ارائه دهنده ی خدمات طراحی و قالب سازی پلاستیک تا ابعاد 1000*600*1200 می باشد ، این شرکت از فرآیند های ساخت و پشتیبانی کامل برخوردار است .....
دفرمگی و پیچ و تاب برداشتن قطعه(warpage) – عیوب تزریق پلاستیک
جولای 31, 2020
بدون دیدگاه
پس از قالب گیری تزریقی قطعات در اثر وارد آمدن نیروی فشاری کششی نامتاوزن از شکل اصلی خارج می شوند که به آن دفرمگی یا پیچ و تاب برداشتن می گویند.
تعریف شکنندگی (Brittleness) قطعه تزریق پلاستیک
جولای 31, 2020
بدون دیدگاه
عیوب تزریق پلاستیک شکنندگی قطعه ی پلاستیکی ما در این مقاله قصد داریم با شما
تاول – حباب (Blister-bubble)
جولای 31, 2020
بدون دیدگاه
مشکل تاول و حباب – عیوب قطعات تزریق پلاستیک درست است که امروزه با وجود
پر نشدن کامل (Short Shot)
جولای 31, 2020
بدون دیدگاه
پر نشدن کامل قطعه (Short Shot) – یکی از عیوب تزریق پلاستیک پر نشدن
اثر پران روی قطعه (Ejector mark)
جولای 31, 2020
بدون دیدگاه
اثر پران روی قطعه (Ejector mark) در قالب سازی پلاستیک اثر پران روی قطعه یکی
1 Comment
که در بالا اشاره کردیم ، پر نشدن کامل قطعه یکی از عیوب تزریق پلاستیک به حساب می آید. رعایت 9 موردی که در بالا اشاره شد تا حد