يعمل مهندسو MID Mould مع عملائنا لتطوير وتصميم أقوى المنتجات المقولبة بالحقن البلاستيكية. هناك أربعة عناصر رئيسية لتطوير أفضل منتج ممكن:
تم تطوير القسم 1 من هذا الدليل كأداة أساسية لمساعدة عملائنا في عناصر التصميم المناسب للأجزاء البلاستيكية. يرجى الاطلاع على الأقسام الأخرى للحصول على المساعدة في تلك المجالات
يعتمد موقع خط الفراق على شكل الجزء ووظيفته (انظر الشكل 1). خطوط الفراق هي نقطة التقاء نصفي قالب الحقن (الجانب A والجانب B). وهو أيضًا المكان الذي يمكن أن تلتقي فيه آلية الانزلاق حيث يتم إيقاف تشغيلها على أحد نصفي القالب. سيكون الخط الفاصل مرئيًا دائمًا، ولكن يمكن تقليله من خلال موقعه ومساحة السحب وهندسة الأجزاء.
الشكل 1
عند تصميم جزء بلاستيكي، ضع في اعتبارك أنه بينما يدخل البلاستيك إلى القالب كسائل فإنه يبرد بسرعة ويتصلب في شكل التجويف. يعد تصميم الجزء الذي يمكن تشكيله باستخدام "السحب المستقيم" أمرًا أساسيًا للحفاظ على انخفاض تكلفة قالب الحقن. تم تصميم قالب السحب المستقيم بحيث أنه عندما ينفصل النصفان (الجانب A والجانب B) عن بعضهما البعض، لا يوجد أي معدن يعيق مسار البلاستيك في اتجاه السحب. هذا يعني أنه إذا كان هناك قطع سفلي مثل تفاصيل مفاجئة، أو ثقب على الجانب أو غير ذلك؛ أنه بمجرد أن يبرد الجزء فإنه لن يخرج من القالب إلا إذا تم تخفيف الجزء السفلي. ويتم ذلك باستخدام الشرائح والرافعات في قالب الحقن. يمكن أن تكون الشرائح إما ميكانيكية أو هيدروليكية وهي ميزات باهظة الثمن يمكن إضافتها إلى أي قالب. عادة ما تكون الرافعات أصغر حجمًا وتكون دائمًا ميكانيكية. (انظر الشكل 2)
الشكل 2
مطلوب مسودة على جميع الأجزاء في اتجاه حركة القالب حتى يتم إخراج الأجزاء من القالب بشكل صحيح. المسودة ضرورية لإخراج الجزء من قالب الحقن. زاوية المسودة القياسية الموصى بها هي 1 درجة. مع ½ درجة، على الأضلاع. (انظر الشكل 3)
الشكل 3
عندما تكون هناك حاجة إلى فتحة لاستيعاب ميزة المفاجئة وسيتم تشكيلها دون استخدام عمليات السحب الأساسية، بحد أدنى 5 درجات. الزاوية مطلوبة. وهذا ما يسمى "القبلة" وهو مكان التقاء القلب والتجويف (انظر الشكل 4).
الشكل 4
هناك قاعدة أساسية أخرى عند تصميم جزء بلاستيكي وهي استخدام سمك جدار موحد واستخدام أقسام رقيقة من الجدار بقدر ما يسمح به التصميم. تساعد الجدران الموحدة في تدفق المواد في قالب الحقن، وتقلل من مخاطر علامات الغرق، والقولبة تحت الضغط والانكماش التفاضلي. بالإضافة إلى ذلك، يكون التوفير في التكاليف في أعلى مستوياته عندما يتم تقليل أقسام الجدار إلى الحد الأدنى وتكون متسقة. والسبب هو أن الأجزاء تبرد بشكل أسرع مع جدران أرق، مما يعني أن أوقات الدورات أقصر، مما يؤدي إلى زيادة عدد الأجزاء في الساعة. في المتوسط، يجب أن يتراوح سمك جدار جزء قالب الحقن من 0.060 إلى 0.180 بوصة، ومع ذلك، يمكن تشكيل الأجزاء بجدران رفيعة تصل إلى 0.020 بوصة وسميكة تصل إلى 1.50 بوصة. ستؤدي الأجزاء السميكة من أحد الأجزاء أيضًا إلى مشاكل تجميلية مثل الحوض والفقاعات وتغير اللون.
يجب أيضًا تصميم الأجزاء بسماكة جدار موحدة. وهذا يسمح لتجويف القالب بملء أسهل دون قيود. علاوة على ذلك، إذا لم تكن الجدران متجانسة، فإن الأجزاء الرقيقة سوف تبرد أولاً، ثم عندما تبرد الأجزاء السميكة وتتقلص، فإنها تؤدي إلى نشوء ضغوط بالقرب من الحدود بين الاثنين. نظرًا لأن المقاطع الرقيقة قد تصلبت بالفعل، فإنها لا تستسلم. عندما تتراجع الأجزاء السميكة، فإنها تؤدي إلى التزييف و/أو الالتواء، إذا كان شديدًا بدرجة كافية، فسوف يتسبب في حدوث تشققات. بالنسبة للجدران غير المنتظمة، يجب ألا يتجاوز التغير في السُمك 20% من الجدار الاسمي (انظر الشكل 5) ويجب أن يتحول تدريجيًا.
الشكل 5
الحفر هو طريقة تتم فيها إزالة البلاستيك من منطقة سميكة للمساعدة في الحفاظ على التجانس.
يجب دائمًا تصميم الزوايا بحيث لا يقل نصف قطرها عن 50% من سماكة الجدار ونصف القطر الخارجي 150% من سماكة الجدار للحفاظ على سماكة الجدار الموحدة (انظر الشكل 6).
الشكل 6
يتم تصميم الرؤوس عادةً في أجزاء بلاستيكية للسماح بتركيب إدخالات ملولبة أو دبابيس توجيه أو براغي ذاتية التنصت. تجنب الرؤساء المستقلين عندما يكون ذلك ممكنًا. يجب أن يتم ربط الرؤساء بالجدران أو الأضلاع باستخدام الأضلاع أو ألواح التقوية لتحقيق الاستقرار الهيكلي.
يجب أن يكون القطر الخارجي للرأس أكبر بمقدار 2.5 مرة من قطر المسمار أو الإدخال. سوف تظهر على الرؤوس ذات الجدران السميكة التي تزيد قواعدها عن 60٪ من الجدار علامات الغرق. للمساعدة في التغلب على هذه الحالة، يمكن أن يكون للرأس ذو الجدران الرقيقة التي يبلغ قطرها ضعف قطر المسمار أو أقل أضلاع متعددة (انظر الشكل 7). يجب تجنب الرؤوس تمامًا على الأجزاء ذات الأسطح المصقولة لأنها ستظهر دائمًا علامات الحوض أو على الأقل تسبب "الظلال" على سطح مستحضرات التجميل.
يجب ألا يتجاوز سمك قاعدة الأضلاع المستخدمة لتثبيت الرئيس 60٪ من سمك الجدار المجاور. يجب أن يكون للأقطار الداخلية والخارجية للبوس ½ درجة. مشروع لكل جانب.
يجب عزل الرؤساء عن الزاوية لتجنب المقاطع السميكة والمساعدة في التخلص من علامات الحوض.
الشكل 7
ينبغي استخدام ألواح التقوية و/أو الأضلاع لإضافة الصلابة والقوة. يمكن أيضًا استخدام الأضلاع للمساعدة في ملء جزء ما. في الأجزاء التي تكون في المقام الأول هيكلية وليست تجميلية، يمكن أن يصل سمك قاعدة الضلع (t) إلى 80% من سمك الجدار المجاور (T). ومع ذلك، بالنسبة للأجزاء ذات المظهر الخارجي، حيث تكون علامات الحوض غير مقبولة، يجب ألا يتجاوز سمك الضلع (t) 60% من سمك الجدار المجاور (T) إذا كان السطح الخارجي مزخرفًا و30% فقط إذا كان السطح الخارجي شديد التلميع.
يجب أن يكون ارتفاع الضلع على الأقل 3 أضعاف سمك الجدار (T) للحصول على القوة الأكثر فعالية. يجب أن يكون المسودة ½ درجة. لكل جانب الاسمية. يجب أن يكون حجم الشرائح عند قاعدة الضلع 0.030 بوصة كحد أدنى.
يجب وضع أضلاع متعددة على الأقل مرتين من سمك الجدار للمساعدة في تقليل الضغط بالإضافة إلى أي مشاكل في التبريد (انظر الشكل 8)
الشكل 8
يجب تجنب الزوايا الحادة في أي تصميم للجزء البلاستيكي. وهي السبب الرئيسي لفشل الأجزاء وتركيزات الإجهاد وأنماط التدفق الضعيفة وزيادة تآكل قالب الحقن (انظر الشكل 9). أشر إلى نصف القطر في الزوايا الداخلية والخارجية إلى الحد الأقصى الذي يسمح به تصميم الجزء.
الشكل 9
الانكماش هو إحدى سمات البوليمر المستخدم في تصنيع الجزء. سوف يتقلص حجم الجزء المصبوب لمدة تصل إلى 24 ساعة بعد أن يؤثر القالب على هندسة الجزء. إن تحديد الكمية المناسبة من الانكماش لاستخدامها في تصميم وبناء القالب هو فن وعلم. يتمتع كل بوليمر بمعدل انكماش فريد يجب تطبيقه على نموذج الجزء ثلاثي الأبعاد. ولسوء الحظ، لا يتم دائمًا توفير معلومات معدل الانكماش من قبل بائع البوليمر. وفي بعض الحالات، عندما يتم توفيره، يكون عادةً نطاقًا واسعًا. يجب التفكير بعناية في اختيار الانكماش المناسب ومن الضروري اختيار درجة البوليمر قبل تصميم قالب الحقن. يتمتع مهندس البلاستيك الجيد بالخبرة اللازمة للمساعدة في اتخاذ أفضل قرار انكماش لمنتجك والبوليمر.
يمكن أن يختلف انكماش المواد باختلاف تصميم الأجزاء والقالب؛ سوف تنكمش الجدران السميكة أكثر من الجدران الرقيقة، وسيتسبب الاختلاف في سمك الجزء أو الشكل الهندسي في انكماش وتزييف تفاضلي؛ سيؤثر اتجاه التدفق أيضًا على الانكماش خاصة عند استخدام البوليمرات المملوءة بالألياف.
يتأثر الانكماش أيضًا بظروف العملية. ومع ارتفاع ضغط التجويف، ينخفض الانكماش بشكل طبيعي. ستؤثر درجة حرارة القالب والذوبان أيضًا بشكل كبير على الانكماش. ستعمل القوالب المبردة على تقليل الانكماش بينما تزيد درجات حرارة الذوبان الأكثر سخونة من الانكماش.
هناك عدة أنواع مختلفة من أساليب النابضة. يعتمد تصميم البوابة ونوعها على تصميم الجزء واختيار المواد والمتطلبات التجميلية والأبعاد للمنتج النهائي. (انظر الشكل 10) تقوم البوابة بتوصيل الجزء بنظام العداء وهي شر لا بد منه لمصمم الجزء. يعتمد تصميم البوابة وموقعها على هندسة الجزء وتصميم القالب واختيار البوليمر.
الشكل 10
الفتحات هي مناطق مصممة في قالب الحقن للسماح للغازات بالهروب أثناء عملية التشكيل. سيؤدي عدم وجود تهوية مناسبة إلى زيادة ضغط الحقن، وحقن الحقن القصيرة، وعلامات الحروق، والغرق والتمدد. هناك العديد من الطرق لتنفيس القالب، ولكن يتم ذلك عادةً عن طريق تشكيل العديد من القنوات الضحلة عند خط الفراق. يعتمد حجم البوابة على اختيار المواد. هناك طرق أخرى لتنفيس القالب وهي دبابيس القاذف ودبابيس التنفيس والمجاري. يمكن قطع فتحات التهوية في دبابيس القاذف للسماح للغاز بالهروب أثناء ملء التجويف. يتم وضع دبابيس التهوية داخل الشكل الهندسي للجزء عندما يكون التنفيس مطلوبًا لإزالة الغاز من القالب أثناء التعبئة وعندما تكون فتحات التهوية الموجودة على خط الفراق فقط غير كافية.
خطوط الحياكة، والمعروفة أيضًا باسم خطوط اللحام، هي مناطق في الجزء المصبوب حيث تتقارب جبهتان أو أكثر من التدفق. تتمتع المنطقة عمومًا بقوة أقل من المناطق الأخرى في الجزء. (انظر الشكل 11) يجب أن يأخذ تصميم الأجزاء في الاعتبار المواقع المحتملة للخطوط المتماسكة والعمل على توجيهها بعيدًا عن مناطق الضغط العالي. تتشكل الخطوط المتماسكة عمومًا على الجانب الآخر من الثقوب والعوائق التي تعترض طريق مسار التدفق الاسمي، مثل الدبابيس التي تشكل ثقوبًا في الجزء أو الرؤوس. يمكن استخدام برنامج تدفق القالب لمحاكاة ملء البلاستيك في التجويف والمساعدة في تحديد المناطق التي قد تسبب مشكلات في الأداء التجميلي أو الميكانيكي.
الشكل 11
