پلاستیکهای مهندسی مانند PA66-GF30، PPS تقویتشده با الیاف شیشه و PEEK بهطور فزایندهای در کاربردهای حساس و پرتقاضای خودروسازی، الکتریکی، صنعتی و با عملکرد بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
در مقایسه با پلاستیکهای استاندارد مانند ABS یا PP، این مواد خواص مکانیکی، حرارتی و ابعادی فوقالعادهای ارائه میدهند. با این حال، چالشهای بیشتری را نیز در طراحی قالب تزریق و کنترل فرایند قالبگیری ایجاد میکنند.
افزودن الیاف شیشه رفتار ترموپلاستیک را در طول فرایند قالبگیری تزریقی بهطور چشمگیری تغییر میدهد.
این ماده میتواند بهبودهای زیر را فراهم کند:
با این حال، الیاف بر جریان مذاب، انقباض (جمعشدگی)، ظاهر سطح و سایش قالب نیز تأثیر میگذارند.
بنابراین، قالب باید متناسب با ماده واقعی طراحی شود، نه اینکه با یک گرید تقویتشده با الیاف شیشه مشابه یک رزین بدون پرکننده رفتار شود.
در طول تزریق، الیاف شیشه تمایل دارند در جهت جریان مذاب همراستا شوند.
این بدان معناست که میزان انقباض در جهت جریان و در جهت عمود بر جریان ممکن است متفاوت باشد.
برای قطعاتی با ابعاد حساس، این مسئله میتواند منجر به موارد زیر شود:
بنابراین، موقعیت گیت و جهت پر شدن قالب باید در مراحل اولیه طراحی قالب مد نظر قرار گیرند.
پلاستیکهای مهندسی با کارایی بالا نیازمند طراحی دقیق گیت و راهگاه هستند.
هدف، دستیابی به پر شدن پایدار در عین جلوگیری از فشار بیش از حد، تنش برشی و جهتگیری نامطلوب الیاف است.
برای قطعات پیچیده، تحلیل جریان قالب (Mold Flow) میتواند به مهندسان کمک کند تا رفتار پر شدن را ارزیابی کرده و چیدمانهای مختلف گیت را پیش از ساخت قالب مقایسه کنند.
الیاف شیشه ساینده هستند.
در طول چرخههای مکرر قالبگیری، مواد پرشده با الیاف شیشه میتوانند سایش را در بخشهای زیر افزایش دهند:
برای قالبهای تولیدی با تیراژ ضرب (شات) بالا، باید فولاد قالب مناسب، عملیات حرارتی و راهکارهای موضعی مقاوم در برابر سایش در نظر گرفته شوند.
موادی مانند PA66-GF30، PPS و PEEK الزامات فرایندی بسیار متفاوتی دارند.
پلیمرهای با کارایی بالا ممکن است به دمای قالب بسیار بالاتری نسبت به پلاستیکهای معمولی نیاز داشته باشند.
بنابراین، سیستم کنترل دمای قالب باید بر اساس رزین و فرایند قالبگیری مشخص طراحی شود، نه اینکه یک چیدمان خنککاری استاندارد برای تمام پروژهها به کار رود.
پلاستیکهای مهندسی اغلب برای قطعاتی انتخاب میشوند که نیازمند مونتاژ دقیق هستند.
با این حال، تعیین یک ماده با کارایی بالا لزوماً تلورانسهای بسته و دقیق را تضمین نمیکند.
ابعاد نهایی همچنان میتوانند تحت تأثیر موارد زیر قرار گیرند:
برای ابعاد حساس، این عوامل باید در طول فرایند DFM بررسی شده و از طریق تست قالب و بازرسی ابعادی تأیید شوند.
هنگامی که خود ماده برای عملکرد محصول حائز اهمیت است، آزمایش نمونه اولیه با یک ماده جایگزین نامرتبط ممکن است رفتار تولید نهایی را بهطور دقیق پیشبینی نکند.
برای مثال، یک نمونه اولیه پرینت سهبعدی یا ساختهشده از ABS ممکن است هندسه کلی را تأیید کند، اما نمیتواند رفتار انقباض، سختی و جهتگیری الیاف یک قطعه تزریقشده از جنس PA66-GF30 یا PPS را بهطور کامل بازتولید نماید.
بنابراین، برای کاربردهای حساس، ساخت قالبهای اولیه تزریق با استفاده از ماده تولیدی اصلی میتواند اعتبارسنجی معنادارتری ارائه دهد.
پیش از شروع ساخت قالب برای قطعات پلاستیک مهندسی، اطلاعات زیر باید بررسی شوند:
هندسه قطعه → گرید ماده → الزامات عملکردی → تلورانسهای بحرانی → حجم تولید مورد انتظار → طول عمر قالب → طراحی قالب → تست و اعتبارسنجی قالب
در نظر گرفتن این عوامل در کنار هم میتواند اصلاحات قالب را کاهش داده و پایداری تولید را بهبود بخشد.
قالبگیری تزریقی PA66-GF30، PPS، PEEK و سایر پلاستیکهای مهندسی به چیزی فراتر از صرفاً انتخاب دمای صحیح قالبگیری نیاز دارد.
رفتار ماده باید در طراحی قطعه، انتخاب گیت، طراحی خنککاری، انتخاب فولاد و اعتبارسنجی فرایند مد نظر قرار گیرد.
شرکت MID Mould خدمات سفارشی ساخت قالب تزریق و قالبگیری قطعات پلاستیک مهندسی را از DFM و تحلیل جریان قالب گرفته تا تست قالب و تولید انبوه ارائه میدهد.
اگر در حال توسعه قطعهای با استفاده از پلاستیکهای مهندسی تقویتشده با الیاف شیشه یا با عملکرد بالا هستید، نقشهها، گرید ماده و الزامات پروژه خود را جهت ارزیابی قالبسازی برای ما ارسال کنید.
