تحقیق مقاله تحلیل فرآیند های قالب سازی

انواع قالبها

قالبهای پلاستیک

پلاستیک ها به دو گروه تقسیم می شوند:     

ترموپلاستیک

ترموست (باکالیت)

- قالبهای ترموپلاستیک:

گروه ترموپلاستیک ها یا گرمانرما که بر اثر دیدن حرارت خمیده گشته وبا کم شدن میزان گرما سختی خود را بدست می آورند و تغییرات شیمیایی در آنها صورت نمی گیردو بعد از تزریق، شکل محفظه قالب را به خود می گیرد.

در قالب گیری تزریقی ماده ترموپلاست گرم محفظه قالب را پر می کند در این روش ماده ترموپلاست گرم و محفظه قالب سرد است که پس از تزریق مواده به شکل و فرم قالب در می آید و سخت می شود.

از دیدگاه دیگر مواد ترموپلاست به موادی گفته می شود که پس از یک یا چند بار مصرف در فرآیند تولید دوباره قابل استفاده می باشد. این مواد به شکل دانه یا پودر در ماشین تزریق ریخته می شود.

ساختمان قالبهای تزریقی:

قالب های پلاستیک ازنظر کلی به دونوع تقسیم می شوند:

1- قالبهای باراهگاه سرد                              

2- قالب های باراهگاه گرم

و نیز از نظر ساختمانی بر دونوع می باشند:

1- قالب های دو صفحه ای                            

2- قالبهای سه صفحه ای که تعداد صفحات قالب و خط جدایش آن ها بر اساس عواملی ماند تعداده حفره های قالب، شکل قطعه پلاستیکی،‌ نوع ماشین تزریق،‌نوع مواد مصرفی و سیستم خروجی هوا و ... تعیین می شوند اصولاً در هر قالب تزریقی دو بخش اصلی وجود دارد.

1- بخش ثابت قالب (نیمه ثابت) که در این نیمه مواد گرم تزریقی پلاستیک تزریق  می شوند.

2- بخش متحرک (نیمه محرک) که رد قسمت متحرک ماشین تزریق بسته می شوند و سیستم و مکانیزم بیرون اندازی قطعات اکثرادر آن قرار دارد.

... تعیین تعداد حفره ها و محفظه های قالب از نکات مهم طراحی قالب های تزریقی می باشد و قالب های پلاستیک در این زمینه بر 2 نوع هستند:

1- قالب های تک حفره ای

2- قالب های چند حفره ای

- قالب های تک حفره ای:

در مواردی از قالب های تک حفره ای استفاده می شوند که مقدار تولید قطعه پلاستیکی محدود می باشند. بنابراین طراحی و ساخت قالب های تک حفره ای از نظر زمان ساخت و مسائل اقتصادی - ارزان تر تمام خواهد شد.

قالبهای چند حفره ای:

اگر تعداد فرآورده های تولیدی زیاد باشد، بالاخص در مواردی که قطعه هم کوچک باشد از روش طراحی و ساخت قالب های چند حفره ای استفاده می شود.

قالب های ترموست (باکالیت):

گروه ترموست یا باکالیت یا گرما سخت ها که این گروه بر اثر حرارت دیدن سخت می شوند و باعث تغییرات شیمیایی در این مواد می شوندکه برآنها ترموست یا باکالیت می گویند.

در این روش قالب در حالت سرد می باشند و ممواد نیز سرد است و بعد از تغذیه، قالب را تحت  حرارت قرار می دهند و مواد شکل وفرم محفظه قالب را به خود می گیرد و سخت می شود.

مواد ترموست یا دورپلاست ها تحت تاثیر فشار و حرارت c 170 تولید می شوند. ابتدا نرم شده  و به حالت پلاستیک درمی آیند ولی بعد از مدتی سخت می شوند و خصوصیت اصلی این مواد آن است که پس از سخت شدن مجداً قابل نرم شدن و استفاده مجدد نیستند و در هیچ نوع ماده ضلالی قابل حل نمی باشند و پس از سخت شدن، تغییرات شیمیایی فهمی درآنها روی می دهد.

انواع قالبهای مواد ترموست (باکالیت)

در روش قالبگیری مواد ترموست،‌ مواد درمحفظه قالب به مرور گرم و حرارت می بینند و بعد به داخل قالب گرم تغذیه می شوند و این مواد نرم شده شکل و فرم حفره و محفظه های قالب را ه بر اثر فشار قالب می گیرد و بر اثر تغییرات شیمیایی خنک و به بیرون قالب انداخته می شوند.

قالب گیری مواد ترموست با سه روش مشخص صورت می گیرد، البته از روش های دیگری مانند حدیده ای و ... استفاده می شود.

1- قالب گیری انتقالی                                             

2- قالب گیری تحت فشار       

3- قالب گیری تحت فشار پیستون

1- قالب گیری انتقالی:

در این روش مواد از درون یک یا چند کانال، تحت فشار از میان محفظه بازدهی به داخل حفره قالب تزریق می شوند وقالب قبل از شروع کار جفت و بسته می شود.

2- روش قالب گیری تحت فشار :

در روش قالب گیری تحت فشار پودر یا ساچمه ها یا قرص ها مواد در محفظه قالب ریخته می شود وبا بسته شدن قالب، تحت فشار و حرارت فرم قطعه دلخواه را می گیرد.

3- روش قالب گیری تحت فشار پیستون:

در روش قالب گیری تحت فشار پیستون مواد ترموست تحت فشار پیستون که شکل رویه ی قطعه کار را می سازد به درون محفظه و حفره قالب وارد می شود و تحت فشار وحرارت فرم لازم را می گیرد.

- فرآیند دایکاست:

در فرآیند دایکاست، مواد مذاب (که می توانند موادی مانند آلومینم و مس و غیره باشند) تحت فشار معینی به محفظه ی قالب هدایت می شود و با استفاده از این روش، قطعاتی با دقت بالا و فرم های پیچیده و تمیز را می توان تولید نمود معمولاً بعد از تولید احتیاج به عملیات دیگری مانند ماشین کاری و پرداخت کاری نمی باشد و فقط باید پلیسه و قطعات زاید را دور نمود.

از فرایای روش ریخته گری تحت فشار و دایکاست می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1- تولید قطعات دقیق با فرم های پیچیده

2- ساخت قطعات با دیواره های نازک و باریک

3- پرداخت کاری سطح خوب قطعات و صافی آنها

4- عدم نیاز به ماشین کاری بعد از تولید

5- استحکام قطعات در اثر سرعت سرد شدن

6- دقت ماهیچه گذاری در قالب های دایکاست

7- تولید انبوه در مرحله تولید بدلیل عمر و استحکام زیاد این قالب ها

- فرآیند اکستروژن نه

مکانیزم کلی اکستروژن عبارت از یک مارپیچ که حرکت خود را از یک موتور و گیربکس می گیرد و در سیلندری که به وسیله گرمکن های خارجی گرم می شود حرکت می کند و مواد پلاستیکی بصورت دانه از قیف داخل دستگاه ریخته می شود. بعد از ذوب شدن مواد و با فشار از دورن فرم قالب عبور کرده و به مرور که سرد شد شکل فرم قالب را به خود می گیرد اشکال مختلف قطعات پلاستیکی در حالتهای توخالی و توپر را با این روش تولید می نمایند.

مواد پلاستیکی به صورت پودر یا دانه (گرانول) در قیف دستگاه ریخته می شود مواد نرم و حرارت داده شده توسط مارپیچ و المنت های دور سیلندر حالت ذوب گرفته و از داخل سوراخی (فرمی) که شکل مقطع محصول تولیدی را دارد با فشار خارج می شود و بعد از خنک شدن فرم وحالت سوراخ (قالب) را می گیرد که برای تولید قطعاتی مانند سیم ها، میله ها، لوله ها، ورق هاو ... استفاده می شود.

ریخته گری

تکنولوژی ریخته گری عبارت است از شکل دادن فلزات به روش ذوب در محفظه ای با نام قالب وطی مراحل سرد کردن وانجماد آنها مطابق شکل محفظه و فرم قالب که یکی از اساسی ترین و مهمترین بخش های تولید صنعتی مراحل را در بر می گیرد.

با توجه به ارزش اقتصادی، امکان تولید راحت تر قطعات صنعتی و با ابعاد و حجم بزرگ و سرعت ساخت در مقایسه با روش های دیگر ریخته گری کاربرد بیشتری را دارد.

اصولاً فلزاتی که ریخته گری می شوند باید دارای خواص معینی می باشند

در تکنولوژی ریخته گری روش های متفاوتی برای تولید و ساخت قطعات صنعتی وجود دارد و به طور کلی عبارتند از :

1- ریخته گری در ماسه خشک

2-ریخته گری رد ماسه تر

3-ریخته گری ماسه ماهیچه

4-ریخته گری در خاک آهن،‌ گچ و سرامیک

5- ریخته گری قالب های پوسته ای

قالب های فلزی:

قالب های سنبد و ماتریس:

قالب های سنبد و ماتریس که قالب هایی هستند که دارای 2 قسمت فرورفتگی و برآمدگی هستند و برای هدف یابی متفاوتی از قبیل:

برش- خم- کشش- فم و غیره استفاده می شوند

قالبهای برش:

بریده شدن قطعه، بین دولبه ی برنده ی قالب را قیچی شدن گویند وآن بدین ترتیب است گه ابتدا فشار - از قسمت بالایی قالب (سنبد) بر قطعه وارد شده و معادل آن نیروی استحکام کشش قطعه در جهت مخالف آن عکس العمل نشان می دهد تا حدی که نیری فشار فوقانی بیش از نیروی استحکام کششی شود. در این حالت قطعه کنده می شود. در برش ورقها، حد مجاز

بازی برش برای سنبد و ماتریس نقش بسیار مهمی را دارد اگر بازی برش کاملاً متناسب در نظر گرفته شود عمل گسیختگی و برش بد بهترین و حد ممکن انجام پذیرفته و سپس قطعه بریده شده از نوار فلزی، از میان- باز ماتریس (قسمت تحتانی مخصوص افتادن قطعات) بد پایین میافتد.

قالب های خمش:

خمش، پیچ خوردگی هماهنگ و هارمونیک ماده است به دور محوری صاف و مستقیم که بر روی صفحه خنثی بوده و بر راستای طولی ورق عمود است

کشش باعث دگرگونی دانه بندی ماده می شود.

قالب های کشش:

کشش نوعی فلز کاری است که در آن ورق سرد یا قطعه ای با برش محصور در داخل یک ظرف خالی (ماتریس قالب) بدون ایجاد چروک یا شکستگی فرم داده شود.     فرم های مختلف ممکن است سیلندریک، جعبه ای شکل با دیواره های صاف یا دیواره های خمیده یا ترکیبی از این دو باشد.

قالب های فرم:

فرم دادن نوعی خمش است

ایجاد سنبد و ماتریس بر حسب نوع قطعه و فرم آن با احتساب حالت مزیت و غلبه بر آن در فلزات را شامل می شود.

فرآیند فرم کاری از جمله فنونر است که برای ایجاد شکلهای پیچیده به کار می رود. تفاوت این فرآیند با کشش از نظر میزان و نوع تغییر شکلی است که ایجاد می شود.

طراحی قالب

پس از معرفی انواع قالبها به بررسی تک تک مراحل ساخت قالب می پردازیم، برای ساخت یک قالب مرحله اول طراحی قالبها می باشد.

انواع مختلف قطعه وجود دارد، شکل این قطعات اساس و پایه ای برای طراحی قطعه می باشند باید متذکر شد که طراحی قطعه ی مورد نظر قبل از طراحی قالب انجام    می پذیرد و شامل محاسبات منحصر به خود است، طراحی قطعات شامل موارد زیر می باشد.

1- فرورفتگی ها و برآمدگیها (گروه ماهی ها)

2- فرورفتگی ها و برآمدگیها در اطراف سوراخ

3- لبه های خم

4- تلورانس

5- برش سوراخها

6- سوراخهای راست

7- سوراخهای بیرون زده

8- رابطه سوراخها با خم ها

9- شکاف ها (فاق ها)

10- خم ها و لوله ها

بعد از طراحی قطعه باید شروع به طراحی قالب نمود.