معمولاً با محصولاتی روبرو میشویم که با تزریق قالب پلاستیکی ساخته شدهاند و دچار تابیدگی و تغییر شکل شدهاند. دلیل دقیق آن چیست؟ آیا هنوز سردرگم هستید؟ آیا مشکل ساختار محصول است، مشکل قالب است یا مشکل مواد؟ در ادامه، دلایل ریشهای رایج و راهحلهای تغییر شکل محصولات تزریق قالب پلاستیکی را با هم تحلیل خواهیم کرد.
- ناشی از تنش قالبگیری، تغییر شکل ناشی از تنش قالبگیری عمدتاً به دلیل تفاوت در انقباض در جهات مختلف و تغییرات در ضخامت دیواره است. بنابراین، افزایش دمای قالب، افزایش دمای مذاب، کاهش فشار تزریق و بهبود شرایط جریان سیستم راهگاه میتواند تفاوت در نرخ انقباض در جهات مختلف را کاهش دهد. با این حال، صرفاً تغییر شرایط قالبگیری اغلب برای اصلاح دشوار است. در چنین مواردی، لازم است موقعیت و تعداد راهگاهها تغییر کند، مانند تزریق از یک انتها هنگام قالبگیری قطعات میلهای بلند. گاهی اوقات لازم است پیکربندی کانالهای آب خنککننده تغییر کند. قطعات ورقهای بلند و نازک بیشتر مستعد تغییر شکل هستند و گاهی لازم است طراحی موضعی قطعه تغییر کند، مانند افزودن دندههای تقویتی در پشت سمت بالارونده. استفاده از ابزارهای کمکی برای خنککاری جهت اصلاح این تغییر شکل عمدتاً مؤثر است. در صورت عدم امکان اصلاح، لازم است طراحی قالب پلاستیکی اصلاح شود. در میان این موارد، اطمینان از یکنواخت بودن ضخامت دیواره محصول از همه مهمتر است. در شرایطی که این امر امکانپذیر نیست، لازم است تغییر شکل محصول اندازهگیری شود، قالب در جهت مخالف اصلاح شود و کالیبره گردد.
- پلاستیکهای بلوری، رزینهایی با نرخ انقباض بالا. به طور کلی، رزینهای بلوری مانند نایلون، POM، PP و PET نسبت به رزینهای غیربلوری مانند PMMA، PS، ABS و PC تغییر شکل بیشتری نشان میدهند. علاوه بر این، به دلیل جهتگیری الیاف رزینهای تقویت شده با الیاف شیشه، تغییر شکل نیز قابل توجه است و اغلب منجر به تغییر شکلی میشود که به دلیل محدوده دمای ذوب باریک، اصلاح آن دشوار است. بلورینگی پلاستیکهای بلوری با نرخهای خنکسازی متفاوت متغیر است، یعنی خنکسازی سریع بلورینگی را کاهش داده و انقباض قالبگیری را کم میکند، در حالی که خنکسازی آهسته بلورینگی را افزایش داده و انقباض قالبگیری را زیاد میکند. روش اصلاح ویژه برای تغییر شکل پلاستیکهای بلوری از این خاصیت استفاده میکند، که در آن روش اصلاح واقعی شامل ایجاد اختلاف دمای معین بین قالبهای متحرک و ثابت است، یعنی اعمال دمایی که باعث ایجاد تنش در سمت دیگر تابخوردگی میشود و در نتیجه تغییر شکل را اصلاح میکند. گاهی اوقات این اختلاف دما میتواند تا ۲۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر باشد، اما باید به طور یکنواخت توزیع شود. باید توجه داشت که هنگام طراحی قطعات قالبگیری شده و قالبها برای پلاستیکهای بلوری، اگر اقدامات ویژهای برای جلوگیری از تغییر شکل از قبل انجام نشود، قطعات قالبگیری شده ممکن است به دلیل تغییر شکل غیرقابل استفاده شوند. در بیشتر موارد، تغییر شکل را نمیتوان صرفاً با رعایت شرایط قالبگیری ذکر شده اصلاح کرد.
- خنککاری ناکافی یا ناهموار، و خروج قطعه قبل از خنککاری کامل، اغلب به دلیل نیروی فشاری پین پران، باعث تغییر شکل قطعات قالبگیری شده میشود. بنابراین، خروج اجباری قطعه قبل از خنککاری کافی میتواند منجر به تغییر شکل شود. راهکار مقابله با این مشکل، اجازه دادن به خنککاری کافی در حفره قالب و انجام خروج قطعه تنها پس از سخت شدن کامل است. به طور جایگزین، میتوان دمای قالب را کاهش داد و زمان خنککاری را افزایش داد. با این حال، در برخی موارد که خنککاری موضعی قالب ناکافی است و نمیتوان از تغییر شکل تحت شرایط قالبگیری عادی جلوگیری کرد، باید به تغییر مسیر آب خنککاری، موقعیت کانال آب خنککاری، یا افزودن سوراخهای خنککاری توجه کرد. به طور خاص، توصیه میشود به جای خنککاری با آب، از خنککاری با هوا استفاده شود.
- به دلیل استفاده از پینهای پران، برخی قطعات ممکن است خواص جداشوندگی ضعیفی از خود نشان دهند که منجر به تغییر شکل در هنگام جدا کردن اجباری با استفاده از پینهای پران میشود. برای قطعات پلاستیکی که مستعد تغییر شکل نیستند، این امر ممکن است به جای تغییر شکل، منجر به ترک خوردگی شود. برای قطعات ABS و پلی استایرن، این تغییر شکل به صورت سفید شدن در ناحیه تحت فشار ظاهر میشود (به ترک خوردگی، شکافها، ریزترکها و سفید شدن مراجعه کنید). راه حل، بهبود پرداخت سطح قالب برای تسهیل جدا شدن قطعه است. گاهی اوقات، استفاده از عامل جداکننده قالب نیز میتواند جدا شدن قطعه را بهبود بخشد. اساسیترین روش بهبود، سنگ زنی هسته برای کاهش مقاومت در برابر جدا شدن، یا افزایش زاویه خروج، افزودن پینهای پران در مناطقی که جدا شدن دشوار است و غیره است. تغییر روش پران حتی مهمتر است.
- برای قالبهای پلاستیکی با تولید کم یا محصولاتی با الزامات عملکرد ساختاری خاص، حل مشکل از طریق خود قالب یا خود پلاستیک بسیار دست و پا گیر است. ما همچنین میتوانیم از ابزارهای کمکی برای تثبیت شکل محصول پس از قالبگیری تزریقی استفاده کنیم و سپس از این ابزارها برای نگه داشتن محصول تا زمان خنک شدن کامل بهره ببریم. یک روش ساده دیگر، قرار دادن محصول اصلاح شده بر روی یک ابزار اصلاح است، وزنه هایی را به ناحیه تاب خورده اضافه کنید، اما لازم است وزن وزنه ها و محل قرارگیری آنها به وضوح مشخص شود. یا محصول تاب خورده را روی یک صاف کننده قرار دهید و آن را در آب گرم نزدیک به دمای اعوجاج حرارتی محصول غوطه ور کنید. به سادگی آن را با دست صاف کنید، اما مراقب باشید از آب داغ بیش از حد استفاده نکنید، در غیر این صورت باعث تغییر شکل شدیدتر محصول خواهد شد. با این حال، این روش توصیه نمیشود، زیرا پردازش دستی نسبت به اتوماسیون مکانیکی زمانبرتر و پرهزینهتر است، کارایی آن چندان بالا نیست و کنترل کیفیت آسان نیست.