تکنیک های قالبسازی قسمت اول

اشتراک گذاری در telegram
Telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
WhatsApp
اشتراک گذاری در email
Email
اشتراک گذاری در print
Print

تکنیک های قالبسازی

براي ساخت قالبهاي تزریق از چند روش و یا ترکیب آنها استفاده می شود. کاویتهاي فولاد ،به مراتب گرانتر از کاویتهاي ساخته شده از مواد دیگر هستند . علی رغم این موضوع ،معمولاً فولاد بر دیگر مواد ترجیح داده می شود. توضیح این تضاد ظاهري است که عمر مفید قالبهاي فولاد ي بیشتر از بقیه قالبها است و همچنین هزینه هاي اضافی ساخت کاویتی فقط قسمتی از هزینه کل قالب است. آماده شدن حفره قابلهاي که با روکش کاري الکترونیکی ساخته می شوند. همانند روش هاي دیگر ،که در کارگاه انجام نمی شوند، ساعت کاري اضافه لازم دارد. این موضوع خوشایند نیست .ساخت مغریهایی که روکش کاري الکترولتی شده اند هفته ها و بلکه ماهها طول می کشد. براي نمونه سازي می توان کاویتی را از خنس فولاد گرم کار ساخت و همچنین می توان آنرا پرداخت نمود. هزینه هاي بالاي تولید ،استفاده از مواد بهتر را توجیه می کند، چرا که هزرینه مواد معمولاً فقط % ۱۰-۲۰از کل هزینه قالب را تشکیل می دهد. علیرغم تمامی مدرن برنامه ریزي،طراحی و تولید،ساخت قالب مستلزم استفاده از استاد کار هاي ماهر و شایسته،که در حال حاضر تعداد آنها کم است. ،میباشد. بنابراین ساخت قالب یک گلوگاه ایجاد می کند. روشن است که تجهیزات جدید،فقط در ماشینهاي مدرن قالبسازي مانند ماشین ابزارهاي کنترل عددي وجود دارند، به کمک این تجهیزات فرایند کاري اتوماتیک شده و نیاز به کار انسانی نیست. و بنابراین تعداد ضایعات کم می شود. مثلاً ( EDM )

۱-۲ ریخته گری

در بسیاري از موارد شرایط سطحی یا خواص مکانیکی ماده مصرفی محدودیتهایی براي فرآیند ماشین کاري ایجاد میکند. تکنیکهاي بسیار جدید ریخته گري و کاربرد فولاد هاي مخصوص و آلیاژهاي غیر آهنی ساخت قالبها و کاویتهاي ریختگی را در ابعاد مختلف ممکن می سازد

۱-۱-۲ فرآیند ریخته گری

سه فرآیند ریخته گري وجود دارند ، ریخته گري در ماسه ، ریخته گري در سرامیک و ریخته گری تحت فشار . کاربرد آنها به عواملی چون ابعاد قالب ، تلرانسهای ابعادی ، قابلیت تولید مجدد مورد نیاز و کفیت سطحی مطلوب بستگی دارد.

۲-۱-۲ ریخته گری در ماسه

این فرآیند در ساخت قالبهاي بزرگ که هر نمینه قالب تا ۳ تن وزن دارد ۲ و همچنین در ساخت قالبهایی که به علت صحت ابعادي و کیفیت سطحی ویژه مورد نیاز از ابتدا ماشینکاري اضافی براي آنها برنامه ریزي شده است بکار می رود ۳،۲ ابتدا به وسیله یک مدل اصلی مثبت،مدل منفی که در آن ابعاد اضافی که ماشینکاري خواهند شد به ابعاد خارجی اضافه شده اند تهیه می شود. گوشت اضافی،با توجه به ابعاد با ایجاد یک شیب ۵ cتا ۵ ۱تا  ۲بر دیوار خارجی ،ماشینکاري می شود مدي منفی تمام شده براي شکل دهی ماسه بکار می رود و پس از فشرده شدن مکانیکی ماسه از آن خارج می شود .پیش از قالب گیري قالب ماسه اي با صیقل دادن صاف می شود. صیقل دادن این سطح بر سطح محصول نهایی ریخته گري قالب موثر است.قالب ماسه اي در هنگام خارج کردن محصول ریختگی از بین می رود.این قالب از شن کرم –اُر ، سیلیکات زیر کونیم یا کوارتز همراه با عوامل اتصال با پایه شیشه مایع ، روغن یا رزینهایی عمل آوري سرد ساخته می شود  .  ۴ ، ۶این ترکیب با فلز ریختگی واکنشی انجام نمی دهد . به علاوه از تشکیل ناخالصیهاي غیر فلزي و حباب که کیفیت قالب را خراب می کنند جلوگیري می کند .
کیفیت مدل و جنس آن علاوه بر قالب ماسه اي و فرایند ریخته گري ، کیفیت سطحی ، دقت ابعادي و شکلی را در ریخته گري تعیین می کند . از آنجا که براي تولید مجدد محصول در قالبهاي تزریق ، این سه خاصیت مورد توجه هستند ، بنابراین پیشنهاد می شود که از رزین اپوکسی براي ساخت مدل استفاده شود . در ساخت مدل ، اضافه ابعادي براي انقباض باید در نظر گرفت . براي تعیین انقباض کلی ، تغییر ابعادي فلز ریختگی که حاصل از انجام و سرد شدن است و همچنین انقباض پلاستیکی که در قالب ریخته می شود باید در نظر گرفت . امتیاز بزرگی قالبهاي ریختگی این است که قالب تقریباً پس از ریختگی آماده است . عملیات اضافی ، مخصوصاً در صورت یکی کردن سیستم انتقال گرما با قالب به وسیله یک سیستم لوله کشی پیش ساخته ، کمتر میشود.

۳-۱-۲ ریخته گری دقیق – ریخته گری در سرامیک

این فرآیند در ساخت قالبهاي یا کاویتهاي مغزي که براي تولید محصول با سطح دقیق مورد نیاز هستند به کار می رود . ساختار سطحی محصول تولید شده مانند چوب ، چرم و منسوجات است. از مدل اصلی ، معمولاً یک مدل طبیعی ، مدل منفی ، گرفته می شود ، که این مدل اغلب از جنس لاستیک سیلیس دار عمل آوري سرد ساخته می شود . از این مدل براي ساخت قالب سرامیک ریختگی استفاده می شود . این قالب به یک صفحه قالبگیري که در جعبه قالب است متصل می شود ، و سرامیک مایع داخل آن ریخته شود . با توجه به اندازه مدل و صحت تولید مجدد محصول که مورد نیاز است ترکیب شیمیایی مختلفی به کار می روند . با توجه به ترکیب شیمیایی ، به خصوص نوع عامل اتصال ، فرآیندهاي متفاوتی ، البته با فرق کمی نسبت به فرآیند استاندارد به کار می رود . معروفترین آنها فرآیندهاي unicast و show هستند . ترکیب ریخته گري سرامیک مایع ، اغلب از دانه هاي زیرکونیم که کاملاً مسطح شده اند و عامل اتصال مایع رزین سختی پذیر است . پس از عمل آوري ، مدل در داخل یک حمام سخت گردانی غوطه ور شده و یا بوسیله آن خیسانده می شود. پس از این فرآیند پایدار سازي شیمیایی ، عامل اتصال و ماده سخت کن با سوزاندن آنها از ترکیب خارج می شوند و مدل براي چندین ساعت در داخل کوره پخته می شود ۲ ، ۷ سپس مدل براي ریخته گري آماده است . مراحل بعدی مشابه ریخته گری در ماسه است .

۴-۱-۲ ریخته گری تحت فشار ( دایکاست )

در ریخته گري در سرامیک و ماسه ، فلز مذاب در داخل یک قالب باز و بدون تأثیر فشار خارجی منجمد میشود. در ریخته گري تحت فشار ، مواد مذاب تا پایان انجماد تحت فشار خارجی هستند . بنابراین تجهیزات قابل توجهی لازم است . از آنجا که در این روش نیازي به مدلهاي تغییر شکل نیست و زمان تولید کمتر است ، قسمتی از هزینه هاي اضافی تولید که بر اثر ساخت قالب فولادي و تجهیزات هیدرولیک مورد نیاز ایجاده شده اند جبران می شود . بر خلاف ریخته گري در قالب باز که عملاً همه نوع ابعادي را می توان در آن تولید کرد ، در این فرآیند ابعاد به قدرتی که می توان به درستی تجهیزات دادمحدود می شود . ابعاد ریخته گري تحت فشار تقریباً تا مساحت (۳) ۱۰۰۰ cmمحدود می شود . بنابراین ، این فرآیند در ساخت قالبها یا حفره قالبهاي مغزي کوچکتر که در آنها تلرانس دقیق و بیشترین کیفیت سطحی محصول نهایی مورد نیاز است به کار می رود .
همانطور که پیش از این ذکر شده ریخته گري تحت فشار در قالبهاي فولادي که از جنس فولاد گرمکار مناسب ساخته می شوند انجام می شود . فولاد هوا سخت پیشنهاد می شود ۸ در ساخت مدل باید یک شیب حداقل ، o ،۵ ترجیحاً ۱یا بیشتر ، در نظر گرفت . انقباض قالب ریخته گري تحت فشار و همچنین مواد پلاستیکی که به کار خواهند رفت ، همچنین گوشت اضافه لازم براي ماشینکاري مغزي براي جازنی آن در پایه قالب باید در نظر گرفته شود . این گوشت اضافه حداقل باید ۵ mm باشد. پس از مساحت مدل ، مدل مثبت براي ماتریسها و مدل منفی براي ماهیچه ها ، آنرا داخل یک پایه با ابعاد قالب یا کاویتی مغزي اخیر ، با در نظر گرفتن گوشت اضافه ماشینکاري قرار می دهند و سپس روي میز یک پرس هیدرولیک نصب می کنند . قالب با فلز مذاب پرشده و تحت فشار هیدرولیک بسته می شود . فشار تا انجماد فلز حفظ می شود . در نتیجه یک محصول ریختگی با ساختار یکنواخت ، ظریف و بدون تخلخل به دست می آید . سپس محصول از داخل قالب خارج می شود . این کار با یک حرکت عمودي ساده و یاحرکت چرخشی انجام می شود . حرکت اخیر ساخت کاویتهاي مغزي براي قالبگیري پیچ یا چرخنده هاي حلزونی پلاستیکی را ممکن می سازد . بر خلاف ریخته گري در قالب باز ، در ریخته گري تحت فشار سیستم تبادل گرمایی در حین ریخته گري وجود ندارد .

۲-۲ پاشش فلز

پاشش فلز ، روش کم هزینه و مخصوصاً سریع براي ساخت حفره قالب از یک مدل با جنس دلخواه است . با این روش صحت سطح محصول تولیدي بسیار زیاد است و همچنین مدلسازي و قالبگیري در سري هاي کوچک در شرایطی نزدیک به شرایط تولید ممکن است . در این فرآیند آلیاژهاي ذوب پایین بیسموت – قلع ذوب شده و بر روي یک مدل پاشیده می شوند ، این مدل با یک عامل جدایش از قالب آماده سازي شده است ) شکل . ( ۸قطرات فلزي به محض برخورد با سطح مدل سرد می شوند . با ادامه پاشش یک لایه بدون تخلخل به پوسته فشرده اي تبدیل می شود . استحکام پوسته که به آن ماسک هم می گویند – با توجه به کاربرد آن ، با افزایش ضخامت زیاد می شود . در قالبهاي تزریق ضخامت عموماً ۴-۵ mmاست ) . ( ۱۰به محض اینکه پوسته پایدار شد ، از مدل جدا می شود ) با شیب تقریبی ( ۲و داخل قاب فلزي قرار می گیرد . قاب نیروي گیرنده و نیروهایی که در داخل حفره قالب عمل می کنند را تحمل می کند و به وسیله آن میتوان اجزاء راهنما را براي تثبیت موقعیت بدون جابه جایی ، در قالب یکپارچه کرد . سیستم مبادله گرما نیز به صورت لوله کشی در داخل قاب قرار می گیرد . سپس تمام مجموعه درون یک پشت بند از جنس آلیاژ ذوب پایین ، رزین اپوکسی اصلاح شده با پودر آلومینیوم یا بتون ، قرار می گیرد . آلیاژهاي ذوب پایین با توجه به محدوده یا نقطه ذوب در یک محفظه که به صورت الکتریکی گرم می شود و یا در قوس یک افشانه فلز ذوب می شوند. مذاب به وسیله هواي فشرده ۲۰۰-۶۰۰kpa منتشرشده و بر روي مدل پاشیده می شود . توصیه می شود که این عمل در یک اتاقک پاشش انجام شود . به این ترتیب محل کار عاري از غبار فلزي و تمیز است و همچنین از ماده باقی مانده بدون آلوده کردن آن می توان مجدداً استفاده کرد . در حین پاشش ،فلز مذاب به سرعت سرد می شود .هنگامی که این فلز به مدل برخورد می کند دماي آن از ۲۰۰-۴۰۰ cبه ۴۰-۵۰ cکاهش یافته است.از این رو مفاومت در برابر گرما براي جنس مدل مطرح نیست.بنابراین گچ ،رزین ریختگی ،لاستیک سیلیس دار،چوب،پلاستیکهاي سختی پذیر و چرم مصنوعی را میتوان به کار برد. پس از اینکه پوسته قالب در داخل قاب فلزي نصب شد و در پشت بند قرار گرفت،این قالبها که به وسیله پاشش فلز ساخته می شونددر قالبگیري تزریقی فشار تا (۱۰-۱۳) ۴۰ MPaرا تحمل می کنند .اندازه قالب تا مساحت ۰,۶mسطح تصویر شده امکان پذیر است. عمر مفید به ساختمان قالب ،طراحی قطعه کار و شرایط فرآیند بستگی دارد.عمر مفید قالب هاي ساده تا ۲۰۰۰ضرب هم می رسد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *