انواع سیستم های تغذیه قالب تزریق پلاستیک

انواع سیستم های تغذیه قالب تزریق پلاستیک:
در این مطلب قصد داریم شما را با انواع سیستمهای تغذیه قالبهای تزریق پلاستیک آشنا کرده و مرا مورد بررسی قرار دهیم:

• سیستمهای تغذیه قالبهای تزریق پلاستیک و اجزای آنها.
• انواع سیستمهای تغذیه قالبهای تزریق پلاستیک، مزایا و معایب آنها.
• انواع گیتها در قالبهای تزریق پلاستیک.

 اجزای سیستم های تغذیه:

نحوه کارکرد سیستم تغذیه قالب تزریق پلاستیک:
به طور کلی، کارکرد سیستم تغذیه قالبهای تزریق پلاستیک، به این صورت است که پلاستیک مذاب تزریق شده از نازل ماشین تزریق، به وسیله بوش اسپرو، وارد راهگاه شده و سپس از طریق گیتها، وارد کویتهها شده و آنها را پر می‌کند. از آنجا که هنگام عبور پلاستیک مذاب از درون اسپرو و راهگاه، درجه حرارت پلاستیک کاهش یافته و ویسکوزیته آن افزایش مییابد، بنابراین، با حرارت برشی ایجاد شده هنگام عبور مذاب از طریق گیت، ویسکوزیته کاهش یافته و سبب پر شدن کویته می‌گردد.

جهت خروج هوای داخل کویتهها هنگام ورود پلاستیک مذاب به درون آنها، ازاسلات ها یا پینهایی استفاده می‌گردد که به آنها Air vent گفته می‌شود.

اجزای سیستم تغذیه قالب تزریق پلاستیک

به طور کلی، سیستم تغذیه قالب تزریق پلاستیک، به سه قسمت تقسیم می‌گردد:

اسپرو:
به کانالی گفته می‌شود که پلاستیک مذاب تزریق شده از نازل را به درون قالب هدایت می‌کند. این کانال، توسط بوش اسپرو شکل گرفته که بخش جداگانهای از قالب است.

راهگاه:
به کانالی گفته می‌شود که مواد مذاب را از کانال اسپرو، به گیتها و کویتههای قالب هدایت می‌کند.

گیت:
به دروازهی ورودی هر کویته (حفره قالب) که پلاستیک مذاب از آن دروازه وارد کویته می‌شود، گیت گفته می‌شود.

مزایا و معایب انواع سیستمهای تغذیه:
به طور کلی، سیستمهای تغذیه قالبهای تزریق پلاستیک، به دو دسته تقسیم بندی می‌گردند:

1. سیستمهای تغذیه راهگاه سرد (Cold runner).
2. سیستمهای تغذیه راهگاه گرم (Hot runner).

نحوه کارکرد سیستمهای تغذیه راهگاه سرد:

• در این نوع سیستم، پلاستیک مذاب از طریق اسپرو به قالب وارد شده و از آنجا وارد کانال راهگاه می‌شود و نهایتا از طریق گیتهای قالب، وارد حفرههای قالب (کویتهها) می‌شود. قالبهای راهگاه سرد، معمولا از دو یا سه صفحه تشکیل می‌گردند.

• در قالب های دو صفحهای، پس از باز شدن قالب، راهگاه به قطعه متصل بوده و همزمان با قطعه پران شده و از قالب خارج می‌گردد و سپس راهگاه و قطعه تولید شده توسط نیروی انسانی از یکدیگر جدا می‌شوند.
• در قالب های سه صفحهای، راهگاه در یک صفحه مجزا قرار داشته که به محض باز شدن قالب، قطعه و راهگاه از یکدیگر جدا شده و قطعه بدون راهگاه از قالب خارج می‌گردد.
• در هر دو نوع قالب، راهگاه، جزء ضایعات محسوب می‌گردد.

مزایای سیستمهای تغذیه راهگاه سرد:

1. هزینه پایین تولید و نگهداری.
2. مناسب برای طیف گستردهای از پلیمرها.
3. امکان تغییر رنگ آسان و سریع.

معایب سیستمهای تغذیه راهگاه سرد:

1. وجود ضایعات مربوط به راهگاه.
2. افزایش زمان سیکل به دلیل خنک شدن راهگاه.

فراموش نشود که جهت طراحی قالب با سیستم راهگاه سرد، ضخامت راهگاه باید بیشتر از ضخامت قطعه باشد. زیرا این عمل از منجمد شدن مواد در طول راهگاه جلوگیری کرده و از پر شدن قطعه اطمینان حاصل می‌گردد. درضمن بهتر است از سطح مقطع دایرهای جهت طراحی راهگاه استفاده نمود. زیرا هم جریان مواد روانتر است و هم خروج این نوع راهگاه از قطعه نیز آسانتر می‌باشد.

 سیستمهای تغذیه راهگاه گرم (Hot runner):
در این نوع سیستم، بخشی به نام منیفولد (Manifold) درون قالب تعبیه شده که پلاستیک مذاب پس از خروج از نازل ماشین، وارد این بخش شده و از آنجا به نازلها و سپس به گیتها هدایت می‌گردد و دمای مواد درون سیلندر تا رسیدن به کویتهها، حفظ می‌گردد.

این نوع سیستمها نیز خود به دو دسته تقسیم بندی می‌گردند:

سیستمهای تغذیه راهگاه گرم با گرمایش داخلی (Internally heated hot runner):
سیستم های هاترانر با گرمایش داخلی، دارای معابر جریان حلقوی هستند که توسط Probe و Torpedo (شکلهای زیر) گرم می‌شوند که با بهرهگیری از خاصیت عایقکاری مناسب، باعث کاهش انتقال گرما به قالب می‌شود. با این حال، این سیستم مستلزم فشار تزریق بالا می‌باشد.تغییرات رنگ نیز یکی دیگر از مباحث چالش برانگیز این سیستم است که جهت استفاده از مواد حساس به دما، استفاده از این سیستم پیشنهاد نمی‌گردد.

 سیستمهای تغذیه راهگاه گرم با گرمایش خارجی (Externally heated hot runner):
در این نوع سیستم، از منیفولد گرمکن کارتریجی (Cartridge-heated manifold) عایق بندی شده با معابر جریان داخلی استفاده شده است که از انتقال گرمای پلاستیک مذاب به قالب جلوگیری می‌کند.از آنجا که این سیستم نیاز به هیتر نداشته (که می تواند جریان مواد را مسدود کند) و در طول آن پلاستیک کاملا به شکل مذاب است، این نوع سیستم دارای کمترین فشار می‌باشد.این نوع سیستم جهت تغییر رنگ عملکرد بهتری دارد.زیرا مواد رنگی دیگر در نازل به جا نمیمانند و منجمد نمی‌گردند.این سیستم بهترین نوع سیستم جهت استفاده برای مواد حساس به دما می‌باشد.

سیستمهای تغذیه راهگاه عایقبندی شده (Insulated runner):
قالبهای دارای این نوع سیستم، دارای راهگاههایی با ضخامت بالا می‌باشند که پلاستیک مذاب در طی عملیات تزریق، مذاب باقی بماند. این سیستم به دلیل حذف منیفولد، از قیمت پایینتری برخوردار بوده و تغییر رنگ نیز در این سیستم به خوبی انجام میپذیرد. این نوع سیستم بیشتر برای مواد دارای ساختار نیمه کریستالی مناسب می‌باشد.

مزایای سیستمهای تغذیه راهگاه گرم:

1. زمان سیکل پایین.
2. استواری بیشتر اجزای قطعه و کیفیت بالاتر قطعه.
3. ضایعات کمتر به دلیل عدم وجود راهگاه.
4. مناسب برای تولید قطعات بزرگ.
5. کاهش فشار تزریق.
6. توانایی تنظیم دقیق تر توسط اپراتور.

معایب سیستمهای تغذیه راهگاه گرم:

1. هزینه ساخت و نگهداری بالا.
2. عدم امکان استفاده برای مواد حساس به حرارت مانند رزینها و پلیمرها.

 انواع گیتها در قالبهای تزریق پلاستیک:
به طور کلی گیتها به دو دسته تقسیم بندی می‌گردند:

1.  گیتهای محدود کننده که دروازهی آنها تنگ است و ورود مواد را محدود می‌کنند.
2. گیتهای غیر محدود کننده که دروازهی آنها تنگ نیست و ورود مواد را محدود نمی‌کنند.

مشخصات کلی گیتها:

• جریان و جهت پلاستیک مذاب را محدود می کنند.
• جدا شدن راهگاه از قطعه نهایی را ساده کرده که منجر به تولید قطعه با کیفیت تر می شود.
• پس از پر شدن کویته قالب، به سرعت خنک شده و منجمد می شود.

گیتهای محدود کننده (Restrictive):
جهت جلوگیری از پر شدن کویتههای قالب، از این نوع گیت استفاده می‌گردد تا به وسیله آن، مقدار پلاستیک مذاب ورودی به کویتههای قالب، محدود شود.

مشخصات کلی گیتهای محدود کننده:

• با ایجاد گرمای برشی هنگام عبور از یک ورودی باریک، دمای پلاستیک مذاب بالا رفته و باعث پر شدن راحت تر کویتههای قالب می‌گردد.
• تنش باقیمانده در جریان مواد را کاهش داده و در نتیجه از نقص هایی مانند موج یا تار روی قطعه جلوگیری می‌کند.
• با توجه به انجماد سریعتر مذاب پلاستیک، زمان سیکل نیز کاهش پیدا می‌کند.
• با توجه به ضخامت کم این نوع گیت، جدا کردن راهگاه از قطعه، آسانتر می‌شود.

انواع گیتهای محدود کننده:

 گیت جانبی (Side gate):
این گیت، رایج ترین نوع گیت می‌باشد که در کنار قطعه قرار گرفته و جای آن روی قطعه میماند و اغلب برای قالب های بیش از 2 کویته استفاده می‌گردد.

تونل گیت(Submarine gate or tunnel gate):

• این نوع گیت در هنگام باز شدن قالب، به طور خودکار بریده می‌شود. این نوع گیت می تواند در هر نقطهای از قطعه (روی قطعه، پشت آن یا کنار قطعه) قرار گیرد.
• از معایب این نوع گیت، می توان به احتمال گیر کردن آن درون کویته اشاره کرد.

گیت پین پوینت (Pin point gate):

• این نوع گیت، برای قالب سازی قطعات مختلف مناسب بوده و می تواند در هر نقطهای از قطعه قرار گیرد. علاوه بر این ساختار.
• این نوع گیت پیچیده بوده و نیاز به قالب سه صفحهای دارد.

فن گیت (Fan gate):
از این نوع گیت برای تولید قطعات بزرگ و مسطح استفاده می‌گردد. پلیسه گیری قطعه نهایی دشوار بوده و به علت گسترده بودن آن، هزینه بالایی دارد. علاوه بر این پس از پلیسهگیری، اثر گیت روی قطعه باقی میماند.

فیلم گیت (Film gate):
از این نوع گیت، برای قطعات صفحهای با ضخامت کم استفاده می‌شود که این نوع گیت نیز به دلیل گسترده بودن هزینه بالایی داشته و اثر آن روی قطعه باقی میماند.

ولو گیت (Valve gate):
این نوع گیت، در طول زمان تزریق باز شده و به دلیل وجود هاترانر، اسپرو و راهگاه تخلیه نمی‌شوند و اصولل محل قرار گیری این نوع گیت، جلو یا پشت قطعه می‌باشد.

اسپک گیت (Spoke gate):
جهت تولید قطعات استوانه ای با چند نقطه تزریق، از این نوع گیت استفاده می‌گردد که پس از جدا کردن آن از قطعه، اثر آن روی قطعه باقی میماند.

دیسک گیت (Disc gate):
جهت تولید قطعاتی که محور آنها متقارن است، از این نوع گیت استفاده می‌گردد که به شکل دایره یا یک مخروط 45 درجه می‌باشد.علاوه بر این اثر آن روی قطعه کم بوده و اصولا برای قالبهای تک کویته مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رینگ گیت (Ring gate):
جهت تولید قطعات استوانهای شکل با طول زیاد، از این نوع گیت استفاده می‌گردد.در این نوع گیت، مواد ابتدا درون یک کانال حلقوی شکل، تزریق شده و سپس به واسطه یک شیار، به درون کویته تزریق می‌گردد.

 گیتهای غیر محدود کننده (Nonrestrictive):
در این روش، پلاستیک مذاب مستقیما از داخل اسپرو به داخل کویته قالب نفوذ می‌کند و کویته پر می‌شود.

ویژگیهای گیتهای غیر محدود کننده:

• به دلیل پر شدن مستقیم کویته به واسطه اسپرو، فشار تزریق کاهش مییابد.
• به دلیل عدم وجود راهگاه، مصرف مواد اولیه کاهش پیدا می‌کند.
• با توجه به ساده بودن ساختار قالب، هزینه ساخت آن کمتر بوده و تولید با آن نیز سادهتر می‌باشد.
• در این نوع گیت، تنش در نقطه تزریق بالا بوده و احتمال وجود ترک روی سطح قطعه افزایش مییابد.