مهندسی مکانیک_جامدات
 
این وبلاگ مخصوص دانشجویان و فارغ التحصیلان رشته مهندسی مکانیک طراحی جامدات میباشد.
 فرآیند‌های اكستروژن


 انواع محصولات پلاستیكی اكسترود شده

 قالب‌گیری بادی

  • قالب‌گیری تزریقی بادی
  • قالب‌گیری اكستروژن بادی
  • مزیت فرآیند قالب‌گیری بادی
  • عیوب فرآیند قالب‌گیری بادی
  •  

    لغت اكستروژن (Extrusion) از عبارت لاتین Extruder به معنی خارج (ex) و فشار دادن (Truder) است. در این فرآیند، پودر خشك، دانه‌ها یا پلاستیك‌های تقویت شده را گرم كرده و با فشار از میان یك روزنه فرم‌دار (Orifice) عبور می‌دهند كه در واقع همان قالب اكستروژن است.

     

     انواع محصولات پلاستیكی اكسترود شده

     پروفیل‌ها: مقاطع پلاستیكی شكل‌دار طویل هستند كه فرم سطح مقطع آنها گوناگون است. اینگونه قطعات معمولا به صورت افقی اكسترود می‌شوند.
     لوله‌ها: برای تولید لوله‌های پلاستیكی باید از یك قالب با سوراخ دایره‌ای (برای فرم دادن سطح خارج لوله) و یك ماندرل (برای فرم دادن سطح داخل لوله) استفاده می‌شود.
     ورق‌ها: طبق استاندارد ASTM،به صفحات پلاستیكی با ضخامت كمتر از 0.25mm "فیلم"و به صفحات پلاستیكی با ضخامت 0.25mm "ورق" اطلاق می‌شود.
    ورق‌ها معمولا به عنوان ماده اولیه در عملیات فرم دادن حرارتی (Thermo forming) به‌كار می‌روند.
     اكستروژن فیلم استوانه‌ای: روش اكستروژن بادی فیلم‌های استوانه‌ای، یك فیلم نازك پلاستیكی به صورت استوانه‌ای بزرگ از پلاستیك مذاب اكسترود می‌شود. بدین ترتیب یك فیلم نازك به فرم استوانه‌ای از قالب خارج می‌شود لوله‌های پلاستیكی دیگر نیز به همین روش تولید می‌شوند. فیلم استوانه‌ای نازك پس از خروج از ماتریس توسط دمیدن هوا به داخل آن منبسط می‌شود تا ضخامت فیلم به حد دلخواه برسد. لوله‌های دمنده هوا در خارج از فیلم نیز تعبیه می شوند تا بادمش هوا، فیلم پلاستیكی را سرد كنند.
     پوشش دادن قطعات با اكستروژن: كاغذ، پارچه، مقوا و فلز را می‌توان به این روش با مواد پلاستیكی پوشش‌دار كرد. در این روش یك لایه نازك از پلاستیك مذاب برروی قطعه كار اصلی نشانده می‌شود، بدون آنكه برای این كار از چسب استفاده گردد. این عمل با عبور قطعه كار اصلی و پوشش پلاستیكی از بین غلتك‌هایی كه آنها را به هم فشرده می‌كند، انجام می‌شود. البته در مواردی احتیاج به چسب وجود دارد كه در اینگونه موارد قطعه كار اصلی گرم شده و چسبناك می‌شود و سپس با پلاستیك پوشش كاری می‌گردد.

     

     قالب‌گیری بادی

    این فرآیند (Blow molding) را می‌توان در فرآیند‌های قالب‌گیری پلاستیك‌ها نیز طبقه‌بندی كرده زیرا در آن، ماده پلاستیكی داغ با اعمال فشار به بدنه یك قالب فرم‌دار چسبانده شده و فرم قالب را به خود می‌گیرد. ولی از آن جهت كه در قالب‌گیری بادی، یك لوله پلاستیكی داغ به روش اكستروژن ایجاد شده و برای شكل دادن وارد قالب می‌شود، این روش جزء فرآیند‌های اكستروژن پلاستیك‌ها معرفی شده‌است.
    فرآیند قالب‌گیری بادی، شبیه به روش قالب‌گیری بطری‌ها و دیگر ظروف شیشه‌ای مشابه است كه در آن یك قطعه یا ظرف پلاستیكی تو‌خالی ساخته می‌شود. همانطور كه گفته شد، این روش از سالیان بسیار دور برای ساخت ظرف‌های شیشه‌ای رایج بوده‌است. ولی استفاده از آن برای ظروف پلاستیكی از اواخر دهۀ 1950 میلادی آغاز شد. در سال 1880، دو ورقه سلولزی گرم شده در یك قالب برروی هم قرار داده شده و با اعمال هوای فشرده بین آن دو، یك اسباب بازی كودكانه ساخته می‌شد. این مورد شاید اولین مورد از تولید یك قطعه ترموپلاستیكی به روش قالب‌گیری بادی به شمار می‌رود.
    در شكل..... نحوۀ كار نشان داده‌شده‌است. یك لوله از جنس پلاستیك مذاب به داخل محفظه قالب اكسترود می‌شود و قالب را در این حالت می‌بندند. سپس هوای فشرده را به داخل لوله پلاستیكی وارد می‌كنند تا منبسط شده و به دیواره‌های قالب بچسبد. پس از خنك شدن قطعه‌كار می‌توان قالب را باز كرده و آن رااز قالب بیرون آورد.
    قالب‌گیری بادی به روش اصلی انجام می‌شود.
    1- قالب‌گیری تزریقی بادی.
    2- قالب‌گیری اكستروژن بادی.

     

      قالب‌گیری تزریقی بادی

    یك روش دقیق در ساخت قطعات تو خالی پلاستیكی است، به طوری كه می‌توان ضخامت قطعه‌كار در نواحی مختلف را بخوبی كنترل كرد و همه قطعات تولیدی دارای ضخامت یكسانی خواهند بود.
    عیب مهم این روش این است كه برای تولید قطعه، لازم است دو دست قالب ساخته شود، كه یكی برای تولید پیش فرم (شكل.....) و دیگری برای تولید قطعه‌كار نهایی (شكل.....). قطعه‌كار پیش فرم را گرم كرده و در قالب بادی قرار می‌دهند. سپس هوای فشرده را به درون پیش فرم وارد می‌كنند تا منبسط شده وبه دیواره‌های قالب بچسبد.

     

      قالب‌گیری اكستروژن بادی

    در این روش، یك لوله از پلاستیك مذاب از بالای قالب اكسترود شده و به داخل قالب وارد می‌شود. در این حالت دو‌نیمه قالب بسته شده و انتهای باز لوله نیز بسته می‌شود.

     

      مزیت فرآیند قالب‌گیری بادی


    1- اغلب ترموپلاستیك‌ها و بسیاری از ترموست‌ها را می‌توان در این فرآیند به‌كار برد.
    2- هزینه قالب‌های این فرآیند، كمتر از فرآیند قالب‌گیری تزریقی است.
    3- مواد پلاستیكی در قسمت اكسترودر به خوبی با هم تركیب و یكنواخت می‌شوند.
    4- مواد پلاستیكی در قسمت اكسترودر به خوبی ذوب و نرم می‌شوند.
    5- همانند بسیاری از فرآیند قالب‌گیری دیگر، در این روش نیز از اكسترودر به عنوان یك بخش اصلی استفاده می‌شود.
    6- طول لوله اكسترود شده، عملا می‌تواند خیلی طویل باشد.

     

      عیوب فرآیند قالب‌گیری بادی


    1- گاهی اوقات لازم است از عملیات تكمیلی پر هزینه‌ای در تولید قطعات استفاده شود.
    2- هزینه تامین ماشین‌آلات اصلی و جانبی بالاست.
    3- مقداری زایدات پلاستیكی در این فرآیند تولید می‌شود.
    4- تنوع شكل محصولات و فرم لوله اكسترود شده محدود است.

     

     

     

    بازديدها: 1386   |   تعداد آرا: 15
    قالب تزریق و اکستروژن
    قالب تزریق و اکستروژن


    پلاستیكها كلاً به دو نوع ترموست و ترموپلاستیك تقسیم می شوند .
    ترموپلاستیك ها به پلاستیكهایی اطلاق می شوند كه در اثر حرارت نرم شده و مادامی كه حرارت وجود داشته باشد بهمان صورت باقی می مانند و بعد از سخت شدن دوباره خاصیت فرم گیری مجدد را دارند .
    ترموست ها به پلاستیكهایی اطلاق می شوند كه در اثر حرارت تغیرات شیمیایی داده و سخت می گردند .

    قالب های ترانس فریا انتقالی :

    در حین عمل قالب گیری فشاری مواد مورد قالب گیری ، توسط حرارت و فشار وارده از طرف پلانچر یا سنبه تغیر فرم می یابد .
    این فشار زیاد گاهی باعث كج شدن یا شكستن پین های ظریف موجود در قالب و یا از فرم خارج كردن قسمت های ضعیف قطعه از لحاظ قطع و ضخامت می شود . این عیب با حراح قالب های ترانس از بین میرود .

    قالب تزریق :

    این قالب گیری مشابه حالت ترانسفر می باشد .بخوانی كه تغییر حجم مواد سرد به گرم در قالب انجام می شود . بلكه در محفظه حرارتی ماشین انجام می گردد و حجم مواد تزریقی نسبت به حجم محفظه با قالب تفاوت زیادی ندارد .

    قالب های بادی :

    بطری ها و بقیه قطعات تو خالی از قطعات ترموپلاست و از طریق قالب های بادی ساخته می شوند . برای این منظور یك لوله كه ممكن است اكسترود شده باشد گرم شده و این لوله پلاستیكی گرم شده بین دو پارچه قالب بادی محكم نگه داشته می شود فشار هوا سریعاً وارد لوله شده و باعث انبساط آن می شود كه در نتیجه فرم پروفیل داخل دو پارچه قالب را به خود می گیرد .

    قالب های اكستروژن :

    بعضی مواقع لازم است كه قطعه دارای فرم مقطع معین و مشخص و طول نا محدود باشند ، مواد در حرارت اتاق در یك قیف قرار داده شده و توسط یك پیچ بداخل محفظه حرارت دهی رانده می شوند . در انتهای این محفظه قالب ( ماتریس ) قرار دارد كه مواد نرم فشرده شده با فشار از این مقطع گذشته و شكل لازم را بخود می گیرند .
    قطعه تولید شده توسط یك تسمه متحرك به خارج حمل می شود . ضخامت و اندازه نهایی قطعه بستگی به سرعت حركت این تسمه و سرعت خنك كاری دارد .

    انتخاب جنس :

    برای این كه قالب كار آمد باشد جنس ساخت قالب تزریق باید شرایط مختلفی داشته باشد .
    برای افزایش سختی قطعات قالب گیری از تقویت كننده ، مثل الیاف شیشه یا پركننده های معدنی استفاده می شود . ای مواد و بعضی رنگ دانه ها سایش ایجاد می كنند .

    انواع فولاد های قالب گیری :

    1- فولاد ابزاری
    2- فولاد های سخت كاری سطحی : این مواد فولادهای كم كربن هستند كه با سخت كاری سطحی سطح سخت و مقاوم در برابر سایش در آنها ایجاد می شود .
    3- فولادهای پیش سخت كاری سطحی
    4- فولاد سخت كاری مغزی
    5- فولاد مقوم در برابر خوردگی : برای محافظت در مقابل پلاستیك یا مواد افزودنی
    ساختمان قالب : قالب های تولید مواد ترموست عموماً به صورت الكتریكی گرم می شوند ، گرمای برای واكنش شبكه ای شدن از قالب جذب می شود .
    ویكسوزینه به قدری كم می شود كه در فواصل باریك نفوذ كرده بنابراین در حالی كه هوا گیری حفره قالب كافی است سطوح اتصال یابد كاملاً محكم باشند . به علت این شرایط متضاد جلوگیری كامل از ایجاد مازاد ممكن نیست . قالب ها باید به قدری سخت باشند كه امكان نقص و در نتیجه تغییر شكل كه ایجاد مازاد می كند وجود نداشته باشد . پیشنهاد می شود كه برای تعیین و كنترل فشار تزریق كه خواص مكانیكی قالب بر اساس آن محاسبه می شود از حس كننده های فشار استفاده شود . فشار تزریق متوسط برای رزبنهای پلی استر غیر اشباع 100 تا 300 بار است .
    فشار واقعی لازم به شكل و اندازه قطعه قالب گیری بستگی دارد .

    سطوح شكل دهنده قطعه :

    شكل ظاهری قطعه قالب گیری و عمر مفید قالب اغلب با سطوح شكل دهنده قطعه تعیین می شود . اغلب سطوح بافت دار روی قطعه مورد در خواست است .
    در این حالت برای آزاد شدن قطعه باید شیب كافی را در نظر گرفت .
    برای افزایش مقاومت سایش سطوح شكل دهنده قطعه ، آبكاری گرم سخت مفید است .

    پران / هوا گیری :

    برای آزاد شدن قطعه با توجه به شكل قطعه قالب گیری و نوع تركیب قالب گیری شیب های مختلفی ، اغلب 3-1 باید ایجاد می شود . انقباظ قطعات ترموست هنگام بیرون اندازی به علت دمای نسبتاً بالا خیلی كم است .
    بنابراین بر اثر ایجاد خلأ داخل حوزه قالب می ایستد . برای جلوگیری از مشكلات تولید باید طراحی به صورتی باشد كه بتوان قطعه را از نیمه قالب بیرون انداخت . قطعات ترموست هنگام بیرون اندازی كاملاً عمل آوری نشده بنارباین نسبتاً ترد هستند .
    بنابراین تعداد میل های پران یا سطح پران باید به اندازه كافی بزرگ باشد تا از خرابی قطعه در هنگام بیرون اندازی جلوگیری شود . میل های پران علاوه بر بیرون اندازی باید هوا گیری قالب در حین پر شدن حوزه قالب را انجام دهند . بنابر این پران ها باید نسبت شیار یا مقاطع عمیق دیگری كه در آنها هوا به دام می افتد قرار بگیرند .
    برای قطعات پیچیده با شیار های فنی داخلی از تكنیك ماهیچه ذوب شوند استفاده می شود .

    طراحی راهگاه / گلویی تزریق :

    در طراحی راهگاه برای تولید مواد ترموست باید موارد زیادی را در نظر گرفت . عموماً تركیبات ترموست بازیافت نمی شوند . بنابراین باید اندازه سیستم راهگاه نسبت به قطعات قالب گیری كوچك باشد گلویی باید به صورتی قرار گیرد كه بدون تخریب قطعه از آن جدا شود . اساساً همه انواع گلویی تزریق كه برای مواد ترمو پلاستیك به كار می روند در اینجا قابل استفاده هستند ، در قالب های چند حوزه ای طول كانال های راهگاه باید مساوی باشد تا افت فشار برابری ایجاد كند . این موضوع شرط لازم برای پر شدن مشابه و یك نواخت كیفیت قطعات قالب گیری است.
    منبع:www.a-faniyazd.mihanblog.com
     
     
     
     

    نوشته شده در تاريخ پنجشنبه سوم آذر ۱۳۹۰ توسط سعید.کلهر
    تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک