Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

قالبهای تزریق پلاستیک. فهرست مطالب Facts and figures Why injection molding? Goals Advantages Disadvantages Overview of the injection molding process Equipment.

Similar presentations


Presentation on theme: "قالبهای تزریق پلاستیک. فهرست مطالب Facts and figures Why injection molding? Goals Advantages Disadvantages Overview of the injection molding process Equipment."— Presentation transcript:

1 قالبهای تزریق پلاستیک

2 فهرست مطالب Facts and figures Why injection molding? Goals Advantages Disadvantages Overview of the injection molding process Equipment Materials consideration Critical operation parameters Mathematical modeling – Mold flow analysis – Commercial software

3 قالب های تزریق چیست؟ فرآیند تزریق مواد مذاب ( اغلب پلاستیک ) به یک قالب برای فرم گرفتن یک شکل. همینکه مایع تبدیل به جامد با شکل قالب شد، از قالب خارج میشود و به این ترتیب فرآیند تزریق خاتمه می یابد.

4 تعریف قالبگیری تزریقی ( تعریف کلیفورد ) ”process where by a solid thermoplastic material is heated until it reaches a state of fluidity, is then transferred under pressure (injected) into a closed hollow space (mold cavity), and then cooled in the mold till it again reaches a solid state, conforming in shape to the mold cavity.”

5 حقایق و ارقام تنها در ایالات متحده : – Over 1.5 million jobs – Fourth largest industry in US – Over $90 billion dollars in sales – Average rate of growth of 12% over the past 25 years

6 تاریخچه John Hyatt patented the first injection molder in Further advances were made in Europe through the 1920s. In 1951, William H. Willert invented the first molder machine to use a screw to provide continuous feed of liquid material. From the 1980s on, the most significant developments in injection molding have been in the area of computerization of the process. (Rosato & Rosato) I also invented the first synthetic material, Celluloid, which lead to many important advances in the plastics industry, including the injection molding industry. John Hyatt William Willert My invention, which allowed continuous injection, made injection+blow molding feasible and fast. This is the method used to create bottles, jars and many other containers.

7 اهداف تولید قطعات با کیفیت بالا و زیبا تولید با در نظر گرفتن خصوصیات مواد بدست آوردن حداکثر سود با کاهش دادن زمان سیکل کاری رسیدن به یک توازن مناسب بین کیفیت و هزینه

8 مزایا قابلیت تولید قطعات با تلرانس بسته قابلیت تولید قطعات با هندسه پیچیده قابلیت تولید قطعات با بافت سطحی متفاوت فرآیندی با قابلیت تکرار بسیار بالا هزینه کم در تولید با حجم بالا قابلیت تولید اتومات و در نتیجه کاهش هزینه کارگر قابلیت تولید اشکال مشبک امکان تقویت قطعات در ارتباط با قطعات دیگر

9 معایب هزینه اولیه بسیار بالای قالب، ماشین تزریق و تجهیزات جانبی اقتصادی بودن فقط در تولید با حجم بالا ضایعات بسیار بالا تولیدی با سطح رقابتی بسیار بالا

10 نمای کلی PART DESIGN MOLD EQUIPMENT MATERIAL

11 ماشین تزریق

12 تجهیزات ماشین تزریق تجهیزات جانبی Drier Chiller Heater Granulator Mixer/Blender Robots Mold change system

13 ماشین تزریق اجزای اصلی Injection system Mold system Clamping system Controls

14 شکل شماتیک ماشین و فرآیند تزریق * * ماشین تزریق پلاستیک قالب قسمت تزریق قسمت گیره بندی

15 سیستم تزریق وظیفه Plastification Injection (pump) انواع Conventional Piston type Screw type Reciprocating Screw

16 انواع مختلف ماشین های تزریق

17 دو نوع سیستم تزریق 1. Reciprocating Screw System 2. Ram Injection Molding مواد پلاستیکی از قبل ذوب شده در قسمت ابتدایی، به داخل حفره هدایت شده و با نیروی پیستون با فشار به قالب تزریق می شود مواد پلاستیکی ذوب شده توسط هیتر، با فشار توسط پیچ حلزونی به داخل قالب هدایت می شوند

18 سیستم پیچ حلزونی کاربرد بیشتری دارد، زیرا : - مذاب یکنواخت تر - میکس بهتر رزین با افزودنیها - فشار تزریق کمتر - زمان سیکل سریعتر - تنش کمتر در محصولات

19 سیستم گیره بندی ( بستن قالب ) Hydraulic Clamping قابلیت اعمال مقادیر متنوع فشار Mechanical Clamping ارزانتر و با سرعت عمل بیشتر

20 سیستم گیره بندی ( ادامه ) نیروی گیره بندی F = P x A p: injection pressure, psi A: cavity projected area, in 2 F: clamping force, pounds 1 ton = 2000 pounds

21 سیستم گیره بندی ( ادامه ) - انواع ماشین ها : Small size machines tons Medium size machines tons Large size machines ,000 tons

22 نیروی گیره بندی و هزینه ماشین

23 سیستم پیچی تزریق عملکرد سیکل تزریق طراحی پیچ پارامترهای فرآیند

24 طراحی پیچ ( نسبت طول به قطر ) L/D Ratio, General purpose 20:1 ( زاویه مارپیچ ) Helix angle 17.8 o pitch گام تزریق رزین

25 پارامترهای فرآیند

26 فرآیند تزریق 1 - ذوب 2 - تزریق 3 - خنک شدن قطعه 4 - خارج شدن قطعه

27 پارامترهای فرآیند سرعت پیچ نرخ تزریق فشار تزریق دمای محفظه (Barrel) دمای قالب فشار برگشتی

28 سیکل دما / فشار Time(sec) زمان خنک کاری معمولاً وابسته به زمان سیکل تزریق است Time(sec) * نمودار دما در یک قطعه تزریق شده نمودار فشار در یک قطعه تزریق شده

29 دما و فشار قالب روی انقباض (shrinkage) قطعه Mold Temperature (F) LDPEPP Nylon 6/6 PMMA Acetal Shrinkage Shrinkage Pressure on injection plunger (psi) Acetal LDPE Nylon 6/6 PP with flow PP across flow PMMA

30 قالب تزریق

31 نمای کلی PART DESIGN MOLD EQUIPMENT MATERIAL

32 Injection Molds

33 مفاهیم قالب گیری Cavity Plate Cavity Moulding Core Core Plate Basic mould consisting of cavity and core plate Runner Cavity Gate Nozzle Sprue Melt Delivery

34 Part Cavity Core Stripper plate Tooling for a plastic cup Runner Knob Nozzle

35 Tooling for a plastic cup Runner Part Cavity Nozzle Part Cavity Knob Stripper plate Runner Part Cavity Nozzle

36 Tooling * Source: ** (E-trainer by HZS Co.,Ltd.)http://www.idsa-mp.org/proc/plastic/injection/http://www.hzs.co.jp/english/products/e_trainer/mold/basic/basic.htm * * * * * ***

37 ملاحظات در طراحی قالب حفره ها: - تکی یا چند تایی - طراحی حفره وابسته به مشخصات طراحی قطعه، تجهیزات و بودجه سیستم است higher viscosity polymer = larger runners ):Runnersراهبرها ( - اندازه و شکل درست راهبرها وابسته به مشخصات پلیمر استفاده شده است

38 Mold Design Considerations گیت (gate): مسیر بین رانرها و کویته قالب Edge Gate (در خط جدایش) low cost Tab Gate (گیت نواری) large parts Fan Gate (گیت لبه ای پهن) intermediate size part Ring Gatecylinder parts چند نمونه گیت

39 موقعیت گیت Center gate: radial flow – اعوجاج زیاد Diagonal gate: radial flow – تاب برداشتنEnd gates: حداقل تاب Gate Air entrapment Edge gate: بدون تاب Sprue  Before shrinkage  After shrinkage

40 Where would you gate this part?

41 Weld line, Sink mark * Source: Weld line Mold Filling Gate Solidified part Sink mark

42 Material

43 ملاحظات طراحی و نوع مواد فاکتورهای انتخاب مواد : -Shrinkage -Thermal Properties -Viscosity-Viscoelasticy هنگام انتخاب نوع مواد نکات زیر باید موردنظر قرار گیرد :  مشخصات طراحی قطعه  طراحی قالب  خصوصیات مواد

44 Cost

45 آنالیز هزینه ملاحظات هزینه : Material and additives Material and additives Tooling Cost Tooling Cost Machine Cost Machine Cost Labor cost Labor cost Finishing cost Finishing cost Injection Molded Parts

46 مدل کردن فرآیند

47 Modeling تشریح فرآیند چگونگی جریان مایع و انتقال حرارت مدل کردن جهت فیبرهای تقویتی

48 Viscous Shearing of Fluids v F h F/A v/h 1  Newtonian Viscosity Generalization: Injection molding “Shear Thinning” ~ 1 sec -1 for PE

49 Non-Isothermal Flow v Flow rate: 1/t ~V/L x Heat transfer rate: 1/t ~a/(L z /2) 2 For injection molding For Die casting of aluminum * Very small, therefore it requires thick runners Small value => Short shot

50 Heat transfer Note;  Tool >  polymer Boundary Conditions: 1-dimensional heat conduction equation : The boundary condition of 1 st kind applies to injection molding since the tool is often maintained at a constant temperature qxqx q x +  q x Fourier’s law

51 Heat transfer TWTW T ii t x +L-L Let L ch = H/2 (half thickness) = L ; t ch = L 2 /  ;  T ch = T i – T W (initial temp. – wall temp.) Non-dimensionalize: Dimensionless equation: Initial condition Boundary condition Separation of variables ; matching B.C.; matching I.C.

52 Analytical Modeling Flow simulation in a center gated round mold

53 Computer Simulation

54 Flow Simulation Project Use MPI software Design project for the course


Download ppt "قالبهای تزریق پلاستیک. فهرست مطالب Facts and figures Why injection molding? Goals Advantages Disadvantages Overview of the injection molding process Equipment."

Similar presentations


Ads by Google