قالب تزریق پلاستیک آلومینیومی

قالب گیری تزریقی یک فرآیند تولیدی است که برای تولید نمونه های اولیه و محصولات واقعی استفاده می شود. قابل اعتماد و کارآمد است زیرا امکان تولید قطعات پیچیده محصول با کیفیت و عملکرد بهتر را فراهم می کند. فرآیند قالب گیری تزریقی تا حد زیادی به طراحی و مواد مورد استفاده در تولید بهتر بستگی دارد. بنابراین، تولیدکنندگانی که به دنبال فرآیندهای قالب‌گیری ساده‌تر هستند که امکان تولید محصولات بهتر با هزینه کمتر را فراهم کند، از قالب‌گیری تزریقی آلومینیوم استفاده می‌کنند.

فرآیند قالب گیری تزریقی معمولی/فرایند قالب گیری تزریقی فولاد مطمئناً محصولات بادوام تولید می کند. با این حال، آنها چیزهای زیادی را رها می کنند، زیرا تولید سریع را تضمین نمی کنند. در این مقاله به قالب های تزریق آلومینیوم، مزایا، معایب و ویژگی های آن ها می پردازیم…

قالب گیری تزریقی آلومینیوم چیست؟

قالب‌گیری تزریقی آلومینیوم یک تکنیک نوآورانه مبتنی بر قالب‌گیری تزریقی است که برای تولید قطعات (اعم از نمونه اولیه/محصولات واقعی) با ابزار آلومینیومی استفاده می‌شود. این یک جایگزین عالی برای قالب‌گیری تزریقی فولاد در نمونه‌سازی سریع است و در فرآیندهای خودرو، هوانوردی و صنعتی مورد استفاده گسترده است.

قالب آلومینیومی ایده آل است زیرا تولید آسان محصولات پیچیده با حداقل قطعات را تضمین می کند. همچنین، محصولات پایدار با ساختارهای ثابت، دقت بالا و سطوح صاف را تضمین می کند. این به دلیل خواص آن مانند توانایی آن در انتقال موثر گرما از قالب و تضمین تشکیل سریعتر محصول است.

قالب گیری تزریقی آلومینیوم در مقابل قالب گیری تزریقی فولاد

قالب‌گیری تزریقی معمولی برای تولید تعداد زیادی قطعه به قالب‌های تزریق فولادی متکی است. با این حال، قالب گیری فولاد دارای محدودیت های خاصی است. بنابراین، نیاز به یک فرآیند جایگزین مانند فرآیند قالب گیری آلومینیوم وجود دارد.

بر اساس ویژگی های مختلف، تفاوت های زیادی بین قالب تزریق آلومینیوم و قالب تزریق پلاستیک فولادی وجود دارد. این بیشتر از مواد مورد استفاده در ساخت آنها (آلومینیوم و فولاد) است و بیشتر بر اساس ویژگی ها، طرح ها و کاربردهای آنها است.

در زیر چند تفاوت قابل توجه بین قالب آلومینیوم و قالب فولادی برای قالب گیری تزریق پلاستیک وجود دارد.

·  انعطاف پذیری

قالب های فولادی انعطاف پذیر نیستند زیرا سختی آنها به دلیل عملیات حرارتی پس از طراحی قسمت های حیاتی قالب است. با این حال، در مقایسه با قالب‌گیری تزریقی فولاد، قالب‌های آلومینیومی از مواد نرم‌تر تولید می‌شوند.

طراحی آن به گونه ای است که امکان ایجاد قطعات قالب خود را به طور جداگانه فراهم می کند، که امکان حذف آسان تر برای تنظیم نمونه های اولیه را فراهم می کند.

·  زمان چرخش

قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم با استفاده از مواد آلومینیومی توسط فرآیند ماشینکاری CNC تولید می شوند . گاهی اوقات زمانی که حفره ها باید گوشه های تیز داشته باشند، سازندگان از ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) استفاده می کنند. با این وجود، یک حفره آلومینیومی معمولی در حدود ۱۰-۱۵ روز ساخته می شود زیرا این فرآیند فقط به روش های مکانیکی نیاز دارد. نیازی به تجهیزات ساخت خاص یا پردازش حرارتی نیست.

قالب های تزریق فولاد نیز از همین فرآیند به دست می آیند. با این حال، گران هستند و ماه ها طول می کشد تا تولید شوند. این به دلیل سختی و سختی فولاد است. به دلیل سختی فولاد، نیاز به تجهیزات ساخت خاصی دارد و برای افزایش عمر قالب، تحت پردازش حرارتی قرار می گیرد.

·  استحکام قالب

استحکام قالب به تعداد قطعاتی اطلاق می شود که قالب می تواند قبل از اینکه بیش از حد خورده یا فرسوده شود، بسازد. این عامل به شدت به طراحی و ساختار ژنتیکی قالب بستگی دارد.

قالب های تزریق فولاد سخت هستند زیرا فرآیند تولید آنها شامل عملیات حرارتی است . آنها همچنین دارای اتصالات کمی هستند که آنها را سفت و بادوام می کند. بنابراین قالب های تزریق فولاد می توانند میلیون ها قطعه تولید کنند.

با این حال، قالب نمونه اولیه آلومینیوم از آلومینیوم است که در مقایسه با فولاد، یک ماده نرم است. بنابراین استحکام قالب کمتری نسبت به قالب های تزریق فولادی دارد. با این وجود، آلیاژهای ساخته شده از آلومینیوم قوی هستند و می توانند بسته ای تا ۵۰۰۰ قطعه را تضمین کنند.

· زمان تولید

زمان تولید، زمان صرف شده از تزریق پلیمر تا خروج محصول نهایی است. این یک عامل اساسی در فرآیند تولید محصول دسته ای است و به مواد قالب، دما و فشار بستگی دارد.

قالب های تزریق آلومینیوم به اندازه کافی قوی نیستند که بتوانند فشار و دمای شدید را تحمل کنند. بنابراین، زمان تولید قالب‌های نمونه آلومینیومی معمولاً بین ۴۰ تا ۷۰ ثانیه است. با این حال، قالب های تزریق فولاد می توانند دما و فشار بالا را بهتر از قالب های آلومینیومی تحمل کنند و تنها به چند ثانیه برای تولید قطعات نیاز دارند.

ویژگی های ابزار آلومینیومی برای قالب گیری تزریقی

آلومینیوم به دلیل خواص فراوانی که دارد در ابزارسازی مفید است که به ایجاد قالب های تزریق کم حجم با هزینه مناسب کمک می کند. از ویژگی های آن، در زیر به موارد مهمی اشاره می شود که آن را در قالب گیری تزریقی آلومینیوم و به طور کلی ابزارآلات ایده آل می کند.

·  انبساط حرارتی و نرخ خنک کننده

آلومینیوم دارای ضریب انبساط حرارتی بالایی است. بنابراین، پس از حرارت دادن به دمای مناسب، به راحتی می تواند خنک شود که باعث تولید سریع می شود.

این امر آن را به یک ماده مهم در فرآیند تولید محصول تبدیل می کند که نیاز به تولید سریع و موثر دارد. همچنین آن را برای فرآیند قالب گیری تزریقی ایده آل می کند.

·  خواص فلزی

در مورد دقت قطعه کار، ابزاری که دارای استحکام مکانیکی و استحکام کافی باشد ضروری است. آلومینیوم دارای ویژگی های فلزی قوی است که استحکام و استحکام خود را تا حد مشخصی حفظ می کند. همچنین انعطاف پذیر است و آن را ماده مناسبی برای استفاده از ابزار می کند.

یک ابزار باید در طول فرآیند ساخت به اندازه کافی قوی باشد. در قالب‌گیری تزریقی آلومینیوم، انتخاب صحیح پارامترهای برش، گریدها و هندسه‌ها نیز منجر به فرآیند قالب‌گیری آلومینیومی کارآمدتر می‌شود. بنابراین، آلیاژهای آلومینیومی که در ابزارسازی استفاده می شوند، بهره وری را افزایش می دهند و در عین حال نسبت هزینه به ازای هر جزء را کاهش می دهند.

مزایای قالب گیری تزریقی آلومینیوم

·  هزینه

هزینه قالب تزریق آلومینیوم در مقایسه با فولاد در ساخت قالب تزریق کمتر است. ارزش کلی و بازده سرمایه گذاری یک قالب می تواند به میزان قابل توجهی به استفاده از قالب بستگی داشته باشد. با این وجود، سرمایه گذاری ابزار اولیه برای آلومینیوم کمتر است اگر همه عوامل دیگر برابر باشند.

·  سرب

قالب های آلومینیومی مسیر سریع تری را برای تولید محصولات تضمین می کنند. قالب گیری تزریقی فولاد از طراحی قالب تا رسیدن به محصول نهایی ماه ها طول می کشد. با این حال، قالب‌های تزریق آلومینیوم تنها به چند روز برای ایجاد قالب، نمونه‌های اولیه و محصولات نهایی نیاز دارند.

·  برای حجم های کم خوب است

برای تولید قطعات کم حجم، قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم ارزش بهتری را ارائه می دهند. این به دلیل قابلیت اطمینان آنها در ارائه هزینه های اولیه کمتر و تولید قطعات قابل اعتماد در هزاران است.

·  زمان ماشینکاری

قالب های آلومینیومی نمونه اولیه گرما را بسیار سریعتر از قالب های فولادی دفع می کنند. بنابراین، آنها می توانند بسیار سریعتر گرم و سرد شوند. در طول قالب‌گیری تزریقی، زمان خنک‌سازی چرخه کلی فرآیند قالب‌گیری را به حساب می‌آورد. بنابراین، انتخاب فرآیند قالب‌گیری آلومینیوم امکان چرخه کوتاه‌تری را فراهم می‌کند که به تولید سریع‌تر قطعات تبدیل می‌شود.

·  محصولات بهتر

یکی از بزرگترین دلایل نقص در قطعاتی مانند آثار سینک، فضای خالی و جای سوختگی، گرمایش و سرمایش غیریکنواخت است. ویژگی‌های اتلاف حرارت عالی قالب‌های آلومینیومی این مزیت را فراهم می‌کند که به قالب اجازه می‌دهد تا سریع و یکنواخت گرم و سرد شود و در نتیجه تعداد قطعات معیوب و پس‌انداز را کاهش می‌دهد.

·  تعمیر و اصلاح آسان

به دلیل سختی شدید فولاد، تعمیر قالب های فولادی آسیب دیده یا تغییر شکل یافته ممکن است بسیار دشوار و پرهزینه باشد. اغلب، یک قالب جدید تنها راه حل است. با این حال، قالب‌های تزریق پلاستیک آلومینیوم از مواد نرم‌تر هستند و طراحی آن‌ها قابل تفکیک و ساده است. این ویژگی باعث می شود تا در صورت بروز خطا در قالب تزریق آلومینیوم، تعمیر و اصلاح آن آسان شود.

معایب قالب گیری تزریقی آلومینیوم

·  دوام

قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم برای قطعات کوچکتر مناسب هستند. با این حال، قالب های فولادی دوام بیشتری دارند زیرا در برابر خوردگی، مقاوم در برابر سایش و از نظر حرارتی پایدار هستند. این امکان تولید محصولات بیشتری را فراهم می کند.

با این حال، مهندسان می توانند همان دوام فولاد را با آبکاری نیکل یا آنیل کردن قالب آلومینیومی تکرار کنند. این باعث افزایش هزینه قالب تزریق آلومینیوم می شود که مزیت هزینه مرتبط با ابزار آلومینیوم را نفی می کند.

·  پایان سطح محدود

قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم به دلیل چگالی کم، پوشش سطحی محدودی را در مقایسه با قالب های فولادی ارائه می دهند. چگالی بالای فولاد امکان انتخاب بافت های مختلف و پرداخت های سفارشی را با افزودن درج های فولادی فراهم می کند.

·  Flash On Part

فلاشینگ عبارت است از تشکیل مواد اضافی روی قالب به دلیل حفره های فرسوده که دیگر محکم نمی شوند. پس از چندین هزار چرخه تولید، قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم فرسوده می شوند و دارای عدم انطباق هستند که منجر به ایجاد پلیسه در محصول می شود.

·  محصولات کمتر

قالب‌گیری تزریقی آلومینیوم نمی‌تواند دما و فشار شدید مرتبط با فرآیندهای قالب‌گیری تزریقی را برای مدت طولانی تحمل کند. بنابراین برای تولید قطعات درازمدت و حجم بالا ایده آل نیستند.

·  پیچیدگی

مهندسان نمی توانند طراحی قالب آلومینیومی را در صورت نیاز به انجام اصلاحات به دلیل توانایی قطعات قالب بندی شده برای تأثیرگذاری بر قالب، بهبود بخشند. با این حال، قالب های فولادی را می توان از طریق عملیات حرارتی برای رسیدگی به مواد توسعه یافته با چگالی های مختلف سفت کرد.

طراحی قالب گیری تزریقی آلومینیوم

طراحی قالب آلومینیومی یک مرحله ضروری در فرآیند طراحی تولید محصول است. زیرا دوام محصولات و کارایی قالب را تعیین می کند.

در زیر اقداماتی وجود دارد که یک متخصص طراحی باید هنگام ساخت یک طراحی قالب آلومینیومی در نظر بگیرد .

·  برای تجدید نظرهای احتمالی پیش بینی کنید

در طول طراحی قالب آلومینیومی، مفید است که طراحی شما شامل رویه‌ای برای تجدید نظرهای احتمالی باشد. اگرچه این ممکن است هزینه قالب تزریق آلومینیوم را افزایش دهد، ممکن است بعداً زمانی که اصلاح مورد نیاز است مقرون به صرفه باشد.

انجام اصلاحات بدون ایجاد ظرفیت برای چنین مواردی در ابتدا امکان پذیر است. با این وجود، در بیشتر موارد، شامل قربانی کردن ابزار است.

·  از ضخامت یکنواخت دیوار اطمینان حاصل کنید

از یک طرف، بخش های نازک تر در طراحی قالب آلومینیومی ابتدا سرد و جامد می شوند. از سوی دیگر، نواحی متراکم به عنوان مخزنی عمل می کنند که سلول های سبک تر را با سرد شدن و سخت شدن تغذیه می کنند.

با وجود این، اکثر قطعات دارای سطح مقطع متفاوت هستند و تمایل دارند سریعتر از قطعات ضخیم تر یخ بزنند. از این رو مسیرهای تغذیه باید به گونه ای باشد که انجماد را در هر دو بخش ضخیم و نازک در نظر بگیرند.

انجام این کار تضمین می کند که ضخامت قطعه پلاستیکی ثابت است، فرآیند قالب گیری آلومینیوم را ساده می کند و اجازه می دهد تا انجماد پیشرونده به سرعت اتفاق بیفتد.

·  از آلیاژهای مناسب استفاده کنید

سیلیکون مناسب ترین عنصری است که به عنوان آلیاژ در طراحی قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم استفاده می شود. این به دلیل ظرفیت گرمایی ویژه بالای آن است، یعنی گرما را بهتر از آلومینیوم حفظ می کند.

سیلیکون تنها آلیاژ مناسب نیست. هر آلیاژی که استفاده می شود باید دامنه انجماد کوتاهی داشته باشد زیرا به بهبود خواص مکانیکی جامد در محصولات کمک می کند.

·  به جزئیات قسمت توجه داشته باشید

هنگام طراحی قالب های تزریق پلاستیک آلومینیوم، به جای گوشه های تیز در طراحی، از فیلت استفاده کنید. وجود گوشه های تیز در روش ممکن است به طور قابل توجهی در انقباض قطعه تولید شده متفاوت باشد و منجر به ترک خوردگی یا تغییر شکل دائمی شود.

·  از Inserts استفاده کنید

تکه هایی با اشکال مختلف و مواد مختلف مانند درج های نخ برنجی را می توان در طراحی قالب آلومینیومی گنجاند تا دوام قالب را افزایش داده و در صورت نیاز سطوح فوق العاده سختی را ارائه دهد.

نتیجه گیری

شکست یک قالب آلومینیومی برای قالب‌گیری تزریقی پلاستیک اغلب به دلیل طراحی ضعیف یا شیوه‌های ضعیف ابزارسازی، در کنار انتخاب معیوب آلیاژ آلومینیوم است. بنابراین، این مقاله به معرفی قالب‌گیری تزریقی آلومینیوم، ویژگی‌های آن و برخی نکات طراحی می‌پردازد.

قالب نمونه اولیه آلومینیومی می تواند طاقت فرسا به نظر برسد. با این حال، با داشتن یک شرکت مناسب با دانش بالا در مورد فرآیند و سابقه عالی در مدیریت توسعه محصول، می توانید شکل گیری بهتر محصول را تضمین کنید.

ما در طراحی بهینه قالب تزریق آلومینیوم را در تولید محصول ارائه می دهیم. برای مشاوره در زمینه ساخت با تیم پشتیبانی ما مشورت کنید. اگر  از قبل یک فایل CAD دارید، اکنون آن را آپلود کنید تا یک پیشنهاد فوری برای طرح خود دریافت کنید.

سوالات متداول