مقالات

با جدیدترین فناوری های گرماشکل دهی آشنا شویم

 

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

f.khokdar@gmail.com

چکیده

اخیرا فرایند گرماشکل دهی برای تزئین قطعات خودرو، تولید سریع تر لیوان های یکبار مصرف و بهبود زندگی بیماران بیمارستان ها به روز شده است.

روشی جدید برای کاهش زمان چرخه ی گرماشکل دهی

محققان در موسسه آلمانی فرایندکاری پلاستیک ها IKV با استفاده از سرمایش ناشی از افشانش آب، روشی برای کاهش زمان چرخه ی گرماشکل دهی ابداع کرده اند. زمان تولید در ماشین آلات گرماشکل دهی چند ایستگاهی (multi-station) خودکار معمولا به دلیل زمان سرمایش طولانی میشود چه گرماگیری معمولا از طریق سرمایش اطراف قالب کنترل می شود. اما سرمایش قطعه شکل¬دهی شده از سمت درونی (بدون تماس با قالب) می¬تواند آهنگ کل سرمایش را افزایش دهد.

 افشانش آب از سمت بدون تماس با قالب، در حین مرحله شکل گیری، به علت انتقال حرارت بهتر یا امکان تبخیر، روشی امید بخش برای کاهش زمان سرمایش در فرایند گرماشکل دهی است.

عامل مهمی که باید در نظر گرفته شود، تعادل بین سرمایش و کیفیت قطعه است. در سرمایش با افشانش آب، تضادی بین حداکثر اثر سرمایش و تولید قطعه ای فاقد آب باقیمانده در آن وجود دارد. حجم آب تزریق شده به طور قابل توجهی بر دمای تغییر شکل قطعه شکل دهی شده و مقدار آب باقیمانده تاثیر دارد.

بررسی ها با استفاده از واحد گرماشکل دهی تک ایستگاهه KD 20/25 از شرکت Kiefel انجام شده است. دستگاه با قالب لیوان آشامیدنی  ml 400 با ارتفاع mm 105 مجهز شده بود. برای پودر شدن آب، آب از طریق افشانک (نازل) با فشاری تا ۱۰۰ بار پمپ شد. این فشار زیاد نیاز بود تا بتوان قطرات کوچک تری ایجاد نمود. در نتیجه با مقدار ثابت آب، حجم افشانش بیشتری فراهم می کند.

به محض اینکه افشانک آب به درون قالب تزریق شود، سرمایش ناشی از افشانش آب شروع می شود و تا زمانی که قالب باز است ادامه پیدا می¬کند و آب باقیمانده به بیرون نشت می¬کند. محققان مقدار اثر سرمایشی که می¬تواند از طریق افشانش آب بدون باقیماندن رطوبت روی قطعه پس از خروج از قالب ایجاد شود را تحلیل کرده¬اند.

دماها با استفاده از دوربین فروسرخ Flir اندازه گیری شد. به منظور اندازه گیری دماهای سمت دورنی لیوان، دوربین در بالای ایستگاهِ شکل دهی گذاشته شد. آب باقیمانده پس از خرج لیوان از قالب از طریق خشک کردن آن با حوله کاغذی تا زمانی که هیچ قطره ای مشاهده نشود، بررسی شد. اگر هیچ وزنی به حوله کاغذی اضافه نشود، فرض می شود که هیچ آبی درون لیوان باقی نمانده است.

حداکثر حجم آبی که می تواند برای سرمایش لیوان ml  400 از PP-EVOH-PP تزریق شود بدون آنکه آبی درون قطعه قالب¬گیری شده باقی بماند، ml 6 بدست آمد. نتایج نشان می دهد حداقل خیسشدگی سطح قطعه منجر به سرمایش موثری می شود. برای حداقل شدن مقدار آب باقیمانده باید از روی هم نشستن (superposition) قطرات آب پاشیده شده جلوگیری نمود. در غیر این صورت قطرات بزرگ¬تری ایجاد می¬شود که نمی تواند از طریق فرایند دمشی یا تبخیر حذف شود.

با استفاده از افشانش آب، تثبیت شکل (demonstrator) لیوان می تواند تا سرعت سرمایش C/s° 6 شتاب گیرد. اگر سرمایش قطعه پس از شکل گیری، مرحله محدودکننده زمان چرخه باشد، سرمایش با افشانش آب منجر به ۵ درصد کاهش زمان چرخه تولید می شود.

 

بکارگیری فرایند گرماشکل دهی برای جلوگیری از زخم بستر

شرکت کانادایی Plastitel، بستر خاصی طراحی کرده است که با تکیه بر فرایند گرماشکل¬دهی منحصربفردی از تشکیل زخم بستر جلوگیری می کند.

بستر Stryker Isolibrium مجموعه ای از لیوان های گرماشکل دهی شده به نام Pods است که از پلی یورتان گرمانرم ساخته شده است . این بستر می تواند برای محافظت از بیمار پُف کند. این طرح یکی از دو طرح برنده ی نهایی مسابقات قطعات گرماشکل دهی شده بود که توسط انجمن مهندسی پلاستیک (SPE) آمریکا برگزار  شد.

 

[EasyDNNGallery|17380|Width|200|Height|200|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

دو چالش اصلی برای تولید این محصول، اطمینان از حداقل شدن ضخامت هر Pod و اندازه گیری دقیق آنها بود. Pods به چهار بخش تقسیم شده که هر بخش برای کمک به حفظ فشار صحیح مورد نیاز برای بیمار به طور مجزا کنترل شده است. آنها به تحرک بیمار کمک می کنند تا بتوان از حرکت منظم بیمار در حالی که در بستر است اطمینان یافت. از طرفی می-توانند به برخی از وظایف اعضای حیاتی نیز کمک کنند. ابعاد محصول ۵۸ در ۲۸ در ۶ اینچ است و در کل ۶۹ Pods دارد.

دیگر برنده¬ی نهایی، شرکت Allied Plastics برای ساخت محفظه (enclosure) پلی الفین گرمانرم (TPO) دو بخشی به منظور جای دادن موتور و مخزن سوخت در یک برج سبک سیار بود. قطعات در قالب های آلومینیومی ریخته گری شده که با آب سرد می شدند ساخته شدند. البته ابعاد قالب بزرگتر دیده شده بود، و پس از آن قطعه با CNC ماشین کاری شد تا الزامات ابعادی مورد نیاز مشتری را تامین کند.

جهت گیری قطعه روی ابزار مهم است. محفظه ها باید دارای ساختار باشند زیرا جایگزین بدنه فلزی شده اند. یک قاب فلزی به تقویت بدنه ی TPO کمک می کند.

 

سینی خوراک دهی غلتکی

برنده گروه بازیافت، شرکت Innovative Plastech برای تولید سینی بسته بندی قابل استفاده مجدد بود که می توانست ۴۰ بطری نوشیدنی ۲ لیتری را برای حمل و توزیع نگه دارد. هر سینی با محصول بارگذاری می شود سپس با سینی خالی که روی درپوش های بطری زیری قرار گرفته، جایگزین می شود. این تودرتویی، فضای عمودی را کم می کند. دو سینی روی بارکف (پالت) ۴۰ در ۴۸ اینچی با یکدیگر متناسب هستند. هنگامی که هر دو ردیف سینی و بطری ساخته شد (حداکثر تا ۵ ردیف) سپس بارکف برای حمل و نقل لفافپیچی می¬شود.

ملاحظات طراحی (شیب دادن) برای بخش هایی از دیوارههای جانبی(جایی که دیواره های راست برای عمودی نگه داشتن بطری ضروری است) درنظر گرفته شده است. اما بخش هایی در بین شیبدار ساخته شده تا سینی آسان تر گرماشکل دهی شود. این دیواره های با شیب/بی شیب، پشت بندهایی نواری دارند که این پشت¬بندها دیواره¬های عمیق را تثبیت می¬کنند. کف هر بسته بطری، پنج بخش دارد که با پای بطری¬های ۲ لیتری مطابقت دارد تا آنها به آسانی در سینی نچرخند.

یکی از مشکلات ساخت سینی، ضخامت ماده است. ریل های زنجیر روی خط گرماشکل دهی به منظور سوراخ کردن ماده نیاز به گرمایش دارند. به علاوه برای خوراک دهی ماده به گرماشکل¬دهنده، موتور بیرونی غلتک وجود دارد. قالب محافظ آلومینیومی دارای یک حفره است که برای کنترل دما  به بلوک خنکشونده با آب متصل شده است.

 

 

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره ۱۷۴ ام ماهنامه بسپار که در اسفندماه منتشر شده است بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکارخانم ارشاد تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد. 


[EasyDNNnewsLink|72]

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

دکمه بازگشت به بالا