اختصاصی بسپار/ سه راه برای کوتاهکردن زمان چرخه در قالبگیری تزریقی
بسپار/ایران پلیمر جلوگیری از گرمشدن بیشازحد مذاب، کاهش فشار برگشتی و بهبود خنککاری قالب میتواند زمان خنکشدن را کوتاه کند و بازده قالبگیری تزریقی را افزایش دهد.
هنگام قیمتگذاری یک قطعه جدید قالبگیری تزریقی، فراورشگران اغلب زمان چرخه را بر اساس تجربههای قبلی یا قطعات مشابه تعیین میکنند. با این حال، پس از آنکه پارامترهای فرایند برای دستیابی به این زمان چرخه تنظیم شدند، معمولا دیگر این مقدار مورد بازنگری و ارزیابی قرار نمیگیرد.
اولین توصیه برای بهبود زمان چرخه این است که مقدار انرژی واردشده به سامانه را کاهش دهید. هرچه گرمای بیشتری درون قطعه باقی بماند، زمان بیشتری برای خنکشدن آن لازم خواهد بود.
بنابراین، هنگام بررسی راههای کاهش زمان چرخه، باید به مراحلی از فرایند توجه کرد که ممکن است ناخواسته بیش از مقدار لازم به مذاب گرما وارد کنند. بخشی از این گرما آشکارا از نوارهای گرمکننده اطراف واحد نرمسازی تامین میشود؛ اما در بسیاری از موارد، بیشترین میزان گرما در اثر اصطکاک ایجاد میشود.
۱. پروفایل دما را با دقت تنظیم کنید
منحنی، میانگین دمای یک قطعه قالبگیریشده را در طول زمان چرخه و در دو حالت متفاوت دمای اولیه مذاب نشان میدهد. هرچه دمای اولیه مذاب پایینتر باشد، قطعه سریعتر به دمای مناسب برای پرانش میرسد.
نخستین گام برای جلوگیری از گرمشدن بیشازحد مذاب، کاهش گرمای تامینشده از طریق پروفایل دمایی واحد نرمسازی است. در یک ماردان همهمنظوره و در شرایط معمول کار، فراورشگران عموما از پروفایل دمایی استفاده میکنند که در نزدیکی دهانه خوراک کمتر است و هرچه به سمت افشانک پیش میرود، افزایش مییابد.
این پروفایل دمایی افزایشی با طراحی ماردان نرمسازی و کارکرد هر یک از بخشهای آن ارتباط دارد. بخش نخست، نزدیک دهانه خوراک، ناحیه خوراکدهی است. گرما در این ناحیه وارد میشود و جریان ماده را بهبود میدهد. ناحیه انتقال در میانه ماردان، تغییر فاز از دانههای جامد به ماده مذاب را مدیریت میکند. در نهایت، نزدیک افشانک، ماردان ماده مذاب را به سمت جلو پمپ میکند. دما در این قسمت باید بیشتر باشد.
از تنظیم دمای ثابت در سراسر پروفایل باید خودداری کرد. چنین کاری تنها میزان گرمای واردشده به مذاب را بدون ایجاد ارزش افزوده افزایش میدهد. همچنین میتواند زمان ماند مجاز ماده را کاهش دهد و به تخریب آن منجر شود.
شکل زیر نشان میدهد میانگین دمای یک قطعه قالبگیریشده چگونه با گذشت زمان کاهش پیدا میکند. هرچه دمای اولیه مذاب پایینتر باشد، قطعه سریعتر به شرایط مناسب برای پرانش از قالب میرسد.
۲. از نرمسازی بیشازحد مذاب جلوگیری کنید
برای همگنکردن مذاب در مرحله نرمسازی، فراورشگران ممکن است فشار برگشتی (Back Pressure) را افزایش دهند. این پارامتر از بازگشت آزادانه ماردان هنگام چرخش رو به عقب جلوگیری میکند و اصطکاک را به میزان قابلتوجهی افزایش میدهد.
هنگام بررسی تنظیمات یک فرایند قالبگیری تزریقی، بارها این پرسش را مطرح میشود که چرا مقدار مشخصی برای فشار برگشتی انتخاب شده است؛ اما در بسیاری از موارد، هیچکس پاسخ آن را نمیداند. بنابراین باید این مقدار را با دیدی انتقادی بررسی کرد. فشار برگشتی باید تا حد امکان پایین تنظیم شود، مشروط بر اینکه همچنان کیفیت مناسب مذاب تامین شود.
زمانی میتوان از کافیبودن فشار برگشتی مطمئن شد که مذاب ظاهری صاف و براق داشته باشد. افزایش فشار برگشتی فراتر از این نقطه تنها مصرف انرژی را افزایش میدهد و باعث گرمشدن بیشازحد مذاب میشود.
با کاهش گرمای ایجادشده در اثر نرمسازی بیشازحد، فراورشگران میتوانند مستقیما زمان خنککاری را بکاهند.
۳. خنککاری قالب را جدی بگیرید
دوربین گرمایی میتواند بهآسانی دمای ورودی و خروجی قالب را اندازهگیری کند و برای اطمینان از اتصال صحیح شلنگها به کار رود.
پس از جلوگیری از گرمشدن بیشازحد مذاب در واحد نرمسازی، باید اطمینان حاصل کرد که قالب نیز گرما را با بیشترین بازده ممکن دفع میکند. طراحی مناسب سامانه خنککاری ضروری است؛ اما فراورشگران باید از تمیزبودن کانالهای خنککننده و مسدودنبودن آنها نیز مطمئن شوند.
همچنین باید از اتصال نادرست شلنگهای ورودی به قالب جلوگیری شود. افراد زیادی با قالبهای متعددی روبهرو شده اند که هیچکس دقیقا نمیدانسته کدام شلنگ ورودی و کدامیک خروجی است. اگر اتصالات اشتباه باشند، نمیتوان از گردش صحیح آب اطمینان حاصل کرد.
روشهای سادهای مانند استفاده از شلنگ آبی برای ورودی و شلنگ قرمز برای خروجی میتواند احتمال خطا را بکاهد. استفاده از دوربین گرمایی نیز روش مفید دیگری برای اطمینان از فعالبودن تمام شلنگها و کارکرد آنها در دماهای مشابه است. تصاویر گرمایی امکان شناسایی آسان شلنگهای مسدود یا غیرفعال را فراهم میکنند. امروزه برخی مدلهای دوربین گرمایی قابلیت اتصال به تلفن همراه را نیز دارند.
در نهایت، باید اطمینان حاصل شود که آب کافی به قالب میرسد. دمای آب مهم است، اما بدون دبی کافی، اهمیت چندانی نخواهد داشت. فراورشگران باید دبی کافی آب را در کانالهای خنککننده تامین کنند تا جریان آشفته (Turbulent Flow) درون قالب شکل بگیرد.
در نتیجه، کاهش زمان چرخه الزاما به تغییرات پیچیده در تجهیزات نیاز ندارد. کنترل گرمای واردشده به مذاب، استفاده صحیح از فشار برگشتی و اطمینان از خنککاری موثر قالب، سه عامل اصلی هستند که میتوانند زمان خنکشدن را بکاهند و بازده فرایند قالبگیری تزریقی را بهبود دهند.
