اختصاصی بسپار/ جست‌وجویِ ابعاد جدیدِ در قالب‌‌گیری اسفنج

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر استفاده از فناوری اسفنجش از لحاظ فرایندی، قیمت تمام‌شده و طراحی قطعه برای قالب‌‌گیری تزریقی سودمند است. در این مقاله پیشرفت‌‌ها در این حوزه آورده شده است.

فناوری‎‌هایی که منجر به سبک‌سازی قطعه می‌شوند، مثل فرایند MuCell، قالب‌گیری اسفنج ساختاری (structural) و قالب‌گیری اسفنج ذره‌ای (particle)، در حال پیشرفت‌های جدیدی در طراحی تجهیزات برای افزایش انعطاف‌پذیری و راندمان فرایند هستند. نیروی محرکه‌ی این پیشرفت‌ها، معطوف شدن نگاه‌ها به کاربری‌ این فناوری‌‌ها است.

شرکت KraussMaffei، یک ماردان همه‌کارهِ (universal screw) جدید برای کاربردهای اسفنجش فیزیکی با فناوری MuCell ساخته است که 30 درصد بهتر عملِ نرم‌سازی (plasticising) را نسبت به ماردان‌‌های فعلی انجام می‌دهد. به گفته‌ی KraussMaffei، ماردان جدید اسفنجش فیزیکی HPS Physical Foaming ساخته شده بعد از کار تحقیقاتی فراوان، برای فراورش گستره وسیعی از مواد مصرفی در کاربردهای MuCell با گرانروی‌ کم تا زیاد، که اغلب حاوی الیاف و پرکننده‌ها هستند، طراحی شده است. بنا بر اظهارات شرکت، تمام انواع ماردان‌های داخل بازار از آزمون‌‌های آزمایشگاهی فراوان عبور کرده‌اند.

طراحی ماردان HPS Physical Foaming  پودمانی (Modular) است که این امکان را می‌دهد که با ترکیب اجزای متفاوت با پیچ و تشکیل ماردان دلخواه، دیگر نیازی به ساخت ماردان جدید برای هر تغییر در محصول یا ماده نباشد. KraussMaffei تمرکز بهینه‌سازی طراحی‌اش را به طور موضعی روی ناحیه اختلاط، محل تغذیه‌ی گاز، سدگر جریان بازگشتی (Backflow)، سه ناحیه مهم ماردان گذاشته است.

این سه ناحیه اصلی از نسبت طول به قطر 15 به 17 بدون افت کیفیت فراورش، افزایش یافته است. این افزایش طول امکان افزایش 30 درصدی ظرفیت تولید برای تمام بسپارها، چه با الیاف چه بدون الیاف را فراهم می‌کند. در حال حاضر ناحیه خوراک و اختلاط این رانشگر نسبت طول به قطر 4 دارد.

این تغییرات در طراحی باعث افزایش عملکرد نرم‌‌سازی ماردان شده و اثر مثبت روی رفتگی (wear) داشته است.

به گفته شرکت KraussMaffei، تا به امروز برای اطمینان از همگن‌سازی کامل مذاب قبل از تزریق گاز، سرمایه‌‌گذاری هنگفتی در ماردان‌‌های بزرگ‌‌تر از آن‌‌چه که به طور معمول توسط وزن قطعه دیکته می‌‌شد، مورد نیاز بود. بهینه‌سازی طراحی پودمانی این سه ناحیه امکان فراورش انواع مواد جدید را می‌دهد. این شرکت می‌گوید بخش سه‌‌ناحیه‌‌ای تک رزوه‌‌دار (One-Thread) می‌‌تواند با یک بخش سه‌‌ناحیه‌‌ای دو رزوه‌‌دار طراحی شود که از لحاظ فرایندی، برای فراورش پلی‌آمید6 (PA6) پر شده با 30 درصد الیاف شیشه، بهتر است. این شرکت بخش سه‌‌ناحیه‌‌ای تک پره‌‌ای (Single-flight) و دو پره‌‌ای (Double-flight) هم طراحی کرده است.

هم‌‌چنین شرکت KraussMaffei طراحی دریچه­ی یک‌‌طرفه (Non-return valve) روی ماردان‌های پودمانی را بهینه کرده است. بنا بر تحلیل طراحان، موثرترین طراحی دریچه‌ی یک‌‌طرفه میانی (M-RSP) که در پایان فرایند پیمایش بسته می‌‌شود و ناحیه اختلاط و ورود گاز را از بخش سه ناحیه‌‌ای جدا می‌‌کند و از برگشت جریان مذاب جلوگیری می‌‌کند، دریچه توپی است. به گفته شرکت، این تنها راهی است که می‌توان فشار بحرانی را بالای 9_/33 بار حفظ کرد و درنتیجه از اسفنجش در ناحیه نرم‌‌سازی جلوگیری نمود. طراحی دریچه یک‌‌طرفه میانی (M-RSP) وزن ترزیق یکنواخت را تضمین می‌کند.

نمایشگاه Fakuma

مهندسان شرکتKraussMaffei ، اخیرا طراحی ماردان جدید و قدیم را با استفاده از پلی‌پروپیلن با شاخص مذاب (MFI) 11 و 44 و حاوی 20 یا 30 درصد مواد معدنی یا الیاف شیشه مورد برسی قرار داده‌اند. هم‌‌چنین، ماردان‌‌ها با فراورش آکریلو‌نیتریل بوتادی‌‌ان استایرن (ABS) و پلی‌آمید6 (PA6) 30 درصد پر شده با الیاف شیشه مورد برسی قرار گرفته‌اند. عملکرد نرم‌‌سازی نسبت به آمیزه‌ی انتخاب شده و پارامترهای تنظیم شده از جمله فشار دینامیکی، تغییر کردند.

شرکت KraussMaffei می‌گوید این تحقیقات گسترده دارند جواب می‌دهند و برآیند آن ماردان‌هایی است که برای هر ماده شخصی‌سازی شده است. همین موضع رضایت مشتریانی که به این شرکت وفادار هستند را جلب کرده است.

در نمایشگاه Fakuma 2023، شرکت KraussMaffei ماردان‌ HPS Physical Foaming MuCell را روی دستگاه قالب‌‌گیری تزریقی تمام برقی خود، یعنی PX 321-1400، برای تولید میز اسفنجی جالوازمی درون خودرو‌های سنگین و دیگر وسایل نقلیه نصب کردند (شکل 1). به گفته این شرکت، قبل از این، شکل و ظرافت در طراحی قطعات اسفنجی مورد توجه نبوده است.

(ادامه دارد …)

برگردان: مهندس عمادالدین درانی [email protected]

متن کامل این گزارش را می توانید در شماره 259 ماهنامه بسپار که در نیمه اردیبهشت ماه منتشر شده است، بخوانید. 

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.