اختصاصی بسپار/ چگونه اندازه‌‌ی گلویی‌ها، راهگاه‌ها و مخروطی‌ها را به‌درستی طراحی کنیم؟ (بخش اول)

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر در این مقاله بیان می‌‌شود که چطور اندازه مخروطی (sprue)، راهگاه (runner) و گلویی‌ (gate) را برای اولین بار نزدیک به مقدار ایده‌‌آل به‌‌دست بیاورید، بدون این‌‌که وقت زیادی را صرف فرمول‌‌های بسیار پیچیده کنید.
فرقی نمی‌کند که شما تحلیل جریان را انجام می‌‌دهید یا نه. در بعضی موارد، باید اندازه اولیه مخروطی، راهگاه و گلویی را مشخص کنید. این اندازه‌ها معمولا چیزی فراتر از برآورد تجربی بر اساس تجربه شخص نیستند، یا اندازه‌هایی هستند که برای برنامه‌نویس یا طراح به‌سادگی مناسب به نظر می‌رسند.
اگر تجزیه و تحلیل جریان را انجام می‌‌دهید، برنامه نرم‌افزار می‌تواند به شما بگوید که آیا هر یک از کانال‌های جریان خیلی بزرگ یا خیلی کوچک هستند. سپس اندازه‌های آن‌ها را تنظیم کنید و دوباره شبیه‌سازی را اجرا ‌کنید. اگر تجزیه و تحلیل جریان را انجام نمی‌دهید، اولین نمونه قالب می‌تواند به شما بگوید که آیا اندازه‌‌ها خیلی بزرگ یا خیلی کوچک هستند. سپس می‌توانید اندازه‌های ایمن را تنظیم کنید و قالب را دوباره آزمایش کنید. در این بخش، در مورد چگونگی دستیابی به ‌اندازه‌‌های مخروطی، راهگاه و گلویی نزدیک به مقدار ایده‌‌آل، بدون صرف زمان زیاد برای فرمول‌‌های بسیار پیچیده، بحث می‌‌شود.

مرحله 1: گرانروی مواد را تعیین کنید
آیا مواد مانند آب یا مانند شیره قند (molasses) یا مابین آن‌‌ها جریان می‌یابد؟ این در واقع یک سوال مهم است، زیرا اغلب به پارامترهای فرایندی بستگی دارد. شاخص شارش مذاب (MFI) که در داده‌‌برگ مواد گزارش می‌‌شود، معیار چندان مطمئنی از گرانروی ماده نیست، زیرا روان‌‌شوندگی برشی (shear thinning) را در نظر نمی‌گیرد. روان‌‌شوندگی برشی زمانی‌‌ است که به علت گرمای ناشی از اصطکاک در هنگام تزریق، گرانروی کاهش یابد. برای مثال، پلی‌اتیلن باMFI 10 احتمالا همانند پلی‌‌کربنات با همانMFI 10 جریان نمی‌‌یابد.
خوشبختانه، داشتن یک ایده کلی در مورد گرانروی مواد برای تخمین اندازه اولیه گلویی، راهگاه و مخروطی کافی است. اگر مطمئن نیستید که یک ماده خاص چگونه گرانروی دارد، از کسی که در این حوزه است، سوال کنید.

مرحله 2: تعیین ابعاد گلویی
اندازه گلوییِ‌ ایده‌‌آل به ضخامت دیواره قطعه، حجم قطعه، گرانروی مواد در شرایط فرایند، آهنگ شارش مواد در داخل گلویی و طول جریان از گلویی تا انتهای محل پر شدن، بستگی دارد. ابتدا یک گلویی لبه مستطیل شکل معمول را درنظر بگیرید که از بسیاری جهات در گلویی‌های رولبی، اسکنه‌‌ای، بادبزنی، فیلمی، پرده، حلقه‌‌ای، صفحه‌‌ای و دیافراگمی نیز کاربرد دارد. گلویی‌های استاندارد دارای سه مولفه هستند: عمق، عرض و طول عرصه (land).
عمق گلویی: اندازه عمق گلویی بسیار مهم است و اولین اندازه‌‌ای است که شما باید تعیین کنید. این اندازه تعریف می‌کند که چه زمانی مواد در گلویی جامد می‌شوند. اگر گلویی بیش از حد کم عمق باشد، مواد خیلی زود جامد می‌شوند و از ورود مواد بیشتر به داخل حفره جلوگیری می‌کند؛ زیرا مواد مذاب، سرد و دچار جمع‌‌شدگی می‌شوند. سپس قطعه‌‌ای که به اندازه‌‌ی کافی درون حفره مذابش فشرده نشده است می‌تواند دچار تورفتگی (sink)، تاب‌‌خوردگی (wrap)، حباب (voids)، سطح نهایی ضعیف و عدم تناقض‌های ابعادی شود.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 225 ماهنامه بسپار که در نیمه تیر ماه ۱۴۰۰ 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.