با جدیدترین فناوری های گرماشکل دهی آشنا شویم

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

[email protected]

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 100 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 5 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.