مقالات

نکاتی در مورد راهگاه های سرد بدون نقص

برگردان: هانیه میانه‌رو
سامانه ی خوراک دهی راه گاه های سرد به طور متداول و مکرر در دستگاه های قالب گیری تزریقی مورد استفاده قرار می گیرد و در مقایسه با سامانه ی راهگاه گرم گزینه ی بسیار ارزانتری برای تولید قطعات کوچک با حجم کم هستند. این نوع سامانه هر چند ممکن است در ظاهر ساده به نظر برسد، اما حساسیت بسیار زیادی نسبت به کنترل جریان، افت فشار، سرعت برشی و دما دارد. در این مقاله تلاش شده است تا به برخی از جنبه¬های مهم طراحی سامانه¬ی راه¬گاه سرد که معمولاً در طراحی¬ها نادیده گرفته می¬شوند، پرداخته شود.
تاثیر طراحی راه¬گاه¬های سرد بر کیفیت محصول اغلب دست کم گرفته می¬شود و در بسیاری از مواردی که فرآیند با مشکل مواجه می¬شود، این بخش برای یافتن مشکل مورد بررسی قرار نمی¬گیرد. در حقیقت، راه¬گاه سرد بخشی است که توان بالقوه¬ی ایجاد بسیاری از نواقص کیفیتی را دارد.
شکل 1 یک نمونه¬ی واقعی از مثالی را نشان می¬دهد که در آن تحلیل و بررسی راه¬گاه سرد نادیده گرفته شده است. این مثال از یک مخروطی برای تولید یک محصول پزشکی، مشکلاتی در رابطه با پر شدن کامل بخش کوچکی از حفره در انتهای مسیر جریان را نشان می¬دهد. مشکل پیش آمده به علت اندازه¬ی بیش¬ از حد بزرگ مخروطی به وجود آمده است که موجب شده است این بخش بیش¬تر ظرفیت دستگاه قالب¬گیری را مورد استفاده قرار دهد.
اما، تیم مهندسی موفق به تشخیص این مورد برای رفع نقص پدید آمده نشدند و شروع به انجام بررسی¬های بی¬مورد در مورد طراحی محصول کردند. آن¬ها حتی قرار دادن قالب بر روی یک دستگاه بزرگ¬تر را نیز مورد نظر قرار دادند. در حالی که بهینه¬سازی سطح مقطع مخروطی نسبت به قطعه، موجب بهبود بازدهی تزریق و پر شدن کامل حفره می¬گردد. به علاوه میزان ماده مصرفی نیز به شدت کاهش می¬یابد.
شکل (1): یک راه¬گاه سرد معمولی (شکل چپ)
و یک راه¬گاه سرد با طراحی بهینه (شکل راست)
اجتناب از چنین مشکلاتی دشوار نیست و تنها به درک و به کارگیری چند قانون ساده نیاز دارد. اول این که لازم است ابعاد راه¬گاه سرد از قطعه¬ی تولیدی ضخیم¬تر باشد. با این کار از فشردگی کامل مذاب در قالب و پر شدن آن اطمینان حاصل می¬گردد. نسبت قطر گلویی به عمق آن باید حداقل 60% ضخامت قطعه باشد تا از انجماد زودتر از هنگام گلویی جلوگیری شود. شکل 2 که از مقطع مخروطی (A-A) آغاز می¬شود و تا گلویی (D-D) ادامه می¬یابد، نشان می¬دهد که سطح مقطع شاخه¬های راه¬گاه چطور باید طراحی شوند.

شکل (2): طرح و نقشه طراحی راه¬گاه سرد

مقطع راه¬گاه نیز بسیار مهم است. چه مشخص می¬کند که ماده¬ی مذاب به طور موثر در راه¬گاه جریان می¬یابد یا خیر. یک سامانه¬ی راه¬گاهی ایدآل از مقطع دایره¬ای شکل استفاده می¬کند. کارآمدی مقطع¬ راه¬گاه¬ها بر اساس سطح مقطع موثر جریان در مقابل سطح مقطع راه¬گاه مشخص می¬شود و به شکل درصد گزارش می¬شود. متداول¬ترین طراحی راه¬گاه، راه-گاهی با سطح مقطع ذوزنقه¬ای شکل است.

طراحی گلویی نیز بسیار مهم است. گلویی¬های تونلی (Tunnel gates) متداول¬ترین نوع گلویی¬های مورد استفاده در سامانه¬ی راه¬گاه¬های سرد هستند. شکل 3 یک خطای طراحی گلویی را نشان می¬دهد که اغلب در سامانه¬ی راه¬گاه¬های سرد مشاهده می¬شود و منجر به نقص قطعات تولیدی می¬گردد. در طراحی گلویی¬ها و قالب باید یک کمینه¬ی فاصله برای خمیدگی (bending length) در نظر گرفته شود. اگر فاصله¬ی بین پین پران (knock out pin) و گلویی بیش از حد کوچک باشد، موجب سایش سامانه¬ی راه¬گاهی در بخش گلویی و یا حتی شکستن این قسمت می¬گردد.
به عنوان یک راهنمایی کلی، لازم است که حداقل 15 میلی¬متر فاصله بین پین پران جریان و گلویی وجود داشته باشد. اگر امکان حفظ این فاصله وجود نداشته باشد، می¬توان احتمال سایش و یا شکستگی را توسط ایجاد یک شیار خمیده (bending groove) در راه¬گاه سرد کاهش داد. این حفره¬ی خمیده (شکل 4) موجب کاهش سطح مقطع در بخشی از

شکل (3): شکستن راه¬گاه سرد در یک گلویی تونلی پر شده با پلی آمید پر شده با شیشه به علت فاصله¬ی کم بین پران تا گلویی

راه¬گاه سرد می¬شود و امکان انعطاف نشان دادن را به آن می¬بخشد. اما این نکته نیز قابل ذکر است که این شیار خود به عنوان مانعی بر سر جریان عمل می¬کند و باید هنگام طراحی گلویی و در تغییرات تنش برشی در نظر گرفته شود.

مرجع:
[1] “Tips for perfect coldrunners”, Injection World magazine, June 2013.
واژه¬نامه:
گلویی………………………………………………………..Gate
مخروطی………………………………………………..Sprure

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

دکمه بازگشت به بالا