X
تبلیغات
مهندسی مکانیک - تکنولوژی پلاستیک
 
مهندسی مکانیک
 
 
آخرین اطلاعات فنی و مهندسی در زمینه مکانیک و طراحی و ساخت
 
 

 

 

Design and thermal analysis of plastic injection mould

 

 

Abstract

This paper presents the design of a plastic injection mould for producing warpage testing specimen and performing thermal analysis for the mould to access on the effect of thermal residual stress in the mould. The technique, theory, methods as well as consideration needed in designing of plastic injection mould are presented. Design of mould was carried out using commercial computer aided design software

Unigraphics, Version 13.0. The model for thermal residual stress analysis due to uneven cooling of the specimen was developed and solved using a commercial finite element analysis software called LUSAS Analyst, Version 13.5. The software provides contour plot of temperature distribution for the model and also temperature variation through the plastic injection molding cycle by plotting time response curves. The results show that shrinkage is likely to occur in the region near the cooling channels as compared to other regions. This uneven cooling effect at different regions of mould contributed to warpage.

© 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

 

طراحی و آنالیز گرمایی قالب تزریق پلاستیک

در این مقاله با تهیه نمونه های آزمایشی ٬ گرما و اثر آن را در تابیدگی  (war page) قطعات پلاستیک و ایجاد تنش های پسماند گرمایی در مدل ها را در قالب های تزریق بررسی می کند . در این مقاله تکنیک تئوری و روش کار و همچنین موارد لازم در طراحی قالب های تزریق ارائه شده اند.

در ساخت قالب از نرم افزار unigraphic   نسخه  13 استفاده شده است.بررسی آنالیز تنش پسماند در اثر سرد کردن غیر یکنواخت به وسیله نرم افزار تجاری LUSAS نسخه 13.5 انجام می شود .این نرم افزار از طریق finit element analysis یا تحلیل المان محدود ٬ الگوی انتشار دما پیرامون مدل و همچنین تغییرات دما در طول سیکل تزریق پلاستیک را بررسی و به ارائه نمودار هایی بر حسب دما می پردازد.بررسی ها نشان می دهد که انقباض  در محل هایی که سرد کردن اتفاق می افتد نسبت به محل های دیگر از قطعه  محتمل تر است .

اثر این سرد کردن غیر یکنواخت در نواحی مختلف قالب باعث ایجاد پیچیدگی مدل می شود.

 

کلمات کلیدی:  قالب تزریق پلاستیک ٬  طراحی ٬ آنالیز گرمایی

1) معرفی

صنعت پلاستیک از جمله صنایع رو به رشد در جهان می باشد و در زمره صنایع میلیون دلاری می باشد.تقریبا قطعات پلاستیکی در  همه محصولاتی  که در زندگی روزمره به کار می روند  وجود دارند و بیشتر آنها به شیوه تزریق تولید می شوند  .فرایند قالب گیری تزریق پلاستیک از جمله صنایع شناخته شده در زمینه ی  تولید قطعات با اشکال متنوع و پیچیده با هزینه اندک می باشد ] [  . فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک  یک فرآیند سیکلی می باشد. در این فرآیند چهار مرحله عمده وجود دارد  . این مراحل شامل پر کردن ٬ قالب گیری ٬ سرد کردن و پران قطعه می باشد.

 

فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک با ریختن رزین و افزودنی های مورد نیاز در قیف دستگاه جهت گرما دادن  در سیلندر و تزریق در ماشین تزریق آغاز می شود . ] [

این مرحله تغذیه می باشد که در ان حفره قالب با پلیمر ذوب شده و داغ در دمای تزریق پر می شود . بعد از اینکه حفره قالب پر شد مواد پلیمری اضافی با فشار بالا تر جهت جبران انقباض مورد انتظار همزمان با انجماد قطعه تزریق می شوند . از این به بعد مرحله خنک کاری آغاز می شود و تا زمانی که قطعه به صلبیت کافی جهت پران برسد ادامه می یابد .

مرحله بعدی مرحله پران می باشد که در آن قالب باز می شود و قطعه پران می شود و دوباره قالب جهت انجام سیکل بعدی بسته می شود. ] [   طراحی   و ساخت قالب های تزریق قطعات پلیمری با خواص مورد نیاز ٬ یک فرآیند گران قیمت و نیازمند تجربه است و همچنین نیازمند اصلاحات مکرر در ساخت و ماشین کاری می باشد. همچنین طراحی اضافات قالب از قبیل طراحی ماهیچه ٬ به دلیل پستی و بلندی های آن کاری پیچیده می باشد.  [  . فاکتور های مهم دیگری نیز در طراحی قالب وجود دارند .این فاکتور ها شامل اندازه قالب ٬ تعداد حفره ها ٬ چیدمان حفره ها ٬ سیستم راه گاه ٬ سیستم گیت ها ٬ آب رفتگی و پران می باشد . ] [ . در آنالیز گرمایی قالب ٬ هدف بررسی تنش پس ماند گرمایی یا تنش های وارده در قالب بر اندازه های محصول می باشد . به طور عمده  ایجاد تنش های حرارتی در قطعه قالب گیری شده ی تزریقی در خلال مرحله سرد شدن ایجاد می شود و این امر به دلیل انتقال حرارت پایین و اختلاف دما بین رزین ذوب شده و قالب می باشد .در مدت زمان سرد شدن دمای پیرامون حفره قالب غیر یکنواخت می باشد. ] [ .در زمان سرد شدن مکان های نزدیک به مجرا های خنک کاری نرخ سرد شدن بیشتری نسبت به مکان های دور از مجاری خنک کار دارند . این امر باعث ایجاد انقباض های مختلف و به دنبال آن ایجاد تنش حرارتی می شود . این تنش های حرارتی باعث ایجاد تنش های پسماند عمده می شود . بنابراین در مرحله ی  سرد شدن ٬ شبیه سازی گسترده  ی تنش های پسماند حرارتی در قطعات قالب گیری شده ی تزریقی بسیار مهم می باشد . ] [ . بنابراین با درک نحوه پخش تنش حرارتی می توان تغییر شکل های ناشی از تنش های تنش پسماند حرارتی را پیش بینی کرد.

در این مقاله طراحی قالب تزریق جهت بررسی نمونه تست پیچش و آنالیز گرمایی  قالب جهت درک اثر تنش پسماند حرارتی در قالب ارائه شده است.


 

 بقیه مطالب را در ادامه مطلب ببینید......................

 

 

مترجم : بهشاد محمودی

دانشجوی رشته مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید


ادامه مطلب
 |+| نوشته شده در  پنجشنبه 1386/12/23ساعت 7:27 قبل از ظهر  توسط بهشاد محمودی  | 
 
  بالا  





Powered by WebGozar