فرآیندها و گرایش های صنعت

تصور کنید آجرهای LEGO در دستان شما، داشبوردهای خودرو، یا محفظه های دستگاه های پزشکی را در نظر دارید - محصولاتی به ظاهر نامرتبط که ممکن است همگی در فرآیند تولید یکسانی مشترک باشند: قالب گیری تزریقی ABS. چه چیزی باعث می شود این تکنیک در سراسر صنایع به طور جهانی پذیرفته شود؟ این مقاله به بررسی تعریف، کاربردها، گردش کار، مزایا، محدودیت ها و روندهای آینده قالب گیری تزریقی ABS می پردازد.

ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) یک پلیمر ترموپلاستیک با استحکام بالا و وزن سبک است که به دلیل سهولت پردازش آن شناخته شده است و آن را برای قالب گیری تزریقی ایده آل می کند. این فرآیند شامل تزریق پلاستیک ABS مذاب به داخل حفره قالب، خنک کردن آن و بیرون راندن محصول نهایی است. این روش سریع و با راندمان بالا، تولید اقتصادی اجزای مختلف ABS را امکان پذیر می کند که به طور گسترده در لوازم خانگی، ابزارها، دستگاه های پزشکی و موارد دیگر استفاده می شود. از آجرهای LEGO و کلیدهای صفحه کلید گرفته تا محفظه های ابزار برقی، داشبوردهای خودرو، اجزای کمربند ایمنی و سپرها، قالب گیری تزریقی ABS همه جا حاضر است.

تقریباً تمام ترموپلاستیک ها می توانند تحت قالب گیری تزریقی قرار گیرند. عملکرد را می توان با افزودنی هایی مانند الیاف شیشه یا کربن افزایش داد. حتی کامپوزیت های فلز-پلاستیک را می توان با تزریق قالب گیری کرد (اگرچه تزریق پودر فلز معمولاً به تف جوشی اضافی نیاز دارد).

فرآیند قالب گیری تزریقی ABS مشابه سایر ترموپلاستیک ها است: گلوله های رزین به یک قیف تغذیه می شوند، ذوب می شوند، سپس با فشار بالا به داخل قالب ها تزریق می شوند. پس از خنک شدن و جامد شدن، قطعات بیرون رانده می شوند. این فرآیند ساده در تولید انبوه با حداقل ضایعات عالی است.

پیچیدگی قطعه توسط دستورالعمل های طراحی برای تولید (DFM) که مختص قالب گیری تزریقی است، تعیین می شود. این تکنیک ویژگی های پیچیده ای مانند درج فلزی یا دسته های نرم پوشش داده شده را در خود جای می دهد، به علاوه ادغام آسان رنگ (همانطور که در آجرهای LEGO دیده می شود). اتوماسیون هزینه های نیروی کار را به حداقل می رساند، اگرچه پیچیدگی بیشتر باعث افزایش زمان و هزینه می شود.

ABS قابلیت قالب گیری، قابلیت بازیافت، مقاومت شیمیایی/حرارتی و نقاط ذوب پایین را ارائه می دهد. در حالی که در برابر لکه شدن مقاوم است، اما در معرض اشعه ماوراء بنفش/قرار گرفتن در فضای باز تخریب می شود. رنگ آمیزی یا آبکاری فلزی می تواند مقاومت در برابر آب و هوا را بهبود بخشد.

برخلاف اکثر پلاستیک های آمورف، ویسکوزیته ABS با گرم شدن فراتر از دمای پلاستیک سازی آن افزایش می یابد، که نیاز به کنترل دقیق دما دارد - به ویژه برای اجزای دیواره نازک. گرمای بیش از حد باعث تخریب شیمیایی می شود. خنک شدن ناهموار ممکن است باعث تاب برداشتن شود که با کانال های خنک کننده قالب با فاصله مساوی قابل پیشگیری است. علائم فرو رفتگی ناشی از انقباض ناهموار را می توان با قالب های با فشار دروازه بالا یا طرح های ضخامت دیواره یکنواخت کاهش داد.

سرمایه گذاری اولیه بالا در تجهیزات، تولید انبوه را ترجیح می دهد و نیاز به حداقل مقادیر سفارش برای توجیه هزینه های قالب دارد. قوانین DFM، در حالی که کیفیت را تضمین می کنند، ممکن است طرح های خلاقانه را محدود کنند - ضخامت دیواره، قرارگیری دنده ها، ابعاد سوراخ و غیره را تعیین می کنند.

استحکام، قابلیت قالب گیری و دوام ABS آن را برای موارد زیر ایده آل می کند:

• کالاهای مصرفی: آجرهای LEGO، کلیدهای صفحه کلید (پایان های براق، سطوح قابل رنگ آمیزی/آبکاری)
• ساخت و ساز: محفظه های ابزار برقی، اجزای سوکت الکتریکی
• خودرو: داشبوردها، قطعات کمربند ایمنی، پانل های درب، سپرها (سبک وزن اما بادوام)

سازگاری ها نیازهای منحصر به فرد محصول را برطرف می کنند:

• دیواره نازک: فشارهای بالاتر و قالب های تقویت شده
• قطعات توخالی بزرگ: قالب گیری با کمک گاز/آب ضخامت یکنواخت را تضمین می کند
• دیواره ضخیم: قالب گیری فشاری علائم فرو رفتگی/استرس داخلی را کاهش می دهد
• چند ماده ای: قالب گیری درج یا قالب گیری بیش از حد (به عنوان مثال، دسته های مته با دسته های ABS)

1. بهره وری بالا: تولید انبوه کارآمد با حداقل ضایعات/ضایعات
2. طراحی قطعات پیچیده: هندسه های پیچیده و اجزای چند ماده ای را در خود جای می دهد
3. استحکام افزایش یافته: ایده آل برای کاربردهای بادوام و مکانیکی قوی
4. انعطاف پذیری رنگ/مواد: طیف گسترده ای از رنگ ها (اگرچه نیاز به محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد)
5. کاهش ضایعات: حداقل اتلاف مواد (محدود به اسپروها/دونده ها)
6. هزینه های کم نیروی کار: اتوماسیون هزینه های هر واحد را کاهش می دهد

1. هزینه های بالای ابزار: قالب های گران قیمت برای بازگشت سرمایه به تولیدات بزرگ نیاز دارند
2. محدودیت های طراحی: قوانین DFM ممکن است نوآوری را محدود کند
3. صرفه جویی های مقیاس: دسته های کوچک اغلب از نظر هزینه ممنوع هستند

• ویسکوزیته: غلیظ شدن حساس به دما، قالب گیری دیواره نازک را پیچیده می کند
• تخریب حرارتی: گرمای بیش از حد به زنجیره های پلیمری آسیب می رساند
• تاب برداشتن: خنک شدن ناهموار قطعات را تحریف می کند - قابل پیشگیری با سیستم های خنک کننده متعادل
• علائم فرو رفتگی: ناشی از انقباض ناهموار؛ از طریق تنظیمات طراحی/قالب برطرف می شود

پیشرفت های تکنولوژیکی همچنان در حال تکامل قالب گیری ABS هستند: قالب های چاپ سه بعدی زمان های تحویل را کاهش می دهند، کنترل های هوشمند دقت را افزایش می دهند و فرمولاسیون های ABS سازگار با محیط زیست با اهداف پایداری همسو هستند. آینده نوید کارایی، هوش و مسئولیت زیست محیطی بیشتر را در کاربردهای گسترده تر می دهد.

قالب گیری تزریقی ABS همچنان یک سنگ بنای تولید باقی مانده است و به طور نامرئی اشیاء روزمره و اجزای صنعتی را شکل می دهد. درک قابلیت ها و محدودیت های آن، کسب و کارها را قادر می سازد تا از پتانسیل آن بهره ببرند و در عین حال نوآوری های فردا را پیش بینی کنند.