بهینه‌سازی طراحی قالب‌گیری تزریقی برای بهره‌وری هزینه

طراحی محفظه های پلاستیکی بزرگ مستلزم پیدا کردن تعادل مطلوب بین عملکرد، هزینه و امکان تولید است.دارای محدودیت های اندازه ای است که به طور مستقیم بر تصمیمات طراحی تاثیر می گذارداین مقاله مرزهای ابعادی قالب بندی تزریقی را بررسی می کند، عوامل تأثیرگذار را تجزیه و تحلیل می کند و استراتژی های بهینه سازی را برای کمک به مهندسان برای انتخاب آگاهانه ارائه می دهد.

قالب گذاری تزریقی می تواند قطعات را از قطعات کوچک تا قطعات بزرگ با وزن کمتر از 1 گرم تا بیش از 50 پوند و اندازه های میلیمتر تا متر تولید کند.همه اندازه های قطعات به طور یکسان برای قالب گیری تزریقی مناسب نیستندامکان عملی بستگی به عوامل متعددی از جمله نیروی کلیمپ ماشین، حجم شات، هندسه قطعات و ملاحظات اقتصادی دارد.

محدودیت های اندازه قطعات ناشی از اصول فیزیکی و قابلیت های تجهیزات است:

• نیروی چسبندگی:مهم ترین عامل محدود کننده که باید از فشار داخلی جلوگیری کند تا از جدایی قالب و نقص جلوگیری شود.
• حجم شوت:حداکثر مقدار پلاستیکی که ماشین می تواند در هر چرخه تزریق کند، تعیین بزرگترین حجم قطعات ممکن است.
• زمان خنک شدن:قطعات بزرگتر نیاز به دوره های خنک کننده ی طولانی تر دارند که باعث افزایش زمان چرخه و هزینه ها می شود.
• اندازه قالب:ابعاد فیزیکی باید در محدوده صفحه ماشین و فاصله بین میله های رباط قرار گیرند.

نیروی کلیمپ مورد نیاز برابر با مساحت قطعه پیش بینی شده (اینچ مربع) ضرب 2-8 تن در هر اینچ مربع، بسته به مواد و ضخامت دیوار است.

چندین عامل خاص، حداکثر اندازه قطعات را محدود می کنند:

• محدودیت های بالای نیروی فشرده سازی ماشین (بیشتر فروشگاه ها ماشین های 50 تا 500 تن را کار می کنند)
• محاسبات مساحت پیش بینی شده (سطح های مسطح بزرگ به صورت نمایی نیروی بیشتری نیاز دارند)
• محدودیت فاصله جریان مواد (معمولا 150-300 برابر ضخامت دیوار)
• رشد نمایی هزینه های قالب با افزایش اندازه
• خطر بیشتر انحرافی قطعات و عدم ثبات ابعاد

برآورد نیروی فشرده سازی مورد نیاز به تعیین ماشین های مناسب کمک می کند:

• دسته بندی های نیروی چسبندگی:50 تا 150 تن برای قطعات کوچک، 150 تا 500 تن برای قطعات متوسط، 500 تا 1500 تن برای قطعات بزرگ، 1500 تن برای قطعات فوق العاده بزرگ
• محاسبه مساحت پیش بینی شده:ضرب طول با عرض از دیدگاه خط جداسازی قالب
• افزونه مواد:رزین های مهندسی (5-8t/in2) در مقابل رزین های کالایی (2-4t/in2)

برای یک قطعه پلی کربنات 12 اینچ × 8 اینچ با ضخامت دیواره 0.125 اینچ:

1. مساحت پیش بینی شده: 12 × 8 = 96 in2
2. ضریب مواد: 6 t/in2
3. 96 × 6 = 576 تن مورد نیاز
4. با میزان ایمنی 15 درصد: 662 تن
5. نتیجه:به دستگاه 650 تا 750 تن نیاز دارد

در حالی که قالب گذاری تزریقی در بسیاری از برنامه ها برجسته است، فرآیندهای دیگر ممکن است برای قطعات بزرگ ترجیح داده شود:

• قالب گیری چرخش:بهتره که قسمت هاي حفره اي بالاتر از 36 اينچ باشه
• ترموفورمینگ:مقرون به صرفه برای قطعات بسیار بزرگ و کم عمق
• مجموعه چند قسمت:شکستن طرح های بزرگ به قطعات کوچک
• چاپ سه بعدی:برای ساخت نمونه اولیه قبل از سرمایه گذاری قالب

انتخاب تامین کننده مناسب نیاز به پرسیدن سوالات خاص در مورد قابلیت های تجهیزات دارد:

• ماشین های شما چه محدوده ای از قدرت چسبندگی را پوشش می دهند؟
• بزرگترين قسمتي که موفق به شکل دادنش شدي چي بود؟
• شما توانایی ساخت قالب در خانه دارید؟
• چه عملیات های ثانویه ای ارائه می کنید؟

تامین کنندگان محلی اغلب مزایای زیادی از جمله تکرار سریعتر نمونه سازی، بهبود طراحی مشترک و کاهش هزینه های حمل و نقل برای قالب های سنگین و قطعات بزرگ را ارائه می دهند.