دانلود مقاله کاراموزی قالب گیری فشاری در pdf

توضیحات

  مقاله کاراموزی قالب گیری فشاری در pdf دارای 81 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله کاراموزی قالب گیری فشاری در pdf  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله کاراموزی قالب گیری فشاری در pdf،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله کاراموزی قالب گیری فشاری در pdf :

چکیده:
این آنالیز قادر است انواع قالب گیری را برای مواد كامپوزیت ترموست با الیاف تقویت شده بررسی كند. در این قسمت، ارتباط لازم بین هندسه قالب، خواص مواد، شرایط حاكم بر پروسه مشخص می‌شود.
از جمله موارد مهم و حیاتی برای شبیه سازی عبارتند از:
1ـ هندسه سطحی دو ابزار در فرمت IGES نیاز است.
2ـ مشخص كردن شرایط پروسه از قبیل:
* موقعیت شارژ
* موقعیت ماهیچه وسنبه و پینهای(پران، بیرون انداز)
* گره‌های ثابت و نقاط مرجع (راهگاه كش)
* آنالیز ساختاری جایگذاری‌ها
این شبیه‌سازی بر اساس روش المان محدود پایه‌ریزی شده است. كه برای پروسه ایجاد شبكه‌بندی اولیه از یك مدل توپر با هندسه‌ای كه فرمت IGES دارد، استفاده می‌شود.
بعد از اینكه شبكه‌بندی ایجاد شد، شرایط فرایند برای مدل‌سازی آماده می‌شود.
• شرایط شبیه سازی فرایند و قالبگیری عبارتند از:
1ـ ایجاد المان محدود برای نمایش سطوح نیم‌صفحه‌ای.
2ـ الگوی پرشدن قالب برای قالبگیری فشاری
3ـ پیش‌بینی جهت‌گیری الیاف.
4ـ فرایند Curing و انتقال گرمایی.
5ـ آنالیز چروكها و انقباضات و تابیدگی‌هاو تركها.
6ـ آنالیز ساختاری.
یك آنالیز دینامیكی ‌ـ حرارتی برای المان محدود روی كاسه چراغ انجام می‌شود كه توسط نرم‌افزار شبیه‌سازی می‌شود. توسط نرم‌افزار، خواص مواد ناهمسانگرد از طریق قطعه محاسبه می‌شود. در این قسمت، جریان القا شده ناهمسانگرد، می‌تواند در داخل قطعه و در همه جای آن كاملاً محسوس باشد كه اگر بجای آن از فرضیه همسانگرد استفاده شود، نتایج سرشار از اشتباه بدست خواهد آمد.

قالب گیری فشاری

تاریخچه :

تاریخ به یاد ندارد مبنا و مبدأ هنر قالب سازی را، اما اولین كاربرد قالبگیری فشاری به عنوان یك فرایند در قرن 19 یعنی زمانی كه توماس هانكوك یك فرایند برای قالبگیری لاستیك ابداع كرد. اختراع اولیه پروسه قالبگیری، در 1870 در ایالات متحده، توسط john wesley و Isaiahs. Hayatt به ثبت رسیده است. Dr. LeoH. در 1908 رزینهای فنل فرمالدهید را به عنوان اولین ماده قالب گیری مورد استفاده در قالب گیری فشاری معرفی كرد.

1-1 تكنولوژی قالب گیری فشاری :

دو تكه از قالب، یك محفظه را می‌سازد كه به شكل قطعه دلخواه توسط ماشینهای ابزار تولید شده است. قالب گرم می‌شود و مقدار مشخصی از مواد قالب گیری (مواد شارژ قالب) در درون نیمه پایینی تحت بار قرار داده می‌شود. دو قسمت قالب، تحت فشار یكدیگر می‌رسند. تركیبی از مواد مختلف، بوسیله گرما، نرم می‌شود، و یك جرم به هم پیوسته، به فرم محفظه، ایجاد می‌شود. این جرم به هم پیوسته سخت می‌شود تا حدی كه بدون هیچ پیچشی از داخل قالب باز شد، برداشته می‌شود.اگر پلاستیك از مواد ترموست باشد، سختی ماده تحت فشار، با افزایش گرما، بیشتر می‌شود و اگر پلاستیك از مواد ترموپلاستیك باشد، سختی ماده تحت فشار، با سردكردن آن، كاهش می‌یابد. قالبگیری فشاری به طور كلی برای مواد ترموست استفاده می‌شود و برای مواد ترموپلاستیك رایج نیست (قالب گیری ترزیقی برای ترموپلاستیك‌ها استفاده می‌شود.)

2-1آشنایی اجمالی با مواد مورد استفاده در فرایند قالب گیری فشاری

الف – مواد ترموست:
تركیبات شیمیایی هستند كه بوسیله فرایند تركیب رزین‌ با پركننده‌ها، رنگدانه‌ها، مواد رنگی، روانكارها و غیره بدست می‌آیند در حالی كه آماده برای قابلگیری نهایی هستند. این مواد یا تركیبات قالبگیری بیشتر به صورت پورد یا به شكل گرانول یا كروی هستند كه دارای ضریب بالك بین محدوده (2-8) هستند. این مواد در برابر حرارت تغییر شكل داده و پس از سردشدن، سخت می‌شوند و با حرارت دوباره قابل بازیافت نیستند. مواد با ضریب بالك پایین‌تر آنهایی هستند كه تركیبات پودر چوب یا تركیبات معدنی به عنوان پركننده دارند. در حالی كه مواد با ضریب بالك بالاتر پركننده‌هایی مانند گروه نایلون یا كتون و نخ تایر،شابر برشگر و برای هر استحكام موثر، الیاف شیشه‌ای دارند.
مواد ترموست تركیبی از مواد زیر می باشند :
1ـ رزین فنل فرمالدهید
2ـ رزین اوره فرمالدهید
3ـ رزین ملامین فرمالدهید
از پركننده‌های معمول ترموستها می‌توان به مواد طبقه‌بندی شده زیر اشاره كرد :
مواد با ضریب بالك پایین:
1ـ پودر چوب
2ـ تركیبات معدنی یا پركننده‌ها
مواد ضریب بالك بالا:
ـ گروه نایلون‌‌ها ـ گروه كتونها ـ سیم تایر ـ شابر یا برشگر (sisal)
مواد مهم دیگر ترموست‌ها، رزینهای آلكید یا پلی‌استر همراه با پلی‌استرهایی مثل: آزبست، كتون، الیافهای كتون، الیاف شیشه‌ای، رزینهای پلی استر در تركیب با شیشه و یا الیاف sisal، به طور گسترده در قالبگیری با فشار پایین استفاده می‌شود. رزینهای سیلیكون و اپوكسی همچنین در تركیب با پركننده‌ها،برای كاربردهایی كه نیازمند مقاوم بودن نسبت به گرما و رطوبت است، استفاده می‌شوند.
این مواد در قالبگیری نیاز به ارتباط مستقیم دو فاكتور گرما و فشار هستند به طوری كه گرما، تركیبات را گرم می‌كنند، تا نرم شده و شبیه بتونه شوند و فشار باعث جریان یافتن و انتشار به درون دو نیمه قالب (در حالی كه بسته است)، می‌شود.استفاده از گرما و فشار بیشتر از حالت قبل، باعث می‌شود كه تركیبات تحت یك واكنش به نام پلیمریزاسیون قرار بگیرند.در جایی كه آنها هماهنگ با شرایط گداز‌پذیری و حل‌نشدنی در این حال باشند، نام ترموست را می‌گیرند.

• قالب گیری فشاری مواد ترموست:
فرایند متراكم‌سازی مواد ترموست به واكنش Cure منتهی می‌شود كه این واكنش، یك شبكه به هم پیوسته‌ای از مولكولها را تشكیل می‌دهد. شارژهای ترموست به طور نوعی در دمای اتاق داخل قالب قرار می‌گیرند و یا بعد از چند ثانیه گرم كردم، درون قالب قرار می‌گیرند.
سطح قالب در یك دمای بالا با شارژ تماس پیدا می‌كند و عمل curing اتفاق می‌افتد. رزین موجود در تركیب ترموست یك لایه ویسكوز می‌سازد. و تركیب تحت فشار اعمالی از طرف قسمت بالای قالب، جریان می‌یابد.
در طی قالبگیری فشاری تركیب، به علت اینكه موقعیت لغزش بین سطح قاب و تركیب وجود دارد ، به طور یكپارچه، در راستای ضخامت تغییر شكل می‌دهد . این موقعیت لغزش، نتیجه شكل گرفتن لایه لزج است كه به طور كوتاه مدت بعد از گرم شدن بوجود می‌آید. مركز جریان تحت تنشهای برشی خیلی كمی قرار دارد.

ب – ترموپلاستیكها:
این مواد نیز تركیبات شیمیایی هستند اما آنها قبل ازآنکه داخل قالب قرار بگیرند، همه واكنشهای شیمیایی را انجام می‌دهند، آنها معمولاً به شكل گرانول هستند. با ضریب بالك تقریباً 2 ،این مواد به داخل قالب جریان پیدا می‌كنند و تحت فشار و حرارت، شكل محفظه‌ای به خود می‌گیرند. انواعی از مواد ترموپلاستیك، استات سلولز، بوتیرت استات سلولز، اتیل پلی‌استایرن، وینیلها، PVC، پلی‌استایرن كوپلیمر استیرن، نایلون، پلی‌اتیلن، فلور كربنها.

• تركیب ترزیق و فشاری:
برای قالب گیری ترموپلاستیكهایی كه پیوندهای عرضی محكم دارند، این نوع تركیب گاهی اوقات مفید و مقرون به صرفه است قالب از مواد نرم شده بوسیله گرما، توسط ترزیق پر می‌شود و سپس بوسیله نیروی فشاری سنبه ، فشرده می‌شود. این استفاده بهینه از فشار در طی خنك‌شدن، گسترش چروكیدگی‌ها و تابیدگی‌ها را كاهش می‌دهد.
جزئیات روش قالب گیری مواد ترموست بوسیله یك توصیف از قالبگیری مواد فنول فرمالدهید پوشش داده می‌شود. البته از جمله موادی كه بوسیله قالبگیری فشاری، تولید می‌شوند عبارتند از: تركیبات فنول فرمالدهید، تركیبات اوره، ملامین فرمالدهید، پلی‌استر، مواد آلكید، مواد ترموپلاستیك، فلوركربنها.

• فواید و مزایای قالب گیری فشاری مواد ترموست نسبت به قالب گیری انتقالی:
1ـ از دور ریز و ضایعات مواد در بوش ترزیق، رانرها و قسمتهای انتقال مواد جلوگیری می‌شود.
2ـ مشکل سایش وجود ندارد كه بوسیله جریان مواد در درون گیتهای باریك در یك ‌محفظه بسته.
3ـ با ایجاد مسیر كوتاهتری برای جریان مواد و حتی مسیرهای چند راهه، می‌توان تنش ورودی در ماده قالبگیری شده را به كمترین مقدار رساند.
4ـ گیتها حذف شده و هزینه كمتری برای عملیات پایانی صرف می‌شود.
5ـ محفظه‌های زیادتری می‌توان در پایه قالب ایجاد كرد كه نیازی به سیستم ترزیق و رانر نداشته باشد.
6ـ این پروسه با بارگذاری اتوماتیك مواد سازگار است و نیز قطعه تولیدی را می‌توان به صورت اتوماتیك برداشت.
7ـ با پیش‌گرم با فركانس بالا، می‌توان بخشهای ضخیم‌تر را به طور موفق و بدون مک ، تخلل ، بادکردگی مركزی قالب گیری كرد.

• معایب قالب گیری فشاری (محدودیتها ) :
در قطعات طراحی شده پیچیده كه دارای برشهای زیرین و طرحهای لبه‌ای و سوراخهای كوچك هستند، روش فشاری قابل استفاده نیست ، زیرا كه نیاز به قالبگیری‌های خیلی پیچیده‌ای دارد و امكان شكستن و تابیدگی در پینهای قالب در حین اعمال فشار بالا ، وجود دارد . نمونه‌هایی با ضخامت 05 اینچ یا بیشتر، بهتر است با روش قالبگیری انتقالی تولید شوند، بخصوص اگر قطعه با سطح مقطع كوچك باشد كه در آن جریان مذاب نیز كم است.

• نكاتی چند در مورد این نوع قالب گیری:
– برای اطمینان از پرشدن قالب به طوركامل، باید دو قسمت قالب در حد میكروسكوپی با یكدیگر جفت شوند و از فرار مذاب پلاستیك جلوگیری شود.
– همچنین باید شارژ اولیه پلاستیك را در موقعیت مناسبی درون محفظه قرار داد.
– تركیبات پلی‌استر و آلكید به طور ویژه حائز اهمیت‌اند و نیاز به وسایل محدود‌كننده دارند تا از پرشدن قالب به طور كامل اطمینان حاصل شود.
– همه ترموستها ویسكوزیته سطحی پایین دارند تا حدی كه حتی كیلرنس لقی كمتر از 00001 اینچ بین دو نیمه قالب، توسط مذاب پلاستیك پر می‌شود. كه این امر اغلب باعث آسیب‌ دیدن قالب می‌شود. نشتی مواد با آبندی قالب و جفت‌شدن قطعات قالب با یكدیگر ، در حالت تمیز و صاف جبران می‌شود.
– ترموپلاستیكها بیشتر از ترموستها قابل كنترل هستند. و یك نكته قابل توجه برای مواد ترموست اینست كه درجه صلبیت آنها در نقطه‌ای از Cure نهایی چه اندازه‌ای باشدوهنگامی كه پران می‌شود، درجه صلبیت آنها چه اندازه‌ای است.
– ملامینها خیلی سخت و صلب هستند‌ـ گروههای فنولی كاملاً انعطاف‌پذیر و فنری هستند‌ـ پلی‌استرها كاملاً ضعیف هستند و سختی پایینی دارند.
– یك قالب فشاری برای مواد فنولی ممكن نیاز به نیروی پرسی كمتری برای اعمال در محل سنبه ها داشته باشد، حال آنكه همان قالب برای ملامینها، احتیاج به فشار زیادی برای بازشدن و اعمال نیروی اولیه دارد كه احتمالاً باعث تحت برش قرار گرفتن قطعه قالبگیری می‌شود و قطعه ترك برمی‌دارد.
– قطعاتی از جنس پلی‌استر نیازمند چسبندگی خیلی دقیق برای همه شرایط و انواع شیب هستند ، همچنین به سطوح بیرون‌انداز كم خطر و نرم و مطلوب نیاز دارند البته تعیین دقیق شیب لبه‌ها ، از شكست قسمتهای آزاد در قالب جلوگیری می‌كند.
– در بعضی موارد فرایند قالبگیری فشاری مواد ترموست، ممكن است برای تولید قطعات، نامطلوب باشد مثلاً در جایی كه تلرانسهای ابعادی بسته‌ای مدنظر باشد. بویژه در قالبهای چند حفره ای ، مخصوصاً اینكه بی‌شكلی یا بدفرمی در ضخامت و در خط جدایش قطعات ایجاد شود. در چنین مواردی توصیه می‌شود كه از روش سنبه‌ای یا انتقالی در قالب گیری، استفاده شود.

• جزئیات روش قالب گیری فشاری:
1ـ قالب باز می شود.
2ـ قطعه قالب گیری شده پران می‌شود.
3ـ قرار دادن قطعه در قیدهای خنك‌كاری و یا تاب‌گیری هنگامی كه نیازمند حفظ تلرانس ابعادی بیشتری هستیم.
4ـ برداشتن همه مواد خارجی و فلش از قالب، كه معمولاً بوسیله فشار هوا انجام می‌شود و نیز روغنكاری قالب، اگر نیاز باشد.
5ـ قراردادن اینسرتها و یا دیگر قطعات قالب.
6ـ بارگیری تركیبات قالب (پودر یا پیش‌ فرم، به صورت سرد یا پیش‌گرم)
7ـ بستن قالب گرم شده (هواگیری از قالب، اگر نیاز باشد).
8ـ a) برای مواد ترموست، فشاروگرما اعمال شود، تا عمل curing كامل شود، و برای حفظ تلرانس ابعادی دقیق و مطمئن، از سرما و فشار استفاده می‌شود.
b) برای مواد ترموپلاستیك از سرما و فشار برای سخت كردن قطعه استفاده می‌شود.
ـ دمای قالب و فشار مورد استفاده خیلی مهم است و مقرون به صرفه است كه جریان توصیه شده برای تولید هردرجه از مواد بكار رود.
ـ مواد ترموست بكار رفته در قالبگیری فشاری، می‌توانند طبقه‌بندی شوند به عنوان مواد كم فشار و متداول (بعداً نباید اشتباه شود با مواد بكار رفته در قالب گیری كم‌فشار لایه‌های بارور شده)

5 تفاوت مهم در قالبگیری فشاری مواد ترموست وجود دارد كه فشار لازم برای بهترین تولید و در كوتاهترین زمان ممكن برای قالبگیری را مشخص می‌كند.

(1) طرح و نقشه قطعه مشخص باشد:
a)مساحت و عمق b) ضخامت دیواره c) تیغه‌ها d) الزام و قیدی برای حركت عمودی (مانند پینها، بادگیرهاو گوشه‌های تیز)
(2) سرعت پرس در بستن قالب:
a) استفاده از پرس خودكار سریع یا آهسته b) استفاده از پرس سریع كه ذخیره انرژی توسط سیستم آكومولاتور خطی هیدرولیكی است.
c) ظرفیت آكامولاتور برای ثابت نگهداشتن فشار روی ماده در حركت به طرف بالا.
(3) پلاستیسیته مواد:
a) درجه و نوع پیش‌گرم b) چگالی شارژ (به صورت پودر یا پیش‌ فرم باشد)
c) موقعیت شارژ در محفظه قالب
d) سیلان (نرخ جریان مواد رزین تحت فشار )
e) نوع مواد پركننده (پودر چوب، گروه كتونها، پارچه خیس‌شده، آزبست‌ها، شیشه یا میكا باشد)
(4) دمای كلی قالب: اختلافات دمایی درون محفظه و سنبه فشارنده
(5) شرایط سطحی محفظه قالب و سنبه فشارنده :
a)سطوح تخت كروم‌دار و با پرداخت‌نهایی b) فولاد پرداخت شده c) پولیش خیلی زیاد (پوشش صفحه‌ای كروم، حفره‌ها، ناودانی‌ها و شكافها)

• توضیحات:
فشارهای مورد نیاز برای قالبگیری، برای اكثر مواد ترموست، از الگوی فشار بدست آمده برای مواد فنولی، پیروی می‌كند. مواد فنولی انتقالی، كه در دمای اتاق بدون پیش‌گرم بارگذاری شده، نیازمند یك مینیمم فشار در حدود psi300 برای اولین اینچ از عمق قطعه قالبگیری شده است ، بعلاوه اینكه برای هر اینچ عمق اضافی psi 700، فشار نیاز است.
پیش‌گرم ماده با فركانسی به اندازه كافی زیاد، می‌تواند فشار مورد نیاز را تا حدود psi1000 وارد بر منطقه مورد نظر كاهش دهد، بعلاوه psi250 برای هر اینچ از عمق.
فشار مورد نیاز روی مواد تحت تنش بالا، ممكن است بین psi(1200ـ1000) ایجاد شود. این فشارهای پیشنهادی روی كمترین سرعت بسته شدن پرس یعنی in/s1 اینچ بر ثانیه پیش‌بینی می‌شود.
خصوصیات جریان مواد در قالبگیری ترموستها به طور پیوسته در حین فرایند قالبگیری تغییر می‌كند، و به طور مخصوص تأثیر قابل توجهی بر روی پرسهایی كه آهسته بسته می‌شوند، دارند.
مواد فنولی كه در فشار پایین قالبگیری می‌شوند، به اندازه كافی بوسیله فركانس بالا، پیش‌گرم می‌شوند و همچنین فشار حداقل به فشار psi350 روی منطقه بارگذاری احتیاج دارند. علاوه بر آن psi100 بار اضافی برای هر یك اینچ عمق اضافی باید وارد شود.
جدول صفحه بعد استفاده می‌شود برای راهنمایی فشارهای مورد نیاز و منطبق با عمق قطعه قالب گیری شده.

جدول فشار ، فشار بر حسب psi برای سطح مورد نظر
مواد فنولی کم فشار موادفنولی متداول
بدون پیشگرم پیشگرم شده با فرکانس بالا بدون پیشگرم پیشگرم شده با فرکانس بالا عمق قالبگیری (اینچ )
1000
1250
1500
1750
2000
**
**
**
**
**
**
**
**
** 350
450
550
650
750
850
950
1050
1150
1250
1350
1450
1550
1650 3000
3700
4400
5100
5800
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1000-2000
1250-2500
1500-3000
1750-3500
2000-4000
2250- 4500
2500- 5000
2750- 5500
3000- 6000
3250- 6500
3500- 7000
4000- 8000
4500- 9000
5000-10000 0-075
075-15
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
16

علائم جدول:
* اضافه كنید psi700 برای هر اینچ عمق اضافی، اما بالاتر از 4 اینچ در عمق، اگر پیش‌گرم شود، بهتر است.
** اضافه كنید psi250 برای هر اینچ عمق اضافی، اما بالاتر از 4 اینچ در عمق، اگر پیش‌گرم شود، بهتر است.
لازم است محدوده وسیعی از فشارهای داده شده در ستون دوم جدول، ، قطعات قالبگیری شده متنوع و انواع تجهیزات پرس مورد نیاز را تحت پوشش خود قرار دهد.
برای مثال و به طور مقایسه‌ای یك قطعه با سطح كوچك و عمق زیاد نیاز به حد بالای كوچكتری در بازه داده شده برای فشار، دارد. و یك قطعه با سطح بزرگ و عمق زیاد ممكن است به حد بالای بزرگتری در بازه داده شده برای فشار، نیاز داشته باشد.
همچنین ضخامت دیواره‌های یك قطعه نیازمند فشار می‌باشد. بخشهای نازك نیازمند فشار بیشتری نسبت به بخشهای ضخیم است.
برای قطعاتی كه تحت كشش عمیق هستند، استفاده ازپرسهایی كه سریع بسته می‌شوند (با سرعتهای پرسی بالاتر از 20 اینچ بر دقیقه، برای كشش عمیق ) این امر را ممكن می‌كند كه از فشارهای پایین‌تر نیز می‌توان استفاده كرد.
زمان مورد نیاز برای سخت شدن مواد ترموست به طور معمول به زمان مورد نیاز برای curing برمی‌گردد. بسته به نوع مواد، دمای پیش‌گرم و ضخات قطعات قالبگیری شده، این زمان ممكن است بین 2 تا چندین ثانیه باشد.

• انواع قالب های فشاری:
الف – قالبهای دستی
ب ـ قالبهای نیمه اتوماتیک
– مثبت
– نیمه مثبت
– فلش دار
– قالبهایی با صفحات شناور نگهدارنده قطعه
– قالبهایی برای قرقره ها و قطعاتی با تورفتگی در دیواره های کناری (قالبهای کشویی دار )

ج – قالب های تمام اتوماتیک

1- قالب های مثبت

در این قالبها فضای خیلی كمتری نسبت به دو نوع قبل برای خروج مواد اضافی به داخل كانال فلاش تعبیه شده است .
سنبه در محفظه فالب دارای انطباق كاملا جذب بوده و تلرانس در هر طرف 3 هزارم اینچ میباشد . این قالبها برای قالبگیری مواد با فیلر پارچه ای و قطعات عمیق مانند محفظه رادیو بكار میرود و از هر قالبی برای قالبگیری مواد با فیلر پارچه ای مناسب تر هستند .
مزیت این قالبها در این است كه پلیسه یا فلاش بصورت عمودی میبا شد و به سادگی بر طرف میشود.
مهمترین عیب این قالب ها خراشیدگی محفظه ی قالب توسط سنبه است كه مستقیما اثر آن روی قطعه مشاهده میشود .

2- قالب های نیمه مثبت
این قالبها متشكل از یك قالب سنبه ای پله دار و یك قالب مثبت هستند .از این قالبها برای ساخت قطعات با عمق زیاد ، قطعاتی كه در ته آنها مقاطع بزرگ و قطعا تی كه در برخی از مقاطعشان اختلاف ضخامت وجود دارد بكار میروند.پلیسه یا فلاش ایجاد شده به راحتی توسط سنگ بر طرف می شوند.معمولا برای فرم دادن ملامینها و تركیبات اوره ای از این نوع قالبها كمك می گیرند .
لقی بین سنبه و ماترس 1هزارم اینچ در هر طرف است .معمولا این گونه قالبه را بصورت چند محفظه ای با محفظه ی باردهی مشترك می سازندبطوریكه به آنها قالبهای ویژه اطلاق میشود زیرا گاهی حتی بیشتر از یكصد محفظه درآنها تعبیه شده است.

3- قالب های فلاش دار
در این قالب در اثر فشار حاصل از طرف پرس ،به مواد اضافی اجازه داده میشود كه به راحتی به كانال فلاش راه پیدا كند . در این روش قالبگیری ، فلاش معمولا به صورت افقی است .در این روش قلبگیری لازم است، علاوه بر هزینه طراحی و ساخت،هزینه ای برای سنگ زدن پلیسه حاصل شده در اطراف قطعه در نظر بگیریم .
در واقع یكی از معایب اینگونه قالبها ،همین هزینه اضافی می باشد.مزیت این گونه قالبها در ارزان بودن و ساده بودن آنها است .كاربرد این قالبها برای تولید قطعاتی از مواد پلاستیكی با ضریب بالك پایین و قطعاتی كه رعایت ضخامت یكنواخت دیوارهای آن مهم نباشد،البته یكنواختی ضخامت دیوارها تا حد زیادی به دقت میله های راهنمای قالب بستگی دارد .

تعریف ضریب بالك: حاصل تقسیم حجم مواد فرم نگرفته به مواد فرم گرفته را ضریب بالك گویند.

4- قالب های سنبه ای كفی یا پله ای
این قالبها شبیه قالبهای فلاش دار میباشند ، با این تفاوت كه در اینجا یك محفظه بار دهی به مجموعه قالب اضافه شده است .پله ی كفی عموما 16/3 اینچ عرض دارد به منظور خروج مواد اضافی كه از بین سنبه و محفظه نشت میكند.این قالبها ،قطعات را با چگالی یا دانسیته بیشتری نسبت به نوع فلاشدار می سازند . قطعات با پین های كوچك و مقاطع ظریف از این راه قابل ساخت هستند.
در این گونه قالبها نیز همانند قالبهای فلاشدار سنگ زنی فلاش یا پلیسه با مقدار كمتری نسبت به قبل لازم است.

(( نكته ))
مكانیزم تولید قطعه در قالب هایی كه در اسلاید قبل توضیح داده شد برای تولید قطعاتی بود كه در دیواره ی جانبی آنها هیچ گونه حفره یا سوراخ وجود نداشت ،حال اگر بخواهیم قطعاتی را كه دیوا ه ی آنها دارای حفره یا سوراخ می باشد را تولید كنیم لازم است كه این قالبها را بصورت تكه ای با سنبه ی ماهیچه جانبی و متحرك بسازد.

ج ـ قالب های تمام اتوماتیك :
برای محصولات اقتصادی‌تر، قالبها از فولادهای با سختی بالا ساخته می‌شوند، تا حدی كه آنها را بتوان پولیش كرد. یك قالب دستی، قالبی است كه به طور دستی از داخل پرس برداشته می‌شود و مونتاژ می‌شود و به طور دستی برای سیكل بعدی آماده می‌شود. این قالبها به طور ابتدایی برای آزمایشات یا تولید محصول كوچك یا برای قالبگیری قطعاتی كه به خاطر پیچیدگی طرح، نیازمند مجزا كردن بخشهای قالب هستند استفاده شوند. این قالبها معمولاً كوچك و سبك هستند و دارای محفظه‌های زیادی نیستند، آنها معمولاً بوسیله بخار داغ یا المنتهای پلاتینی گرم شده یا به طور الكترونیكی بوسیله صفحه‌های تخت در تماس با پرس، گرم می‌شوند.
قالب های نیمه اتوماتیك شامل قسمتهایی است كه به طور محكم روی صفحات بالا و پایین پرس بسته می‌شوند. عملكرد پرس باعث باز و بسته شدن قالب و همچنین باعث عملكرد مكانیزم پران قطعه قالبگیری شده از داخل قالب می‌شود. این نوع قالبها به طور ویژه برای كار چند محفظه ای و برای قطعات خیلی بزرگ یا خیلی عمیق برای كشش در قالبهای دستی هماهنگ شده‌اند.
استفاده از پینهای بیرون انداز، باعث مجهز كردن قالب به كانالهای بخار یا گرمكن‌های الكتریكی شده كه این سیستمها را به عنوان قسمتی از قالب حین طراحی باید در نظر داشت.
قالبهای اتوماتیك برای پرسهای اتوماتیك طراحی شده‌اند و سیكل كامل عملیات كاری شامل: بارگذاری و باربرداری از قالب و نیز حمل قطعه به بیرون، به طور اتوماتیك انجام می‌شوند.
در این نوع قالبگیری یك قالب چند محفظه‌ای نیز می‌تواند استفاده شود و به طور معمول قطعات قالبگیری شده با این نوع قالب، شامل اینسرت‌گذاری یا قطعات فلزی نمی‌شوند.
پرسهای مورد نیاز برای قالبهای دسته، دارای ظرفیت (100ـ15) تن و پرسهای مورد نیاز برای قالبهای نیمه اتوماتیك، دارای ظرفیت (4000ـ15 ) تن می‌باشند.
• گرم و سردكردن قالب:
یك قالب دستی بوسیله صفحه‌ای كه روی پرس بسته شده گرم و سرد می‌شود. ایجاد گرما در قالبهای نیمه اتوماتیك و تمام اتوماتیك می‌تواند توسط كانالهای جریان بخار داغ و یا بوسیله گرمكنهای الكتریكی كه روی صفحات قالب یا پرس نصب می‌شوند، انجام شود.
از روشهای دیگری مانند استفاده از آب و یا روغن نیز برای گرم‌كردن استفاده می‌شود و نیز برای سردكردن ترموپلاستیكها مانند ترموستها می‌توان از آب سرد استفاده كرد كه در كانالهای مشابه كانالهای بخار، آب جریان می‌یابد و عمل خنك‌كاری را انجام می‌دهد.
• انتخاب ماده قالب گیری:
به طور كلی این روش نیازمند موادی است كه به آسانی در حالت خشك، سیلان داشته باشند و سریع پخته و سفت نشوند و در حالت شارژ و یا در مرحله‌ای قبل از شارژ (ذخیره) نیز تحت تأثیر گرما، تغییر حالت شیمیایی ندهند. ضریب بالك به طور كلی باید زیر 0/3 باشد و اغلب اوقات بایستی پودرهای نرم‌تر و گرانولهای خشن را برداریم.
تولیدكنندگان مواد قالب گیری، جداولی از انواع مواد و شرایط انتخاب آنها برای قالب گیری ارائه می‌دهند كه بتوان بهترین كیفیت را در قطعه قالب گیری نهایی ایجاد كرد.
در بعضی پرسهای قالب گیری اتوماتیك از لرزاننده و یا مرتعش‌كننده برای كاهش پختن مواد و یا تركیب‌شدن آنها، استفاده می‌كنند.

شبیه ‌سازی قالب گیری فشاری

معرفی:
با استفاده از نكات هندسی برتر، مهندس طراح می‌تواند یك طرح قابل اجرا را برای محصول جدید توسعه بدهد. اگر چه یك روش درست برای مشخص‌كردن روش قالبگیری یك قطعه یا چگونگی عكس‌العمل قطعه نسبت به بارگذاری ساختاری، وجود ندارد، اما تجربه با ارزشی در این مورد وجود دارد. وقتی كه یك طرح جدید یا محصول باید ساخته شود، اغلب یك كار زمان‌بر است. علاوه بر این امكان این است كه هنوز با پیروی از اقدامات توصیه شده در روش قالب گیری، مشكلاتی موجود باشد.
چگونه یك مهندس، یك طرح جدید را با طی‌كردن مراحل تولید و فرایند و طراحی به نتیجه می‌رساند؟ پاسخ به همه این سؤالهای مهم عبارتست از:
((با استفاده از شبیه‌سازی كامپیوتری))
خیلی بیشتر از آنچه كه برای طراحی و تولید یك محصول جدید، هزینه و زمان صرف می‌شود، شبیه‌سازی كامیپوتری می‌تواند در كاهش هزینه و زمان موثر باشد. طراحان و مهندسین كارا به طور موثر، مشكلات فرایند را حذف كرده‌اند و نیروی شبیه‌سازی را برای كوتاهتر شدن پروسه تولید به كار می‌گیرند.
شبیه ‌سازی‌های كامپیوتری، مهندسین و طراحان را قادر می‌كند تا به طور مجازی هر عملیات قالب گیری را، بدون استفاده از صرف هزینه زیاد، ضایعات مواد وزمان، مورد بررسی و تحلیل قرار دهند و مشكلات و موانع موجود را قبل از شروع تولید، حذف كند. همچنین مهندس می‌تواند سریع و به آسانی حساسیت پارامترهای مخصوص قالبگیری را بر روی كیفیت و تولید محصول نهایی، مشخص كند.
طرح مجازی مهندسی به كمك كامپیوتر توانایی خاصی به مهندس می‌دهد تا اثرات شارژهای متفاوت را و طرحهای مهندسی متفاوت و قالبگیری‌های متفاوت را شناسایی كرده و شرایط متنوع پروسه را نیز تا رسید به محصول مطلوب نهایی بررسی و مشخص كند.
مثلاً با هر شبیه‌سازی كامپیوتری، یك تعداد معینی از فرضها و ساده‌سازی‌ها وجود دارد كه در برنامه كامپیوتری ساخته شده است. بعضی از آنها به برنامه اجازه می‌دهد تا آنالیزهای كاملی در زمان مشخص ارائه دهد و برخی دیگر به طور كلی برای شناسایی رفتار مواد هستند.
بعضی دیگر هم با مشكلات و مسائلی كه در ساختن یك الگوریتم ساده عددی مناسب است، روبرو نیستند ولی با وجود تمام مشكلاتی كه در انجام یك آزمایش هست دیگر نیازی به تشخیص یك پاسخ ماده یا تاثیر پروسه احساس می‌شود. به طور حتم بیشتر كاربران به طور كامل از فرضها و ساده‌سازی‌ها، دور نیستند و مهمتر از آن این است كه اكثراً با مفاهیم تحلیل مسائل آشنا نیستند.
با قدرت برجسته نرم‌افزارمهندسی بکمک کامپیوتر در قالبگیری فشاری، رسیدن به عكسهای خیلی زیبا، ساده است و فقدان ارتباط با پروسه قالبگیری واقعی نیز ساده است. استفاده از CAE می‌تواند باقیماندن دررقابتی جهانی و پایدار را برای مهندسان و قالبسازان به همراه داشته باشد.

1ـ2ـ تاریخچه:
پس از شروع قالب گیری فشاری طرح قطعه و آنالیز آن، در زمانهای گذشته دور، جادوگر و سحر به حساب می‌آمده است، از طریق آزمایشات قالبگیری و تجربه‌های حاصله، خطوط راهنما و قوانین لمس با شست دست گسترش یافته است تا كمكی باشد برای طراحی قطعات قالبگیری فشاری . هنگامی كه روشهای طراحی (ad hoc) مفید شناخته شد، نیازخیلی شدیدی دراصلاح هزینه‌های تولید، كاهش مواد مصرفی و بهینه‌سازی تولید محصولات با استفاده از شبیه‌سازی كامپیوتری، مشاهده شد.
به طور سنتی وقتی فردی، شبیه‌سازی را در قالبگیری فشاری بررسی می‌كند، به طور حتم فكر و تصور آنالیز ساختاری نیز در ذهن او نقش می‌بندد. این نوع آنالیز، ده‌ها سال است كه برای كمك به پیش‌بینی چگونگی قالبگیری قطعه كامپوزیتی استفاده می‌شود. همچنین به بررسی رفتار مواد در زیربارهای ساختاری نیز كمك می‌كند.
به منظور ارزیابی تأثیرات الیاف تقویت شده بر روی قطعه تحت بار، یك آنالیز با جزئیات بیشتر از فرایند مورد نیاز است. تكنولوژی شبیه‌سازی كامل فرایند قالبگیری فشاری، تقریباً در همان زمان تولد نرم‌افزار شبیه‌سازی قالبگیری ترزیقی بوجود آمد اما با CAE متفاوت، قالبگیریان فشاری با سرعت كمتری این نرم‌افزار را گسترش دادند.
پروسه شبیه‌سازی، براساس روش آنالیز المان محدود بنا شده است كه پرشدن قالب، جهت‌گیری الیاف، متراكم‌سازی، تأثیرات انتقال گرما و انقباضات و تابیدگی‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

2ـ2 رفتار حاكم بر مواد قالب گیری :
هر شبیه‌ساز می‌تواند تحت كنترل باشد اگر چه یك فهم بهتر از قطعاتی كه ممكن است از مواد ترموست ساخته شده باشد یا از مواد ترموپلاستیك، می‌تواند مدلهایی را بسازد كه با شرایط مواد قابل انطباق باشد. همچنین به خاطر اینكه روشهای عددی مبتنی بر ساده‌سازی‌های مطمئن هستند، كاربر باید یك سطح پایه و اساسی از فهم و درك و اطلاعات داشته باشد تا روی نتایج حاصله از شبیه‌سازی اتفاق نظر داشته باشد. در كل شبیه‌سازی‌های كامپیوتری برای پروسه قالب گیری فشاری بر اساس المان محدود و كنترل حجم پایه‌ریزی شده است.
در حالی كه استفاده از المانهای محدود برای شبیه‌سازی جریان سیلان مواد به نوبه خود، جدید نیست، كاربرد آن برای ساختارهای دیوار‌دار نازك در قالبگیری فشاری احتیاج به اطلاعات اضافه‌تری دارد. حساس‌ترین مدلی كه برای جریان مواد در محفظه‌های نازك تهیه شده بر اساس فرمولبندی Hele- shaw پایه‌ریزی شده است.
1ـ2ـ2 مدلهای جریان :
مثلاً‌ با الگوریتمهای مدرن كامپیوتری خیلی زیادی، تئوری اصولی و مهمی از جریان مواد در قالبگیری فشاری و فشاری- ترزیقی، بر مبنای كار قدیمی در ریاضیات كلاسیك ، پایه‌ریزی شده است.
این تئوری به طور كلی ساخته شده در 1899 بوسیله یك مهندس نیروی دریایی به نام Hele shaw Henry در ابتدا Hele shaw علاقمند به كشف جریان نامرئی فیزیكی در یك شكاف باریك بود. به هر حال، ده‌ها سال پیش از ظهور قالب گیری پلیمر، كار او اساس و پایه لازم را برای آنالیز جریان با استفاده از روش المان محدود، مهیا كرده بود.
خوشبختانه، حوزه جریان در شكاف باریك، مطابقت زیادی با حوزه جریان مواد ترموست و ترموپلاستیك دارد. اما هر كدام از این مواد نیازمند عملیات متفاوت و ارائه فرضهای مختلفی هستند.
در این بحث جریان مواد ترموپلاستیك، همانند مدل Hele shaw نشان داده شده و جریان مواد ترموست همانند مدل Baron caulk سطح بندی شده است. ولو اینكه هر دو مدل بر مبنای معادله تعمیم‌یافته یكسانی پایه‌ریزی شده باشند.
برای مواد ترموپلاستیك، جریان Hele shaw می‌تواند برای یك سیال تعمیم‌یافته استفاده شود كه ممكن است تنوع زیادی هر ویسكوزیته داشته باشد كه این تنوع نیز به علت نرخ برش و دما می‌تواند ایجاد شود.
همچنانكه در شكل 21 نشان داده شده اساس مدل جریان Hele- shaw بر پایه فرضیه شكاف باریك است. در این مورد، ضخامت عرضی شكاف جریان خیلی كوچكتر از طول مسیر جریان است . شروع با فرضهایی از قابلیت تراكم‌ناپذیری، رفتار سیال نیوتنی تعمیم یافته، اینرسی لختی ناچیز و شرایط پیوندی بدون لغزش در دیواره‌ها، شكاف باریك، بقاء جرم و بقاء نیروها، و مقدار حركت روی یك معادله انتگرالی بدست آمده از طریق راستای ضخامت است.

شکل 21 : هندسه جریان کلی hele-shaw
این فرمول‌بندی كاهش می‌دهد معادله حاكم برای جریان را تا معادله پواسون نشان داده شده در 21 برقرار شود.

برای دریافت اینجا کلیک کنید