ما هي قوالب الحقن بمساعدة الغاز؟

سوف يناقش منشور المدونة هذا ماهية قولبة الحقن بمساعدة الغاز وكيف تعمل!

مبدأ صب القوالب بالحقن بمساعدة الغاز

ويتمثل المبدأ في استخدام غاز خامل منخفض الضغط نسبيًا (يشيع استخدام النيتروجين بسبب انخفاض تكلفته وأمانه، وكذلك دور المبرد، بضغط يتراوح بين 0.5 و300 ميجا باسكال) لاستبدال جزء من الراتنج في تجويف عملية التشكيل التقليدية للحفاظ على الضغط، لتحقيق أداء أفضل في تشكيل المنتج.

مزايا حقن القوالب بالحقن المساعد بالغاز

تتغلب القولبة بالحقن بمساعدة الغاز على قيود القولبة التقليدية بالحقن للمواد البلاستيكية والقولبة الرغوية، وتتميز بالمزايا التالية:

أداء جيد للأجزاء

(1) التخلص من المسام والانخفاضات عن طريق فتح قنوات الغاز بشكل معقول في قضبان التسليح والألواح التي يتم تركيبها عند مفاصل الأجزاء المختلفة في سماكة الجدار وإدخال الغاز بعد حقن المادة السفلية.

وهو يعوض انكماش الذوبان أثناء عملية التبريد ويتجنب توليد المسام والمنخفضات.

وتتمثل هذه العملية التي يجب أخذها في الاعتبار في قدرتها على تعبئة الأشكال الهندسية السميكة التي قد تؤدي إلى ظهور علامات الحوض في عملية التشكيل التقليدية.

(2) تقليل الإجهاد الداخلي وتشوه الاعوجاج أثناء عملية تبريد الجزء، يتم تشكيل قناة غاز مستمرة من فوهة الغاز إلى نهاية تدفق المواد دون فقدان الضغط، ويكون ضغط الهواء ثابتًا في كل مكان، وبالتالي تقليل الإجهاد المتبقي ومنع تشوه الاعوجاج في الجزء.

(3) زيادة قوة الجزء إن تصميم التعزيز المجوف والألسنة على الجزء يجعل نسبة القوة إلى الوزن أعلى من الأجزاء الصلبة المماثلة بحوالي 5، ويزيد عزم القصور الذاتي للجزء بشكل كبير، وبالتالي زيادة قوة الجزء.

(4) لتحسين مرونة التصميم يمكن استخدام الحقن بمساعدة الغاز في تشكيل المنتجات ذات سمك الجدار غير المتساوي، بحيث يجب تقسيم الأصل إلى عدة أجزاء من منتجات الصب المنفصلة لتحقيق صب واحد، لتسهيل تجميع الأجزاء.

على سبيل المثال، أنتجت إحدى الشركات الأجنبية في الأصل عشرات الأجزاء المعدنية كهيكل رئيسي، وشكل ألواح أبواب السيارات المعقدة، من خلال تقنية GAI M واستخدام مواد سبائك البلاستيك لتحقيق قولبة واحدة.

منخفضة التكلفة

(1) حفظ المواد الخام عن طريق القولبة بالحقن بمساعدة الغاز في الأجزاء السميكة من المنتج لتشكيل تجويف، مما يمكن أن يقلل من وزن المنتج النهائي بنسبة تصل إلى 10% إلى 50%.

(2) خفض تكاليف المعدات: يتطلب الحقن بمساعدة الغاز ضغط حقن وقوة تثبيت أقل من القولبة بالحقن العادية (توفير 25% إلى 50%)، مع توفير طاقة يصل إلى 30%.

(3) وقت دورة صب أقصر نسبيًا بسبب إزالة الأجزاء السميكة من المادة الأساسية، مما يقلل من وقت التبريد بما يصل إلى 50%.

واستنادًا إلى هذه المزايا، فإن الحقن بمساعدة الغاز مناسب لقولبة المنتجات المسطحة الكبيرة مثل أسطح الطاولات والأبواب والألواح وما إلى ذلك؛ والخزانات الكبيرة مثل علب الأجهزة المنزلية وأغطية أجهزة التلفاز وأغطية الماكينات المكتبية وما إلى ذلك؛ والمكونات الهيكلية مثل القواعد ولوحات أجهزة السيارات والمصدات وأغطية المصابيح الأمامية للسيارات وغيرها من الأجزاء الداخلية والخارجية للسيارات.

اختيار المواد اللازمة للقولبة بالحقن بمساعدة الغاز

نظريًا، تناسب جميع اللدائن الحرارية القابلة للاستخدام في طرق القولبة بالحقن التقليدية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز، بما فيها بعض الراتنجات المملوءة واللدائن المقواة.

قد يكون من الصعب تشكيل بعض المواد البلاستيكية ذات السيولة الجيدة جدًا والتي يصعب تعبئتها، مثل البولي يوريثان بالحرارة، ويمكن أن يكون من الصعب تشكيلها؛ كما أن الراتنجات ذات اللزوجة العالية تتطلب ضغط غاز مرتفع وتشكل تحديًا تقنيًا، ويمكن أن تكون مواد تقوية الألياف الزجاجية كاشطة للمعدات.

في عملية الصب بمساعدة الغاز، نظرًا لأن سمك جدار الصب والعيوب السطحية للأجزاء يتم تحديدها إلى حد كبير من خلال أداء المواد الخام، فإن تغيير معلمات العملية ليس له تأثير كبير عليها، لذلك فإن اختيار المواد الخام للقولبة مهم للغاية.

المواد المستخدمة في صب القوالب المساعدة للغاز كما هو الحال مع الرغوة الهيكلية، يمكن استخدام أي مادة بلاستيكية حرارية تقريبًا في تطبيقات مساعدة الغاز بما في ذلك - البولي كربونات - أكسيد البولي فينيلين - بولي بروبيلين تيريفثاليت - بولي بيوتيلين تيريفثاليت - بولي بي بي تي (فالوكس) - أكريلونيتريل بوتادين ستايرين - ABS.

يتمتع PA (البولي أميد) وPBT (بولي بوتيلين تيرفثالات) بثبات بلوري فريد، وهما مناسبان خصوصًا للقولبة بالحقن بمساعدة الغاز؛

كما تُستخدم PA6 وPA66 وPP في كثير من الأحيان للقولبة بمساعدة الغاز؛ بالنسبة لبعض الراتنجات المتبلورة جزئيًا، لا توجد طبقة حدية غير متبلورة واضحة في الجانب الداخلي للقالب بالقرب من قناة الهواء بسبب معدل التبريد البطيء نسبيًا، ولكن الجانب الخارجي سينتج طبقة حدية غير متبلورة بسبب التبريد السريع لجدار القالب، مما يؤثر على جودة المنتج.

بالنسبة للبلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، سيتم إنتاج اتجاه جزيئي طفيف عند جدار القالب، ويمكن اختيار الأجزاء عالية القوة القصوى للقولبة من الراتنجات ذات معامل المرونة العالية على مسافة معينة تحت جدار القالب (حوالي 1 مم من السطح الخارجي للمنتج) على طول اتجاه تدفق المواد، ويجب اختيار مواد الراتنج المناسبة وفقًا لمتطلبات الأجزاء وظروف القولبة المحددة في عملية الإنتاج الفعلية.

تصميم قناة الغاز في الأجزاء المصبوبة بالحقن بمساعدة الغاز

يُعد تصميم قناة الغاز أحد أهم عوامل التصميم في تكنولوجيا القولبة بمساعدة الغاز، والتي لا تؤثر فقط على صلابة المنتج ولكن أيضًا على سلوك معالجته. ونظرًا لأنه يحدد مسبقًا حالة تدفق الغاز، فإنه يؤثر أيضًا على تدفق الذوبان أثناء مرحلة الحقن الأولية، ويعد اختيار قناة الغاز المعقولة أمرًا ضروريًا لقولبة منتجات عالية الجودة.

هندسة قنوات الغازات الشائعة

بالنسبة إلى الأجزاء اللوحية الكبيرة المقواة، يؤخذ سُمك الركيزة عادةً 3-6 mm للقولبة بالحقن بمساعدة الغاز، ويمكن خفضه إلى 1.5-2.5 mm للأجزاء ذات مسافة تدفق غاز أقصر أو أحجام أصغر.

يمكن أن يصل سمك جدار التسليح إلى 100%-125% من سمك جدار الجزء الذي يتصل به دون إحداث انخفاض.

يجب أن تكون هندسة قناة الغاز متماثلة أو أحادية الاتجاه فيما يتعلق بالبوابة، ويجب أن تكون قناة الغاز مستمرة ويجب أن يكون الحجم أقل من 10% من حجم الجزء بالكامل.

تحليل قوة الجزء

صب الحقن ثم غالبًا ما تكون الأجزاء التقليدية المعززة منبعجة ومشوهة ومشوهة، وما إلى ذلك. إن استخدام قولبة الحقن بمساعدة الغاز للأجزاء المقواة ذات الأشكال الهندسية المستعرضة المختلفة لا يضمن قوة المنتجات فحسب، بل يتغلب أيضًا على عيوب قولبة الحقن التقليدية. صب الحقن

عادة، تحت نفس سُمك الركيزة، تكون قوة الجزء ذي التسليح المجوف العريض على شكل حرف T أعلى من قوة الجزء ذي التسليح المجوف الضيق على شكل حرف T، وهي أعلى من قوة الجزء ذي التسليح المجوف نصف الدائري المجوف من نفس المقطع العرضي.

تختلف قوة المنتج اختلافًا كبيرًا باختلاف حجم القوة وشكلها، على الرغم من أن استخدام التعزيز يمكن أن يزيد من صلابة المنتج، إلا أنه إذا تم تطبيق التركيز الموضعي للإجهاد عليه، فسيؤدي ذلك إلى إضعاف قوة المنتج بشكل كبير.

حجم قناة الغاز

يرتبط تصميم حجم قناة الغاز ارتباطًا وثيقًا باتجاه تدفق غاز التعبئة، الذي يتدفق دائمًا في الاتجاه الأقل مقاومة في قناة التدفق.

مائع نيوتوني مستقر عبر أنبوب دائري قطره D، معادلة انخفاض الضغط هي ΔP = 32μVL/D، حيث μ هي لزوجة المائع، V هو متوسط معدل التدفق، L هو طول مقطع المائع، D هو قطر الأنبوب، لأن اللزوجة الكاملة للغاز صغيرة جدًا، أقل من 0.1% من الراتنج ويمكن تجاهل انخفاض الضغط في اتجاه الطول، وبالتالي يجب فقط مراعاة المقاومة الناتجة عن انخفاض ضغط الراتنج.

تتشابه صيغة انخفاض ضغط تدفق المائع البلاستيك الكاذب في صيغة انخفاض ضغط الأنبوب الدائري وصيغة المائع النيوتوني؛ لذا فإن استخدام الصيغة المذكورة أعلاه دون النظر إلى ظروف المائع والغاز الفعلية، مقارنةً على أساس الغاز بالقرب من نقطة الصب في اتجاهات مختلفة لانخفاض الضغط ΔP (أي مقارنة حجم كل قسم من L و D)، يمكن أن يحل نوعيًا مشكلة اتجاه ملء الغاز ΔP الاتجاه الصغير الذي هو الاتجاه المفضل لتدفق الغاز.

يؤدي تغيير حجم قناة التدفق مباشرةً إلى تغيير انخفاض الضغط في اتجاهات مختلفة، مما يغير اتجاه تدفق الغاز ويؤثر على جودة الجزء المصبوب.

تصميم قالب حقن القوالب بالحقن المساعد بالغاز

نظراً إلى أن القولبة بالحقن بمساعدة الغاز الداخلي تستخدم ضغط حقن وقوة إغلاق منخفضين نسبياً، يمكن صنع القالب من سبيكة أساسها الزنك والألومنيوم المطروق ومواد سبائك خفيفة أخرى، بالإضافة إلى فولاذ القوالب العام.

يشبه تصميم القالب لعملية قولبة الحقن بمساعدة الغاز تصميم قولبة حقن البلاستيك العادية. لا يمكن تعويض العيوب الناجمة عن تصميم القالب وهيكل الجزء عن طريق ضبط معلمات عملية التشكيل، ولكن يجب تعديل تصميم القالب وهيكل الجزء في الوقت المناسب.

صب الحقن ثم لا تزال مبادئ التصميم المطلوبة في قوالب حقن البلاستيك العامة قابلة للتطبيق في عملية قولبة الحقن بمساعدة الغاز، وفيما يلي الاعتبارات الرئيسية لأجزاء مختلفة من التصميم: صب الحقن

(1) تجنب ظاهرة الحقن على الرغم من وجود اتجاه لحقن الغاز نحو المنتجات رقيقة الجدران وإنتاج الانحناءات ذات الشكل الخاص، إلا أن حقن الغاز التقليدي لا يزال يستخدم لإنتاج أجزاء كبيرة الحجم ذات تجويف كبير، وتدفق المواد عبر البوابة يخضع لإجهاد القص العالي، وهو عرضة لظواهر تمزق الذوبان مثل الحقن والزحف.

يمكن للتصميم زيادة حجم بوابة المدخل بشكل مناسب وتعيين البوابة عند المنتجات الرقيقة لتحسين الوضع.

(2) تصميم التجويف بسبب حقن الغاز في كمية الملء الناقص، وضغط حقن الغاز، والوقت، وغيرها من المعلمات التي يصعب التحكم فيها بشكل متسق، لذلك يتطلب حقن الغاز بشكل عام تجويف القالب، خاصة عندما يجب أن تكون متطلبات جودة المنتج عالية.

في الإنتاج الفعلي، هناك أمثلة على أربعة تجاويف في قالب واحد، وعند استخدام تصميم متعدد التجاويف، يلزم استخدام ترتيب نظام الصب المتوازن.

(3) يستخدم تصميم البوابة عمومًا بوابة واحدة فقط، ويجب ضبط موضعها لضمان ملء ذوبان الجزء المحقون تحت القالب بالتساوي في تجويف القالب وتجنب النفث.

إذا كانت إبرة الغاز مثبتة في فوهة الحاقن ونظام الصب، يجب أن يكون حجم البوابة كبيرًا بما يكفي لمنع تكثف الذوبان هنا قبل حقن الغاز.

تتمثل إحدى المشاكل الأكثر شيوعًا في الحقن بمساعدة الغاز في أن الغاز يخترق قناة الغاز المقصودة إلى الطبقة الرقيقة الدقيقة للجزء، مكونًا ما يشبه الإصبع أو ما يشبه أصابع الغاز على السطح، حتى أن بعض هذه “البصمات” يمكن أن تكون قاتلة للمنتج ويجب تجنبها بأي ثمن.

تُظهر الأبحاث أن السبب الرئيسي لتكوين مثل هذه العيوب يرجع إلى حجم البوابة غير المناسب وإعدادات وقت تأخير الغاز، وغالبًا ما يتفاعل هذان العاملان معًا، على سبيل المثال، عند استخدام فوهة ضحلة أصغر ووقت تأخير أقصر، من السهل جدًا إنتاج مثل هذه النتائج السلبية، ولا يؤثر فقط على مظهر جودة المنتج ويقلل بشكل كبير من قوة الجزء.

وعمومًا، يمكننا استخدام طريقة تقصير طول قناة الغاز، وزيادة حجم بوابة المدخل، والتحكم المعقول في ضغط الغاز لتجنب هذا الوضع غير المواتي.

(4) يجب أن تكون هندسة العداء متماثلة أو أحادية الاتجاه فيما يتعلق بالبوابة، ويجب أن يكون اتجاه تدفق الغاز واتجاه تدفق الراتنج المنصهر متماثلين.

(5) يجب تصميم مساحة الفائض لتنظيم توازن التدفق في القالب للحصول على القناة المجوفة المثالية.

آفاق تطوير القولبة بالحقن بمساعدة الغاز

تصنيع منتجات ذات جدران رقيقة ثم في السنوات الأخيرة، تم استخدام تكنولوجيا مساعدة الغاز على نطاق واسع في الأجهزة المنزلية والسيارات واللوازم المكتبية المساعدة بالغاز وغيرها من الصناعات، وهي تتطور في اتجاه تحسين استقرار الأبعاد للمنتجات، وتصنيع منتجات رقيقة الجدران ذات خصائص سطحية ممتازة، وإنتاج أنابيب ذات شكل خاص، واستبدال الأجزاء المعدنية في صناعة السيارات، وما إلى ذلك. ويعتقد أن تكنولوجيا حقن الغاز ستظل تلعب دورًا مهمًا في الإنتاج الصناعي في المستقبل. تصنيع منتجات ذات جدران رقيقة

احصل على أسعار تنافسية وملاحظات DFM وجدول الإنتاج من فريق ZetarMold الهندسي.

طلب عرض أسعار مجاني → ثم حقن صب الدليل الكامل ثم اطلب عرض أسعار مجاني → راجع الدليل الكامل لقوالب الحقن للحصول على نظرة عامة شاملة. حقن صب الدليل الكامل