تولید کننده قطعات پلاستیکی خودرو در چین

قطعات پلاستیکی خودرو، مانند اسکلت کویل، پایه، جعبه فیوز، نگه دارنده لامپ، فیوز تیغه، جعبه توزیع مرکزی، غلاف، قفسه فشار، قالب گیری تزریقی کنسول مرکزی و پوشش های بیرونی، بیشتر قالب گیری تزریقی هستند. از آنجایی که این قطعات پلاستیکی دقت طراحی بالایی دارند، نمی توان از قالب گیری تزریقی معمولی برای این قطعات پلاستیکی استفاده کرد، اما باید از فناوری قالب گیری تزریقی دقیق استفاده کرد. به منظور اطمینان از عملکرد، کیفیت و قابلیت اطمینان قطعات پلاستیکی دقیق خودرو، و تولید محصولات پلاستیکی با کیفیت بالا که الزامات طراحی محصول را برآورده می کنند، مواد پلاستیکی، تجهیزات قالب گیری تزریقی، قالب ها و فرآیندهای قالب گیری تزریقی باید به طور مداوم بهبود یابند.

1. عوامل اصلی موثر بر قالب گیری تزریقی دقیق اساس تعیین قالب گیری تزریقی دقیق، دقت محصول قالب گیری تزریقی است، یعنی تحمل ابعادی، تحمل شکل و موقعیت و زبری سطح محصول. باید شرایط مرتبط زیادی برای قالب گیری تزریقی دقیق وجود داشته باشد و ضروری ترین آنها چهار عامل اساسی مواد پلاستیکی، قالب های تزریقی، فرآیندهای قالب گیری تزریقی و تجهیزات قالب گیری تزریقی است. هنگام طراحی محصولات پلاستیکی، ابتدا باید مواد پلاستیکی مهندسی انتخاب شوند و پلاستیک های مهندسی که می توانند با دقت تزریق شوند باید از بین پلاستیک های دارای خواص مکانیکی بالا، پایداری ابعادی، مقاومت در برابر خزش خوب و مقاومت در برابر ترک خوردگی در تنش های محیطی انتخاب شوند. در مرحله دوم، ماشین قالب گیری تزریقی مناسب باید با توجه به مواد پلاستیکی انتخاب شده، دقت اندازه محصول نهایی، وزن قطعه، الزامات کیفیت و ساختار قالب مورد انتظار انتخاب شود. در فرآیند پردازش، عوامل مؤثر بر محصولات قالب‌گیری دقیق تزریقی عمدتاً از دقت قالب، انقباض تزریق، و دامنه تغییرات دما و رطوبت محیطی محصول ناشی می‌شوند. در قالب گیری تزریقی دقیق، قالب یکی از کلیدهای به دست آوردن محصولات پلاستیکی دقیق است که الزامات کیفیت را برآورده می کند. قالب مورد استفاده برای قالب گیری تزریقی دقیق باید الزامات اندازه، دقت و شکل محصول را برآورده کند. با این حال، حتی اگر دقت و اندازه قالب ثابت باشد، اندازه واقعی محصول پلاستیکی قالب‌گیری شده به دلیل تفاوت در انقباض متناقض خواهد بود. بنابراین، کنترل موثر نرخ انقباض محصولات پلاستیکی در فناوری قالب گیری تزریقی دقیق بسیار مهم است. اینکه طراحی قالب معقول باشد یا نه، مستقیماً بر میزان انقباض محصولات پلاستیکی تأثیر می گذارد. از آنجایی که اندازه حفره قالب با افزودن نرخ انقباض تخمینی به اندازه محصول پلاستیکی به دست می‌آید، و نرخ انقباض مقداری در محدوده توصیه شده توسط سازنده پلاستیک یا کتابچه راهنمای پلاستیک مهندسی است، تنها به دروازه مربوط نمی‌شود. شکل، موقعیت دروازه و توزیع قالب، بلکه نسبت به جهت کریستالی (ناهمسانگردی) پلاستیک مهندسی، شکل، اندازه، فاصله و موقعیت محصول پلاستیکی تا دروازه عوامل اصلی که بر میزان انقباض پلاستیک ها تأثیر می گذارند عبارتند از انقباض حرارتی، انقباض تغییر فاز، انقباض جهت گیری، انقباض فشاری و بازیابی الاستیک و این عوامل به شرایط قالب گیری یا شرایط عملکرد محصولات قالب گیری تزریقی دقیق مربوط می شود. بنابراین هنگام طراحی قالب لازم است که رابطه بین این عوامل و شرایط قالب گیری تزریقی و عوامل ظاهری آنها مانند فشار تزریق و فشار حفره و سرعت پر شدن، دمای مذاب تزریق و دمای قالب، ساختار قالب و فرم دروازه در نظر گرفته شود. و توزیع و همچنین تأثیر عواملی مانند سطح مقطع دروازه، ضخامت دیواره محصول، محتوای پرکننده های تقویت کننده در مواد پلاستیکی، کریستالی بودن و جهت گیری پلاستیک. مواد تأثیر عوامل فوق نیز بسته به مواد پلاستیکی، سایر شرایط قالب گیری مانند دما، رطوبت، ادامه تبلور، تنش داخلی پس از قالب گیری و تغییرات در دستگاه قالب گیری تزریقی متفاوت است. از آنجایی که فرآیند قالب گیری تزریقی فرآیند تبدیل پلاستیک از جامد (پودری یا دانه ای) به مایع (ذوب) و سپس به جامد (محصول) است. از گلوله ها به مذاب، و سپس از مذاب به محصول، فرآیند باید از طریق اثرات میدان دما، میدان تنش، میدان جریان و میدان چگالی بگذرد. تحت عمل مشترک این میدان ها، پلاستیک های مختلف (ترموست یا ترموپلاستیک، کریستالی یا غیر بلوری، تقویت شده یا غیر مسلح و غیره) دارای اشکال ساختاری پلیمری و خواص رئولوژیکی متفاوتی هستند. هر عاملی که بر "زمینه های" فوق تأثیر بگذارد، ناگزیر بر خواص فیزیکی و مکانیکی، اندازه، شکل، دقت و کیفیت ظاهری محصولات پلاستیکی تأثیر می گذارد. به این ترتیب، ارتباط ذاتی بین عوامل فرآیند و عملکرد پلیمر، فرم ساختاری و محصولات پلاستیکی از طریق محصولات پلاستیکی آشکار خواهد شد. تجزیه و تحلیل واضح این اتصالات ذاتی برای فرمول‌بندی منطقی فرآیند قالب‌گیری تزریقی، طراحی منطقی و ساخت قالب‌ها بر اساس نقشه‌ها و حتی انتخاب منطقی تجهیزات قالب‌گیری تزریقی از اهمیت بالایی برخوردار است. قالب گیری تزریقی دقیق نیز از نظر فشار تزریق و سرعت تزریق با قالب گیری تزریقی معمولی متفاوت است. قالب گیری تزریقی دقیق اغلب از تزریق فشار بالا یا فشار فوق العاده بالا و تزریق با سرعت بالا برای به دست آوردن نرخ انقباض قالب گیری کوچکتر استفاده می کند. با توجه به دلایل فوق، علاوه بر در نظر گرفتن عناصر طراحی قالب های عمومی، نکات زیر نیز باید در طراحی قالب های تزریق دقیق در نظر گرفته شود: ① از تلورانس های اندازه قالب مناسب استفاده کنید. ② جلوگیری از خطاهای انقباض قالب گیری؛ ③ جلوگیری از تغییر شکل تزریق. ④ جلوگیری از تغییر شکل قالب گیری. ⑤ خطاهای تولید قالب را به حداقل برسانید. ⑥ جلوگیری از خطاهای دقت قالب؛ ⑦ دقت قالب را حفظ کنید.

2. جلوگیری از خطاهای انقباض قالب گیری از آنجایی که نرخ انقباض به دلیل فشار تزریق تغییر می کند، برای قالب های تک حفره، فشار حفره در حفره باید تا حد امکان ثابت باشد. همانطور که برای قالب های چند حفره ای، فشار حفره بین حفره ها باید بسیار کم باشد. در مورد یک حفره با چندین دروازه یا حفره های متعدد با چندین دروازه، فشار تزریق یکسان باید تزریق شود تا فشار حفره ثابت شود. برای این منظور، لازم است اطمینان حاصل شود که موقعیت دروازه متعادل است. برای اینکه فشار حفره در حفره ثابت باشد، بهتر است فشار در ورودی دروازه ثابت بماند. تعادل فشار در دروازه به مقاومت جریان در کانال جریان مربوط می شود. بنابراین قبل از متعادل شدن فشار دروازه، جریان باید متعادل شود. از آنجایی که دمای مذاب و دمای قالب بر سرعت انقباض واقعی تأثیر می گذارد، هنگام طراحی حفره قالب تزریق دقیق، به منظور تسهیل در تعیین شرایط قالب گیری، باید به ترتیب حفره توجه شود. زیرا پلاستیک مذاب گرما را به داخل قالب وارد می‌کند و توزیع گرادیان دمایی قالب عموماً در اطراف حفره به شکل دایره‌های متحدالمرکز در مرکز کانال اصلی است. بنابراین برای کاهش خطای انقباض بین حفره ها، گسترش محدوده مجاز شرایط قالب گیری و کاهش هزینه ها، اقدامات طراحی مانند تعادل کانال جریان، آرایش حفره و آرایش متحدالمرکز با محوریت کانال اصلی ضروری است. آرایش حفره قالب تزریق دقیق باید الزامات تعادل و آرایش کانال جریان را با محوریت کانال اصلی برآورده کند و روش چیدمان حفره با کانال اصلی به عنوان خط تقارن باید اتخاذ شود، در غیر این صورت باعث تفاوت در نرخ انقباض می شود. حفره های مختلف از آنجایی که دمای قالب تأثیر زیادی بر سرعت انقباض قالب دارد، به طور مستقیم بر خواص مکانیکی محصول قالب گیری تزریقی نیز تأثیر می گذارد و باعث ایجاد عیوب مختلف قالب گیری مانند سطح گلدار محصول می شود. بنابراین، قالب باید در محدوده دمایی مشخص شده نگهداری شود و دمای قالب با گذشت زمان تغییر نکند. اختلاف دما بین حفره های قالب چند حفره ای نباید تغییر کند. به همین دلیل در طراحی قالب باید اقدامات کنترل دما برای گرم کردن یا خنک کردن قالب انجام شود و برای به حداقل رساندن اختلاف دما بین حفره های قالب باید به طراحی مدار کنترل دما - خنک کننده توجه شود. در مدار کنترل دمای حفره و هسته، عمدتاً دو روش اتصال وجود دارد: خنک کننده سری و خنک کننده موازی. از منظر راندمان تبادل حرارتی، جریان آب خنک کننده باید متلاطم باشد. با این حال، در مدار خنک کننده موازی، جریان در مداری که تبدیل به انحراف می شود، کوچکتر از جریان در مدار خنک کننده سری است که ممکن است یک جریان آرام را تشکیل دهد و جریان واقعی ورودی به هر مدار ممکن است یکسان نباشد. از آنجایی که دمای آب خنک کننده ورودی به هر مدار یکسان است، دمای هر حفره نیز باید یکسان باشد، اما در واقع به دلیل دبی متفاوت در هر مدار و ظرفیت خنک کننده متفاوت هر مدار، دمای هر حفره نمی تواند سازگار باشد عیب استفاده از مدار خنک کننده سری این است که مقاومت جریان آب خنک کننده زیاد است و دمای آب خنک کننده در ورودی حفره جلویی با دمای آب خنک کننده در ورودی آخرین حفره تفاوت قابل توجهی دارد. تفاوت دما بین ورودی و خروجی آب خنک کننده با اندازه سرعت جریان متفاوت است. برای قالب های تزریق دقیق کوچک برای پردازش قطعات پلاستیکی خودرو، به طور کلی استفاده از مدار خنک کننده سری به منظور کاهش هزینه های قالب مناسب تر است. اگر عملکرد ابزار کنترل دمای قالب (ماشین) مورد استفاده بتواند جریان آب خنک کننده را در 2 درجه سانتیگراد کنترل کند، حداکثر اختلاف دمای هر حفره نیز می تواند در 2 درجه سانتیگراد حفظ شود. حفره و هسته قالب باید سیستم مدار آب خنک کننده خود را داشته باشند. در طراحی مدار خنک کننده به دلیل دریافت گرمای متفاوت از حفره و هسته، مقاومت حرارتی ساختار مدار نیز متفاوت است و دمای آب در ورودی حفره و هسته دمای بالایی خواهد داشت. تفاوت اگر از همین سیستم استفاده شود، طراحی مدار خنک کننده نیز مشکل است. هسته های قالب های تزریق کوچک مورد استفاده برای قطعات پلاستیکی عمومی خودرو بسیار کوچک هستند و استفاده از سیستم های آب خنک کننده بسیار دشوار است. در صورت امکان، هسته را می توان از مواد برنز ساخته و هسته جامد برنزی بریلیوم را می توان با خنک کردن درج خنک کرد. علاوه بر این، هنگام اتخاذ تدابیری برای جلوگیری از تاب برداشتن محصولات قالب‌گیری تزریقی، می‌توان امیدوار بود که اختلاف دمای مشخصی بین حفره و هسته حفظ شود. بنابراین هنگام طراحی مدارهای خنک کننده حفره آبمیوه و هسته باید دما را جداگانه تنظیم و کنترل کرد.

3. حفظ دقت قالب سازنده قطعات پلاستیکی خودرو به منظور حفظ دقت قالب تحت فشار تزریق و نیروی گیره، امکان سنگ زنی، سنگ زنی و پرداخت قطعات حفره باید در طراحی ساختار قالب در نظر گرفته شود. اگرچه پردازش حفره و هسته به نیازهای با دقت بالا رسیده است و میزان انقباض همان چیزی است که انتظار می رود، به دلیل فاصله مرکزی در طول قالب گیری، برآوردن ابعاد داخلی و خارجی محصولات قالب گیری دشوار است. الزامات طراحی قطعات پلاستیکی به منظور حفظ دقت ابعادی حفره های مدل متحرک و ثابت بر روی سطح جداکننده، علاوه بر تنظیم ستون راهنما و مرکز آستین راهنما که معمولاً در قالب های معمولی استفاده می شود، همچنین لازم است جفت های موقعیت یابی مانند پین های موقعیت یابی مخروطی و یا بلوک های گوه برای اطمینان از دقت موقعیت یابی دقیق و قابل اعتماد. مواد برای ساخت قالب های تزریق دقیق باید فولاد ابزار آلیاژی با کیفیت بالا با خواص مکانیکی بالا و خزش حرارتی کم باشد. مواد قالب برای ساخت حفره ها و رانرها باید با سختی بالا، مقاومت در برابر سایش خوب، مقاومت در برابر خوردگی قوی و مقاومت در برابر تغییر شکل حرارتی پس از عملیات حرارتی دقیق انتخاب شوند. در عین حال، سختی و صرفه جویی در پردازش مکانیکی و پردازش الکتریکی نیز باید در نظر گرفته شود. به منظور جلوگیری از تغییر دقت ابعادی قالب در اثر کهنگی، لازم است در هنگام طراحی قالب، عملیات تمپرینگ یا عملیات حرارتی پایین ساختار آستنیتی باقیمانده مواد قالب در حین عملیات حرارتی مشخص شود. برای قسمت‌های آسیب‌پذیر قالب‌های تزریق دقیق، به‌ویژه حفره، هسته و سایر قسمت‌های آسیب‌پذیر، در حین طراحی باید امکان تعمیر را در نظر گرفت تا دقت بالای قالب پس از تعمیر حفظ شود.

IV. نتیجه‌گیری فناوری قالب‌گیری تزریقی، فناوری اصلی و کلیدی تولید قطعات پلاستیکی خودرو است و طراحی قالب‌های تزریق دقیق بخش اصلی این فناوری تولید است. طراحی معقول قالب های تزریق دقیق اساس و پیش نیاز لازم برای به دست آوردن محصولات دقیق است. با تعیین منطقی اندازه و تحمل قالب، انجام اقدامات فنی برای جلوگیری از خطای انقباض، تغییر شکل تزریق، تغییر شکل قالب‌گیری، سرریز و غیره محصولات قالب‌گیری تزریقی و اطمینان از صحت قالب و استفاده از تزریق دقیق صحیح. فرآیند قالب گیری، مواد پلاستیکی مهندسی قابل اجرا و تجهیزات قالب گیری تزریقی دقیق برای دستیابی به بهترین تطابق، بسیار عالی است اهمیت برای بهبود کیفیت، قابلیت اطمینان و عملکرد قطعات پلاستیکی دقیق خودروها، کاهش هزینه های تولید و بهبود کارایی تولید.