Ներարկում

Ներարկման ձուլում (ներարկման համաձուլվածքներ ԱՄՆ-ում) արտադրական գործընթաց է՝ մասերի արտադրության համար՝ նյութը կաղապարի մեջ ներարկելու միջոցով: Ներարկման ձևավորումը կարող է իրականացվել բազմաթիվ նյութերով, ներառյալ մետաղները, (որոնց համար գործընթացը կոչվում է ձուլում), ապակիներ, էլաստոմերներ, կոնֆետներ և առավել հաճախ ջերմապլաստիկ և ջերմակայուն պոլիմերներ: Մասի համար նախատեսված նյութը սնվում է տաքացվող տակառի մեջ, խառնվում և մղվում կաղապարի խոռոչի մեջ, որտեղ այն սառչում և կարծրանում է խոռոչի կոնֆիգուրացիայի համար: Արտադրանքի նախագծումից հետո, սովորաբար, արդյունաբերական դիզայների կամ ան ինժեներ, կաղապարները պատրաստվում են կաղապարագործի (կամ գործիքագործի) կողմից մետաղից, սովորաբար կամ պողպատից կամ ալյումինից, և ճշգրտորեն մշակվում են ցանկալի մասի առանձնահատկությունները ձևավորելու համար: Ներարկման համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում են տարբեր մասերի արտադրության համար՝ սկսած ամենափոքր բաղադրիչներից մինչև մեքենաների ամբողջ թափքի պանելները: 3D տպագրության տեխնոլոգիայի առաջընթացը, օգտագործելով ֆոտոպոլիմերներ, որոնք չեն հալվում ավելի ցածր ջերմաստիճանի ջերմապլաստիկների ներարկման ժամանակ, կարող են օգտագործվել որոշ պարզ ներարկման կաղապարների համար:

Ներարկման ձևավորման ենթակա մասերը պետք է շատ խնամքով նախագծված լինեն ձուլման գործընթացը հեշտացնելու համար. Պետք է հաշվի առնել մասի համար օգտագործվող նյութը, մասի ցանկալի ձևն ու առանձնահատկությունները, կաղապարի նյութը և ձուլման մեքենայի հատկությունները: Ներարկման ձևավորման բազմակողմանիությունը նպաստում է դիզայնի նկատառումների և հնարավորությունների այս լայնությանը:

Ծրագրեր

Ներարկման ձևավորումն օգտագործվում է շատ բաներ ստեղծելու համար, ինչպիսիք են մետաղալարերը, փաթեթավորում, շշերի կափարիչներ, ավտոմոբիլային մասեր և բաղադրիչներ, Gameboy, գրպանի սանրեր, որոշ երաժշտական ​​գործիքներ (և դրանց մասեր), միաձույլ աթոռներ և փոքր սեղաններ, պահեստային տարաներ, մեխանիկական մասեր (ներառյալ հանդերձանքները) և այսօր հասանելի այլ պլաստիկ արտադրանքներ: Ներարկման ձևավորումը պլաստիկ մասերի արտադրության ամենատարածված ժամանակակից մեթոդն է. այն իդեալական է նույն օբյեկտի մեծ ծավալներ արտադրելու համար:

Գործընթացի բնութագրերը

Ներարկման համաձուլվածքները օգտագործում են խոյ կամ պտուտակավոր մխոց, որպեսզի ստիպեն հալվելը պլաստիկ նյութը կաղապարի խոռոչի մեջ; սա ամրանում է ձևի, որը համապատասխանում է կաղապարի ուրվագծին: Այն առավել հաճախ օգտագործվում է ինչպես ջերմապլաստիկ, այնպես էլ ջերմակայուն պոլիմերների մշակման համար, ընդ որում առաջինի օգտագործվող ծավալը զգալիորեն ավելի մեծ է: Թերմոպլաստիկները տարածված են այն բնութագրերի շնորհիվ, որոնք դրանք դարձնում են շատ հարմար ներարկման ձևավորման համար, ինչպես օրինակ՝ դրանց վերամշակման հեշտությունը, դրանց բազմակողմանիությունը, որը թույլ է տալիս դրանք օգտագործել տարբեր կիրառություններում, և տաքացման ժամանակ փափկելու և հոսելու նրանց ունակությունը: Թերմոպլաստիկները նաև ունեն անվտանգության տարր թերմոսետների նկատմամբ. եթե ջերմակայուն պոլիմերը ժամանակին չի արտանետվում ներարկման տակառից, կարող է առաջանալ քիմիական խաչաձև կապ, որի հետևանքով պտուտակն ու հակափականները խլել են և պոտենցիալ վնասել ներարկման ձուլման մեքենան:

Ներարկման ձևավորումը բաղկացած է հումքի բարձր ճնշման ներարկումից կաղապարի մեջ, որը պոլիմերը ձևավորում է ցանկալի ձևով: Կաղապարները կարող են լինել մեկ խոռոչի կամ մի քանի խոռոչի: Մի քանի խոռոչի կաղապարներում յուրաքանչյուր խոռոչ կարող է լինել նույնական և կազմել նույն մասերը կամ կարող է լինել եզակի և մեկ ցիկլի ընթացքում ձևավորել բազմաթիվ տարբեր երկրաչափություններ: Կաղապարները հիմնականում պատրաստվում են գործիքների պողպատից, սակայն չժանգոտվող պողպատները և ալյումինե կաղապարները հարմար են որոշակի կիրառությունների համար: Ալյումինե կաղապարները, որպես կանոն, հարմար չեն մեծ ծավալների արտադրության կամ նեղ ծավալային հանդուրժողականություն ունեցող մասերի համար, քանի որ դրանք ունեն ցածր մեխանիկական հատկություններ և ավելի հակված են մաշվելու, վնասվելու և դեֆորմացման ներարկման և սեղմման ցիկլերի ընթացքում: Այնուամենայնիվ, ալյումինե կաղապարները ծախսարդյունավետ են ցածր ծավալով կիրառություններում, քանի որ կաղապարների արտադրության ծախսերը և ժամանակը զգալիորեն կրճատվում են: Շատ պողպատե կաղապարներ նախագծված են իրենց կյանքի ընթացքում ավելի քան մեկ միլիոն մասեր մշակելու համար, և դրանց պատրաստումը կարող է հարյուր հազարավոր դոլարներ արժենալ:

Երբ ջերմապլաստիկա կաղապարվում են, սովորաբար գնդիկավոր հումքը գուլպանի միջով սնվում է հետադարձ պտուտակով տաքացվող տակառի մեջ: Տակառ մտնելիս ջերմաստիճանը բարձրանում է, և Վան դեր Վալսի ուժերը, որոնք դիմակայում են առանձին շղթաների հարաբերական հոսքին, թուլանում են՝ մոլեկուլների միջև ավելի բարձր ջերմային էներգիայի վիճակներում տարածության ավելացման արդյունքում: Այս գործընթացը նվազեցնում է դրա մածուցիկությունը, ինչը հնարավորություն է տալիս պոլիմերին հոսել ներարկման միավորի շարժիչ ուժով: Պտուտակը հումքը տեղափոխում է առաջ, խառնում և համասեռացնում է պոլիմերի ջերմային և մածուցիկ բաշխումները և նվազեցնում է պահանջվող տաքացման ժամանակը՝ նյութը մեխանիկորեն կտրելով և պոլիմերին զգալի քանակությամբ շփման ջեռուցում ավելացնելով: Նյութը առաջ է սնվում ստուգիչ փականի միջով և հավաքվում է պտուտակի առջևի մասում, որը հայտնի է որպես a կրակոց. Կրակոցը նյութի այն ծավալն է, որն օգտագործվում է կաղապարի խոռոչը լցնելու, նեղացումը փոխհատուցելու և բարձ ապահովելու համար (ընդհանուր կրակոցի ծավալի մոտավորապես 10%-ը, որը մնում է տակառում և թույլ չի տալիս պտուտակն ընկնել հատակը) ճնշումը փոխանցելու համար։ պտուտակից մինչև կաղապարի խոռոչ: Երբ բավականաչափ նյութ է հավաքվում, նյութը բարձր ճնշման և արագության տակ մտցվում է մաս կազմող խոռոչ: Ճնշման բարձրացումները կանխելու համար գործընթացը սովորաբար օգտագործում է փոխանցման դիրքը, որը համապատասխանում է 95–98% ամբողջական խոռոչին, որտեղ պտուտակը հաստատուն արագությունից տեղափոխվում է մշտական ​​ճնշման կարգավորիչ: Հաճախ ներարկման ժամանակը 1 վայրկյանից քիչ է: Երբ պտուտակը հասնում է փոխանցման դիրքին, կիրառվում է փաթեթավորման ճնշում, որն ավարտում է կաղապարի լցոնումը և փոխհատուցում ջերմային կծկումը, որը բավականին բարձր է ջերմապլաստիկների համար՝ համեմատած շատ այլ նյութերի: Փաթեթավորման ճնշումը կիրառվում է մինչև դարպասը (խոռոչի մուտքը) ամրանա: Իր փոքր չափերի պատճառով դարպասը սովորաբար առաջին տեղն է, որն ամրանում է ամբողջ հաստությամբ: Երբ դարպասը ամրանում է, այլևս ոչ մի նյութ չի կարող մտնել խոռոչ; համապատասխանաբար, պտուտակը փոխադարձաբար փոխադարձ է լինում և նյութ է ձեռք բերում հաջորդ ցիկլի համար, մինչդեռ կաղապարի մեջ եղած նյութը սառչում է, որպեսզի այն կարողանա դուրս պրծնել և լինել չափի կայուն: Սառեցման այս տեւողությունը կտրուկ կրճատվում է արտաքին ջերմաստիճանի կարգավորիչից ջուր կամ յուղ շրջանառող սառեցման գծերի օգտագործմամբ: Պահանջվող ջերմաստիճանը հասնելուց հետո կաղապարը բացվում է, և մի շարք քորոցներ, թևեր, քերթիչներ և այլն առաջ են մղվում՝ ապրանքը քանդելու համար: Այնուհետև կաղապարը փակվում է, և գործընթացը կրկնվում է։

Ջերմակայունների համար սովորաբար երկու տարբեր քիմիական բաղադրիչներ են ներարկվում տակառի մեջ: Այս բաղադրիչները անմիջապես սկսում են անդառնալի քիմիական ռեակցիաներ, որոնք, ի վերջո, խաչաձեւ կապում են նյութը մոլեկուլների միասնական ցանցի մեջ: Քանի որ քիմիական ռեակցիան տեղի է ունենում, երկու հեղուկ բաղադրիչները մշտապես վերածվում են մածուցիկ առաձգական պինդի: Ներարկման տակառում և պտուտակում ամրացումը կարող է խնդրահարույց լինել և ունենալ ֆինանսական հետևանքներ. Հետևաբար, տակառի ներսում ջերմակայուն ամրացումը նվազագույնի հասցնելը կենսական նշանակություն ունի: Սա սովորաբար նշանակում է, որ քիմիական պրեկուրսորների մնալու ժամանակը և ջերմաստիճանը նվազագույնի են հասցվում ներարկման միավորում: Բնակության ժամանակը կարող է կրճատվել տակառի ծավալային հզորությունը նվազագույնի հասցնելու և ցիկլի ժամանակների առավելագույնի հասցնելու միջոցով: Այս գործոնները հանգեցրել են ջերմային մեկուսացված, սառը ներարկման միավորի օգտագործմանը, որը ներարկում է արձագանքող քիմիկատները ջերմամեկուսացված տաք կաղապարի մեջ, ինչը մեծացնում է քիմիական ռեակցիաների արագությունը և հանգեցնում է ավելի կարճ ժամանակում, որն անհրաժեշտ է ամրացված ջերմակայուն բաղադրիչի հասնելու համար: Մասի ամրացումից հետո փականները փակվում են ներարկման համակարգը և քիմիական պրեկուրսորները մեկուսացնելու համար, և կաղապարը բացվում է կաղապարված մասերը դուրս հանելու համար: Այնուհետև կաղապարը փակվում է, և գործընթացը կրկնվում է:

Նախապես կաղապարված կամ մշակված բաղադրիչները կարող են տեղադրվել խոռոչի մեջ, մինչ կաղապարը բաց է, ինչը թույլ է տալիս հաջորդ ցիկլում ներարկվող նյութին ձևավորվել և ամրանալ դրանց շուրջ: Այս գործընթացը հայտնի է որպես Տեղադրեք համաձուլվածքներ և թույլ է տալիս առանձին մասեր պարունակել բազմաթիվ նյութեր: Այս գործընթացը հաճախ օգտագործվում է դուրս ցցված մետաղական պտուտակներով պլաստիկ մասեր ստեղծելու համար, ինչը թույլ է տալիս դրանք մի քանի անգամ ամրացնել և ապամոնտաժել: Այս տեխնիկան կարող է օգտագործվել նաև կաղապարի մեջ պիտակավորման համար, և թաղանթային կափարիչները կարող են նաև կցվել կաղապարված պլաստիկ տարաներին:

Վերջնական մասում սովորաբար առկա են բաժանման գիծ, ​​ցողուն, դարպասի հետքեր և արտանետվող քորոցներ: Այս հատկանիշներից ոչ մեկը սովորաբար ցանկալի չէ, բայց գործընթացի բնույթի պատճառով անխուսափելի է: Դարպասի հետքերը հայտնվում են այն դարպասի մոտ, որը միացնում է հալեցման ալիքները (սփռու և վազող) մաս կազմող խոռոչին: Բաժանման գծի և ժայթքիչի հետքերը առաջանում են ներարկվող պոլիմերի հետ շփվող զուգակցող մակերևույթների չափային տարբերություններից, մաշվածությունից, գազային օդանցքներից, հարակից մասերի բացվածքներից և/կամ ներարկվող պոլիմերին շփվող մակերևույթների ծավալային տարբերություններից: Չափային տարբերությունները կարող են վերագրվել ներարկման ժամանակ ոչ միատեսակ, ճնշումից առաջացած դեֆորմացիային, հաստոցների հանդուրժողականությանը և կաղապարի բաղադրիչների ոչ միասնական ջերմային ընդարձակմանը և կծկմանը, որոնք արագ պտտվում են գործընթացի ներարկման, փաթեթավորման, սառեցման և արտանետման փուլերում: . Կաղապարի բաղադրիչները հաճախ նախագծված են ջերմային ընդլայնման տարբեր գործակիցների նյութերով: Այս գործոնները չեն կարող միաժամանակ հաշվառվել առանց նախագծման, արտադրության, մշակման և որակի մոնիտորինգի արժեքի աստղաբաշխական բարձրացման: Կաղապարների և մասերի հմուտ դիզայները հնարավորության դեպքում կտեղադրի այս գեղագիտական ​​վնասները թաքնված տարածքներում:

պատմություն

Ամերիկացի գյուտարար Ջոն Ուեսլի Հայաթն իր եղբոր՝ Իսայաի հետ միասին արտոնագրել է առաջին ներարկման ձուլման մեքենան 1872 թվականին: Այս մեքենան համեմատաբար պարզ էր՝ համեմատած այսօրվա օգտագործվող մեքենաների հետ. այն աշխատում էր մեծ ենթամաշկային ասեղի պես՝ օգտագործելով մխոց՝ պլաստիկ ներարկելու համար տաքացվող սարքի միջով։ գլան կաղապարի մեջ: Արդյունաբերությունը տարիների ընթացքում դանդաղ առաջադիմեց՝ արտադրելով այնպիսի ապրանքներ, ինչպիսիք են օձիքը, կոճակները և մազերի սանրերը:

Գերմանացի քիմիկոսներ Արթուր Էյխենգրունը և Թեոդոր Բեքերը 1903 թվականին հայտնագործեցին ցելյուլոզայի ացետատի առաջին լուծվող ձևերը, որը շատ ավելի քիչ դյուրավառ էր, քան ցելյուլոզայի նիտրատը: Ի վերջո, այն հասանելի դարձավ փոշու տեսքով, որից այն հեշտությամբ ներարկվում էր: Արթուր Էյխենգրյունը ստեղծեց առաջին ներարկման ձուլման մեքենան 1919 թվականին: 1939 թվականին Արթուր Էյխենգրյունը արտոնագրեց պլաստիկացված ցելյուլոզայի ացետատի ներարկման ձևավորումը:

Արդյունաբերությունը արագորեն ընդլայնվեց 1940-ականներին, քանի որ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմը մեծ պահանջարկ ստեղծեց էժան, զանգվածային արտադրության ապրանքների նկատմամբ: 1946 թվականին ամերիկացի գյուտարար Ջեյմս Ուոթսոն Հենդրին ստեղծեց առաջին պտուտակային ներարկման մեքենան, որը թույլ տվեց շատ ավելի ճշգրիտ վերահսկել ներարկման արագությունը և արտադրված ապրանքների որակը: Այս մեքենան նաև թույլ էր տալիս նյութը խառնել ներարկումից առաջ, որպեսզի գունավոր կամ վերամշակված պլաստիկը հնարավոր լիներ ավելացնել մաքուր նյութին և մանրակրկիտ խառնել նախքան ներարկումը: Այսօր պտուտակային ներարկման մեքենաները կազմում են բոլոր ներարկման մեքենաների ճնշող մեծամասնությունը: 1970-ականներին Հենդրին շարունակեց զարգացնել գազի օգնությամբ առաջին ներարկման ձուլման գործընթացը, որը թույլ տվեց արտադրել բարդ, խոռոչ իրեր, որոնք արագ սառչում էին: Սա զգալիորեն բարելավեց դիզայնի ճկունությունը, ինչպես նաև արտադրված մասերի ամրությունն ու ավարտը` միաժամանակ նվազեցնելով արտադրության ժամանակը, արժեքը, քաշը և թափոնները:

Պլաստիկ ներարկման համաձուլվածքների արդյունաբերությունը տարիների ընթացքում զարգացել է սանրեր և կոճակներ արտադրելուց մինչև արտադրությունների հսկայական տեսականի բազմաթիվ ոլորտների համար, ներառյալ ավտոմոբիլային, բժշկական, օդատիեզերական, սպառողական ապրանքներ, խաղալիքներ, սանտեխնիկա, փաթեթավորում և շինարարություն:

Գործընթացի համար լավագույնս հարմարեցված պոլիմերների օրինակներ

Պոլիմերների մեծ մասը, որոնք երբեմն կոչվում են խեժեր, կարող են օգտագործվել, ներառյալ բոլոր ջերմապլաստիկները, որոշ ջերմամեկուսիչներ և որոշ էլաստոմերներ: 1995 թվականից ի վեր ներարկման համաձուլվածքների համար հասանելի նյութերի ընդհանուր թիվը տարեկան ավելացել է 750-ով. երբ այդ միտումը սկսվեց, կար մոտ 18,000 նյութ: Հասանելի նյութերը ներառում են համաձուլվածքներ կամ նախկինում մշակված նյութերի խառնուրդներ, այնպես որ արտադրանքի դիզայներները կարող են ընտրել այն նյութը, որն ունի հատկությունների լավագույն հավաքածուն մեծ ընտրանիից: Նյութի ընտրության հիմնական չափանիշներն են վերջնական մասի համար պահանջվող ուժն ու գործառույթը, ինչպես նաև արժեքը, բայց նաև յուրաքանչյուր նյութ ունի կաղապարման տարբեր պարամետրեր, որոնք պետք է հաշվի առնվեն: Ընդհանուր պոլիմերները, ինչպիսիք են էպոքսինը և ֆենոլը, ջերմակայուն պլաստիկի օրինակներ են, մինչդեռ նեյլոնը, պոլիէթիլենը և պոլիստիրոլը ջերմապլաստիկ են: Մինչև համեմատաբար վերջերս պլաստիկ աղբյուրները հնարավոր չէին, սակայն պոլիմերային հատկությունների առաջընթացը դրանք այժմ բավականին գործնական է դարձնում: Հավելվածները ներառում են ճարմանդներ՝ արտաքին սարքավորումների թաղանթն ամրացնելու և անջատելու համար:

սարքավորում

Ներարկման կաղապարման մեքենաները բաղկացած են նյութի վազից, ներարկման խոյից կամ պտուտակային տիպի մխոցից և ջեռուցման միավորից: Նաև հայտնի է որպես մամլիչներ, դրանք պահում են կաղապարները, որոնցում ձևավորվում են բաղադրիչները: Մամլիչները գնահատվում են ըստ տոննաժի, որն արտահայտում է սեղմող ուժի չափը, որը կարող է գործադրել մեքենան: Այս ուժը կաղապարը փակ է պահում ներարկման գործընթացում: Տոննաժը կարող է տատանվել 5 տոննայից պակասից մինչև ավելի քան 9,000 տոննա, իսկ ավելի բարձր ցուցանիշներն օգտագործվում են համեմատաբար քիչ արտադրական գործառնություններում: Անհրաժեշտ սեղմիչ ուժը որոշվում է կաղապարվող մասի նախագծված տարածքով: Այս նախագծված տարածքը բազմապատկվում է 1.8-ից մինչև 7.2 տոննա սեղմիչ ուժով նախագծված տարածքների յուրաքանչյուր քառակուսի սանտիմետրի համար: Որպես կանոն, 4 կամ 5 տոննա/դյույմ² կարող է օգտագործվել ապրանքների մեծ մասի համար: Եթե ​​պլաստիկ նյութը շատ կոշտ է, այն կպահանջի ավելի մեծ ներարկման ճնշում՝ կաղապարը լցնելու համար, և, հետևաբար, ավելի շատ սեղմիչ տոննաժ՝ կաղապարը փակ պահելու համար: Պահանջվող ուժը կարող է որոշվել նաև օգտագործվող նյութից և մասի չափից. ավելի մեծ մասերը պահանջում են ավելի մեծ սեղմող ուժ:

Մուլտի

Մուլտի or մեռնել ընդհանուր տերմիններն են, որոնք օգտագործվում են ձուլման մեջ պլաստմասե մասեր արտադրելու համար օգտագործվող գործիքը նկարագրելու համար:

Քանի որ կաղապարների արտադրությունը թանկ էր, դրանք սովորաբար օգտագործվում էին միայն զանգվածային արտադրության մեջ, որտեղ արտադրվում էին հազարավոր մասեր: Տիպիկ կաղապարները կառուցվում են կարծրացած պողպատից, նախապես կարծրացած պողպատից, ալյումինից և/կամ բերիլիում-պղնձի համաձուլվածքից: Կաղապար կառուցելու համար նյութի ընտրությունը հիմնականում տնտեսագիտական ​​է. Ընդհանրապես, պողպատե կաղապարների կառուցումն ավելի թանկ արժե, բայց դրանց ավելի երկար ժամկետը կփոխհատուցի ավելի բարձր սկզբնական արժեքը ավելի մեծ թվով մասերի նկատմամբ, որոնք պատրաստված են մինչև մաշվելը: Նախապես կարծրացած պողպատե կաղապարները ավելի քիչ մաշվածության դիմացկուն են և օգտագործվում են ավելի ցածր ծավալի պահանջների կամ ավելի մեծ բաղադրիչների համար; նրանց բնորոշ պողպատի կարծրությունը Rockwell-C սանդղակով 38–45 է: Պողպատե կարծրացած կաղապարները մշակվում են ջերմամշակումից հետո. դրանք զգալիորեն գերազանցում են մաշվածության դիմադրության և կյանքի տևողության առումով: Տիպիկ կարծրությունը տատանվում է 50-ից մինչև 60 Rockwell-C (HRC): Ալյումինե կաղապարները կարող են զգալիորեն ավելի քիչ արժենալ, և երբ նախագծվում և մշակվում են ժամանակակից համակարգչային սարքավորումներով, կարող են տնտեսապես լինել տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուր հազարավոր մասերի ձուլման համար: Բերիլիումի պղինձն օգտագործվում է կաղապարի այն հատվածներում, որոնք պահանջում են ջերմության արագ հեռացում կամ այն ​​տարածքներում, որտեղ նկատվում է ամենաշատ կտրվող ջերմությունը: Կաղապարները կարող են արտադրվել կա՛մ CNC հաստոցներով, կա՛մ էլեկտրական լիցքաթափման մշակման գործընթացների միջոցով:

Մուլտի ձեւավորում

Կաղապարը բաղկացած է երկու հիմնական բաղադրիչներից՝ ներարկման կաղապարից (A ափսե) և արտամղիչ կաղապարից (B ափսե)։ Այս բաղադրիչները կոչվում են նաև ցնցում և կաղապարագործ. Պլաստիկ խեժը կաղապար է մտնում ա ցողուն or դարբաս ներարկման կաղապարում; ցողունի թփը պետք է սերտորեն փակվի ձուլման մեքենայի ներարկման տակառի վարդակին և թույլ տա, որ հալված պլաստիկը տակառից հոսի կաղապարի մեջ, որը նաև հայտնի է որպես խորշ. Հալած պլաստիկն ուղղորդում է դեպի խոռոչի պատկերները ալիքների միջոցով, որոնք մշակվում են A և B թիթեղների երեսների մեջ: Այս ալիքները թույլ են տալիս պլաստիկին անցնել իրենց երկայնքով, ուստի դրանք կոչվում ենrunners. Հալած պլաստիկը հոսում է վազորդի միջով և մտնում է մեկ կամ մի քանի մասնագիտացված դարպասներ և խոռոչի երկրաչափություն՝ ձևավորելու ցանկալի մասը:

Խեժի քանակությունը, որն անհրաժեշտ է կաղապարի ցողունը, վազողը և խոռոչները լցնելու համար, կազմում է «կրակոց»: Կաղապարի մեջ թակարդված օդը կարող է դուրս գալ օդափոխիչի միջով, որոնք հողակցված են կաղապարի բաժանման գիծը, կամ արտանետող ցողունների և սլայդների շուրջը, որոնք մի փոքր ավելի փոքր են, քան դրանք պահող անցքերը: Եթե ​​թակարդված օդին թույլ չեն տալիս դուրս գալ, այն սեղմվում է մուտքային նյութի ճնշմամբ և սեղմվում խոռոչի անկյուններում, որտեղ այն կանխում է լցոնումը և կարող է առաջացնել նաև այլ թերություններ: Օդը կարող է նույնիսկ այնքան սեղմվել, որ բռնկվի և այրի շրջակա պլաստիկ նյութը:

Ձուլված մասը կաղապարից հեռացնելու համար, կաղապարի առանձնահատկությունները չպետք է կախվեն միմյանցից այն ուղղությամբ, որով բացվում է կաղապարը, բացառությամբ այն դեպքերի, երբ կաղապարի մասերը նախագծված են, որպեսզի շարժվեն նման ելուստների միջև, երբ կաղապարը բացվի (օգտագործելով բաղադրիչներ, որոնք կոչվում են Բարձրացնողներ ).

Մասի կողմերը, որոնք զուգահեռ են երևում գծման ուղղությանը (միջուկի դիրքի (անցքի) կամ ներդիրի առանցքը զուգահեռ է կաղապարի վեր ու վար շարժմանը, երբ այն բացվում և փակվում է) սովորաբար թեթևակի թեքված են, որը կոչվում է նախագիծ, որպեսզի հեշտացնեն մասի ազատումը կաղապարից: Անբավարար նախագիծը կարող է առաջացնել դեֆորմացիա կամ վնաս: Կաղապարից ազատվելու համար պահանջվող նախագիծը հիմնականում կախված է խոռոչի խորությունից. որքան խորն է խոռոչը, այնքան ավելի շատ նախագիծ է անհրաժեշտ: Պահանջվող նախագիծը որոշելիս պետք է հաշվի առնել նաև նեղացումը: Եթե ​​մաշկը չափազանց բարակ է, ապա կաղապարված մասը կծկվի այն միջուկների վրա, որոնք ձևավորվում են սառչելիս և կպչում այդ միջուկներին, կամ մասը կարող է ծռվել, ոլորվել, բշտիկավորվել կամ ճաքել, երբ խոռոչը քաշվում է:

Կաղապարը սովորաբար նախագծված է այնպես, որ կաղապարված մասը հուսալիորեն մնա կաղապարի արտանետման (B) կողմում, երբ այն բացվում է, և մասերի հետ միասին դուրս քաշի վազողն ու ցողունը (A) կողմից: Այնուհետև մասը ազատորեն ընկնում է, երբ դուրս է նետվում (B) կողմից: Թունելի դարպասները, որոնք նաև հայտնի են որպես սուզանավերի կամ կաղապարների դարպասներ, գտնվում են բաժանման գծի կամ կաղապարի մակերեսի տակ: Բաժանման գծի վրա կաղապարի մակերևույթին մշակվում է բացվածք: Կաղապարված մասը կտրվում է (կաղապարով) վազող համակարգից՝ կաղապարից դուրս հանվելիս: Էժեկտորային կապում, որը նաև հայտնի է որպես նոկաուտ կապում, շրջանաձև կապում է, որը տեղադրված է կաղապարի կամ կիսով չափ (սովորաբար արտանետման կեսում), որոնք դուրս են մղում պատրաստի ձևավորված արտադրանքը կամ վազող համակարգը կաղապարից: Արտադրանքի արտանետումը քորոցների, թևերի, մերկապարիկների և այլնի միջոցով կարող է առաջացնել անցանկալի տպավորություններ կամ աղավաղումներ, ուստի պետք է զգույշ լինել կաղապարը նախագծելիս:

Սառեցման ստանդարտ մեթոդը հովացուցիչ նյութի (սովորաբար ջուր) անցումն է մի շարք անցքերի միջով, որոնք փորված են կաղապարի թիթեղների միջով և միացված ճկուն խողովակներով՝ շարունակական ուղի ձևավորելու համար: Հովացուցիչ նյութը կլանում է ջերմությունը կաղապարից (որը ջերմություն է կլանել տաք պլաստիկից) և պահում է կաղապարը պատշաճ ջերմաստիճանում՝ պլաստիկն առավելագույն արդյունավետությամբ ամրացնելու համար:

Սպասարկումը և օդափոխությունը հեշտացնելու համար խոռոչներն ու միջուկները բաժանվում են մասերի, որոնք կոչվում են ներդիրների, և ենթահավաքներ՝ նաև կոչված ներդիրների, արգելափակումԿամ հետապնդելու բլոկներ. Փոխարինելի ներդիրները փոխարինելով՝ մեկ կաղապարը կարող է նույն մասի մի քանի տատանումներ կատարել:

Ավելի բարդ մասերը ձևավորվում են ավելի բարդ կաղապարների միջոցով: Սրանք կարող են ունենալ հատվածներ, որոնք կոչվում են սլայդներ, որոնք շարժվում են դեպի գծման ուղղությանը ուղղահայաց խոռոչ՝ ձևավորելու վերևից կախված մասերի առանձնահատկությունները: Երբ կաղապարը բացվում է, սլայդները հեռացվում են պլաստիկ մասից՝ օգտագործելով անշարժ «անկյունային կապում» կաղապարի անշարժ կեսի վրա: Այս քորոցները մտնում են սլայդների բացվածք և ստիպում են սլայդները հետ շարժվել, երբ կաղապարի շարժվող կեսը բացվում է: Այնուհետև մասը դուրս է մղվում, և կաղապարը փակվում է: Կաղապարի փակման գործողությունը հանգեցնում է նրան, որ սլայդները առաջ են շարժվում անկյունային կապումներով:

Որոշ կաղապարներ թույլ են տալիս նախկինում ձևավորված մասերը նորից տեղադրել, որպեսզի առաջին մասի շուրջը ձևավորվի նոր պլաստիկ շերտ: Սա հաճախ կոչվում է overmoulding. Այս համակարգը թույլ է տալիս արտադրել մեկ կտոր անվադողեր և անիվներ:

Երկու կամ բազմաշերտ կաղապարները նախագծված են «գերձուլման» համար մեկ ձուլման ցիկլի ընթացքում և պետք է մշակվեն երկու կամ ավելի ներարկման միավորներով մասնագիտացված ներարկման ձուլման մեքենաների վրա: Այս գործընթացը իրականում ներարկման ձևավորման գործընթաց է, որն իրականացվում է երկու անգամ և, հետևաբար, ունի շատ ավելի փոքր սխալի սահման: Առաջին քայլում հիմնական գույնի նյութը ձևավորվում է հիմնական ձևի, որը պարունակում է բացատներ երկրորդ կրակոցի համար: Այնուհետև երկրորդ նյութը՝ այլ գույնի, ներարկվում է այդ տարածքներում: Այս պրոցեսի միջոցով ստեղծված կոճակներն ու ստեղները, օրինակ, ունեն նշաններ, որոնք չեն կարող մաշվել և ընթեռնելի են մնում ծանր օգտագործման դեպքում:

Կաղապարը կարող է արտադրել միևնույն մասերի մի քանի օրինակ մեկ «կրակով»: Այդ մասի կաղապարում «տպավորությունների» թիվը հաճախ սխալմամբ կոչվում է կավիտացիա։ Մեկ տպավորությամբ գործիքը հաճախ կոչվում է մեկ տպավորիչ (խոռոչ) կաղապար: Նույն մասերի 2 կամ ավելի խոռոչներով կաղապարը հավանաբար կկոչվի որպես բազմակի տպավորիչ (խոռոչի) կաղապար: Որոշ չափազանց բարձր արտադրական կաղապարներ (ինչպես շշերի կափարիչների համար նախատեսված կաղապարները) կարող են ունենալ ավելի քան 128 խոռոչ:

Որոշ դեպքերում մի քանի խոռոչի գործիքավորումը կձևավորի մի շարք տարբեր մասեր նույն գործիքի մեջ: Որոշ գործիքագործներ այս կաղապարներն անվանում են ընտանեկան կաղապարներ, քանի որ բոլոր մասերը կապված են: Օրինակները ներառում են պլաստիկ մոդելների հավաքածուներ:

Կաղապարի պահեստավորում

Արտադրողները մեծ ջանքեր են գործադրում մաքսային կաղապարները պաշտպանելու համար՝ դրանց բարձր միջին ծախսերի պատճառով: Ջերմաստիճանի և խոնավության կատարյալ մակարդակը պահպանվում է՝ յուրաքանչյուր մաքսային կաղապարի համար հնարավոր ամենաերկար կյանքն ապահովելու համար: Պատվերով կաղապարները, ինչպիսիք են ռետինե ներարկման համաձուլվածքների համար օգտագործվողները, պահվում են ջերմաստիճանի և խոնավության վերահսկվող միջավայրերում՝ շեղումը կանխելու համար:

Գործիքային նյութեր

Գործիքների պողպատը հաճախ օգտագործվում է: Մեղմ պողպատը, ալյումինը, նիկելը կամ էպոքսիդը հարմար են միայն նախատիպի կամ շատ կարճ արտադրության համար: Ժամանակակից կարծր ալյումինը (7075 և 2024 համաձուլվածքներ)՝ համապատասխան ձևով ձևավորմամբ, կարող է հեշտությամբ պատրաստել կաղապարներ, որոնք կարող են 100,000 կամ ավելի մասնակի կյանք ունենալ՝ կաղապարի պատշաճ պահպանման դեպքում:

հաստոցներ

Կաղապարները կառուցվում են երկու հիմնական եղանակով` ստանդարտ հաստոցներ և EDM: Ստանդարտ մշակումը, իր սովորական ձևով, պատմականորեն եղել է ներարկման կաղապարներ կառուցելու մեթոդ: Տեխնոլոգիական զարգացման հետ մեկտեղ CNC հաստոցները դարձել են ավելի բարդ կաղապարներ ավելի ճշգրիտ մանրամասներով ավելի քիչ ժամանակում, քան ավանդական մեթոդները պատրաստելու գերակշռող միջոցը:

Էլեկտրական լիցքաթափման մշակումը (EDM) կամ կայծային էրոզիայի գործընթացը լայնորեն օգտագործվում է կաղապարների պատրաստման մեջ: Ինչպես նաև թույլ է տալիս ձևավորել այնպիսի ձևեր, որոնք դժվար է մշակել, գործընթացը թույլ է տալիս նախապես կարծրացած կաղապարները ձևավորել այնպես, որ ջերմային մշակում չպահանջվի: Սովորական հորատման և ֆրեզի միջոցով կարծրացած կաղապարի փոփոխությունները սովորաբար պահանջում են կաղապարը փափկելու համար կռում, որին հաջորդում է ջերմային մշակում՝ այն նորից կարծրացնելու համար: EDM-ը պարզ գործընթաց է, երբ ձևավորված էլեկտրոդը, որը սովորաբար պատրաստված է պղնձից կամ գրաֆիտից, շատ դանդաղ իջեցվում է կաղապարի մակերեսի վրա (բազմաթիվ ժամվա ընթացքում), որն ընկղմվում է պարաֆինային յուղի (կերոսինի) մեջ: Գործիքի և կաղապարի միջև կիրառվող լարումը առաջացնում է կաղապարի մակերեսի կայծային էրոզիա՝ էլեկտրոդի հակադարձ ձևով:

Արժենալ

Կաղապարի մեջ ներկառուցված խոռոչների քանակը ուղղակիորեն կապված է ձուլման ծախսերի հետ: Ավելի քիչ խոռոչներ պահանջում են շատ ավելի քիչ գործիքային աշխատանք, ուստի խոռոչների քանակի սահմանափակումը իր հերթին կհանգեցնի արտադրության սկզբնական ծախսերի նվազմանը ներարկման կաղապար կառուցելու համար:

Քանի որ խոռոչների քանակը կենսական դեր է խաղում կաղապարման ծախսերում, այնպես էլ մասի դիզայնի բարդությունը: Բարդությունը կարող է ներառվել բազմաթիվ գործոնների մեջ, ինչպիսիք են մակերևույթի հարդարումը, հանդուրժողականության պահանջները, ներքին կամ արտաքին թելերը, մանր դետալները կամ ներկառուցված հատումների քանակը:

Հետագա մանրամասները, ինչպիսիք են ներքևերը կամ լրացուցիչ գործիքավորում առաջացնող որևէ հատկանիշ, կբարձրացնեն կաղապարի արժեքը: Կաղապարների միջուկի և խոռոչի մակերեսի ավարտը հետագայում կազդի արժեքի վրա:

Ռետինե ներարկման համաձուլվածքների գործընթացը արտադրում է երկարակյաց արտադրանքի բարձր եկամտաբերություն՝ դարձնելով այն ձուլման ամենաարդյունավետ և ծախսարդյունավետ մեթոդը: Հետևողական վուլկանացման գործընթացները, որոնք ներառում են ջերմաստիճանի ճշգրիտ վերահսկում, զգալիորեն նվազեցնում են բոլոր թափոնները:

Ներարկման գործընթացը

Ներարկման ձևավորման դեպքում հատիկավոր պլաստմասսա սնվում է ստիպողաբար խոյով վազից դեպի տաքացվող տակառ: Քանի որ հատիկները դանդաղորեն առաջ են շարժվում պտուտակային տիպի մխոցով, պլաստիկն ուժով տեղափոխվում է տաքացվող խցիկ, որտեղ այն հալվում է: Երբ մխոցը առաջ է շարժվում, հալված պլաստիկն անցնում է վարդակով, որը հենվում է կաղապարի վրա, ինչը թույլ է տալիս նրան մուտք գործել կաղապարի խոռոչ դարպասի և վազող համակարգի միջոցով: Կաղապարը մնում է սառը, ուստի պլաստիկը կարծրանում է գրեթե հենց որ կաղապարը լցվում է:

Ներարկման ձուլման ցիկլը

Պլաստիկ մասի ներարկման կաղապարի ընթացքում տեղի ունեցող իրադարձությունների հաջորդականությունը կոչվում է ներարկման կաղապարման ցիկլ: Ցիկլը սկսվում է, երբ կաղապարը փակվում է, որին հաջորդում է պոլիմերի ներարկումը կաղապարի խոռոչ: Խոռոչը լցվելուց հետո պահպանվում է պահող ճնշում՝ նյութի նեղացումը փոխհատուցելու համար: Հաջորդ քայլում պտուտակը պտտվում է, հաջորդ կրակոցը սնուցելով առջևի պտուտակին: Սա հանգեցնում է նրան, որ պտուտակը հետ է քաշվում, երբ պատրաստվում է հաջորդ կրակոցը: Երբ մասը բավականաչափ սառչում է, կաղապարը բացվում է, և մասը դուրս է մղվում:

Գիտական ​​ընդդեմ ավանդական ձուլման

Ավանդաբար, ձուլման գործընթացի ներարկման հատվածը կատարվում էր մեկ մշտական ​​ճնշման տակ՝ խոռոչը լցնելու և փաթեթավորելու համար: Այս մեթոդը, սակայն, թույլ տվեց չափերի մեծ տատանումներ ցիկլիից ցիկլ: Այժմ առավել հաճախ օգտագործվում է գիտական ​​կամ անջատված կաղապարումը, մեթոդ, որն առաջ է քաշվել RJG Inc.-ի կողմից: Այս դեպքում պլաստիկի ներարկումը «կապակցված է» փուլերի, որպեսզի թույլ տա ավելի լավ վերահսկել մասերի չափերը և ավելի շատ ցիկլից ցիկլ (սովորաբար կոչվում է shot-to): -կրակված արդյունաբերության մեջ) հետևողականություն. Սկզբում խոռոչը լցվում է մոտավորապես 98%-ով` արագության (արագության) կառավարման միջոցով: Չնայած ճնշումը պետք է բավարար լինի ցանկալի արագությունը ապահովելու համար, այս փուլում ճնշման սահմանափակումները անցանկալի են: Երբ խոռոչը լցված է 98%-ով, մեքենան արագության կառավարումից անցնում է ճնշման վերահսկման, որտեղ խոռոչը «փաթաթվում է» մշտական ​​ճնշման տակ, որտեղ անհրաժեշտ է բավարար արագություն ցանկալի ճնշումներին հասնելու համար: Սա թույլ է տալիս վերահսկել մասերի չափերը հազարերորդական դյույմի կամ ավելի լավ:

Ներարկման ձևավորման տարբեր տեսակներ

Թեև ներարկման ձևավորման գործընթացների մեծ մասը ծածկված է վերը նշված պայմանական գործընթացի նկարագրությամբ, կան մի քանի կարևոր ձևավորման տատանումներ, ներառյալ, բայց չսահմանափակվելով հետևյալով.

• Մահացած ձուլակտորներ
• Մետաղական ներարկման ձուլում
• Նիհար պատերով ներարկման համաձուլվածքներ
• Հեղուկ սիլիկոնե կաուչուկի ներարկման ձևավորում

Ներարկման ձևավորման գործընթացների ավելի համապարփակ ցանկը կարող եք գտնել այստեղ.

Գործընթացի անսարքությունների վերացում

Ինչպես բոլոր արդյունաբերական գործընթացները, ներարկման ձևավորումը կարող է արտադրել թերի մասեր: Ներարկման կաղապարման ոլորտում անսարքությունների վերացումը հաճախ իրականացվում է թերի մասերը ուսումնասիրելով հատուկ թերությունների համար և ուղղելով այդ թերությունները կաղապարի ձևավորման կամ բուն գործընթացի բնութագրերի հետ: Փորձարկումները հաճախ կատարվում են մինչև ամբողջական արտադրությունը՝ փորձելով կանխատեսել թերությունները և որոշել համապատասխան բնութագրերը՝ ներարկման գործընթացում օգտագործելու համար:

Առաջին անգամ նոր կամ անծանոթ կաղապարը լցնելիս, որտեղ այդ կաղապարի համար կրակոցի չափը անհայտ է, տեխնիկը/գործիքագործը կարող է փորձնական աշխատանք կատարել մինչև ամբողջական արտադրությունը: Նա սկսում է փոքր կրակոցի քաշով և աստիճանաբար լցնում է մինչև կաղապարը լցված է 95-ից 99%-ով: Հենց դա ձեռք բերվի, կկիրառվի փոքր քանակությամբ պահող ճնշում, և պահելու ժամանակը կավելացվի մինչև դարպասի սառեցումը (ամշտացման ժամանակը) տեղի ունենա: Դարպասի սառեցման ժամանակը կարելի է որոշել՝ ավելացնելով պահման ժամանակը, այնուհետև կշռելով մասը: Երբ մասի քաշը չի փոխվում, այնուհետև հայտնի է դառնում, որ դարպասը սառել է և այլևս նյութ չի ներարկվում մասի մեջ: Դարպասի ամրացման ժամանակը կարևոր է, քանի որ այն որոշում է ցիկլի ժամանակը և արտադրանքի որակն ու հետևողականությունը, որն ինքնին կարևոր խնդիր է արտադրական գործընթացի տնտեսության մեջ: Պահման ճնշումն ավելանում է այնքան ժամանակ, մինչև մասերը ազատվեն լվացարաններից և ձեռք բերվի մասի քաշը:

Ձուլման թերություններ

Ներարկման համաձուլվածքը բարդ տեխնոլոգիա է, որն ունի հնարավոր արտադրական խնդիրներ: Դրանք կարող են առաջանալ կա՛մ կաղապարների թերությունների, կա՛մ ավելի հաճախ՝ բուն ձուլման գործընթացի պատճառով:

Մեթոդները, ինչպիսիք են արդյունաբերական CT սկանավորումը, կարող են օգնել հայտնաբերելու այս թերությունները արտաքին, ինչպես նաև ներքին:

Տոլերաներ

Կաղապարման հանդուրժողականությունը սահմանվում է այնպիսի պարամետրերի շեղումների համար, ինչպիսիք են չափերը, կշիռները, ձևերը կամ անկյունները և այլն: Հանդուրժողականությունների սահմանման վերահսկողությունը առավելագույնի հասցնելու համար սովորաբար սահմանվում է հաստության նվազագույն և առավելագույն սահմանափակում՝ հիմնված օգտագործվող գործընթացի վրա: Ներարկման ձևավորումը սովորաբար ունակ է հանդուրժողականության, որը համարժեք է ՏՏ աստիճանին մոտ 9-14: Ջերմապլաստիկի կամ ջերմակայուն նյութի հնարավոր հանդուրժողականությունը ±0.200-ից ±0.500 միլիմետր է: Մասնագիտացված կիրառություններում զանգվածային արտադրության մեջ ձեռք են բերվում մինչև ±5 մկմ հանդուրժողականություն ինչպես տրամագծերի, այնպես էլ գծային հատկանիշների վրա: Մակերեւույթի ավարտը կարելի է ձեռք բերել 0.0500-ից 0.1000 մկմ կամ ավելի լավ: Հնարավոր են նաև կոպիտ կամ խճաքարային մակերեսներ։

Power պահանջները

Ներարկման ձևավորման այս գործընթացի համար պահանջվող հզորությունը կախված է շատ բաներից և տարբերվում է օգտագործվող նյութերից: Արտադրական գործընթացների ուղեցույց նշում է, որ էներգիայի պահանջները կախված են «նյութի տեսակարար կշռից, հալման կետից, ջերմային հաղորդունակությունից, մասի չափից և ձուլման արագությունից»։ Ստորև բերված է նույն տեղեկանքի 243-րդ էջից աղյուսակը, ինչպես նախկինում նշվեց, որը լավագույնս ցույց է տալիս առավել հաճախ օգտագործվող նյութերի համար պահանջվող հզորությանը համապատասխան բնութագրերը:

Ռոբոտային կաղապարում

Ավտոմատացումը նշանակում է, որ մասերի փոքր չափը թույլ է տալիս շարժական տեսչական համակարգին ավելի արագ ուսումնասիրել բազմաթիվ մասեր: Ի հավելումն ավտոմատ սարքերի վրա ստուգման համակարգերի տեղադրմանը, բազմակի առանցք ունեցող ռոբոտները կարող են մասերը հեռացնել կաղապարից և տեղադրել դրանք հետագա գործընթացների համար:

Առանձնահատուկ դեպքերը ներառում են մասերը կաղապարից հեռացնելը մասերի ստեղծումից անմիջապես հետո, ինչպես նաև մեքենայական տեսողության համակարգերի կիրառումը: Ռոբոտը բռնում է մասը այն բանից հետո, երբ արտամղիչի քորոցները երկարացվել են, որպեսզի մասը ազատվի կաղապարից: Այն այնուհետև դրանք տեղափոխում է կա՛մ պահման վայր, կա՛մ ուղղակիորեն ստուգման համակարգ: Ընտրությունը կախված է արտադրանքի տեսակից, ինչպես նաև արտադրական սարքավորումների ընդհանուր դասավորությունից: Ռոբոտների վրա տեղադրված Vision համակարգերը զգալիորեն ուժեղացրել են ներդիրների ձևավորված մասերի որակի վերահսկումը: Շարժական ռոբոտը կարող է ավելի ճշգրիտ որոշել մետաղական բաղադրիչի տեղադրման ճշգրտությունը և ստուգել ավելի արագ, քան մարդը:

սրահ