Table of Contents
The Impact of Gating System Design on Mold Filling Behavior and Defect Prevention
إن نظام التوابل في العفن بالحقن هو أكثر بكثير من كوندويت بسيط للبلاستيك المتحرك، وهو واجهة الرقابة الحاسمة التي تُملي كيف تدخل البوليمر إلى التجويف، وتتدفق من خلال الهندسة المعقدة، وتقوي في نهاية المطاف، ويمكن أن تُدخل مادة مصممة تصميماً جيداً، وتُحدّد التعبئة غير المتوازنة، وتُحدّدُ من العيوب المُكلفة، وتُحدّ من نوعية الإجهاد.
عناصر نظام تحديد المواقع
لفهم كيف يؤثر تصميم التلميع على ملء، يجب أن نفحص أولاً تشريح النظام، نظام التلميع يتألف من البراعم، الركض، البوابة،
Sprue
والقطعة هي القناة الرئيسية التي تربط بين أزرق الآلات وبين نظام الركض، وطولها وزاوية الشرائط (من 1.5 إلى 5 درجات لكل جانب)، واختيار قطرها للتقليل من انخفاض الضغط ومنع التكدس المبكر، وطولها ضيق جداً يقيد تدفقها، بينما يمكن أن يتسبب التبريد المفرط في الوقت.
Runner
ويقوم المهربون بتوزيع المذيب من المسافات إلى البوابات الفردية، أما الشقين الأكثر شيوعاً فتتمثلان في التقاطع الكامل والفخي.
بوابة
البوابة هي القيد النهائي قبل دخول الملجأ، وضبطها لتدفقات قياس الأرض، ومعدل الدفء، وتوقيت تجميد البوابة الرئيسية تشمل طولاً (أرضاً)، ووارثاً، وعمقاً، وهبوط أرض أقصر (0.5 إلى 1.5 مم) يقلل من الضغط ويمنع تزحلق البوابة، وعادة ما تبلغ المساحة الإجمالية للبوابة 30 في المائة إلى 80 في المائة من القطعة الأرضية المتقاطعة، تبعاً للمواد.
Cold Slug Well
وهى في نهاية الرصيف أو الركض، تُخيّط البئر البارد مواد البرد والارتفاع في النسيج التي تظهر أمام جبهة الذوبان، وبدونها، يمكن لهذه الحشرة الباردة أن تدخل التجويف وتتسبب في عيوب سطحية أو خطوط قناصة ضعيفة.
آثار تصميم التغيّر على التعبئة القديمة
تصميم نظام التوابل يحكم مباشرة سلوك التدفق داخل التجويف، وثلاثة جوانب حاسمة هي استقرار التدفق الأمامي وتوزيع أسعار الصرف وتوقيت تجميد البوابات.
جبهة السلوك
وتتقدم واجهة التدفق المثالية بشكل موحد وبصورة سطحية، أما التدفق الأمامي من التدفق الحرفي، فيمكن أن يشق الهواء ويخلق علامات حرارة، مما يتيح له الفرار من خلال فتحات وأجهزة إطفاء، فالتوربلنس، الذي كثيرا ما يسببه تدفق الطائرات عبر بوابة ضعيفة، يمكن أن يخترق الهواء ويخلق علامات حريق.
معدل الرسوب ودرجة الحرارة
مع مرور المذيب عبر البوابة، فإنه يُعاني من ارتفاع معدلات السطو على الخنازير، أما بالنسبة للبوليمرات ذات الصدر (المعظم من الثوران)، فإن هذا يقلل من الحساسية التي تساعد مؤقتاً على ملء الجدران الرقيقة، ولكن الطلقات المفرطة قد تولد [الضغط على العجلات]
Gate Freeze-Off Timing
وأثناء التعبئة والتبريد، يجب أن تتجمد البوابة قبل أن تُثبت المادة التجويفية تماماً، ولكن ليس قبل نقل ضغط التعبئة الكافي، فالبوابة التي تتجمد مبكراً جداً تمنع التعويض عن الانكماش، وتتسبب في آثار البواليع، وتترك بوابة مرئية أو تُثبت، وقد تؤدي إلى العصيان، ويتحكم المهندسون في التجمّد عن طريق تعديل سموكة البوابة وطول الأرض.
تصميمات نظام التغيُّر المشترك وتأثيرها
ويعرض كل نوع من أنواع البوابة خصائص واضحة للتدفقات ومبادلات العيوب، وينبغي أن يطابق الاختيار الجزء المتعلق بالمسح الأرضي والمواد والمتطلبات الجمالية.
بوابة بين (الدج)
إن أكثر أنواع البوابات شيوعاً، أي بوابة الدبوس هي أوركة دائرية صغيرة تقع على خط التجزئة، وهي ببساطة آلية يسهل فكها تلقائياً، وتجد بوابات الدخان في مكان جيد بالنسبة للأجزاء المتوسطة الحجم والمواد العامة الغرض، غير أنها تخلق سترة واضحة ويمكن أن تسبب الهزات إذا دخلت المذوبة قسماً سميكاً مباشرة.
بوابة فان
وتمتد بوابة المعجبين من المدرج إلى فتحة واسعة النطاق، وتوزع الذباب على منطقة أكبر، وتخفض الضغط على الماشية، وتروج لواجهة تدفق موحدة، وتصبح البوابات مثالية لأجزاء كبيرة ومسطحة تتطلب ضغطا داخليا منخفضا، مثل الألواح أو المساكن، والانتكاسب الرئيسية هي ستيغي البوابات الأكبر، التي قد تتطلب تمزقا ثانويا.
بوابة تاب
بوابة التابوت هي فتحة ملتوية توضع على حاوية صغيرة أو امتداد للجزء، وهي تسمح للذوبان بالدخول إلى التجويف من خلال قسم رقيق يمكن تلفه لاحقاً، وتساعد بوابات التابوت على منع الهتاف والحد من التوجه لأن القرض يعمل كموزع للتدفقات، وهي شائعة بالنسبة لأجزاء ذات تعزيزات للزجاج، لأنها تقلل من توجه الألياف عند البوابة.
غواصة (نفق) البوابة
وتوجد بوابات الغواصات تحت خط التفتيش، مما يتيح إجراء مناقشة تلقائية عند فتح القالب، وهي تُطلق من جانبها حرارة ذاتية، وتترك ستيغا صغيرة، غير أن قياس النفق يزيد من الخنازير وقد يؤدي إلى خلط البوابات، وهذه البوابات تعمل على أفضل وجه بالنسبة للمواد المرنة مثل البوليبروبيلين وبوليثيلين.
نظم الركض الساخن
(ج) تحافظ النظم الهائجة على الركض والبوابة عند درجة حرارة التجهيز، وتزيل النفايات وتسمح بموقع البوابة بدقة، وهناك نوعان رئيسيان هما [(FLT:0]]] بوابة حرارية (مع مع مع معلومة مسخنة) و] بوابات الصمامات (مع مثبتة آلياً).
Cold Runner Systems
فالزوايا الباردة أبسط وأقل تكلفة، ولكن المواد الموجودة في المدرجات تعاد تدويرها أو تُبطل، ويمكن أن يسبب انخفاض درجة الحرارة في المدرج تناقضات، لا سيما في العفنات المتعددة القاعات، كما أن المخططات المتوازنة (مثلاً، الهزاز أو الزبد الاكسي) ضرورية لضمان ملء الزي الرسمي.
تحقيق أفضل استفادة من الوقاية من المبيدات
أكثر العيوب شيوعاً في العلف الحقن يولد أصولاً موثقة جيداً في تصميم التوابل السيئة
الطلقات القصيرة
وتُحدث طلقة قصيرة عندما لا يملأ التجويف بالكامل، وغالبا ما يُعزى ذلك إلى بوابة صغيرة جداً، مما يتسبب في انخفاض ضغط مفرط، أو موقع للبوابة يتطلب تدفق الذراع عبر منطقة طويلة ودقيقة. Increasing gate size أو إضافة بوابة ثانية يقلل من مقاومة التدفق.
الصفحة
ويؤدي الانكماش غير المتوازن الناجم عن الضغط غير الرسمي وتوزيع الحرارة إلى حدوث اندثار في صفحة الحرب، ويفضي التغيُّر إلى مسار غير متوازن - حيث يملأ جانب من التجويف هذا بسرعة أكبر - - البوابات التقلصية أو يمكن أيضاً أن توزع بي بوابة [الضغط العالي].
مقطورات جوية وعلامات محترقة
وعندما تطوي واجهة التدفق المتقدمة على نفسها أو تهتز الهواء، يمكن أن يتسبب الهواء المضغوط في حرق سطح الأرض، وتسمح الغواصات الموجودة في أغلك قسم بالهبوط إلى الهواء إلى الأمام في فتحات. ]] أو تجنّب البوابات المقابلة للجدارين الرقيقة ] أو بالقرب من جيوب أعمى بتقليص الهواء.
هتنغ
ويحدث التهريب عندما تدخل المذيبة بسرعة عالية وثعبان عبر الهواء قبل لمس الجدران، مما يخلق خطوط تدفقية وخطوط حزام ضعيفة، ولمنع الهدر، وتصميم البوابة لتتدفق مباشرة على قلب أو جدار، أو استخدام بوابة tab أو غواصة تساعد على إحداث التدفق على طول مسار التجويف الأولي.
العلامات المتدفقة والخطوط الحامضة
وتتحدث علامات التدفق (أنماط سطح الماء) عندما تتردد وتبرد المواجهات الأمامية، ويمكن للبوابة الصغيرة جدا أو التي لا توجد فيها أماكن سيئة أن تسبب التردد. Increasing gate size أو إعادة توجيه البوابة إلى منطقة سميكة تسمح باستمرار التدفق، وتتكون خطوط الجليد حيث تلتقي جبهتان من الزهر وتستخدمان لضغوط التدفق.
العلامات المُثلجية
وتظهر علامات التزلج بسبب عدم كفاية ضغط التعبئة في الأقسام السميكة، ويجب أن تظل البوابة متحركة لفترة كافية تسمح بسحب المواد إلى التجويف بعد ملء المطاط الأولي، ويمكن للبوابة ]] الرقيقة جداً أن تتجمد في وقت مبكر، وتمنع التعبئة الكافية، ويمكن أن يحافظ توسيع سماك البوابة أو باستخدام راكب ساخن مع صمام الصمامات الصمامات على الضغط لمدة أطول.
الاعتبارات المتقدمة في تحديد المواقع
وبالنسبة للبارود الحديثة ذات الثقوب العالية، فإن القواعد البسيطة للإبهام ليست كافية، والأساليب المتقدمة مثل محاكاة التدفق والموازنة بين الركض هي أساليب أساسية.
الموازنة بين التعددية
In molds producing multiple different parts (family molds) or similar parts, the runners must be balanced so that each cavity fills at the same pressure and time. Runner balancing involves adjusting runner lengths and diameters so that the pressure drop to each gate is similar. Computer-aided engineering (CAE) software
حساب حجم البوابة
(بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقدير مساحة البوابة المطلوبة (بطاقة) (بمقدار (A(FLT:0)(g)() باستخدام معدل التدفق (Q) ومعدل الطلق المسموح به (غاما)) (بمقدار نموذجي، ينبغي أن يكون معدل الخرف عند البوابة أقل من 5105 سم/1.
محاكاة الهندسة الحاسوبية
وقد أصبح محاكاة العناصر النثرية لملأ العفن ممارسة معيارية في تصميم الأدوات. Moldflow]) وحزم مماثلة تتيح للمهندسين التحقق من موقع البوابة، والتنبؤ بالخطوط الحامضة، والتطور البصري للتدفق الأمامي، وتقدير الإجهاد الناجم عن الإجهاد.() ويمكن أن تكشف عمليات التخزين عن آثار تصاميم .
A practical guide on gate design] from material suppliers and trade organizations emphasizes that simulation reduces trial-and-error which can be costly in both tooling modifications and scrap.
الاعتبارات المتعلقة بالمواد والتطبيقات
(ب) يمكن أن تفرض مواد مختلفة قيوداً فريدة على التلويث. Crystalline polymers) مثل البوليميد، PBT) تحتاج إلى بوابات أكبر لضمان التعبئة المناسبة ومنع علامات البواليع.
خاتمة
ونظام التوابل هو قلب قالب الحقن، ويتحكم تصميمه مباشرة في كيفية تصرفات البلمر خلال استقرار التدفق المشتعل، والإجهاد المكشوف، وتوزيع الحرارة، وكفاءة التعبئة، وسواء استخدم بوابة بسيطة للدبابيس أو راكب جذاب متطور مع شم الصمامات، فإن كل قرار تصميمي ينطوي على عواقب على نوعية جزئية ومعدلات عيوب.
ومن خلال فهم العلاقة بين قياس البوابة الجغرافية، وعلم المواد، وتصميم التجويف، يمكن للمصممين القالب أن يقلل إلى أدنى حد من العيوب مثل الطلقات القصيرة، والصفحة الحربية، وعلامات الحرق، وعلامات البواليع، ويضمن استخلاص أدوات المحاكاة الحديثة، والتقيد بصيغ ثابتة أن نظام التلميح يؤدي بشكل موثوق من الطلقة الأولى، ويحقق في نهاية المطاف تشديد التسامح في دورة تنقيحية الحد من الأدوات.
لقراءة أخرى على تصميم التزحلق بالحقن، استشارة اللمحات اليوم على تصميم البوابة و دراسة أكاديمية عن تأثيرات التجميل على جزء من الجودة .]