انواع قالب های ماشین آلات تزریق

قالب لوله ای
اگر تولید لوله یا پروفیل های توخالی مورد نظر باشد، یک عدد میل مغزی متناسب با پروفیل در داخل قالب قرار داده می شود (شکل ۱) در اینجا میل مغزی خطوط داخلی پروفیل توخالی و قسمت دهانه خطوط خارجی را شکل می دهد. هر دو قطعه با هم تحت نام نازل مشخص و مجرای خروجی مورد نیاز را ایجاد می کنند.
شکل ۱
میل مغزی از طریق نگهدارنده میل مغزی با پوسته و دهانه مرتبط است. متناسب با نوع مواد از نگهدارنده پل مانند میل مغزی و یانگهدارنده صفحه مشبک میل مغزی استفاده می شود (شکل ۲ و شکل ۳). در هر دو نگهدارنده مواد خروجی از اسکترودر به تعداد کم یا زیاد دسته های مواد تقسیم می شوند که بعدا باید به یکدیکر جوش خورده و یک دسته همگن را ایجاد کنند. عمل فوق وظیفه قسمت انتهایی قالب است. باانتخاب یک سطح مقطع معین فشاری در مواد ایجاد می شود که هم جوشی هر کی از دسته ها را امکان پذیر می سازد. بخشی از تنش های برشی موجود در ناحیه رکابی انتهایی خنثی می شود.
اکر میل مغزی مرغک در قسمت پیشانی پوسته بسته شود، باید مذاب از سمت جانبی تغذیه شود.
شکل ۲                            شکل ۳
هوای فشرده که از طریق سوراخ وسطی قالب دمیده می شود، مواد مصنوعی- که هنوز نرم است- را به جداره داخلی یک لوله کالیبر کنده که با آب خنک می شود فشار داده، اندازه و شکل دقیق پروفیل را می سازد (شکل ۱).
شکل ۱
قالب های بادی برای قطعات توخالی
قطعات توخالی از مواد مصنوعی ترموپلاست با قالب های بادی تولید می شوند. قطعات اولیه مورد نیاز بیشتر مستقیماً پس از ساخت در حالت گرم وارد قالب بادی شده و به وسیله هوای فشرده دمیده می شوند. در آنجا مواد مصنوعی روی جداره داخلی قالب نشسته و به این ترتیب به شکل مورد نظر در می آید. پس از انجماد ترموپلاست در قالب سرد شده قالب می تواند باز و قطعه کار از آن خارج شود.
هر یک از روش ها در نحوه تولید قطعه اولیه تفاوت دارند. اکثر قطعات توخالی از جنس مواد مصنوعی به روش های بادی زیر تولید می شوند:
•    قالبهای بادی اکستروژن
•    قالبهای بادی غوطه وری و
•    قالبهای بادی تزریقی.
از این سه روش قالبهای بادی اکستروژن جزو مهمترین روش ها است. با این روش قطعات توخالی در محدوده حجمی ۱ cm3-10cm3 تولید می شوند. قالب های بادی غوطه وری و تزریقی بالعکس به تولید قطعات با شکل های نسبتاً ساده مثلا قطعات بسته بندی کوچک محدود می شوند.
قالبهای بادی اسکتروژن
قطعه اولیه مورد نیاز برای قالب های بادی (شکل ۱) با یک اسکترودر به شکل یک قطعه شیلنگ تولید می شوند. این قطعه شیلنگ در قالب بادی قرار داده می شود. موقع بسته شدن قالب، شیلنگ در نقاطی که تمام محیط اولیه مصرف نمی شود، به وسیله قالب لهیده شده و جوش می خورد. سپس شیلنگ از طریق یک میل مغزی دمش، دمیده شده و بدین ترتیب شکل محفظه قالب را به خود می گیرد.
شکل ۱
پس از انجماد مواد ترموپلاست در قالب خنک شده، قالب باز و قطعه کار از آن خارج می شود. بسته به ساختمان قالب باید زائده اضافی گلوئی یا کف قطعه کار بعداً بریده شود.
به دلایل اقتصادی ماشین های تولید شیلنگ ها بیشتر با دستگاه های دمش ترکیب شده و روند کاری به طور خودکار کنترل می شود. ازانجا که سرد شدن قطعه کار در قالب بادی مدت معینی طول می کشد، با استفاده از دو قالب بادی جایگزین شونده متناوب، توان ماشین افزایش می یابد.
قالب های بادی غوطه ور
در قالب های بادی غوطه ور قطعه اولیه با آغشته کردن آن به میل مغزی دمش تولید می شود. به این منظور میل مغزی دمش که یک قالب فکی گلویی در انتهای بالایی آن وجود دارد در یک محفظه غوطه وری که با مواد مصنوعی خمیری پر شده، غوطه ور می شود. قالب فکی گلویی به وسیله یک پیستون که در محفظه غوطه وری نصب شده، با مذاب پر می شوند.
موقع خروج میل مغزی دمش از محفظه غوطه وری، با کنترل سرعت پیشروی پیستون، میل مغز دمش با ضخامت مورد نظر پوشش شده، بدین معنی که سرعت کم پیستون، لایه نازک و سرعت زیاد پیستون لایه ضخیم میل مغزی دمش را سبب می شود. در پایان میل مغزی دمش پوشش شده در قسمت انتهایی از مواد اضافی قیچی شده و به ایستگاه دمش منتقل می شود. در آنجا که لایه پوشش میل مغزی به عنوان جسم توخالی مورد نظر دمیده می شود. با این روش اجسام توخالی بدون هر گونه زایده و درز جوش به دست می آید.
قالب های بادی تزریقی
در قالب های بادی تزریقی (شکل ۱)، قطعه اولیه به وسیله یک اکسترو در حلزونی پیستونی در یک قالب تزریق پیرامون میل مغزی دمش که نقش ماهیچه را دارد تزریق می شود. این قطعه اولیه با میل مغزی دمش از قالب تزریق جدا و در قالب بادی گذاشته می شود.  جسم توخالی در آنجا به شکل نهایی خود دمیده می شود.
مزیت این روش در این است که مخزنی بدون دور ریز و درز کف و همچنین همراه با یک قسمت گلویی را می توان تولید کرد.
شکل ۱
ساختمان یک قالب بادی برای شکل دادن بادی اکستروژن
قالب های بادی دو پارچه برای تولید اجسام توخالی از مواد مصنوعی به کار می روند. برای ساختمان قالب تا محدوده حجمی تقریباً ۱۰l فولاد به کار می رود. مناسبتر است که برای حجم های بزرگتر آلیاژهای آلومینیوم، بریلیم و روی انتخاب شوند. برای اجسام توخالی بزرگ از حجم ۱ m3 به بعد طرح هی جوشکاری شده نیز به کار می روند.
قالب ها وظیفه دارند که شیلنگهای باز را ابتدا از یک طرف بسته، یعنی جوش دهند. این حالت در موقع بسته شدن قالب و از طریق لبه های لهیدگی (جوش) انجام می شود.
در اجسام توخالی کوچکتر و ساده این عمل به جوش خوردن یا لهیده شدن محدوده کف و گردن محدود می شود. محدوده پیرامون لبه جوش را باید طوری شکل داد که یک قسمت از مواد مصنوعی جوش خورده به سمت محفظه زایده و قسمت دیگر به سمت کف بطری فشرده شود. برای دستیابی به این نکته باید عرض لبه جوش، اندازه زوایه لهیدگی و فاصله سطوح پرسی دقیقا‌ً با یکدیگر تطبیق داده شوند. و این چیزی است که به ضخامت شیلنگ و سرعت بسته شدن بستگی است.
برای محدوده حجمی تا ۱۰ ml، عرض های جوش از ۰,۱ mm تا ۰,۳ mm کافیست. در غیر این صورت اندازه آنها ۱mm تا ۳ mm است.
اگر عرض لبه در حد کم انتخاب شود، از یک طرف سریعاً کند شده و از طرف دیگر اثر برشی به حدی زیاد می شود که نیروی لهیدگی مواد خیلی کوچک می شد. در موقع دمش نهایی درز جوش دوباره پاره پاره می شود.
اگر زاویه جوش خیل بزرگ انتخاب شود، مقدار خیلی زیادی از مواد در محفظه زایده به هم فشرده شده، طوری که مواد خیلی کمی برای درز جوش موجود است فاصله سطوح پرسی باید از ضخامت دیواره لوله کوچکتر باشد. اگر این فاصله و زاویه جوش خیلی کوچک باشد نیروی بستن خیلی زیادی برای پرس کردن مواد لازم است.
قالب نیز باید طوری ساخته شده باشد که میل مغزی دمش به نقطه مخصوص خود هدایت و قعطه کار بتواند با هوای دمش دمیده شود. دور سوراخی از قالب که میله مغزی خنک شونده دمش از آن عبور می کند، باید یک محفظه حلقوی زایده در قالب بادی در نظر گرفته شود. (شکل ۱).
اگر میل مغزی دمش فرم ناحیه گلویی داشته باشد به میل مغزی دمش کالبیره معروف است. این میل مغزی قبل از عمل بستن قالب اصلی به داخل محفظه توخالی هدایت می شود. آنگاه مواد اضافی قالب هنگام بسته شدن نهایی به محفظه حلقوی زایده فشار آورده ونفوذ می کند.
برای دستیابی به قطعات بدون کشیدگی (بدون تاب) سیستم خنک کن قالب باید با شکل قطعه کار مطابقت داشته باشد. (شکل ۱). این سیتسم باید در قسمت ضخیم گلویی قطعه کار به خوبی عمل کند همچنین بخشی از قالب که به قسمت کف قطعه کار توخالی مربوط می شود، باید خوب خنک شود. برای دستیابی به این امر کانال های خنک کن ویژه ای در این نقاط ایجاد و یا اینکه مدارهای خنک کن گردشی قابل کنترل مستقل از هم در نظر گرفته می شوند. به علاوه اگر ساخت تمام قالب از موادی با قابلیت هدایت گرمایی زیاد مانند مس- بریلیم اقتصادی نباشد، غالباً یک جریان هوا برای خنک کردن زایده کافی است.
جدا کردن زایده (مواد سرد شده در محفظه زایده) در مخازن بزرگ بعضاً با دست، گوه یا برش و یا از طریق قطع کردن با چکش انجام می شود. معمولا مکانیزم قطع زایده در قالب بادی تعبیه شده و یابه عنوان یک قالب مستقل با تجهیزات دمش به طور سری در مدار قرار  می گیرد.
موقع کار کردن با فکهای قطع کن، آنها به صورت جفتی و قابل دوران مونتاژ می شوند که زایده بین لبه زبر آنها گرفته شود.
اگر فک های قطع کن به کمک یک سیتسم محرکه چرخانده شوند زایده به وسیله آنها گرفته شده و به این ترتیب از قسمت درز جوش بریده می شود (شکل ۱)
در مقابل اگر فقط تنها جسم توخالی باید از قالب خارج شود کافی است یک جریان هوای انشعابی در حالت باز بودن قالب به کف قطعه ونیز مغزی دمش به داخل قطعه کار دمیده شود تا قطعه کار از روی مغزی دمش و احیاناً از قالب جدا شود.
موقع دمیدن لوله، هوا باید از محفظه توخالی و بیشتر از طریق درزهای جدایش خارج شود. از آنجا که در قالب های بادی نسبت به قالب های تزریق با فشارهای پایین کار می شود هوا خیلی آهسته تر خارج شده، طوری که غالاً نوع دیگری از روش ها و طرح های تخلیه هوا باید در نظر گرفته شود.
در سطوح جدایش، کانال های کوچک هوا تا فاصله خیلی نزدیک به شکل محفظه قرار دارند ایجاد می شوند (شکل ۲). در محدوده لبه ها و گوشه های توصیه می شود سوراخ های کوچک تخلیه هوا با قطر ۰,۱ mm  تا ۰,۳ mm و طول تقریباً ۱mm که به یک سوراخ اصلی بزرگتر منتهی می شوند ایجاد گردند. درزهای تخلیه هوا نیز از طریق درزهای انطباق مغزی های قالب (مثلاً تکه قالب مربوط به کف در (شکل ۲) به وجود می آیند.
شکل ۲
برای اینکه هوای بین جسم توخالی و دیواره قالب به آسانی از طریق سطوح جدایش خارج شوند، جداره داخلی قالب اچ یا شن پاشی می شود. در این رابطه از دانه های کروند یا کوارتز و یا ساچمه ای ریز فولادی با اندازه ۰,۱ mm تا ۰,۳ mm استفاده می شوند. سطوح پرداخت شده دیواره ها می توانند موقع وصل هوای فشرده شبکه، سطوح خارجی آبله ماندن (ساختمان پوست پرتقالی) را برای قطعه بادی در پی داشته باشند.
شکل دادن گرم
در شکل دادن گرم محصولات مواد مصنوعی نیمه تمام از طریق گرم کردن به دمایی بین ۱۱۰ درجه سانتیگراد تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد در یک حالت ترموالاستیک رسانده می شود. در نهایت این محصولات بلافاصله شکل داده و سپس به طور یکنواخت خنک می شوند.
قطعات سطوح بزرگ و همچنین سنگین نظیر بدنه های یخچال، اتاقک های بهداشتی، قایقها، تخته های موج سواری و غیره محصولات انبوه نظیر بسته بندی ها یا مخازن بسته بندی جزو محدوده کاربردی رایج به این روش است.
مزیت شکل دادن گرم در مقایسه با قالب های تزریق و باکالیت در ساتهلاک کمتر قالب است. این نکته هزینه تولید نسبتاً مناسبی را در پی خواهد داشت.
کشش عمیق
اگر ضخامت تقریباً ثابت دیواره و انحراف ابعادی کم مورد نظر باشد و نیز قطعات خام صفحات و ورق های نازک باشد، کشش عمیق توصیه می شود (شکل ۱). در اینجا نیز از قالب های مشابه نظیر قالب های شکل دادن فلزات استفاده می شود. دمای کاری قالب تقریبا با دمای شکل دادن مواد مصنوعی مربوطه مطابقت دارد.
شکل ۱
قالب های کشش:
شکل دادن محصولات نیمه تمام در این روش به وسیله قالب منفی یا مثبت انجام می شود. سنبه های اضافی و نیز هوای فشرده و خلاء به عمل شکل دهی کمک می کنند. با این همه دیواره قطعات ضخامت های متفاوتی پیدا می کند.
کشش با قالب های منفی
یک ورق نازک (فویل پلاستیکی) به کمک ورق گیر ثابت در بالای قالب منفی (قالب محفظه دار) گرفته شده و به وسیله اشعه گرم می شود (شکل ۲). این ورق با تشکیل خلاء در یک طرف و فشار جو از طرف دیگر به سمت دیواره داخلی محفظه توخالی فشار داده می شود. این روش به عنوان قالب های واکیوم معروفند.
شکل ۲
با نیروی شکل دهی کمی که در هوای فشرده است (تقریبا ۰,۹ bar)، شکل دادن خوب خطوط قطعه کار همیشه امکان پذیر نمی باشد. به علاوه دیوارهایی با ضخامت مختلف که به نسبت ارتفاع به قطر قطعه بستگی دارد به وجود می آید. بنابراین قالب های واکیوم به استفاده از ترموپلاست ها نظیر پلیستیرول که به سادگی قابل شکل دادن است و قطعات شکل دادنی خاصه تخت و وسیع نظیر اجزای بسته بندی برای شکلاتها یا صفحات جامیوه ای حفره دار محدود می شود.
اگر قطعه کار فرم عمیقی داشته باشد از سنبه کمکی استفاده می کنند. بخشی از کار شکل دادن در اینجا که بیشتر در محدوده دیوار است به عهده سنبه کمکی است که آنگاه مابقی عمل شکل دادن از طریق خلاء انجام می شود (شکل ۴). کاهش ضخامت دیوارها بستگی به نوع سنبه کمکی و سرعت آن دارد.
شکل ۴
کشش با قالب های مثبت
در اینجا قالب مثبت که شکل بیرونی آن شکل داخلی قطعه را دارد به داخل ورق گرم شده فرو می رود. بقیه قسمت های ورق که قالب آنها را در بر نمی گیرد، از طریق خلاء شکل داده می شود…