معرفی برخی دستگاهها در processing پلیمرها

[Amitis]

اکسترودر




اکسترودر ماشینی است که به آمیزه لاستیکی و پلاستیکی نیرو واردساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان یک قالب عبور نموده و محصولی نواری شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید.
ماشینهای اکسترودر با کاربردهای متنوع بطور گسترده در صنعت لاستیک و پلاستیک مورد استفاده قرار میگیرند.
در خط تولید، ماشینهای اکسترودر برای شکل دهی اولیه لاستیک و پلاستیک جهت عملیات بعدی و نیز برای شکل دادن به محصولات نهائی مورد استفاده قرار میگیرند.
کلیه این کاربردها باعث می شوند که نیازهای عملی هر کاربرد خاص در ماشین طراحی شود و طیف گسترده طرحهای موجود ماشینهای اکسترودر نیز منعکس کننده همین مطلب است.

محصولات اکسترودری:
1- انواع شلنگها
2- ترد تایر(آج تایر)
3- سایدوال تایر( قسمت کناری رویه ی تایر
4- درزگیرها
5- پروفیلها و نوارها
6- سیمها و کابلها
7- و کلا" تمام محصولاتی که به صورت پیوسته می باشند.


تقسیم بندی اکسترودر ها از نظر تغذیه:
اکسترودر هایی که از روی دمای مواد مورد تغذیه آنها که برای انجام عملیات ضروری میباشد تفکیک می شوند دو دسته اند:
- اکسترودر تغذیه گرم
- اکسترودر تغذیه سرد
معمولا" تغذیه مورد نیاز برای اکسترودر های گرم که در صنعت لاستیک به کار گرفته شده اند قبلا" طی عملیاتی جداگانه پیش گرم می شوند. در روشهای معمول اکستروژن گرم معمولا از یک میل برای این کار استفاده میشود.اکسترودر های سرد که با استفاده ازیک نوار لاستیکی یا لاستیکهای دانه ای در دمای محیط کار میکند.ثانیا" اکسترودرها را میتوان با توجه به کاربردشان طبقه بندی و تفکیک کرد.
بسیاری از کارخانجات ماشینی میخواهند که اگر به اندازه کافی مؤثر نیست حداقل بتواند با موفقیت و بطور صحیح انواع آمیزه ها را با اختلاط متفاوت فرآیند نماید.در اینجا روی به حداقل رساندن زمان تعویض دای و برگرداندن ماشین به وضعیت عملیاتی مناسب و سهولت پاکسازی لازم و کافی برای به حداقل رساندن آلودگی ها ناشی از تغییر کامپاند تأکید می شود. وقتی قرارباشد دستگاهی برای یک مدت طولانی با ترکیبات لاستیکی که دارای خواص روانی و سیلانی محدودی هستند کار کند،مارپیچ سره ودای میتوانند طوری طراحی شوند تا هم میزان خروجی مواد بالا باشد و هم کنترل خوبی از لحاظ ابعاد وجود داشته باشد.همچنین علیرغم تغییرات جزئی در مواد تغذیه می توان قسمت تغذیه و تسمه کشش و نیز سیستم کنترل را طوری انتخاب کرد که کنترل ابعادی مناسب حاصل گردد.
تفاوت عمده فیزیکی میان اکسترودرهای سرد وگرم در نسبت طول به قطر مارپیچشان میباشد. برای ماشینهای گرم که قسمت قابل ملاحظه ای انرژی جهت گرم کردن و پلاستیکی کردن مخلوط لاستیک روی میل انجام شده عمل مارپیچ اکسترودر صرفا" انتقال و اعمال فشار میباشد.
این باعث میشود که ماشینها کوچک بوده و دارای طولهای مارپیچی بر حسب قطر آنها از 3d تا 5d باشند.
علاوه بر عملیات انتقال و فشار بوسیله مارپیچ ، در اکسترودرهای سرد میبایستی مارپیچ بتواند در لاستیک کارهای مکانیکی لازم جهت بالا بردن دما و رسیدن به درجه حرارت مورد نظر را انجام دهد و نرمی مواد هنگام خروج
از دای را بوجود آورد.این امر باعث میشود که مارپیچها دارای طولهایی بیشتر در محدوده 9d تا 15d باشندو حتی در بعضی کاربردها ممکن است از مارپیچهایی بزرگتر از این هم استفاده شود.
اکسترودر های سرد در حد وسیعی جای انواع گرم را در خطوط تولید گرفته اند. این جایگزینی بیشتر در خطوطی صورت گرفته که با کار دراز مدت و یا دقت در اندازه گیری ابعادی صحیح مورد نظر بوده است این ماشین با پیشرفتهای قابل ملاحظه ای که ناشی از تنوع طرح های توسعه یافته و اطلاع از فنون کار بوده در بدست گرفتن بازار ماشین آلات سهم بسزایی داشتند.


اجزاء اکسترودر:

- قیف تغذیه : محلی است که آمیزه(مواد) وارد اکسترودر میشود. بسته به نوع تغذیه شکل قیف فرق میکند.
دو چیز درمورد قیف تغذیه مهم است:
1- اندازه قیف
2- یکنواختی تغذیه
** تغذیه یکنواخت باعث تولید محصول یکنواخت میشود.
-پوسته یا بدنه اکسترودر:
یک استوانه فلزی است که مارپیچ را احاطه میکند.در داخل این استوانه حفره هایی تعبیه میشود تا با عبور آب سرد وگرم بتوانیم درجه حرارت اکسترودر را کنترل کنیم. اگر درجه حرارت آمیزه کنترل نشود آمیزه داغ میشود که باعث میشود محصول خروجی به صورت برشته یا سوخته دار خارج شود (یا در اصل اسکورچ شود).
-مارپیچ:
در یک اکسترودر با تغذیه سرد همچنان که از نامش بر می آید،آمیزه لاستیکی در درجه حرارت محیط تغذیه میشود.خوراک ممکن است بصورت نوار یا دانه باشد مارپیچ باید به مقدار کافی انرژی مکانیکی انتقال دهد تا هم آمیزه نرم شده و هم با فشار عقب برنده دای مقابله نماید.
در طراحی مارپیچهای بکار برده شده در اکسترودر با تغذیه سرد ،بررسی های خاص لازم است.برای آنکه خرد شدن(Mastication) به مقدار لازم صورت گیرد باید ارتفاع پره مارپیچ کم و طول مارپیچ زیاد باشد.
مارپیچ یک اکسترودر ساده دارای سه قسمت تغذیه ،قسمت انتقالی یا سنجش و قسمت فشرده شدن میباشد. هر قسمت مارپیچ نقش جداگانه ای دارد .قسمت تغذیه،مواد را از قیف تغذیه انتقال میدهد.قسمت انتقالی مواد را حرارت داده،مخلوط مینماید.
قسمت فشرده سازی یکنواخت کننده است و فشار لازم برای راندن مواد از درون دای در آن ایجاد میگردد.
درون مارپیچ هم کنترل درجه حرارت وجود دارد.داخل مارپیچ مجراهایی تعبیه شده که از داخل آن آب میتواند عبور کند تا کنترل درجه حرارت داشته باشیم. سرعت مارپیچ در دمای اکسترودر تأثیر زیادی دارد در مقدار تغذیه ثابت افزایش سرعت مارپیچ باعث افزایش دمای محصول خروجی از اکسترودر میشود.
* سرعت ایده آل در اکسترودرهای مارپیچی:
حد سرعتی است که بتواند لاستیک را از تغذیه دریافت و از جمع شدن آن در قیف تغذیه جلوگیری کند.
-هد(کلگی):
هدف از بکار گیری هد متعادل ساختن و یکنواخت نمودن فشار و انتقال آمیزه به سمت قالب است.
شکل هد باید طوری طراحی شود تا بتواند نیازهایی را که لازم است تأمین کند:
1- تأمین حداکثر محصول خروجی بدون هیچ مشکل وبی نظمی
2- جبران تغییر شکل ناشی از خواص بازگشت الاستیک آمیزه
3- حذف نواحی ساکن و ایستا که احتمالا" در مسیر آمیزه ایجاد میشود.
-قالب(دای):
قالب جسمی است که بر روی کلگی(هد) قرار می گیرد و باعث می شود آمیزه هنگام خروج شکل مورد نظرما را به خود بگیرد.به طور کلی طراحی دای نیاز به مهارت وتجربه فراوان است.

[Amitis]

قالب‌گیری تزریقی (Injection molding)


قالب‌گیری تزریقی (Injection molding) یكی از رایج‌ترین روش‌های تولید قطعات پلاستیكی است. بدنه تلوزیون‌ها، مانیتور‌ها، دستگاه پخش CDها، عینك‌ها، مسواك‌ها، قطعات خودرو و بسیاری قطعات دیگر با این روش ساخته می‌شوند.
قالب‌گیری تزریقی را می‌توان برای همه ترموپلاست‌ها به جز پلی تترافلوروتین (PTFE)، پلی‌ایمید، بعضی پلی استر‌های آروماتیك و بعضی پلاستیك‌های خاص دیگر به كاربرد. ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی (IMM) خاص ترموست‌ها را می‌توان برای ساخت قطعاتی از جنس فنولیك، ملامین، اپوكسی، سیلیكون، پلی‌استر و الاستومر‌ها استفاده كرد. در قالب‌گیری تزریقی همه این مواد، گرمای كافی به دانه‌های پلاستیكی اعمال می‌شود تا بتوانند درون قالب و گذرگاه‌های آن " جاری " شوند. پس این ماده به درون یك قالب بسته با فشار تزریق می شود تا همه حفره قالب را پر كرده و فرم مورد نظر را به خود بگیرد. پس از سرد شدن ماده و انجماد كامل آن، قالب باز شده و پیشنهاد بیرون انداز، قطعه كار پلاستیكی را از قالب خارج می كنند.
ماشین های تزریق به صورت افقی و عمودی ساخته می شوند كه نشان دهنده جهت باز و بسته شدن قالب می باشد. در ماشینهای تزریق افقی پس از باز شدن قالب قطعه كار به پایین می افتد و از طریق یك كانال یا نوار نقاله از ماشین خارج می شود. در ماشینهای تزریق عمودی این اتفاق نمی افتد. معمولا از ماشین های تزریق عمودی برای كاشت قطعات فلزی در ماده پلاستیكی استفاده می شود.
ماشین های تزریق عمودی فضای كمتری نیبت به ماشینهای افقی اشغال می كنند و با توجه به چند ایستگاهی بودن قالب آنها، هزینه استهلاك قالب در آنها پایین تر است در ماشین هاب تزریق پلاستیك د و قسمت مهم وجود دارد: واحد تزریق Injection unit و واحد قفل كننده قالب Clamping unit .

واحد تزریق (Injection unit)
وظیفه این واحد، ذوب كردن پلاستیك و تزریق آن به داخل قالب است. در این واحد قطعاتی از قبیل قیف تغذیه، پوسته مارپیچ، در وپوش انتهایی پوسته، نازل، مارپیچ، شیر یك طرفه، نوارهای گرم كننده ، موتور گردش مارپیچ و سیلندر هیدرولیكی برای حركت رفت و برگشتی مارپیچ تعبیه شده است.
سیستم كنترل ماشین می تواند حرارت اعمالی به پلاستیك، زمان گردش و حركات رفت و برگشتی مارپیچ را كنترل كند.
عملكرد میله مارپیچ، تعیین كننده، سرعت و بازدهی ذوب كردن دانه های پلاستیكی می باشد.

واحد قفل كنند قالب ( Clamping unit)
وظیفه این واحد باز كردن و بستن قالب و همچنین بیرون انداختن Ejecting قطعه كار از قالب است. دو روش رایج برای تامین نیروی قفل كننده قالب، استفاده از نیروی هیدرولیك به صورت مستقیم و یا استفاده از یك مكانیزم قفل كننده زاتویی Toggle با محركه هیدولیكی می باشد.

مشخصات ماشینهای تزریق (Clamping tonnage)
ماشین های قالب گیری تزریق را می توان با ویژگی مهم برای هر ماشین كه نشان دهنده قابلیتهای آن می باشد، عبارتند از ظرفیت تزریقShot size و تناژ قفل كردن قالب (Clamping tonnage).

ظرفیت تزریق
ظرفیت تزریق عبارت است از حداكثر مقدار مواد پلاستیكی كه ماشین می تواند در هر سیكل به داخل قالب تزریق كند با توجه به اینكه چنگالی پلاستیكها مختلف با هم تفاوت دارد باید یك استاندارد برای مقایسه تعریف شود. پلی استایرین به عنوان پلاستیك استاندارد برای این ارزیابی پذیرفته شده است. ماشینهای تزریق خیلی كوچك آزمایشگاهی ممكن است ظرفیتی معادل حداكثر 20gr[0.70oz] داشته باشند. بعضی ماشینهای تزریق بزرگ نیز می توانند در هر سیكل بیش از 6 kg.

تناژقفل كردن قالب
تناژ قفل كردن، حداكثر نیرویی است كه ماشین می تواند به قالب وارد كند. از نظر تناژ می تواند ماشینهای تزریق را به سه گروه كوچك، متوسط و بزرگ دسته بندی كرد. در ماشینهای كوچك تناژ، قفل كردن حداكثر 99 tons است. تناژ ماشینهای متوسط
100-2000و تناژ ماشینهای تزریق بزرگ بالاتر از 2000 tons است. ماشینهای تزریق بزرگ كه به صورت استاندارد ساخته می شوند. ممكن است تناژی معادل 10000 tonsنیز داشته باشد.

مراحل قالب گیری تزریقی
هر سیكل ار عملیات تزریق پلاستیك پنج مرحله دارد.

1- بسته شدن قالب
2- با حركت خطی میله مارپیچ رو به جلو، شیر یك طرفه ای كه در انتهای مارپیچ قرار دارد، به پلاستیك ذوب شده اجازه نمی دهد به عقب برگردد، بنابراین میله مارپیچ با این حركت ، پلاستیك داغ مذاب را به داخل حفره قالب می فرستد.
3- میله مارپیچ، اعمال فشار به پلاستیك را آنقدر ادامه می دهد كه پلاستیك داخل تا مواد پلاستیك در روزنه ورودی قالب نیز منجمد شود و بدین ترتیب ارتباط فشار قطع گردد. طولانی شدن بیشتر زمان، باعث اتلاف وقت می شود.
4- فشار تزریق قطع شده و میله مارپیچ شروع به گردش می‌كند تا مواد مذاب جدید را از قیف تغذیه نماید. گردش میله ادامه یافته و مواد روبه جلو رانده‌می‌شود تا در سیكل بعدی حجم كافی از مواد پلاستیكی برای تزریق به قالب مهیا گردد. سپس میله اندكی به عقب حركت می‌كند تا مواد پلاستیك مذاب به داخل كانالقالب نریزد.
5- قالب باز شده و پین‌های بیرون انداز قطعه كار را بیرون می‌اندازند.




مزایای فرآیند قالب‌گیری تزریقی

1- تعداد تولید بالا.
2- امكان كاشت قطعات فلزی و غیر فلزی در پلاستیك.
3- امكان تولید قطعات كوچك با فرم‌های پیچیده و تلرانس‌های ابعادی دقیق.
4- امكان استفاده از بیش از یك نوع ماده پلاستیكی در یك قطعه.
5- عدم نیاز اغلب قطعات تولیدی به عملیات تكمیلی.
6- امكان استفاده مجدد از ضایعات پلاستیكی تولیدی.
7- امكان تولید قطعات سازه‌ای از فوم به روش قالبگیری تزریقی واكنشی.
8- قابلیت اتوماسیون كامل فرآیند.

معایب قالب‌گیری تزریقی

1- عدم امكان تولید برای تعداد كم.
2- ماشین‌های تزریق گران هستند.
3- رقابت در این عرصه تولید زیاد است.
4- فرآیندی پیچیده است.

[Amitis]

پالتروژن Pultrusion


پالتروژن فرآيند پيوسته‏اي براي توليد انواع پروفيلهاي كامپوزيتي است. در اين فرآيند، الياف تقويت كننده را از يك حمام عبور مي‏دهند تا به رزين آغشته شود. سپس الياف آغشته شده را وارد يك قالب گرم مي‏نمايند و نمونه پخت شده را توسط يك دستگاه كشش بيرون مي‏كشند. بعد از اين مرحله امكان برش محصول در اندازه‏هاي دلخواه وجود دارد. اين فرايند تا حدودي مشابه فرايند اكستروژن پلاستيكها و توليد پروفيلهاي پلاستيكي است.




از جمله مزاياي اين روش كه يكي از باصرفه‏ ترين روشهاي توليد كامپوزيتهاست، اين است كه درصد الياف در آن بالاست و چون الياف بصورت طولي آرايش مي‏يابند، محصول داراي استحكام كششي و فشاري بسيار بالايي است. همچنين سطح محصول نهايي كاملاً صاف است و نيازي به فرآيندهاي تكميلي نيست.

مراحل فرآيند:

• ورودي الياف: الياف تقويت كننده‏ به شكلي هستند كه بطور پيوسته فرآيند امكان پذير باشد. قفسة الياف پيوسته، اولين قسمت خط فرآيند مي‏باشد. بعد از قفسة الياف، قفسة نمد الياف شيشه يه پارچة‌ها سطح قرار دارد. حركت الياف از ناحية آغشته ‏سازي مي‏بايست كنترل شود تا از هرگونه پيچش و گره و آسيب محفوظ بماند. اينكار مي‏تواند توسط راهنماهاي فلزي، سراميكي و يا تفلوني انجام ‏شود.
• ‍حمام آغشته‏‌سازي: آغشته‌‏سازي الياف تقويت كننده، از اصول فرآيند پالتروژن مي‌باشد. غوطه‏‌وري در حمام يك راه براي اين كار است. در اين روش الياف از رو و زير ميله‌‏هاي آغشته‌‏سازي عبور داده مي‏شوند تا از هم باز، و به رزين آغشته گردند. معمولاً در ساخت پروفيلهاي پيچيده، بعد از حمام و قبل از قالب، از صفحاتي براي شكل دادن به الياف آغشته به رزين، استفاده مي‏‌كنند. پوشش اين صفحات بايد از جنسي مناسب باشد تا از وارد ساختن هرگونه تنش به الياف آغشته ضعيف شده، جلوگيري به عمل آيد. معمولاً اين قطعات از جنس تفلون، پلي‏ اتيلن با جرم مولكولي بسيار بالا ، فولاد با پوشش كرم و يا آلياژهاي مناسب فولادي مي‏باشند.
• قالب: قالب پالتروژن، قلب اين فرايند محسوب مي‏شود. چرا كه دما، كنترل كننده سرعت واكنش پخت، محل پخت رزين در قالب و شدت گرماي حاصل از پخت رزين مي‏باشد. قطعه‌‏اي كه كامل پخت نشده باشد، خواص فيزيكي و مكانيكي ضعيفي از خود نشان مي‏دهد. همچنين اگر گرماي اضافي در قالب وجود داشته باشد، نقص و ترك حرارتي، موجب افت خواص الكتريكي، شيميايي و مكانيكي قطعه مي‏شود.
• گيره و كشش: حداقل 3 متر فاصله بين خروجي قالب و محل كشش مي‏باید تعبيه شود تا قطعه فرصت سرد شدن پيدا كند و در برابر فشار گيره كشش تغيير شكل ندهد. سه روش براي كشش مرسوم است؛ كشش رفت وبرگشتي متناوب، كشش رفت و برگشتي پيوسته و كشش توسط سيستم تسمه نقاله‏اي.
• برش: هر خط پيوستة پالتروژن احتياج به يك سيستم برش دارد تا طولهاي مناسب از قطعه تحويل شود. هردو روش برش خشك و تر قابل استفاده مي‏باشند. ولي در هر حال تيغه برش مي‏‌بايست الماسه باشد. در صورتيكه سرعت خط بالا باشد، تيغه برش همراه پروفيل حركت مي‏كند.

مواد: با توجه به خواص مورد نظر، مي‏توان از الياف و رزينهاي مختلفي استفاده نمود. الياف تأمين كننده خواصي چون استحكام كششي و ضربه، سفتي و مانند آن مي‏باشند ولي رزين تأمين كننده خواص فيزيكي مانند آتشگيري، مقاومت در برابر شرايط جوي، هدايت حرارتي و مقاومت شيميايي مي‏‌باشند. براي بهبود خواص نيز از انواع افزودني‏ها استفاده مي‌‏شود.
الياف: در انتخاب الياف سه ويژگي مورد بررسي قرار مي‏گيرد: نوع الياف (شيشه، آراميد و كربن)، شكل آنها ( Roving,Mat,Fabrics ) و آرايش يافتگي آنها.
الياف شيشه مرسوم ترين نوع الياف مورد مصرف مي‏باشند. الياف شيشه نوع الكتريكي ( E-grade )، استحكام كششي حدود Mpa 3450 و مدول كششي Gpa 70 و ازدياد طول 3 تا % 4 دارند و با قطر و وزن مختلف در دسترس مي‏باشند. سطح الياف نيز متناسب با رزين كاربردي پوشش داده شده‌‏اند. براي كاربردهاي خاص مي‏توان از الياف نوع S يا R استفاده نمود.

ماتريس پليمري:
پلي استر غير اشباع: هر دو نوع ايزو و ارتو فتاليك قابل استفاده مي‏باشند. پلي استر مورد مصرف در فرآيند پالتروژن بايد امكان ژل شدن و پخت سريع را داشته باشد تا قطعه از قالب جدا شود و بيرون كشيدن آن به سهولت انجام پذيرد. ويسكوزيته رزينهاي معمول پلتروژن cP 500 مي‏باشد. اگر ويسكوزيته رزين بالا باشد، مي‏توان آنرا با مقاديري استايرن مخلوط نمود تا ويسكوزيته مناسب بدست آيد. البته بايد توجه داشت مقدار استايرن آنقدر زياد نشود كه بصورت واكنش نكرده يا پلي ‏استايرن درآيد.
پراكسيدهاي مورد استفاده در اين فرآيند، بايد در دماي بالاتر از محيط فعال شوند. به عنوان نمونه مي‏توان به موارد زير اشاره نمود:

به علت پيوندهاي غير اشباع، پلي استر پس از پخت 7 درصد جمع‏شدگي نشان مي‏دهد. اين نقص مي‏تواند توسط فيلر و افزودني‏هاي Low Profile جبران گردد.
خواص الكتريكي پلي‏استر، قطعات آنرا مناسب براي كاربردهاي ولتاژ بالا ساخته است. مقاومت در برابر شرايط محيطي پلي‏استر، متوسط تا خوب است. خواص بهتر توسط افزودني‏ها و پارچه و پوشش (حتي بعد از فرآيند) قابل دستيابي است.
وينيل استر: اين رزين نسبت به پلي‏استر داراي مقاومت خورندگي، خواص مكانيكي و حرارتي بهتري مي‏باشد ولي حدود 75 درصد گرانتر مي‏باشد.

رزين اپوكسي: اين رزين براي استفاده در دماهاي بالاتر مناسبتر است ضمن آنكه خواص مكانيكي آن عاليست.
ساير رزينها:از رزينهاي ديگري مانند فنوليك، پلي ‏متيل متاكريلات و حتي ترموپلاستها میتوان استفاده نمود.
مواد افزودني:
فيلر: در فرآيند پالتروژن پركردن قالب اهميت فراواني دارد. براي اين منظور از پركننده‏ها استفاده مي‏شود. بعد از رزين و الياف، سومين بخش رزين را تشكيل مي‏دهد. از معمولترين فيلرها، كربنات كلسيم، سيليكات آلومينيم و هيدروكسيد آلومينيم را مي‏توان نام برد. با توجه به ويسكوزيتة فرمولاسيون، تا 50 درصد وزني فيلراستفاده مي‏شود.
عامل جدا كننده( release agent ): به منظور جداشدن قطعه از قالب، مي‏بايست از يك عامل جداساز استفاده شود. اين عامل نبايد كاملاً ناسازگار با رزين باشد و همچنين سازگاري آن به حدي نباشد كه به سطح قطعه مهاجرت نكند. همچنين بايد قبل از پخت رزين مذاب شده باشد.
ساير افزود ني‏ها: در فرآيند پالتروژن مي‏توان از انواع رنگدانه‏ها، افزودني‏هاي بهبود خواص حرارتي و ساير مواد مرسوم در صنعت كامپوزيت استفاده نمود.

مزاياي پالتروژن:
پالتروژن يكي از اقتصادي‏ترين روشهاي توليد پروفيلهاي كامپوزيتي مورد مصرف در صنايع ساختمان است.
از اين فرآيند در ساخت قطعات سبك مقاوم در برابر خورندگي، سيستمهاي عايق الكتريكي، سازه‏هاي ساحلي و بسياري از كاربردهاي ديگر استفاده مي‏شود.

[Amitis]

قالبگیری دمشی Blow Molding

قالبگیری دمشی به عنوان یک فرایند پلاستیک که به وسیله ان یک ماده ترموپلاستیک تا دمای شکل گیری گرم شده ، تعریف می شود .در حالیکه در زیر این دما مورد استفاده قرار گیرد در نقطه ذوب انها به صورت یک فرم میانتهی که پاریسون یا پرفرم نامیده می شود، ساخته می شوند.
اغلب رزین های ترموپلا ستیک می تواند در صنعت پلاستیک به صورت دمشی قالبگیری شوند، معمولا چند رزین پیش آهنگ هستند HDPE در بیش از 57% بازار قالبگیری دمشی مورد استفاده قرار می گیرد . در سال 2000 بیش از 7021 میلیون پوند از تولید حاصل شد .پلی اتیلن ترفتالات (PET) نیز بیش از33 %بازار قالبگیری دمشی را دارد.
در سال 2000 بیش از 1720 میلیون پوند تولید PETوجود داشت . بنا بر این این دو رزین پلاستیک تقریبا در بیش از 90% تولیدات قالبگیری دمشی مورد استفاده قرار می گیرند. همه رزین های ترموپلاستیک دیگر همانند پلی پروپیلن (pp) ، پلی استایرن (ps) ، پلی ونیل کلراید(pvc) ، اکریلیک-بوتادی ان - استا یرن (ABS) ، استال ، پلی کربنات (PC)، پلی اتیلن با دانسیته کم (LDPE) ، پلی سولفون و بقیه همه مشترکا برای دیگر استفاده ها در حدود 10% تولیدات قالبگیری دمشی هستند. جهت آشنا شدن خواننده با محصولات بازار مثالهایی وجود دارد . گالن محتوی شیر(HDPE)، نوشیدنیها (PET)، محفظه بنزین(HDPE)، شوینده ها سفیدکننده ها، مواد شیمیایی خانگی(HDPE)، قطعات درون خودروABS وpp، نگهدارنده ریمل موژه و ابرو (ABS - PVC - HDPE) محافظ گاز ماشینهای چمن زنی محوطه کوچک (نایلون). معمولا انتخاب رزین مورد استفاده مبنای کارایی، قیمت، مشکلات (موانع)، قابلیت استفاده تمیزی، فرآیند پذیری، شفافیت و استحکام است.

فرآیندها
سه فرآیند عمده ای که توسط صنعت قالبگیری دمشی برای تولید کردن ظروف و تولیدات میانتهی جهت عرضه به بازار وجود دارد عبارتند از: قالبگیری دمشی تزریقی، قالبگیری دمشی اکستروژنی و قالبگیری دمشی کششی.
معمولا قالبگیری دمشی تزریقی برای بطریهای کوچک و قطعه هایی با حجم کمتر از 500 میلی لیتر مورد استفاده قرار می گیرند. در صورتیکه کنترل به شدت صحیح روی وزن و گلویی نهایی انجام پذیرد فرآیند بدون ضایعات خواهد بود به هر حال نسبت قطعه است و این روش برای تولید ظروف دسته دار غیر عملی است و هزینه ابزار سازی به نسبت بالا است. قالبگیری دمشی اکستروژنی فرایندی عمومی است که برای بطریها یا قطعاتی به حجم 250 میلی لیتر یا بیشتر استفاده می شود.

قالبگیری دمشی تزریقی
در قالبگیری دمشی تزریقی رزین پلاستیکی ذوب شده درون یک حفره پاریسون (parison) و اطراف یک مغز میله ای تزریق می شود. در این آزمایش لوله ای که به شکل پاریسون در آمده، زمانی که هنوز داغ است، از روی مغز میله ای شکل تا کویته قالب دهنده بطری انتقال می یابد سپس هوا از میان مغز لوله ای عبور می کند پاریسون بر خلاف کویته منبسط می شود و اجزاء در حین گردش خنک می شوند. قبلا قالبگیری دمشی تزریقی با تکنیک دو پیستونی مطابق با استاندارد قالبگیری تزریقی به کار برده می شد و تجهیزات متناسب با شکل دهی ویژه بود. در روشPiotrowski یک محور چرخان 180 درجه با دو مجموعه با میله های مغزی شکل، یک مجموعه پاریسون و محفظه بطری مورد استفاده قرار می گیرد. در روش Farkas ،Moslo و Gussoni یک لرزنده متناوب با دو مجموعه پاریسون و دو مجموعه از محفظه بطری مورد استفاده قرار می گیرد. مشکل این روش این بود که قالبگیری تزریقی بود و ایستگاه های قالبگیری دمشی تا زمانی که از تمام قسمتها برداشت می شد متوقف بودند.

ابزار سازی قالبگیری دمشی تزریقی :
قالبگیری دمشی تزریقی به دو قالب نیاز دارد، یکی برای قالبگیری پاریسون و دیگری برای قالبگیری بطری. قالب پرفرم حاوی محفظه پرفرم ، سوزن تزریقی ، insert ( وسیله ای که به کمک آن گردنه حلقه ای بطری پر می شود ) و مجموعه میله مغزی است. قابل دمش شامل محفظه بطری ، جاپرکن insert ، جاپرکن قسمت توپی شکل انتهای بطری.

قالب گیری دمشی اکستروژنی :
در قالبگیری دمشی اکستروژنی ، رزین ترموپلاستیک ذوب شده هموژن به شکل یک تیوب درون هوا اکسترود می شود. این تیوب یک پاریسون نامیده می شود که ابتدا باید آنرا بین دو نیمه قالب که از نوع مادگی هستند قرار داد. سپس گازی که معمولا هوا است از طریق یک سوزن تزریق به درون تیوب که محصور بین دو قالب است دمیده شده و باعث می شود ترموپلاستیک ذوب شدن هموژن درون نیم قالب های مادگی منبسط شود. به این طریق طرح قابل لمسی که روی نیمه قالب ها حک شده است روی قطعه زده شده و بعد از خنک سازی و خارج کردن هوا از درون قطعه محصول مطلوب مورد نظر خارج می شود.
در این پروسه ابتدا پاریسون اکسترود می شود سپس قالب های دمشی پاریسون قیچی شده و بستر می شوند. در قالبگیری دمشی اکستروژنی متناوب ، در اکثر ماشینها ، پاریسون فورا پس از برداشت محصولی که با دمش قالبگیری شده از قالب دمش شکل می گیرد. در بعضی از ماشین های بزرگ ، پاریسون بین قالب های دمش بریده و بسته می شود و سپس قالب های دمش نوک پاریسون شکل داده شده را از زیر خارج کرده و اجازه می دهند پاریسون بعدی شکل بگیرد. به علت توقف و شروع به کار مکرر ، این روش معمولا برای موادی که به گرما حساس هستند به کار برده نمی شود و بیشتر برای مواد مقاوم در برابر گرما همچون ABS , HDPE برای مثال ظروف نگهدارنده شیر ، لوله های هوا وآب خودروها ، مخازن 5 گالنی آب(پلی کربنات) کاربرد دارند. درفرآیند متناوب یک اکسترودر با پیچ رفت وبرگشتی استفاده میشود که بعد ازشکل گیری پاریسون پیچ به عقب برمی گردد. دراین زمان مذاب هموژن تازه درجلوی نوک آن انباشته شده است. حال محصول بدست آمده ازقالب دمش خارج شده و دستگاه آماده مرحله بعدی میشود. پیچ همانند یک کوبنده نیرومند مذاب پلاستیکی را میان نوک اکستروژن به جلو می برد وپاریسون بعدی شکل دهی می شود.

قالب گیری دمشی کششی:
در این نوع قالب گیری اساسا PAN , PP , PVC , PET مورد استفاده قرار می گیرند. در این فرآیند براساس رفتار کریستالی رزین ، یک پاریسون یا پرفرم تعدیل دما می آید و سپس به سرعت دچار کشش شده و خنک سازی می شود. برای بدست آوردن بهترین نتایج ، رزین باید درست به دمایی بالاتر از دمای انتقال شیشه تعدیل و دچار کشش شود و جهت گیری کند. در این نقطه رزین می توان بدون خطر بلورسازی انتقال یابد.
قالبگیری دمشی کششی ، از زمان ظهور پوشش حلبی دوتکه ای ، تحول بزرگی است. این فرآیند عملکردهای تولید از قبیل قدرت ضربه ی بطری ، استحکام سردی ، شفافیت ، درخشش سطحی ، سختی و حامل شیشه را بهبود می بخشد. این بطری ها سبک تر و ارزان قیمت تر هستند. بسته بندی آنها آسانتر است. در این فرآیند از پاریسون های قالب گیری شده­ی تزریقی، اکستروژن شده یا پاریسون های قالب گیری شده­ی دمشی اکستروژنی در یک یا دو مرحله استفاده می­شود. در روش یک مرحله ای، تولید پاریسون، کشش و دمش در یک دستگاه انجام می­شود. در روش دو مرحله ای پاریسون جدای از مرحله ی کشش و دمش تولید می­شود.
مزیت اصلی روش یک مرحله ای صرفه جویی در انرژی است. زیر پاریسون به سرعت تا دمای کشش سرد می شود. در روش دو مرحله ای پاریسون تا دمای اتاق سرد می شود و سپس تا دمای کشش گرم می شود. از سوی دیگر تولید در روش دو مرحله ای پربازده تر است و اختلال کوچکی در یک مرحله ، مرحله ی دیگر را متوقف می کند.

[Amitis]

دستگاه آزمايش سايش
دستگاه آزمايش سايش براي تعيين مقاومت الاستومر ها به سايش اصطكاكي بكار مي رود . آزمايش هاي سايش با اين استاندارد آزمايش بر روي نمونه هاي موادي اجرا مي شوند كه تحت فرسايش در طي عمر كاري خود قرار دارند (مثل تاير ، تسمه نقاله ، تسمه هاي محرك و زيره كفش ها ) . در اين آزمايش نمونه استاندارد بر روي يك استوانه پوشيده شده با يك ورقه كاغذ ساينده ، در مسيري با طول مشخص ساييده مي شود . نيروي اعمال شده بر روي نمونه در برابر استوانه دوار بوسيله قراردادن وزنه هايي بر روي مجموعه نگهدارنده نمونه تنظيم مي شود . اگر در طول مسير سايش بر روي استوانه دوار لازم باشد كه نمونه نيز به دور خود گردش كند ، يك دنده شانه اي به دستگاه متصل مي شود تا در اثر درگير شدن با چرخ دنده متصل به نگهدارنده نمونه باعث چرخش نمونه حول محور خود شود.

[Amitis]

دستگاه آزمايش خستگي لاستيك
دستگاه خستگي براي تعيين رفتار خستگي انواع تركيبات مختلف لاستيك بكار مي رود . نمونه آزمايش بين گيره هاي دستگاه بسته مي شود و سپس دستگاه بكار انداخته مي شود و در اثر حركت رفت و برگشتي يكي از گيره هاي دستگاه نمونه آزمايش تحت بار متناوب كششي قرار مي گيرد . سرعت و مقدار كورس حركت رفت و برگشتي ( ناشي از چرخش يك مكانيزم لنگ) قابل تنظيم مي باشد . دستگاه مجهز به يك شمارنده جهت تعيين پايان آزمايش پس از تعداد چرخش از پيش تعريف شده ، مي باشد . نمونه هاي مختلف با طول هاي متفاوت توسط اين دستگاه قابل آزمايش هستند و همچنين مي توان چند نمونه را همزمان با هم آزمايش كرد .سرعت چرخش ، كورس نوسان خطي و تعداد چرخش تا پايان آزمايش بطور كامل قابل تنظيم است . سيستم محرك شامل يك موتور الكتريكي مجهز به كنترل كننده دور مي باشد.

[Amitis]

دستگاه موني ويسكومتر Mooney Viscometer

دستگاه موني ويسكومتر مواد الاستومري خام را در دماي ثابت و در مقابل زمان آزمايش كرده و خواص در حال پخت آنها را اندازه گيري مي كند . نمونه آزمايش در محفظه آزمايش با دماي معين قرارداده مي شود و با اعمال گشتاور ناشي از چرخش روتور دستگاه با سرعت حدود 2 دور بر دقيقه تحت تغيير شكل مكانيكي قرار مي گيرد . مقدار گشتاور بوسيله سيستم الكترونيكي اندازه گيري مي شود و همزمان منحني گشتاور - زمان بوسيله كامپيوتر نمايش مي يابد . بعد از پايان زمان آزمايش دو نيم حفره قالب ها بوسيله سيلندر بادي باز مي شوند و در نتيجه نمونه آزمايش را مي توان از روي روتور جدا كرد.

[Amitis]

تزریق رزین Resin Transfer Molding: RTM


RTM يك فرآيند قالب بسته می‌باشد. در اين فرآيند ابتدا الياف را در يك قالب دو كفه نر و ماده قرار میدهند. سپس رزين مايع و كاتاليست توسط يك ميكسر ايستا مخلوط میشوند و مخلوط آنها از طريق منافذ تزريق با يك فشار مختصر وارد قالب میشود. فشار تزريق معمولاَ كمتر از KPa700 میباشد. هوای محبوس در بين الياف با ورود رزين، به سمت خروجی‌های قالبرفته، از قالب خارج می‌شوند. كنترل شكل پر شدن قالب براي دستيابی به آغشته سازی كامل الياف، از اهميت خاصی برخوردار است. تشكيل نواحی عاری از رزين و آكنده از آن باعث از رده خارج شدن قطعه می‌شود. چرخه پخت به ضخامت قطعه، نوع رزين و دمای قالب بستگی دارد. قطعات معمولاً در قالب گرم پخت می‌شوند و عمليات پس پخت براي بهبود خواص مكانيكی بكار مي‌رود. RTM براي توليد قطعات بزرگ و پيچيده داراي مزيت است. سرعت نسبتاَ بالا، مطلوب بودن دو طرف سطح، به راحتي قابل دستيابی است. امكان پخت قطعه در قالب موجب كاهش قابل ملاحظة زمان فرآيند در مقايسه با فرآيند لايه گذاری دستی است.

فرآيند RTM هيچگاه بدون حل مسايل مربوط به اتوماسيون فرآيند ساخت و پيش شكل ابزاركاری، تحليل جريان پر شدن قالب و شيمی رزين، تا اين حد گسترش و تعميم نمی‌يافت. در دو دهه گذشته پيشرفت سريع در RTM، اين مشكلات را حل كرد و پتانسيل فرآيند RTM را براي ساخت كامپوزيتهای پيشرفته اثبات نمود. مزايای اين فرآيند مي‌تواند بصورت ذيل خلاصه شود:
- امكان ساخت قالبها و قطعات با تلورانس ابعادی دقيق
-كيفيت مناسب دو روی قطعه
-امكان چينش دلخواه الياف
-امكان كاربرد 65% حجمي الياف
-يكنواختی جمع شدگي با توجه به همگونی ضخامت و بارگذاری الياف
-امكان تعبیه الحاقات فلزی و غيره درون قالب
-پايين بودن نسبی قيمت تجهيزات
-پايين بودن فشار تزريق
-كم كردن انتشار مواد فرار
-كاهش اتلاف مواد
-قابليت ساخت قطعات پيچيده و توخالی
-امكات اتوماسيون و بالا بردن سرعت توليد
-كاهش حباب در قطعه
- امكان ساخت قطعات با ضخامت يكدهم تا نود ميلي متر از سوی ديگر، RTM داراي معايبی نيز هست؛ طراحي قالب، حساس است و نياز به مهارت دارد. درگاه نامناسب تزريق و خروجی مي‌تواند منجر به ايجاد نقص در قطعه شود. كنترل آغشته سازي و شكل جريان مشكل است. در گوشه‌ها و لبه‌ها نقاط آكنده از رزين بوجود مي‌آيد. در مجموع می‌توان گفت خواص قطعه حاصل از اين فرآيند معادل قطعات حاصل از قالبگيری می‌باشد ولي به خوبی پالتروژن و رشته پيچی نيست.

[Amitis]

میل دو غلتکی Two-roll Mill

غلتک تشکیل شده از دو استوانه که در خلاف جهت هم می چرخند.جنس این رول ها معمولا از چدن های مقاوم در برابر خش ،سایش و مقاوم در برابر مواد شیمیایی است. رول جلو معمولا با سرعت کمتری میچرخد و متحرک است و رول عقب با سرعت بیشتری میچرخد و ثابت است..
فاصله دو غلتک با حرکت دادن غلتک جلو یی تنظیم می گردد.


عملیات اختلاط روی میل دو غلتکی:
در بعضی موارد فرآیند اختلاط نهایی آمیزه مثل افزودن گوگرد و شتاب دهنده ی پخت به آمیزه و همین طور افزودن اجزا با مقادیر کم مانند اضافه کردن مواد اسفنجی کننده یا جاذب رطوبت نیز روی میلها صورت میگیرد.

نکاتی که حین اختلاط با میل باید در نظر گرفته شود:

1- اگر آمیزه مورد استفاده در دمای غلتک کاری،خاصیت لاستیکی محدودی داشته
باشد، آمیزه غلتش پیدا نمی کند(یعنی دور میل جلو نمی پیچد). در چنین مواردی آمیزه به بالا و پایین میپرد و یا به بخش های مجزا تبدیل میشود.
برای رفع این عمل می توان با تغییر دمای یک یا هر دو غلتک ودر بعضی مواقع با تنظیم فاصله بین دو غلتک اصلاح نمود.

2-مواد پودری باید بعد از پیچیدن به دور غلتک و در فاصله بین دو غلتک وبه صورت رفت وبرگشتی اضافه شوند همچنین موادی که به پایین ریخته می شوند باید هراز چند گاهی جارو و به همین صورت به آمیزه اضافه شود.

3- یکی از علتهای استفاده از غلتک خوب توزیع شدن مواد در سراسر آمیزه است
که این مهم تنها با دقت اپراتور و چاقو زنی فراوان به دست می آید.
اپراتور باید به طور مداوم آمیزه پیچیده شده دور غلتک را چاقو بزند تا مواد پودری
در تمام آمیزه پخش شوند.

برای ایجاد یک اختلاط و یکنواختی مؤثر در یک فاصله نیپ ، میبایستی توده ای از کامپاند بر روی این فاصله تشکیل شود.این ذخیره برای آن است که آمیزه به اندازه کافی به داخل نیپ تغذیه شده باشد تا جریان کار بطور مؤثر بر مواد انجام شود.
ظرفیت یک میل بوسیله تنظیم فاصله بین دو رول تعیین می شود که این مقدار کامپاند
چسبیده بر دور یک رول و با لزوم ذخیره مواد در تولید پیوسته یعنی همان ذخیره در
حال غلتش بستگی دارد. در صورتیکه توده ذخیره مواد خیلی زیاد باشد مقداری از
مواد ساکن شده و نقشی را در عمل میل کردن بازی نمیکند.

[khayami]

دستگاه xrdچیست