इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया क्या है?

इंजेक्शन मोल्डिंग से अधिकांश प्लास्टिक हिस्से बनाए जाते हैं। उनमें से सभी नहीं, लेकिन अधिकांश कठोर प्लास्टिक घटक जिनका आप प्रतिदिन सामना करते हैं, इसी प्रक्रिया से निकले हैं {{1}फोन केस, ऑटोमोटिव ट्रिम, चिकित्सा उपकरण, उपकरण आवास, खिलौने। यदि कोई प्लास्टिक का हिस्सा कुछ हजार इकाइयों से अधिक मात्रा में मौजूद है, तो संभवतः किसी ने इसे इंजेक्शन से ढाला है।

अवधारणा इतनी सीधी है कि आप इसे तीस सेकंड में समझा सकते हैं: प्लास्टिक को पिघलने तक गर्म करें, इसे स्टील के सांचे में डालें, इसे ठंडा होने दें, सांचे को खोलें, भाग को बाहर निकालें, दोहराएँ। हम इस चक्र को दर्जनों मशीनों पर प्रतिदिन हजारों बार चलाते हैं। लेकिन अवधारणा को समझने और वास्तव में लगातार अच्छे भागों का उत्पादन करने के बीच का अंतर वह जगह है जहां अधिकांश इंजीनियरिंग रहती है।

वास्तविक प्रक्रिया

कच्चा माल छोटे छर्रों के रूप में आता है, आमतौर पर व्यास में 2 - 3 मिमी। इन्हें एक हॉपर में लोड किया जाता है जो एक बड़े स्क्रू वाले गर्म बैरल में डाला जाता है। पेंच दोहरे उद्देश्यों को पूरा करता है - यह छर्रों को आगे ले जाने के लिए घूमता है जबकि घर्षण और बाहरी हीटर हर चीज को एक सजातीय द्रव्यमान में पिघला देते हैं, फिर यह उस पिघल को सांचे में इंजेक्ट करने के लिए प्लंजर के रूप में कार्य करता है।

जब मोल्ड बंद हो जाता है और इंजेक्शन शुरू हो जाता है, तो पिघला हुआ प्लास्टिक रनर नामक चैनलों के माध्यम से तब तक चलता है जब तक कि यह गेट तक नहीं पहुंच जाता है {{0}एक संकीर्ण प्रतिबंध जो वास्तविक भाग गुहा में प्रवाह को नियंत्रित करता है। भरना तेजी से होता है, आमतौर पर कुछ सेकंड में। ठंडे सांचे की दीवारों को छूने वाला प्लास्टिक तुरंत जमना शुरू कर देता है जबकि बीच में सामग्री बहती रहती है। इससे एक जमी हुई त्वचा बन जाती है जो भरने के बढ़ने पर मोटी हो जाती है। यदि इंजेक्शन की गति गलत है, तो आपको फंसी हुई हवा से छोटे शॉट, प्रवाह रेखाएं या जलने के निशान मिलते हैं।

कैविटी भर जाने के बाद, मशीन अतिरिक्त सामग्री को पैक करने के लिए दबाव बनाए रखती है क्योंकि ठंडा होने के दौरान प्लास्टिक सिकुड़ जाता है। यह पैकिंग चरण तब तक जारी रहता है जब तक कि गेट जम न जाए और बंद न हो जाए। तो फिर आप इंतजार करें. कूलिंग आमतौर पर कुल चक्र समय का 70-80% होता है क्योंकि प्लास्टिक खराब तरीके से गर्मी का संचालन करता है और आप उस हिस्से को तब तक बाहर नहीं निकाल सकते जब तक कि वह विकृत हुए बिना जीवित रहने के लिए पर्याप्त कठोर न हो जाए। 30 सेकंड के चक्र में 3 सेकंड भरना और 25 सेकंड ठंडा करना शामिल हो सकता है।

अंततः साँचा खुलता है, इजेक्टर पिन भाग को बाहर धकेलते हैं, साँचा फिर से बंद हो जाता है, और पूरी चीज़ दोहराई जाती है। चक्र का समय पतले सरल भागों के लिए 10 सेकंड से लेकर मोटे जटिल भागों के लिए कई मिनट तक होता है।

जहाँ कठिनाई वास्तव में रहती है

उस विवरण को पढ़कर ऐसा लगता है जैसे मशीन ही सब कुछ करती है। छर्रों को लोड करें, बटन दबाएँ, भागों को इकट्ठा करें। क्षमाशील सामग्रियों के साथ सरल ज्यामिति के लिए कुछ ऑपरेशन इस तरह से चलते हैं। लेकिन अधिकांश उत्पादन में उन चरों पर निरंतर ध्यान देना शामिल होता है जो ऐसे तरीकों से बातचीत करते हैं जो हमेशा सहज नहीं होते हैं।

पिघले हुए तापमान को बढ़ाएं और प्लास्टिक का प्रवाह आसान हो जाता है, जो पतले हिस्सों को भरने में मदद करता है। लेकिन उच्च तापमान का अर्थ है लंबे समय तक ठंडा रहना और सामग्री के क्षरण का जोखिम। जमी हुई त्वचा बहुत मोटी होने से पहले भरने के लिए इंजेक्शन की गति बढ़ाएँ, और आप कतरनी हीटिंग या जेटिंग का कारण बन सकते हैं। सिंक के निशानों को रोकने के लिए अधिक पैकिंग दबाव जोड़ें, और अब आप फ्लैश से लड़ रहे हैं जहां प्लास्टिक मोल्ड के हिस्सों के बीच सिकुड़ जाता है।

जॉन बोज़ेली जैसे लोगों और आरजेजी इंक जैसे संगठनों द्वारा प्रचारित वैज्ञानिक मोल्डिंग पद्धति {{2}परीक्षण और त्रुटि समायोजन के बजाय गुहा दबाव सेंसर और दस्तावेज प्रयोगों का उपयोग करके व्यवस्थित रूप से इस तक पहुंचती है। अनुशासन उत्पादन निरंतरता में वास्तविक अंतर लाता है।

दोषों के अनेक परस्पर क्रियात्मक कारण होते हैं। सिंक के निशान मोटे खंडों में अपर्याप्त पैकिंग का संकेत देते हैं लेकिन उन्हें ठीक करने के लिए दबाव, समय, तापमान और शीतलन में एक साथ बदलाव की आवश्यकता हो सकती है। वॉरपेज अक्सर इजेक्शन के कुछ घंटों बाद दिखाई देता है क्योंकि आंतरिक तनाव कम हो जाता है {{2}वह हिस्सा मोल्ड से बाहर आने पर ठीक दिखता है और फिर धीरे-धीरे विकृत हो जाता है। सोसाइटी ऑफ प्लास्टिक इंजीनियर्स के आंकड़ों के अनुसार, पूरे उद्योग में इंजेक्शन मोल्डिंग अस्वीकृतियों का लगभग 40% अकेले सतह दोष के कारण होता है।

स्वयं साँचा

टूलींग लागत निम्न से मध्यम मात्रा के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग के अर्थशास्त्र पर हावी है। एक साधारण एकल-कैविटी एल्युमीनियम प्रोटोटाइप मोल्ड की कीमत $2,000{8}}5,000 हो सकती है। मल्टीपल कैविटी वाले प्रोडक्शन स्टील मोल्ड्स जटिल कॉन्फ़िगरेशन के लिए $25,000 - 100,000 या काफी अधिक तक चलते हैं-फॉर्मलैब्स ने मल्टी-कैविटी प्रोडक्शन टूल्स (formlabs.com) के लिए $100, 000+ तक की रेंज दिखाने वाला डेटा प्रकाशित किया है।

मोल्ड निर्माण सीधे तौर पर यह निर्धारित करता है कि आप क्या उत्पादन कर सकते हैं। दो-प्लेट डिज़ाइन अधिकांश मानक भागों को संभालते हैं। तीन-प्लेट मोल्ड स्वचालित रूप से धावकों को भागों से अलग करते हैं। साइड एक्शन और लिफ्टर अंडरकट्स को सक्षम करते हैं जो सामान्य मोल्ड खोलने की दिशा में जारी नहीं हो सकते हैं। हॉट रनर सिस्टम रनर स्क्रैप को खत्म करते हैं लेकिन लागत और रखरखाव जटिलता को जोड़ते हैं।

गेट का स्थान{{0}जहां प्लास्टिक गुहा में प्रवेश करता है{{1}उपस्थिति और संरचनात्मक अखंडता दोनों को प्रभावित करता है। गेट गवाह के निशान छोड़ते हैं, इसलिए कॉस्मेटिक सतहों को कहीं और छिपे गेट की आवश्यकता होती है। गेट प्लेसमेंट प्रबलित सामग्रियों में प्रवाह पैटर्न, वेल्ड लाइन स्थान और फाइबर अभिविन्यास भी निर्धारित करता है।

मोल्ड के अंदर कूलिंग चैनल लेआउट सीधे चक्र समय को प्रभावित करता है। गुहा की सतह के करीब के चैनल गर्मी को तेजी से दूर करते हैं लेकिन स्टील को कमजोर करते हैं। अधिकांश डिज़ाइन समझौते के तौर पर कैविटी सतहों से चैनल को 15-25 मिमी दूर रखते हैं। अनुरूप शीतलन जो सीधे ड्रिल किए गए छेदों के बजाय भाग आकृति का अनुसरण करता है, जटिल ज्यामिति पर चक्र के समय को काफी कम कर सकता है।