मोल्ड का आकार और प्लास्टिक सिकुड़न (सिर्फ डिजाइनरों के लिए नहीं)

प्लास्टिक मोल्ड को डिजाइन करते समय, मोल्ड संरचना का निर्धारण करने के बाद, मोल्ड के विभिन्न हिस्सों को विस्तार से डिजाइन किया जा सकता है, यानी प्रत्येक टेम्पलेट और भाग का आकार, गुहा और कोर का आकार आदि निर्धारित किया जाएगा। इस समय, सामग्री की सिकुड़न दर जैसे मुख्य डिज़ाइन पैरामीटर शामिल होंगे। इसलिए, केवल ढले हुए प्लास्टिक की सिकुड़न दर पर विशेष रूप से महारत हासिल करके ही गुहा के प्रत्येक भाग का आकार निर्धारित किया जा सकता है। भले ही चयनित मोल्ड संरचना सही हो, यदि उपयोग किए गए पैरामीटर अनुपयुक्त हैं तो योग्य गुणवत्ता के प्लास्टिक भागों का उत्पादन करना असंभव है।

प्लास्टिक सिकुड़न दर और इसके प्रभावित करने वाले कारक

थर्मोप्लास्टिक्स की विशेषता यह है कि ये गर्म करने के बाद फैलते हैं और ठंडा होने के बाद सिकुड़ते हैं। बेशक, दबाव के बाद वॉल्यूम भी कम हो जाएगा। इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में, पिघले हुए प्लास्टिक को पहले मोल्ड गुहा में इंजेक्ट किया जाता है। भराई पूरी होने के बाद, पिघला हुआ पदार्थ ठंडा होकर जम जाता है। जब प्लास्टिक का हिस्सा सांचे से बाहर निकाला जाता है, तो वह सिकुड़ जाता है। इस सिकुड़न को मोल्डिंग सिकुड़न कहा जाता है। मोल्ड से प्लास्टिक के हिस्से को हटाने से लेकर स्थिरीकरण तक की अवधि के दौरान, आकार अभी भी थोड़ा बदल जाएगा। एक परिवर्तन निरंतर सिकुड़न है, जिसे पोस्ट-संकोचन कहा जाता है। एक और बदलाव यह है कि कुछ हीड्रोस्कोपिक प्लास्टिक नमी अवशोषण के कारण फैलते हैं। उदाहरण के लिए, जब नायलॉन 610 में नमी की मात्रा 3% होती है, तो आकार में 2% की वृद्धि होती है; जब ग्लास फाइबर प्रबलित नायलॉन 66 की नमी की मात्रा 40% होती है, तो आकार में 0.3% की वृद्धि होती है। हालाँकि, मुख्य कारक मोल्डिंग सिकुड़न है। वर्तमान में, विभिन्न प्लास्टिकों की सिकुड़न दर (मोल्डिंग सिकुड़न + पोस्ट- सिकुड़न) निर्धारित करने की विधि आम तौर पर जर्मन राष्ट्रीय मानक में DIN16901 के प्रावधानों की सिफारिश करती है। यानी, इसकी गणना मोल्डिंग के 24 घंटों के बाद 23 डिग्री ±0.1 डिग्री पर मोल्ड गुहा आकार और 23 डिग्री और 50±5% सापेक्ष आर्द्रता पर मापा गया संबंधित प्लास्टिक भाग आकार के बीच अंतर से की जाती है।

सिकुड़न दर S को निम्न सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है: S={(D-M)/D}×100%(1)

कहाँ: S-संकोचन दर; डी-मोल्ड आकार; एम-प्लास्टिक भाग का आकार।

यदि मोल्ड कैविटी की गणना ज्ञात प्लास्टिक भाग के आकार और सामग्री संकोचन दर के आधार पर की जाती है, तो D=M/(1-S)। मोल्ड डिज़ाइन में गणना को सरल बनाने के लिए, मोल्ड आकार की गणना के लिए आमतौर पर निम्नलिखित सूत्र का उपयोग किया जाता है:

डी=एम+एमएस(2)

यदि अधिक सटीक गणना की आवश्यकता है, तो निम्न सूत्र का उपयोग किया जाता है: D=M+MS+MS2(3)

हालाँकि, सिकुड़न दर का निर्धारण करते समय, चूँकि वास्तविक सिकुड़न दर कई कारकों से प्रभावित होती है, केवल अनुमानित मूल्य का उपयोग किया जा सकता है। इसलिए, गुहा आकार की गणना करने के लिए सूत्र (2) का उपयोग मूल रूप से आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। मोल्ड का निर्माण करते समय, गुहा को निचले विचलन के अनुसार संसाधित किया जाता है और कोर को ऊपरी विचलन के अनुसार संसाधित किया जाता है, ताकि आवश्यक होने पर उचित ट्रिमिंग की जा सके।

सिकुड़न दर को सटीक रूप से निर्धारित करना मुश्किल होने का मुख्य कारण यह है कि विभिन्न प्लास्टिक की सिकुड़न दर एक निश्चित मूल्य नहीं है, बल्कि एक सीमा है। क्योंकि विभिन्न कारखानों द्वारा उत्पादित एक ही सामग्री की सिकुड़न दर अलग-अलग होती है, यहाँ तक कि एक ही कारखाने के विभिन्न बैचों द्वारा उत्पादित एक ही सामग्री की सिकुड़न दर भी भिन्न होती है। मोल्ड मास्टर वीचैट: मोजुरेन इसलिए, प्रत्येक फैक्ट्री उपयोगकर्ताओं को केवल फैक्ट्री द्वारा उत्पादित प्लास्टिक की सिकुड़न दर सीमा प्रदान कर सकती है। दूसरे, निर्माण प्रक्रिया के दौरान वास्तविक संकोचन दर प्लास्टिक भाग के आकार, मोल्ड संरचना और गठन की स्थिति जैसे कारकों से भी प्रभावित होती है। निम्नलिखित इन कारकों के प्रभाव का परिचय है।

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प्लास्टिक भाग का आकार

गठित हिस्से की दीवार की मोटाई के लिए, सिकुड़न दर आम तौर पर बड़ी होती है क्योंकि मोटी दीवार का ठंडा होने का समय लंबा होता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। सामान्य प्लास्टिक भागों के लिए, जब पिघले प्रवाह की दिशा में एल आयाम और पिघले प्रवाह की दिशा के लंबवत डब्ल्यू आयाम के बीच का अंतर बड़ा होता है, तो सिकुड़न दर का अंतर भी बड़ा होता है। पिघले प्रवाह की दूरी के नजरिए से, गेट से दूर वाले हिस्से का दबाव नुकसान बड़ा है, इसलिए वहां सिकुड़न दर भी गेट के करीब वाले हिस्से की तुलना में बड़ी है। चूँकि पसलियों, छिद्रों, बॉसों और नक्काशी जैसी आकृतियों में सिकुड़न प्रतिरोध होता है, इसलिए इन भागों की सिकुड़न दर छोटी होती है।

साँचे की संरचना

गेट का आकार सिकुड़न दर को भी प्रभावित करता है। जब एक छोटे गेट का उपयोग किया जाता है, तो प्लास्टिक भाग की सिकुड़न दर बढ़ जाती है क्योंकि दबाव धारण समाप्त होने से पहले गेट जम जाता है। इंजेक्शन मोल्ड में कूलिंग सर्किट संरचना भी मोल्ड डिजाइन में एक कुंजी है। यदि कूलिंग सर्किट ठीक से डिज़ाइन नहीं किया गया है, तो प्लास्टिक के हिस्से के असमान तापमान के कारण सिकुड़न में अंतर आएगा, जिसके परिणामस्वरूप प्लास्टिक के हिस्से का आकार सहनशीलता से बाहर हो जाएगा या विकृत हो जाएगा। पतली दीवार वाले हिस्सों में, सिकुड़न पर मोल्ड तापमान वितरण का प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।

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ढलाई की स्थितियाँ

बैरल तापमान: जब बैरल तापमान (प्लास्टिक तापमान) अधिक होता है, तो दबाव संचरण बेहतर होता है और संकोचन बल कम हो जाता है। हालाँकि, जब एक छोटे गेट का उपयोग किया जाता है, तो सिकुड़न अभी भी बड़ी होती है क्योंकि गेट जल्दी जम जाता है। मोटी दीवार वाले प्लास्टिक भागों के लिए, भले ही बैरल का तापमान अधिक हो, सिकुड़न अभी भी बड़ी है।

फीडिंग: मोल्डिंग स्थितियों में, प्लास्टिक भाग के आकार को स्थिर रखने के लिए फीडिंग को कम करने का प्रयास करें। हालाँकि, अपर्याप्त भोजन दबाव बनाए रखने में सक्षम नहीं होगा, जिससे सिकुड़न भी बढ़ जाएगी।

इंजेक्शन दबाव: इंजेक्शन दबाव एक ऐसा कारक है जिसका सिकुड़न पर अधिक प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से भरने के बाद होल्डिंग दबाव पर। सामान्य तौर पर, जब दबाव अधिक होता है, तो सामग्री के उच्च घनत्व के कारण सिकुड़न छोटी होती है।

इंजेक्शन की गति: इंजेक्शन की गति का सिकुड़न पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। हालाँकि, पतली दीवार वाले प्लास्टिक भागों या बहुत छोटे गेटों के लिए, और जब प्रबलित सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो इंजेक्शन की गति बढ़ने पर संकोचन छोटा होता है।

मोल्ड तापमान: आम तौर पर, जब मोल्ड का तापमान अधिक होता है तो सिकुड़न अधिक होती है। हालाँकि, पतली दीवार वाले प्लास्टिक भागों के लिए, मोल्ड का तापमान जितना अधिक होगा, पिघल का प्रवाह प्रतिरोध उतना ही कम होगा, और सिकुड़न दर उतनी ही कम होगी।

मोल्डिंग चक्र: मोल्डिंग चक्र और सिकुड़न दर के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब मोल्डिंग चक्र तेज हो जाता है, तो मोल्ड तापमान, पिघल तापमान आदि अनिवार्य रूप से बदल जाएगा, जो संकोचन दर के परिवर्तन को भी प्रभावित करेगा। सामग्री का परीक्षण करते समय, आवश्यक आउटपुट द्वारा निर्धारित मोल्डिंग चक्र के अनुसार मोल्डिंग की जानी चाहिए, और प्लास्टिक भागों के आकार का निरीक्षण किया जाना चाहिए। प्लास्टिक सिकुड़न दर का परीक्षण करने के लिए इस साँचे का उपयोग करने का एक उदाहरण निम्नलिखित है। इंजेक्शन मशीन: क्लैंपिंग बल 70t स्क्रू व्यास Φ35mm स्क्रू गति 80rpm मोल्डिंग की स्थिति: अधिकतम इंजेक्शन दबाव 178MPa बैरल तापमान 230 (225-230-220-210) डिग्री 240 (235-240-230-220) डिग्री 250 (245-250-240-230) डिग्री 260 (225-260-250-240) डिग्री इंजेक्शन गति 57सेमी3/सेकेंड इंजेक्शन समय 0.44-0.52 सेकेंड होल्डिंग समय 6.0 सेकेंड ठंडा करने का समय 15.0 सेकेंड

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मोल्ड का आकार और विनिर्माण सहनशीलता

डी{{0}एम(1+एस) सूत्र के माध्यम से मूल आकार की गणना करने के अलावा, मोल्ड गुहा और कोर के प्रसंस्करण आकार में भी प्रसंस्करण सहनशीलता की समस्या होती है। परंपरा के अनुसार, मोल्ड की प्रसंस्करण सहनशीलता प्लास्टिक भाग की सहनशीलता का 1/3 है। हालाँकि, प्लास्टिक की सिकुड़न सीमा और स्थिरता में अंतर के कारण, विभिन्न प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता को पहले तर्कसंगत रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए। अर्थात्, बड़ी सिकुड़न सीमा या खराब सिकुड़न स्थिरता वाले प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता बड़ी होनी चाहिए। अन्यथा, अत्यधिक आयाम वाले बड़ी संख्या में अपशिष्ट उत्पाद सामने आ सकते हैं। इस कारण से, देशों ने प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता के लिए विशेष रूप से राष्ट्रीय मानक या उद्योग मानक तैयार किए हैं। चीन ने मंत्रिस्तरीय पेशेवर मानक भी तैयार किए हैं। हालाँकि, उनमें से अधिकांश में मोल्ड गुहाओं के लिए संबंधित आयामी सहनशीलता नहीं होती है। जर्मन राष्ट्रीय मानक विशेष रूप से प्लास्टिक भागों की आयामी सहिष्णुता के लिए DIN16901 मानक और मोल्ड गुहाओं की आयामी सहिष्णुता के लिए संबंधित DIN16749 मानक तैयार करता है। इस मानक का दुनिया में बहुत प्रभाव है और इसे प्लास्टिक मोल्ड उद्योग के लिए एक संदर्भ के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। मोल्ड पीपल मैगज़ीन वीचैट, उद्योग में पहली!

प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता और स्वीकार्य विचलन के बारे में

विभिन्न संकोचन विशेषताओं वाली सामग्रियों द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता को उचित रूप से निर्धारित करने के लिए, मानक मोल्डिंग संकोचन अंतर △VS की अवधारणा का परिचय देता है।

△VS＝VSR_VST(4)

कहां: वीएस-मोल्डिंग संकोचन अंतर वीएसआर-पिघल प्रवाह की दिशा में मोल्डिंग संकोचन दर वीएसटी-पिघलते प्रवाह की लंबवत दिशा में मोल्डिंग संकोचन दर।

प्लास्टिक के △VS मान के अनुसार, विभिन्न प्लास्टिक की सिकुड़न विशेषताओं को 4 समूहों में विभाजित किया गया है। सबसे छोटे △VS मान वाला समूह उच्च परिशुद्धता समूह है, और इसी तरह, सबसे बड़े △VS मान वाला समूह निम्न परिशुद्धता समूह है। बुनियादी आयामों, सटीक प्रौद्योगिकी के अनुसार, 110, 120, 130, 140, 150 और 160 सहिष्णुता समूह संकलित किए गए हैं। यह भी निर्धारित किया गया है कि सबसे स्थिर संकोचन विशेषताओं वाले प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता को समूह 110, 120 और 130 से चुना जा सकता है।

मध्यम स्थिर संकोचन विशेषताओं वाले प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता को समूह 120, 130 और 140 से चुना जाता है। यदि इस प्रकार के प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता को समूह 110 से चुना जाता है, तो बड़ी संख्या में सहनशीलता आयामों में से 4% से बाहर के प्लास्टिक भागों का उत्पादन किया जा सकता है। खराब सिकुड़न विशेषताओं वाले प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता 130, 140 और 150 समूह हैं।

सबसे खराब सिकुड़न विशेषताओं वाले प्लास्टिक द्वारा निर्मित प्लास्टिक भागों की आयामी सहनशीलता 140, 150 और 160 समूह हैं। इस सहनशीलता तालिका का उपयोग करते समय आपको निम्नलिखित बातों पर भी ध्यान देना चाहिए। तालिका में सामान्य सहनशीलता का उपयोग आयामी सहनशीलता के लिए किया जाता है जो सहनशीलता को इंगित नहीं करता है।

प्लास्टिक भाग के आयामों के लिए सहनशीलता बैंड को चिह्नित करने के लिए प्रत्यक्ष विचलन वाली सहनशीलता का उपयोग किया जाता है। ऊपरी और निचले विचलन डिजाइनर द्वारा निर्धारित किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि सहिष्णुता बैंड 0.8 मिमी है, तो निम्नलिखित ऊपरी और निचले विचलन का चयन किया जा सकता है . 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5, आदि। प्रत्येक सहिष्णुता समूह में सहिष्णुता मूल्यों के दो समूह हैं, ए और बी। उनमें से, ए मोल्ड भागों के संयोजन से बना आकार है, जो मोल्ड भागों के जोड़ में जकड़न की कमी के कारण होने वाली त्रुटि को बढ़ाता है।

यह अतिरिक्त मान 0.2 मिमी है। उनमें से, बी सीधे मोल्ड भागों द्वारा निर्धारित आकार है। परिशुद्धता प्रौद्योगिकी उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं वाले प्लास्टिक भागों के लिए विशेष रूप से स्थापित सहिष्णुता मूल्यों का एक सेट है। प्लास्टिक पार्ट टॉलरेंस का उपयोग करने से पहले, आपको पहले यह जानना होगा कि उपयोग किए गए प्लास्टिक पर कौन से टॉलरेंस समूह लागू होते हैं।