sino

پروسه تزریق پلاستیک

 

 

شيوه ی تزريق پلاستيک يکی از مهمترين و پرکاربردترين روشهای شکل دهی پلاستيـک وتـــوليدمحصـــولات  پلاستيکی در صنايــع محســوب می شود. در اين روش مــاده  اوليــه کــه يکی از انـــواع تــرموپلاستها  می باشد، طی عمليات خاصی به داخل کويتيهای ( Cavity ) قالب رانده شده و پس از خنک کاری از قالب بيـرون می آيند. اين روش بيشتر در پروسه های توليد انبوه

 

(Mass – Production   ) و مدل سازی ( Prototyping ) مورد استفاده قرار می گيرد . تزريق پلاستيک نسبتا شيوه جديدی در توليد محصولات به حساب می آيد. اولين دستگاه تزريق پلاستيک در سال 1930 ميلادی ساخته شد و کم کم در اختيار صنايع قرار گرفت . در ادامه 6 مرحله از يک پروسه تزريق پلاستيک معرفی و بررسی می شود :

 

·        Clamping :

 

يک ماشين تزريق از سه قسمت اصلی تشکيل شده است . قالب ، Clamping   و فاز تزريق .  Clamping قسمتی از دستگاه را شامل می شود که که در حين پروسه تزريق فالب را بسته نگه می دارد و پس از آن باز مي کند  اساسا قالبها از دو نيمه تشکيل می شوند که در هنگام تزريق بايد توسط اين بخش در کنار هم فيکس شوند .

 

·          Injection( تزريق ) :

 

در فاز  تزريق مواد پلاستيک که معمولا به فرم گرانول ( دانه دانه ) می باشند ، وارد قيفی در قسمت بالايی دستگاه می شوند و از آنجا وارد سيلندری می شوند که توسط هيترهايی احاطه شده است . گرانولها پس از حرارت دیدن به حالت مذاب يا رزين در می آيند . در داخل سيلندر مواد به وسيله مارپيچی زير و رو می شوند . با چرخش  مارپيچ مواد نيز به سمت جلو رانده می شوند . و هنگامی که ماده کافی در قسمت جلويی مارپيچ ذخيره شد ، عمليات تزريق توسط نازل صورت می گيرد . و مواد مذاب به داخل راهگاه قالب رانده می شوند . سرعت و ميزان فشار وارده به ميزان چرخش مارپيچ  و نيز قطر نازل بستگی دارد . در برخی از ماشينهای تزريق پلاستيک به جای مارپيچ از يک پيستون منگنه ای استفاده می شود .

 

 

 

·        Dwelling :

 

فاز Dwelling  شامل يک مکث در پروسه تزريق می شود تا هم مذاب در داخل کويتيها به صورت کامل پر شود و هم گازهای ايجاد شده از محفظه های تعبيه شده خارج شوند .

 

·        Cooling ( خنک کاری ) :

 

در اين مرحله مذاب خنک می شود تا به حالت جامد در آمده و قابليت خروج از قالب را پيدا کند . در غير اين صورت احتمال تغيير شکل محصول زياد می باشد .

 

·        Mold Opening ( بازشدن قالب ) :

 

در اين قسمت بخش Clamping  از هم باز می شود تا دو نيمه قالبها نيز از هم باز شوند و آماده بيرون اندازی شوند .

 

·        Ejection  ( بيرون اندازی ) :

 

چند ميله به همراه يک صفحه عمليات خروج قطعه از قالب را انجام می دهند . رانرها و راهگاههای قطعه کار که به صورت غير استفاده و زايد می باشند از قطعه جدا و تميزسازی می شوند تا مجددا برای ذوب شدن آماده شوند .

 

Injection Molding

 

امتيازات شيوه تزريق پلاستيک :

 

1-     سرعت بالای توليد

 

2-     تنوع وسيع مواد مورد استفاده در اين روش

 

3-     صرفه جويی در نيروی انسانی

 

4-     کمترين ميزان اتلاف مواد

 

5-     کاهش عمليات بعد از تزريق در توليد محصول

 

محدوديت های شيوه تزريق پلاستيک :

 

1-     هزينه های بالای تجهيزات و دستگاهها

 

2-     بالا بودن هزينه های توليد و انجام پروسه

 

3-     طراحی بعضی قسمتهای دستگاه بر حسب قالب مورد استفاده

 

 Injection Molding

 

 

 

منبع:

 

persianengineer.blogfa.com

روش طراحی قالبهای فورج با کامپیوتر (cad-cam

طراحي قالبهاي فورج با استفاده از نرم افزارها و كامپيوتر ، صنعت قالبسازي را دچار تحولهاي جديدي نموده است و استفاده از كاربردهاي تكنولوژيكي اين پروسه يكي از كوتاهترين و با صرفه ترين روشهاي طراحي قطعات صنعتي و قالبهاي صنعتي مي باشد.

 

در طول دهه گذشته از كامپيوترها به شكل گسترده اي براي كارهاي پتك كاري و طراحي قالبهاي فورجينگ استفاده شده است.

 

پيشرفتهاي اوليه در عمليات تراشكاري كنترل شده عددي يا NC در ساخت قالبهاي پتك كاري ( فورجينگ ) متمركز شده است . در اواسط دهه 1970 نقشه كشي به كمك كامپيوتر و تراشكاري NC براي پتك كاري قطعات صنعتي مانند تيغه هاي توربين معرفي شد . در اوايل دهه 1980 در كشورهاي پيشرفته صنعتي بعضي كمپاني ها استفاده از سيستمهاي CAD-CAM كه به طور معمول براي طراحي مكانيكي نقشه كشي و تراشكاري NC از آن استفاده مي نمودند را براي طراحي و ساخت قالبهاي فورج به صورت بهينه تكنولوژيكي مورد استفاده قرار دادند .

 

سيستمهاي CAD-CAM از نظر عمليات تجاري و قابل دسترس بودن و كيفيت هاي بروز داده داراي جنبه هاي اقتصادي مفيد ميباشند .

 

1- CAD-CAM تشكيل شده از يك ميكروكامپيوتر يا ميني كامپيوتر يك ترمينال نمايش گرافيكي ، يك صفحه كليد و يك پردازشگر رقمي با قسمت مربوط به ورود اطلاعات و يك ماشين اتوماتيك نقشه كشي و سخت افزاري براي ذخيره اطلاعات و نوار NC پانچ يا فلاپي ديسك است از نظر پيشرفتهاي علمي و تكنولوژيكي جديد اين سيستمها مي توانند در سطوح مختلف اتوماسيون مفيد واقع شوند و قادر هستند عمليات پتك كاري (فورجينگ) را به صورت سه بعدي نمايش داده و امكان زوم كردن و ودوران نمايشي هندسي عمليات فورج را بر روي صفحه ترمينال گرافيكي به منظور بررسي دقيق مهندسي فراهم سازند اين سيستمها ميتوانند عمليات پتك كاري داده شده را از هم مجاز كنند يعني مقاطع عرضي پتك كاري مورد نظر را تشريح ،ترسيم و نمايش دهند كه آن كار براي تحليل فشارهاي قالب و جريان فلز صورت ميگيرد .بنابراين براي سهولت تاثير متقابل بين طراح و سيستم كامپيوتري ميتوان نتايج را نمايش داد و محاسبات مهندسي را روي آنها انجام داد و تغييرات اعمال شده در طراحي قالب ميتواند به سهولت انجام گرفته و در صورت لزوم طرحهاي جديدتر جايگزين آن شود و مورد بررسي و تحليل قرار گيرد .

 

امروزه در كشورهاي صنعتي پيشرفته اين امر بعنوان يك اصل بسيار مهم و با بكار گيري جديدترين متدهاي علمي و كامپيوترها انجام ميگيرد .مزيت نهايي طراحي قالبهاي فورج به كمك كامپيوتر وقتي معلوم ميشود كه نرم افزار كامپيوتري به صورت ارزان و دقيق در دسترس مهندسين و طراحان باشد و بتوانند براي شبيه سازي جريان فلزي در طول عمليات پتك كاري فورجينگ مورد استفاده قرار گيرد . در اين مورد آزمايشات عمليات ماشينكاري و اهنگري ميتواند به شكل شبيه سازي نهايي ، پتك كاري بر روي كامپيوتر انجام شود كه ناشي از طرح بلوكر فرضي يا انتخابي باشد و نتايج ميتواند روي ترمينال گرافيكي نمايش داده شود اگر طرح شبيه سازي به اين نكته اشاره كند كه طرح بلوكر انتخاب شده قالب فينيشر را پر نميكند يا مقدار زيادي از مواد هدر ميرود يك طرح بلوكر جديد انتخاب ميشود و شبيه سازي كامپيوتري و آزمايشها مجدداٌ تكرار ميشود تا به نتايج مثبت برسد . نكته مهمي كه حائز اهميت ميباشد اين است كه اين پروسه شبيه سازي و طراحي به كمك كامپيوتر تعداد دفعات آزمايشهاي پرهزينه و گران قيمت قالبهاي فورج را كه بايد انجام گيرد كاهش ميدهد كه اين مسئله بايد مورد توجه مهندسين و طراحان قالب قرار گيرد .

 

از سيستمهاي CAD در طراحي قالبهاي فروج استفاده بهينه ميشود . سيستم كلي CAD-CAM از يك كامپيوتر با كاربردهاي پردازشي و ذخيره اي و بازيابي تصويري شكلهاي گرافيكي بوجود آمده است كه براي اپراتورسيستم امكان انجام عمليات طراحي قالب با كامپيوتر را فراهم مي كند .

 

كاربردهاي تكنولوژيكي سيستمهاي CAD-CAM به سه گروه اصلي طبقه بندي ميشوند كه عبارتند از :

 

1- انجام طراحي قطعات صنعتي و قالبهاي صنعتي و ماشين آلات و غيره .

 

2- انجام محاسبات و تجزيه و تحليل

 

3- توليد

 

استفاده از سيستمهاي CAD-CAM در طراحي و ساخت قالبهاي فورج مزاياي فراواني بدنبال داردو از كامپيوتر ميتوان براي تجزيه و تحليل عوامل شكست در قالبهاي فورج استفاده كرد يا در طراحي قالب با استفاده از قابليتهاي كامپيوتري ميتوان براحتي فرمهاي نرو مادگي در بلوكهاي قالب فورج را طراحي كرد و در هم جفت نمود و حتي اين كار را با تلرانسهاي بسيار كم انجام داد و قطعات نروماده قالب را در هم درگير كرد .تلرانسهاي لازم را به انها داد و كل قالب را مورد بررسي و تحليل قرار داد و يا در مواردي كه در قالب دو قطعه بايد دقيقاٌ با هم ميزان و جفت شوند ، كامپيوتر ميتوانداين كار را به اساني انجام دهد و ابعاد دقيق را مشخص كند و با دادن برنامه به ماشين ابزار CNC يا NC عمليات ماشينكاري دقيق قالب انجام ميگيرد .

 

در طراحي و ساخت مدلهاي الكترود اسپارك براي عمليات اسپارك اورژن قالبهاي فورج ميتوان از كامپيوتر نهايت استفاده را كرد و مدلهاي مسي با فرمهاي فوق العاده پيچيده و شكلهاي غير هندسي را طراحي كرد و ابعاد آن را مشخص نمود و با استفاده از عمليان ماشينكاري NC يا CNC مدلهاي الكترود اسپارك را ماشينكاري كرد .

 

از سيستمهاي پيشرفته مجتمع CAD-CAM ميتوان براي كنترل و برنامه ريزي هاي وسيعتر در پروسه طراحي و توليد صنعتي استفاده كرد كه باعث افزايش كيفيت محصولات توليدي و تيراژ بالا در توليد انبوه و برنامه ريزي هاي اقتصادي در توليد مي شود.

 

منبع : cncmachinetools.blogfa.com

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی

مقدمه :

 

امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد كه مدیران و مسئولان صنایع در این كشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند.  بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller)  هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.

قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا...) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، ... ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.

 

مفهوم كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC :

 

در سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی كنترل بر عهده PLC است كه با گرفتن اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس كرده و نسبت به آن پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم می‌كند. امكان تعریف مدهای مختلف برای ترمینالهای ورودی/خروجی یك PLC، این امكان را فراهم كرده تا بتوان PLC را مستقیما به المانهای دیگر وصل كرد. علاوه بر این PLC شامل یك واحد پردازشگر مركزی( CPU) نیز هست، كه برنامه كنترلی مورد نظر را اجرا می‌كند. این كنترلر آنقدر قدرتمند است كه می‌تواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ كانتر را كنترل نماید. همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی، از سیستم كنترل ماشین‌هایی با چند I/O كه كار ساده‌ای مثل تكرار یك سیكل كاری كوچك انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مكان‌یابی را كنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید.

 

 

زمان پاسخ‌گویی  Scan Time :

 

این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه كاربر دارد. از یك میكرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی كه I/O از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسكن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور كردن برنامه كنترلی اغلب به زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPU كنترلر مجبور است وضعیت كنتاكتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و... را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.

 

قطعات ورودی :

 

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی، اتوماتیك و حس‌گرهای خودكار می‌باشد. قطعات ورودي نظیر شستی‌های استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میكرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالكتریك، proximity ،  level sensor ، ترموكوپل، PT100 و...  PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم، تست كردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌كند.

سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، كه در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

 

قطعات خروجی :

 

همانطوری كه می‌دانید یك سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و ... كامل نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملكرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه كنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد.

 

 

نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی :

 

در یك سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم كنترلی عمل می‌كند. هنگام اجرای یك برنامه كنترلی كه در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم را بررسی می‌كند. این كار را با گرفتن فیدبك از قطعات ورودی و سنسورها انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه كنترلی خود منتقل می‌كند و نسبت به آن در مورد نحوه عملكرد ماشین تصمیم‌گیری می‌كند و در نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌كند.

 

 

مقایسه تابلوهای كنترل معمولی با تابلوهای  كنترلی مبتنی بر PLC :

 

امروزه تابلوهای كنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی كمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا كه معایب زیادی دارند. از آنجا كه این نوع تابلوها با رله‌های الكترو‌مكانیكی كنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌كنند، سیم‌كشی تابلو كار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌كند. در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشكل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز كردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود كه این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.

با بوجود آمدن PLC، مفهوم كنترل و طراحی سیستم‌های كنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت كرده است و استفاده از این كنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. كه به برخی از این موارد در زیر اشاره كرده‌ایم. كه با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های كنترلی پی برد:

سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا 80٪ كاهش می‌یابد.

از آنجاییكه PLC توان بسیار كمی مصرف می‌كند، توان مصرفی بشدت كاهش پیدا خواهد كرد.

توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌كند.

برعكس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های كنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه كنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این كار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندكی صرف انجام اینكار خواهد شد.

در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات كمكی از قبیل رله ، كانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و... بسیار كمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی،  پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری كاسته شود.

از آنجاییكه سرعت عملكرد و پاسخ‌دهی  PLC در حدود میكرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است،  لذا زمان لازم برای انجام هر سیكل كاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.

ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.

وقتی توابع كنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین كردن PLC بسیار كم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

 

منبع : mojrooz.mihanblog.com