فرایندهای شکل دهی گرمایی

Print Friendly, PDF & Email

فرایندهای شکل دهی گرمایی

فرایندهای متعددی برای شکل دهی گرمایی وجود دارد. در این بخش به فرایندهایی که بیشترین کاربرد را در صنعت پلاستیک دارند اشاره می گردد. این فرایندها شامل موارد زیر است:

  • شکل دهی فشاری
  • شکل دهی با ورق دوتایی
  • شکل دهی با خلاء
  • شکل دهی مکانیکی

 

  • شکل دهی فشاری (Pressure forming)

شکل دهی فشاری شامل ورود هوای متراکم و گرم تا فشار ۱۰۲۴ kpa از طریق یک محفظه فشار است که روی قالب بسته شده و قالب را در امتداد لبه های ماده حرارت دیده آببندی می کنند. سپس در اثر خلاء، ورق در تماس با دیواره های قاالب قرار می گیرد (شکل ۱ ). استفاده از این روش شکل دهی پر فشار، امکان تولید محصولاتی با اشکال کاملا مطلوب، با خطوط برجسته و با سرعت بالا را فراهم می آورد. در نتیجه شکل دهی فشاری برای تولید بدنه ماشین آلات اداری و تجهیزات پزشکی و سایر محفظه ها و قاب های با کیفیت ظاهری بالا بکار برده می شود.

محصولات شکل دهی فشاری به جزئیات ملایم تر و سطوح منقوش در قالب، تلرانس های بسته تر و توزیع بهتر مواد نیاز دارند. این نیازمندی ها به بالا رفتن هزینه قالب و پایین آمدن بازدهی منجر می شود.

شکل ۱: سمت چپ: گرمایش ورق، سمت راست: شکل دهی قطعه

 

  • شکل دهی با ورق دوتایی (Twin-sheet forming)

این فرایند شامل گرمایش دو ورق از ماده پلیمری تا دماهای شکل پذیری و در کفه های مجزا است. همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است، ورقه های گرم بین دو قالب قرار می گیرند و در حالی که بصورت همزمان در لبه های قالب به هم فشرده می شوند تا بین آنها اتصال برقرار شود، شکل می گیرند. استفاده از خلاء و یا فشار بالا در بین دو ورق، جزئیات مورد نظر را در قطعه ایجاد می کند.

شکل دهی با دو ورق گستره جدیدی را به شکل دهی گرمایی افزوده است. این روش قابلیت تولید اجزای ساختاری را فراهم می آورد و زمانی که با شکل دهی فشاری ترکیب می شود، مشابه قالبگیری تزریقی یا اسفنج های ساختاری، توانایی ساخت اجزایی با مشخصه های حلقوی و موجدار را پیدا می کند. محصولات توخالی که تنها با استفاده از قالبگیری دمشی، قالبگیری چرخشی یا با مونتاژ ثانویه اجزای منفرد قابل تولید هستند، با این روشد تولید می شوند.

بزرگترین مزیت این فرایند نسبت به قالبگیری دمشی، هزینه قالب است. هرچه محصولات بزرگتر باشند، میزان صرفه جویی در هزینه ها نسبت به قالبگیری دمشی بیشتر است. دراین روش زمان سفارش مورد نیاز قالب ها نسبت به قالبگیری دمش کوتاهتر است و لذا زمان مورد نیاز برای تولید محصول کاهش پیدا می کند.

شکل ۲: a- شکل دهی دو قطعه  b- دو کفه قالب بهم چسبیده و باعث جوش قطعه می شود. C- قطعه جوش خورده خارج می شود. d- قطعه کامل  است.

 

  • شکل دهی با خلاء (Vacuum forming)

شکل دهی با خلاء ابتدایی ترین فرم شکل دهی است. در این روش قطعه ای از ورق در داخل قاب محکم و ثابت می شود. سپس تا دمای نرم شدن حرارت داده می شود. سپس قالب بر روی ورق گرم و منعطف بسته می شود. ایجاد خلاء در زیر ورق نرم و اعمال فشاراتمسفر بر روی آن، موجب می شود که طرح قالب بر روی ورق نقش  بندد. شکل ۳-الف، شکل دهی با خلاء را با استفاده از قالب نر و شکل ۳-ب این روش را با استفاده از قالب مادگی نشان می دهد.

شکل ۳-الف

شکل ۳-ب

 

  • شکل دهی مکانیکی (Mechanical forming)

یک ورق حرارت دیده می تواند تحت کشش مکانیکی یا دستی، تحت شکل دهی قرار گیرد. دو حالت عمده در این روش، شکل دهی قالب همانندی و شکل دهی به کمک سنبه است.

همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است، در شکل دهی قالب همانندی یک ورق گرم بین دو قالب همانند تحت قالبگیری فشاری قرار می گیرد. محدودیت این روش، وابستگی آن به طرح و شکل بندی قالب و قابلیت های کشیدگی و جریان مواد است.با محدود کردن مناطق نوک تیز و برجسته در قالب و کاهشش نسبت کشش، میزان کشش ورق داغ گرمانرم تنها به خواص و ویژگی های خود بستگی خواهد داشت. اگر از این حدود تجاوز شود، ورق پاره و گسیخته می شود. قابلیت کشش هر ماده متفاوت است. یک ماده شکل داده شده به روش گرمایی مشابه با شکل دهی قالب همانندی، منبع مناسبی برای اطلاعاتی از این دست می باشد.

استفاده از سنبه که در شکل ۴ نشان داده شده است، از تکنیک هایی است که کاربرد گسترده ای دارد. سنبه کمک می کند تا ورق گرمانرم حرارت دیده و در داخل قالب مادگی جای داده شود. استفاده از سنبه، دستیابی به نسبت های عمق کشش بیش از ۱:۱ را میسر می کند. با بکارگیری برخی تکنیک های ویژه، نسبت های عمق کشش ۱:۵ تا ۱:۷ نیز قابل حصول است.

شکل ۴: شکل دهی به کمک سنبه با استفاده از قالب مادگی: در تصویر سمت چپ، ورق حرارت دیده بین قالب و سنبه قرار می گیرد. در تصویر سمت راست، با استفاده از سنبه نر، ورق به درون قالب پیش کشیده می شود. در این فرایند خلاء نیز به فرایند کمک می کند و سپس قطعه شکل گیری شده خارج می شود.

 

شکل دهی با تجهیزات مورد استفاده از سنبه نیز نمونه ای از شکل دهی قالب همانندی است. ساختار سنبه مشابه شکل دهی قالب مادگی است با این تفاوت که کوچک تر است (از ۰٫۷۵ تا ۰٫۸۷۵ اندازه قالب مادگی). استفاده از سنبه مشابه موجب بهبود توزیع مواد در قالب و استحکام بیشتر ضخامت دیواره و در نتیجه افزایش کارآیی محصول می گردد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

حاصل عدد زیر را وارد نمایید: * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.