تُشكّل أنظمة طرد القوالب بالحقن ما بين 15% و25% من تكلفة تصنيع القوالب، وهي السبب الأكثر شيوعًا لتوقف الإنتاج بعد مشاكل التبريد. يؤدي سوء تصميم نظام الطرد إلى عيوب تجميلية (مثل علامات دبابيس الطرد، أو تلطخ السطح)، أو تشوه في الأبعاد، أو حتى التصاق القطعة. يتناول هذا الدليل المعايير الهندسية لتصميم نظام الطرد: حجم الدبابيس، وكثافة التخطيط، وحساب القوة، وطرق الطرد البديلة.
حساب قوة القذف
تعتمد قوة الإخراج على ثلاثة عوامل: قوة الانكماش (حيث ينكمش الجزء على القلب أثناء التبريد)، والاحتكاك السطحي بين البوليمر وفولاذ القالب، وزاوية السحب للتجويف. المعادلة الأساسية هي: F_eject = P_shrink × A_contact × (μ × cos(α) – sin(α)) / (1 – μ × tan(α))، حيث P_shrink هو ضغط الانكماش (3-7 ميجا باسكال للبولي بروبيلين/البولي إيثيلين غير المملوء، و5-15 ميجا باسكال للبوليمرات شبه البلورية مثل بولي أوكسي ميثيلين أو بولي أميد)، وA_contact هي مساحة التلامس، وμ هو معامل الاحتكاك (0.3-0.5 للتلامس الجاف بين الفولاذ والبوليمر)، وα هي زاوية السحب بالدرجات.
| البوليمر | معدل الانكماش (٪) | ضغط الانكماش النموذجي (ميجا باسكال) | زاوية السحب الدنيا (درجة) |
|---|---|---|---|
| PP (غير مملوء) | 1.5-2.5 | 3-5 | 0.5-1.0 |
| عضلات المعده | 0.4-0.7 | 4-6 | 0.5-1.0 |
| PA66 (غير مكتمل) | 1.5-2.0 | 5-10 | 1.0-2.0 |
| POM | 1.8-2.5 | 8-15 | 1.0-2.0 |
| PC | 0.5-0.7 | 5-8 | 0.5-1.5 |
| PBT + 30٪ GF | 0.3-0.8 | 6-10 | 1.0-2.0 |
بالنسبة لقالب بارتفاع 100 مم ومقطع عرضي 50 مم × 50 مم وزاوية ميل 1 درجة، باستخدام مادة البولي بروبيلين، تبلغ قوة الطرد حوالي 3-5 كيلو نيوتن. يجب أن تكون قوة طرد الآلة الإجمالية 2-3 أضعاف قوة الطرد المحسوبة لمراعاة الانكماش غير المتساوي وتآكل القالب خلال عملية الإنتاج.
تحديد حجم وتصميم دبوس الطرد
يتراوح قطر دبابيس الطرد القياسية بين 1 مم و25 مم. القاعدة العامة: استخدم أكبر قطر يناسب المساحة المتاحة. يجب ألا يقل سمك جدار الدبوس (المادة بين القطر الخارجي للدبوس وسطح القلب) عن 3-5 مم للدبابيس التي يقل قطرها عن 6 مم، و5-8 مم للدبابيس الأكبر. يجب ألا تتجاوز المسافة بين الدبابيس 40-60 مم في المناطق المسطحة. يجب وضع كل دبوس على بُعد 10-15 مم من أي ضلع أو نتوء أو جدار جانبي لمنع انحراف القطعة موضعيًا.
يجب أن تتراوح مساحة المقطع العرضي الإجمالية لجميع دبابيس الطرد بين 1% و3% من مساحة الجزء المسقط. بالنسبة لجزء بمساحة مسقطة تبلغ 0.1 متر مربع، استخدم مساحة مقطع عرضي إجمالية للدبابيس تتراوح بين 10 و30 سم مربع. هذا يمنع الدبابيس من اختراق الجزء أو إحداث انبعاجات سطحية مرئية.
معرض الصور
طرق طرد بديلة
يُفضّل استخدام أكمام الطرد عند طرد الأجزاء حول دبوس مركزي ثابت (مثل النتوءات الأسطوانية). يجب أن يكون القطر الداخلي للكم أكبر بمقدار 0.1-0.3 مم من القطر الخارجي للدبوس. توفر ألواح التجريد طردًا أكثر انتظامًا للأجزاء ذات الجدران الرقيقة أو الأجزاء ذات مساحة السطح المسطحة الكبيرة. فهي توزع قوة الطرد على كامل حافة الجزء، مما يزيل آثار الدبوس تمامًا. يجب ألا يقل سمك لوح التجريد عن 20-30 مم للقوالب التي يقل عرضها عن 400 مم، و30-50 مم للقوالب الأكبر حجمًا.
رافعات ومنزلقات مزودة بفتحات مدمجة لمقبض الإخراج. بالنسبة للرافعة، يجب أن تتراوح الزاوية بين 5 و15 درجة، وأن يكون عرض جسم الرافعة 10 مم على الأقل. تُستخدم أسطوانات الإخراج الهيدروليكية عندما تكون قوة قاذف الآلة غير كافية أو عند الحاجة إلى تسلسل إخراج مؤجل. القطر الداخلي النموذجي للأسطوانة الهيدروليكية: 32-63 مم عند ضغط تشغيل 10-15 ميجا باسكال.
الأسئلة الشائعة
كم عدد دبابيس الطرد التي يحتاجها القالب النموذجي؟
إرشادات عامة: دبوس طرد واحد لكل 25-40 سم² من المساحة الظاهرة للأجزاء المسطحة، ودبوس واحد لكل 10-15 سم² للأجزاء ذات الأضلاع العميقة. تحتاج لوحة مسطحة بمقاس 300 × 200 مم (600 سم²) إلى 15-24 دبوسًا. ضع الدبابيس بالقرب من الأضلاع والنتوءات والجدران الجانبية أولًا.
ما الذي يتسبب في انكسار دبابيس الطرد أثناء الإنتاج؟
يحدث كسر الدبابيس في أغلب الأحيان بسبب زاوية سحب غير كافية، أو عدم محاذاة الدبوس مع لوحة الإخراج، أو صغر حجم الدبابيس مقارنةً بقوة الإخراج المطلوبة. وتكون الدبابيس التي يقل قطرها عن 3 مم أكثر عرضةً للانحناء. لذا، يُنصح بزيادة قطر الدبوس أو إضافة المزيد من الدبابيس لتوزيع القوة.
ما هو الخلوص القياسي لدبوس الطرد؟
الخلوص القياسي بين دبوس الطرد وفتحة الدبوس هو H7/f7 (0.01-0.04 مم لدبوس 6 مم، و0.02-0.06 مم لدبوس 16 مم). يُشدّ إلى H7/g6 في تطبيقات الضغط العالي داخل التجويف لمنع حدوث نتوءات حول الدبوس.
متى يجب استخدام لوحة التعرية بدلاً من دبابيس الطرد؟
استخدم لوحة التجريد في الحالات التالية: (1) عندما يكون الجزء رقيق الجدران (أقل من 1.5 مم) وقد تثقبه الدبابيس، (2) عندما يكون للجزء سطح مستوٍ كبير حيث تكون آثار الدبابيس غير مقبولة من الناحية الجمالية، أو (3) عندما يكون للقلب سحب عميق يُؤدي إلى انكماش قوي. كما تمنع لوحات التجريد تشوه الجزء أثناء الإخراج.
راجع دليل تصميم قوالب الحقن ودليل استكشاف أخطاء القوالب وإصلاحها . المعايير الصناعية: تصنيف قوالب SPI ومعايير دبابيس طرد DME .