درک قالبهای خانوادگی در قالبگیری تزریقی
قالبهای خانوادگی در قالبگیری تزریقی نوعی منحصربهفرد از قالب هستند که امکان قرارگیری و قالبگیری قطعات مختلف درون یک ابزار واحد را فراهم میکنند. در اصل، حفرههایی برای قطعات گوناگون درون یک قالب واحد ایجاد میشوند، که امکان تولید همزمان چندین قطعه در یک چرخه قالبگیری تزریقی را فراهم میکند. این روش عمدتاً برای کاهش تعداد قالبهای مورد نیاز و در نتیجه کاهش هزینههای کلی به کار میرود.
مزایای استفاده از قالبهای خانوادگی در قالبگیری تزریقی
قالبهای خانوادگی در قالبگیری تزریقی میتوانند ابزاری کارآمد در صورت استفاده صحیح باشند. آنها تولید چندین قطعه مختلف را درون یک قالب واحد یکپارچه میکنند و مزایای متعددی ارائه میدهند. در ادامه مزایای کلیدی استفاده از قالبهای خانوادگی آورده شده است:
1. صرفهجویی در هزینههای قالب: قرار دادن قطعات مختلف در یک قالب واحد به طور قابل توجهی تعداد قالبهای مورد نیاز را کاهش میدهد. هر قالب مستقل معمولاً به پایه قالب و لوازم جانبی خود نیاز دارد، اما استفاده از قالب خانوادگی میتواند حدود 20 تا 60 درصد از این هزینهها را صرفهجویی کند.
این موضوع به ویژه برای قطعاتی که نیاز به دروازههای جانبی دارند صادق است، جایی که قالب تکحفره ممکن است نیاز به راهگاه بلندتری داشته باشد که هزینهها را افزایش میدهد. قالب خانوادهای 1+1 حفره میتواند راهگاه را کوتاهتر کند و به طور مؤثری هزینهها را کاهش دهد.
علاوه بر این، هنگامی که چندین قطعه دارای اشکال و اندازههای مشابه هستند، مانند دکمههای روی کلید خودرو، تولید آنها با قالب خانوادهای میتواند منجر به صرفهجویی قابل توجهی در هزینه شود.
2. ایدهآل برای تولید دستههای کوچک: برای تولید در مقیاس کوچک، قالبهای خانوادگی نیاز به تعویض و تنظیم مکرر قالب را کاهش میدهند و در زمان و هزینه صرفهجویی میکنند. این امر آنها را به گزینهای ایدهآل برای تولید در مقیاس کوچک یا نمونهسازی تبدیل میکند.
3. کاهش هزینههای بازوی رباتیک: در خطوط تولیدی که از بازوهای رباتیک برای برداشتن قطعات استفاده میشود، به کارگیری قالب خانوادگی به معنای نیاز به تنها یک مجموعه بازوی رباتیک است. این نه تنها هزینههای طراحی و تولید مکرر را کاهش میدهد، بلکه فرآیند تولید را نیز ساده میکند.
حتی اگر برخی محصولات نیاز به دو یا چند قالب خانوادهای داشته باشند، استفاده از دو مجموعه بازوی رباتیک، در مقابل طراحی یک مجموعه برای هر قالب جداگانه، همچنان در هزینههای طراحی و نگهداری صرفهجویی میکند.
در خلاصه، قالبهای خانوادهای یک راهحل تولید مقرونبهصرفه و انعطافپذیر ارائه میدهند، به ویژه برای پروژههایی که نیاز به تولید قطعات متنوع دارند. با کاهش تعداد قالبها، سادهسازی فرآیند تولید و کاهش هزینههای بازوی رباتیک، آنها به طور مؤثری بهینهسازی کارایی تولید و کنترل هزینه را انجام میدهند.
محدودیتها و شرایط استفاده از قالبهای خانوادگی
در حالی که قالبهای خانوادهای در قالبگیری تزریقی برخی مزایا را ارائه میدهند، استفاده از آنها مشروط به شرایط و محدودیتهای خاصی است. این مسئله قرار دادن تصادفی قطعات مختلف در یک قالب نیست، همانطور که ممکن است کسی آزادانه ظروف را در یک رستوران انتخاب کند.
در واقعیت، استفاده از قالبهای خانوادهای باید به مجموعهای از شرایط سختگیرانه پایبند باشد. این شرایط برای اطمینان از یک فرآیند تولید روان و تضمین کیفیت محصولات نهایی ضروری هستند. درک و رعایت این محدودیتها برای استفاده مؤثر از قالبهای خانوادهای در تولید حیاتی است.
نیاز به شباهت محصولات درون قالبهای خانوادگی
هنگام تولید قطعات با استفاده از قالبهای خانوادگی در قالبگیری تزریقی، باید توجه ویژهای به شباهت در شکل، اندازه، و ضخامت دیواره قطعات داشت.
تأثیر بر کیفیت محصول:
در طول فرآیند قالبگیری تزریقی، سرعت، فشار و دمای قالبگیری تزریقی میتوانند بر ابعاد و کیفیت سطح محصولات تأثیر بگذارند. هر محصول یک پنجره شرایط بهینه قالبگیری تزریقی دارد، شامل یک محدوده ایدهآل و یک محدوده قابل قبول. با این حال، برای محصولات با اندازهها و ضخامت دیواره متفاوت، این پنجرههای شرایط ممکن است به طور قابل توجهی متفاوت باشند، گاهی بدون هیچ همپوشانی. این بدان معناست که ممکن است برای تولید در یک قالب خانوادهای مناسب نباشند. قالبهای خانوادهای ممکن است در شرایط زیر قابل استفاده نباشند:
- الف. دقت بسیار بالا در ابعاد محصول مورد نیاز است.
- ب. عیوب قالبگیری تزریقی احتمالاً رخ میدهند، مانند در قطعات شفاف یا محصولاتی که نقصهای سطحی نگرانکننده هستند.
تأثیر بر قالبهای تزریقی:
قالبها در فرآیند قالبگیری تزریقی نیاز به تحمل فشار قابل توجهی دارند. اگر تفاوت اندازه قابل توجهی بین محصولات در یک قالب خانوادهای وجود داشته باشد، قالب ممکن است تحت نیروهای خارج از مرکز ناهموار قرار گیرد. اگر این نیروهای نامتعادل به طور مکرر عمل کنند، میتوانند عمر قالب را کوتاه کنند.
در نتیجه، اگرچه قالبهای خانوادهای در قالبگیری تزریقی مزایای کارایی و صرفهجویی در هزینه را در فرآیند تولید ارائه میدهند، اما یکنواختی در اندازه، شکل و ضخامت دیواره محصولات باید در نظر گرفته شود. اگر این عوامل بیش از حد متفاوت باشند، میتوانند بر کیفیت محصولات و دوام قالب تأثیر بگذارند. بنابراین، هنگام انتخاب قالبهای خانوادهای، این عوامل باید به دقت ارزیابی شوند تا اطمینان حاصل شود که فرآیند تولید روان و کیفیت محصولات نهایی تضمین میشود.
محدودیتهای اضافی در استفاده از قالبهای خانوادگی
علاوه بر در نظر گرفتن یکنواختی اندازه و شکل محصولات، محدودیتهای دیگری نیز هنگام استفاده از قالبهای خانوادهای در قالبگیری تزریقی وجود دارد:
یکنواختی مواد و رنگ: تمام قطعات تولید شده در یک قالب خانوادگی باید از مواد و رنگهای یکسان استفاده کنند. این نیاز از آنجا ناشی میشود که همه قطعات به طور همزمان در یک چرخه قالبگیری تزریقی تولید میشوند و استفاده از مواد یا رنگهای مختلف برای هر قطعه غیرممکن است.
تطابق تعداد حفرهها با نیازهای قطعه: تعداد حفرههای هر قطعه در قالب (یعنی تعداد قطعات تولید شده در هر چرخه تزریق) باید با مقدار مورد نیاز در مونتاژ محصول نهایی مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، اگر مونتاژ یک محصول به 2 قطعه A، 1 قطعه B و 3 قطعه C نیاز داشته باشد، نسبت حفرههای قطعات A، B و C در قالب خانوادگی نیز باید 2:1:3 باشد.
کاهش محدودیتهای قالب خانوادگی در مرحله نمونهسازی
در مرحله نمونهسازی اولیه، این دو شرط میتوانند تسهیل شوند:
- در مرحله نمونهسازی، ممکن است قابل قبول باشد که برخی قطعات اضافی دور ریخته شوند. اگرچه این منجر به مقداری اتلاف مواد میشود، اما در مقایسه با صرفهجویی در هزینههای قالب قابل تحملتر است.
- روش دیگر مسدود کردن برخی از راهگاهها است که از تولید قطعات در این نقاط مسدود شده در فرآیند تزریق جلوگیری میکند. معمولاً این کار با استفاده از لحیمکاری مسی انجام میشود که در صورت نیاز بعداً قابل حذف است. این روش به طور مؤثر اتلاف مواد را کاهش میدهد (با عدم تولید قطعات غیرضروری) و عموماً در سناریوهایی استفاده میشود که مقدار کمی بیشتر قطعات تولید میشود.
نمونهای از قالب خانوادهای ۴×۴
این یک کاربرد موفق از یک قالب خانوادهای 4×4 است. محصول از چهار قطعه مختلف تشکیل شده است، با هر قطعه دارای چهار حفره. این بدان معناست که هر چرخه قالبگیری تزریقی میتواند 4×4=16 قطعه پلاستیکی تولید کند.
ماده مورد استفاده برای این محصولات ABS روشن است که به دلیل تحمل عیوب ظاهری شناخته شده است، بنابراین پنجره وسیعتری برای شرایط قالبگیری تزریقی ارائه میدهد که برای استفاده از قالبهای خانوادهای بسیار مفید است.
علیرغم تفاوتها در اندازه این چهار محصول، به ویژه دکمهها که بسیار کوچکتر از سایر اجزا هستند، ضخامت دیوارههای آنها کاملاً مشابه است. قابل توجه است که این قالب بیش از 150,000 شات بدون هیچ مشکلی عملاً کار کرده است.
همانطور که در ویدیو مشاهده میشود، این محصولات توسط مکندههای روی بازوهای رباتیک برداشته شده و سپس در ظروف مربوطه خود رها میشوند. این تنظیم امکان تولید مداوم را بدون نیاز به تعویض قالب فراهم میکند که به طور قابل توجهی در هزینههای نیروی کار صرفهجویی میکند. تنها چیزی که لازم است، بررسیهای منظم کیفیت محصول و عملکرد دستگاه است. این مثال به وضوح کارایی و مزایای صرفهجویی در هزینههای استفاده از قالبهای خانوادگی را نشان میدهد.
نتیجهگیری
در خلاصه، در حالی که قالبهای خانوادگی در تولید راحتیهای زیادی ارائه میدهند، محدودیتهای خاصی نیز دارند. درک این محدودیتها برای برنامهریزی بهتر فرآیند تولید، تضمین کارایی و حفظ کیفیت حیاتی است. در مرحله نمونهسازی، این محدودیتها میتوانند به طور مناسب کاهش یابند تا در هزینه و زمان صرفهجویی شود.
