درج قالب گیری: ادغام مؤلفه ها برای عملکرد پیشرفته

درج قالب نشان دهنده یک روش پیشرفته تولید است که در آن یک درج از پیش مهندسی—به طور معمول فلزی یا پلیمری—با دقت در یک حفره قالب قرار گرفته است. پس از آن ، مواد ترموپلاستیک مذاب تزریق می شود ، در حالی که خنک می شود و درج را محاصره می کند. این فرایند اجزای کامپوزیتی را به دست می آورد که به طور هم افزایی ویژگی های فیزیکی ذاتی درج را ادغام می کنند—مانند فلز’استحکام ، استحکام کششی و استقامت حرارتی—با قالب گیری ذاتی و مقاومت در برابر پلاستیک. برنامه های متداول شامل ترکیب ویژگی هایی مانند کارفرمایان رشته ای یا الکترودهای رسانا به طور مستقیم در هندسه قطعه است.

روش های قرار دادن:

دو روش اصلی برای قرار دادن درج در قالب وجود دارد:

• قرار دادن دستی:  این روش شامل اپراتورهایی است که درج ها را با دست قرار می دهند. در حالی که برای تولید کم حجم یا اجزای سازه های پیچیده امکان پذیر است ، به دلیل مداخله دستی مورد نیاز ، زمان چرخه قالب سازی کلی را به طور قابل توجهی گسترش می دهد.
• قرار دادن خودکار:  استفاده از سیستم های رباتیک یا فیدرهای خودکار برای قرار دادن درج ، رویکرد ارجح برای تولید با حجم بالا است. اتوماسیون خطای انسانی را به حداقل می رساند ، راندمان تولید را افزایش می دهد ، زمان چرخه را کاهش می دهد و قوام و قابلیت اطمینان کلی محصول را بهبود می بخشد.

مزایای قالب گیری درج:

خصوصیات مواد هم افزایی:  ویژگی های سودمند پلاستیک (قالب گیری ، کشش) را با فلزات (استحکام ، استحکام ، پایداری حرارتی) ترکیب می کند و باعث ایجاد اجزای ترکیبی پیچیده ، پیچیده و قوی می شود. این ادغام همچنین می تواند به کاهش ابعاد قسمت و وزن کلی کمک کند.

ادغام عملکردی:  از خواص عایق الکتریکی پلاستیک در کنار هدایت فلزات استفاده می کند و به قطعات قالب دار اجازه می دهد تا نیازهای الکتریکی اساسی را برآورده کنند. این قابلیت همچنین ترکیب عملکردهای تخصصی مانند خصوصیات مغناطیسی ، مقاومت در برابر سایش و قابلیت اتصال را تسهیل می کند.

یکپارچگی ساختاری پیشرفته:  ترکیب درج های فلزی به طور مستقیم در اجزای پلاستیکی به طور قابل توجهی استحکام و استحکام کلی آنها را افزایش می دهد.

انعطاف پذیری طراحی:  با ارائه راه های جدید برای ادغام اجزای پلاستیکی و فلزی و همچنین سایر مواد در یک مونتاژ واحد ، آزادی طراحی بیشتری را ارائه می دهد.

کارایی فرایند:  نیاز به عملیات ثانویه مانند پیوند حرارتی پس از کاردستی ، جوشکاری یا پرچین را کاهش می دهد ، به طور بالقوه زمان مونتاژ و هزینه های کلی تولید را کاهش می دهد.

مواد درج همه کاره:  در حالی که فلز متداول است ، درج ها همچنین می توانند شامل موادی مانند پارچه ، کاغذ ، سیم ، سایر پلاستیک ها ، شیشه ، چوب ، کویل ، اجزای برقی و قطعات پلاستیکی از پیش ساخته شده باشند.

مونتاژ ساده:  برای مؤلفه هایی که به بخش های سفت و سخت و انعطاف پذیر نیاز دارند (به عنوان مثال ، واشرهای لاستیکی که به بسترهای سفت و سخت پیوند خورده اند) ، درج قالب گیری می تواند یک واحد یکپارچه ایجاد کند ، مراحل پیچیده پس از مونتاژ مانند تراز کردن و تأمین عناصر آب بندی جداگانه و تسهیل فرآیندهای خودکار پایین دست را از بین ببرد.

دقت و قابلیت اطمینان بهبود یافته:  محصور سازی مستقیم درج ها باعث تحمل محکم تر و متناسب تر شدن در مقایسه با روشهایی مانند مطبوعات مناسب ، افزایش بالقوه قابلیت اطمینان محصول و عملکرد در تست هایی مانند مقاومت در برابر لرزش می شود.

محاصره ایمن اجزای شکننده:  با انتخاب پلاستیک مناسب و شرایط قالب گیری ، حتی موارد ظریف مانند شیشه ، کویل یا قطعات الکتریکی حساس را می توان به طور ایمن محصور و محافظت کرد.

محصور سازی کامل:  بسته به طراحی قالب ، درج ها را می توان به طور کامل در ماتریس پلاستیکی محصور کرد و محافظت کامل و ادغام را ارائه داد.

پتانسیل اتوماسیون:  ادغام دستگاه های قالب گیری تزریق عمودی با سیستم های رباتیک و دستگاه های تغذیه/مرتب سازی درج خودکار ، سطح بالایی از اتوماسیون را در کل فرآیند قالب گیری درج امکان پذیر می کند.

مضرات قالب درج:

افزایش پیچیدگی و هزینه:  ضرورت قرار دادن درج اغلب طراحی و ساخت قالب را پیچیده می کند. همچنین می تواند مدت زمان چرخه قالب سازی تزریق ، افزایش هزینه های تولید و چالش هایی برای دستیابی به اتوماسیون کامل را طولانی تر کند.

عدم تطابق حرارتی و استرس:  تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی (CTE) بین مواد درج و پلاستیک می تواند تنش های داخلی را در مرحله خنک کننده القا کند ، که به طور بالقوه منجر به ترک خوردگی جزئی می شود. این امر به ویژه در برنامه های مربوط به درج های فلزی مانند آجیل نخ بسیار مهم است.

تغییر شکل:  همان عدم تطابق CTE که باعث ایجاد استرس داخلی می شود نیز می تواند منجر به بی ثباتی بعدی یا پیچ و تاب قسمت قالب نهایی شود.

الزامات آماده سازی را وارد کنید:  درج ها ، به ویژه فلزی ، ممکن است برای به حداقل رساندن شوک حرارتی و تنش های داخلی مرتبط ، به درمان های قبل از گرم شدن یا خشک کردن نیاز داشته باشد.

ثبات را وارد کنید:  اطمینان از تثبیت ایمن و دقیق درج در حفره قالب بسیار مهم است. رفع ضعیف می تواند منجر به تغییر یا تغییر شکل درج تحت تأثیر پلاستیک مذاب تزریق شده شود و کیفیت بخشی را به خطر بیاندازد.

هزینه بالای Scrappage:  نقص های خاص برای درج قالب گیری ، مانند محاصره ناقص ، درج های گمشده یا درج های نادرست ، اغلب کل مؤلفه را غیرقابل استفاده می کند و منجر به تلفات قابل توجهی در تولید و تولید می شود.

چالش های بازیافت:  وجود مواد متفاوت (به عنوان مثال ، فلز و پلاستیک) در یک قسمت واحد می تواند فرآیندهای بازیافت را پیچیده و ارزش قراضه پس از مصرف کننده یا پس از صنعتی را کاهش دهد.

کاربرد گسترده صنعتی:

با وجود این چالش های ذاتی ، قالب گیری درج یک تکنیک ساختگی مهم و گسترده در بخش های متنوع از جمله مهندسی خودرو ، تولید دستگاه های پزشکی ، تولید الکترونیک مصرفی و ساخت اتصالات الکتریکی دقیق است. مقدار آن در فعال کردن ادغام کارآمد مواد متفاوت در مؤلفه های منفرد و بسیار کاربردی ، برآورده کردن خواسته های دقیق طراحی محصول مدرن نهفته است.