قالب گیری فوم ساختاری کم فشار

فرآیند قالب گیری فوم ساختاری کم فشار (یکی از فرآیند های قالبسازی برای ساخت قالب تزریق پلاستیک) رایج‌ترین فرآیندی است که برای ساخت قطعات فوم ساختاری استفاده می‌شود. این فرآیند را می‌توان با استفاده از پرس‌های قالب‌گیری تزریقی استاندارد یا دستگاه‌های مخصوص قالب‌گیری فوم کم فشار (معمولاً دارای اندازه‌های صفحه بزرگتر، ظرفیت گیره کاهش یافته، صفحات بزرگتر، اندازه شات بزرگتر و قابلیت تزریق سریع‌تر) انجام داد. قطعات فوم ساختاری امروزه در صنعت به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

این فرآیند قالبسازی اصلاح‌شده معمولاً با پلیمرهایی مانند HDPE، PP، ABS، PC، مخلوط‌های ABS/PC و PPO اصلاح‌شده استفاده می‌شود، اگرچه تقریباً هر ماده ترموپلاستیک را می‌توان به این روش پردازش کرد.

رزین های مورد استفاده در فرآیند قالب گیری فوم کم فشار حاوی مقدار کمی عامل دمنده یا کف کننده هستند، معمولاً یک عامل دمنده شیمیایی (CBA) دارای دمای تجزیه است که با دمای پردازش رزین پایه مطابقت دارد. در طول پردازش، این CBA ها تجزیه می شوند تا حجم زیادی گاز (دی اکسید کربن، نیتروژن و غیره) تولید کنند تا عمل کف کردن را فراهم کنند.

در موارد خاص به جای CBA از مواد دمنده فیزیکی یا گاز فشرده استفاده می شود. رزین مورد استفاده برای این فرآیند را می توان به عنوان یک فوم ساختاری از پیش ترکیب شده حاوی CBA خریداری کرد، یا CBA را می توان در محل با استفاده از دسته های اصلی از پیش ترکیب شده (حاوی غلظت بالاتر CBA)) یا با مخلوط کردن خشک پودر CBA به طور مستقیم با گلوله های رزین پایه اضافه کرد.

در حالی که روش‌های اخیر مراحل پردازش و جابجایی اضافی را معرفی می‌کنند، به یک پردازنده اجازه می‌دهند تا به راحتی غلظت عامل دمنده را در فرمول برای هر کاربرد تغییر داده و بهینه کند.

رزین‌های فوم ساختاری همچنین ممکن است حاوی افزودنی‌های دیگری مانند پودرهای معدنی ریز تقسیم‌شده باشند که به عنوان عوامل هسته‌زا برای ارتقای ساختار یکنواخت سلول فوم اضافه شده‌اند.

فرآیند فوم ساختاری کم فشار یک فرآیند شات کوتاه است که با پلاستیک سازی سیستم مواد رزین/CBA شروع می شود (معمولاً بسته به اندازه حفره، ضخامت حفره و کاهش چگالی مورد نظر، شات 10 تا 35 درصد کوتاه است).

در طی پلاستیک سازی، CBA از نظر حرارتی تجزیه می شود تا گازی تولید کند که بیشتر آن در محلول باقی می ماند و در این مرحله از پردازش تحت فشار قرار می گیرد. سپس شات کوتاه به سرعت به داخل حفره قالب تزریق می شود. هنگامی که حباب های گاز در نزدیکی سطح فرو می ریزند، پوست ها تشکیل می شوند، زیرا آنها به سطح قالب فشار می آورند.

حفره قالب به خوبی تهویه می شود و گازهای در حال انبساط به فشار دادن شات کوتاه به انتهای حفره (ایجاد هسته فوم) ادامه می دهند تا پر شدن کامل شود. پس از پر شدن، فشار گاز به طور مساوی در تمام جهات فشار می‌آورد و با سرد شدن قطعه، پوسته‌های جامد را در مقابل سطح قالب قرار می‌دهد و به طور موثر علائم سینک را از بین می‌برد.

در مقایسه با فرآیند معمول قالب تزریق پلاستیک ، تنش‌های انقباض و تاب خوردگی برای فرآیند فوم ساختاری کم فشار بسیار کاهش می‌یابد. این به دلیل فشارهای نسبتا یکنواخت حفره و انطباق برشی هسته فوم است.

با این حال، بسته به هندسه قطعه و شرایط پردازش مورد استفاده، ممکن است گرادیان (شیب تغییرات) چگالی قابل توجهی در طول جریان وجود داشته باشد. قبل از پرتاب، قطعه باید تا حدی خنک شود که استحکام کافی برای مقاومت در برابر تنش‌های ناشی از پرتاب را داشته باشد و فشار داخلی گاز، که بر خلاف قالب‌گیری به کمک گاز، نمی‌تواند خارج شود. فشار گاز باقیمانده می تواند باعث پس دمیدن (افزایش ضخامت قطعه پس از پرتاب) شود، اگر قطعه به اندازه کافی سفت نباشد.

در حالی که فرآیند فوم ساختاری با فشار پایین قادر به تولید قالب‌های بزرگ، ضخیم، سفت، بدون فرورفتگی و تقریباً بدون تنش است، اما در مقایسه با فرآیند قالبسازی تزریقی معمولی دارای معایبی نیز می‌باشد.

دیواره‌های فوم نسبتاً ضخیم‌تر مرتبط با قالب‌گیری فوم ساختاری، ناگزیر منجر به افزایش قابل توجهی در زمان چرخه قالب‌گیری می‌شود. دیوار ضخیم تر همچنین ممکن است منجر به افزایش مصرف مواد شود زیرا کاهش چگالی ممکن است کمتر از افزایش ضخامت دیوار باشد (در مقایسه با یک دیوار نازک تر اما قالب گیری جامد معمولی آجدار).

نمونه ای از قطعات فوم ساختاری

شرکت نوآوران علوم مهندسی پویا در زمینه قالبسازی ٬ ساخت و طراحی انواع قالب های تزریق پلاستیک فعالیت های گسترده ای دارد. جهت سفارش و استعلام قیمت با ما تماس حاصل فرمایید.