header 12
راهنمای جامع طراحی قالب پلاستیک

هر آنچه یک طراح باید بداند

مقدمه:

طراحی قالب پلاستیک، یک تخصص چندوجهی است که دانش عمیق در زمینه‌های مختلف مهندسی، مواد، و فرآیندهای تولید را می‌طلبد. یک طراح قالب ماهر، نقش کلیدی در تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت بالا، هزینه بهینه و زمان تولید مناسب ایفا می‌کند. این راهنما به بررسی جامع دانش و مهارت‌هایی می‌پردازد که هر طراح قالب پلاستیک باید از آن‌ها آگاه باشد.

آموزش کامل نرم افزار Autodesk Inventor 2025 (طراحی قالب پلاستیک)

مراحل کلی طراحی قالب پلاستیک:

  1. درک محصول: تعیین دقیق شکل، ابعاد، جنس، کاربرد و الزامات عملکردی قطعه پلاستیکی.
  2. طراحی قطعه برای قالب‌گیری: بهینه‌سازی قطعه برای فرآیند قالب‌گیری با در نظر گرفتن عواملی مانند شیب، ضخامت دیواره، شعاع گوشه‌ها و اجتناب از فرورفتگی‌های غیرضروری.
  3. انتخاب نوع قالب: انتخاب مناسب‌ترین نوع قالب (مانند دو صفحه‌ای، سه صفحه‌ای، کشویی، راهگاه گرم و غیره) بر اساس پیچیدگی قطعه، تیراژ تولید و بودجه.
  4.  طراحی حفره و هسته: طراحی دقیق حفره (Cavity) و هسته (Core) که شکل نهایی قطعه را تعیین می‌کنند.
  5. طراحی سیستم راهگاه: طراحی سیستم راهگاه (Runner System) شامل راهگاه اصلی (Sprue)، راهگاه‌های فرعی (Runners) و دروازه‌ها (Gates) برای انتقال بهینه مواد مذاب به داخل حفره.
  6. طراحی سیستم خنک‌کننده: طراحی سیستم خنک‌کننده برای کنترل دمای قالب و تسریع فرآیند خنک شدن قطعه و کاهش زمان سیکل تولید.
  7. طراحی سیستم پران: طراحی سیستم پران (Ejection System) برای خروج ایمن و بدون آسیب قطعه از قالب.
  8. طراحی اجزای جانبی: طراحی اجزای کمکی مانند صفحه‌های قالب، پین‌ها، بوش‌ها، سیستم‌های موقعیت‌یابی و غیره برای عملکرد صحیح قالب.
  9. تهیه نقشه‌های ساخت: تهیه نقشه‌های دقیق و کامل برای ساخت تمامی اجزای قالب با رعایت تلرانس‌های مهندسی.

مواردی که یک طراح قالب پلاستیک باید بداند :

   انواع پلاستیک‌ها و خواص آن‌ها:

شناخت دسته‌بندی پلاستیک‌ها (ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها) و خواص مکانیکی (استحکام کششی، خمشی، ضربه، سختی)، حرارتی (نقطه ذوب، دمای انتقال شیشه‌ای، هدایت حرارتی)، شیمیایی (مقاومت در برابر مواد شیمیایی، UV) و فرآیندی (ویسکوزیته، نرخ جریان مذاب، انقباض).

   فرآیندهای قالب‌گیری:

آشنایی با انواع فرآیندهای قالب‌گیری پلاستیک از جمله تزریق، بادی، اکستروژن، دورانی، فشاری و غیره و انتخاب فرآیند مناسب بر اساس نوع قطعه، جنس پلاستیک و حجم تولید.

   مواد قالب:

شناخت انواع فولادهای ابزار (مانند P20، H13، S7)، آلومینیوم و سایر مواد مورد استفاده در ساخت قالب و انتخاب جنس مناسب بر اساس استحکام، سختی، مقاومت به سایش و خوردگی، هدایت حرارتی و هزینه.

   ماشینکاری قالب:

آشنایی با روش‌های ماشینکاری قالب از جمله فرزکاری CNC، تراشکاری، سنگ‌زنی، EDM (سیم و حفره)، پرداخت‌کاری و پولیش.

   استانداردهای قالب‌سازی:

رعایت استانداردها برای اطمینان از کیفیت، ایمنی و قابلیت تعویض قطعات قالب ضروری است. برخی از استانداردهای مهم عبارتند از:

   استانداردهای ابعادی و تلرانس‌ها:

ISO 2768: تلرانس‌های عمومی برای ابعاد خطی و زاویه‌ای بدون علائم تلرانس خاص.

  ISO 8015: اصول تلرانس‌گذاری.

DIN 16901: تلرانس برای قطعات قالب‌گیری تزریقی.

   استانداردهای مواد:

  ASTM International: استانداردهای مربوط به مواد پلاستیک و فلزات.

DIN EN: استانداردهای اروپایی برای مواد.

   استانداردهای قطعات استاندارد قالب:

HASCO، DME، Meusburger، Futaba: کاتالوگ‌های شرکت‌های تولیدکننده قطعات استاندارد قالب (مانند بوش‌ها، پین‌ها، فنرها، راهگاه‌ها).

   استانداردهای ایمنی:

OSHA (Occupational Safety and Health Administration): استانداردهای ایمنی کار با ماشین‌آلات قالب‌گیری.

EN 201: الزامات ایمنی ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی.

همچنین، استانداردهای خاص صنعت و مشتری نیز باید در نظر گرفته شوند.

   نرم‌افزارهای CAD/CAM/CAE:

تسلط بر نرم‌افزارهای CAD برای طراحی سه بعدی قطعه و قالب، نرم‌افزارهای CAM برای تهیه مسیر حرکت ابزار و نرم‌افزارهای CAE (مانند Moldflow) برای تحلیل جریان مذاب و بهینه‌سازی فرآیند قالب‌گیری.

   تحلیل جریان مذاب (Mold Flow Analysis):

استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی برای پیش‌بینی جریان مواد مذاب، دما، فشار، خطوط جوش، حفره‌های هوا و سایر عیوب احتمالی.

   دانش ترمودینامیک و انتقال حرارت:

درک مفاهیم انتقال حرارت (هدایت، همرفت، تابش) برای طراحی سیستم خنک‌کننده بهینه و کنترل دمای قالب.

   تجربه عملی:

تجربه عملی در ساخت، راه‌اندازی و عیب‌یابی قالب‌ها نقش بسیار مهمی در توسعه مهارت‌های طراحی دارد.

نکات کلیدی در طراحی قالب پلاستیک:

شیب (Draft): حداقل 0.5 تا 2 درجه بسته به نوع پلاستیک و عمق حفره.

ضخامت دیواره یکنواخت: جلوگیری از تابیدگی، چروکیدگی و سایر عیوب ظاهری.

شعاع گوشه‌ها و لبه‌ها (Fillets and Radii): کاهش تمرکز تنش و بهبود جریان مذاب.

فرورفتگی‌ها (Undercuts): اجتناب در صورت امکان یا استفاده از روش‌های خاص مانند کشویی‌ها و لیفتینگ.

انقباض مواد (Shrinkage): محاسبه دقیق انقباض پلاستیک در طراحی ابعاد قالب.

سیستم راهگاه بهینه: جریان یکنواخت و متعادل مواد مذاب به تمام نقاط حفره.

سیستم خنک‌کننده مؤثر: کنترل دقیق دمای قالب برای کاهش زمان سیکل و بهبود کیفیت قطعه.

سیستم پران مناسب: خروج ایمن و بدون آسیب قطعه از قالب.

نتیجه‌گیری:

طراحی قالب پلاستیک نیازمند ترکیبی از دانش فنی، تجربه عملی و دقت فراوان است. با تسلط بر موارد ذکر شده و استفاده از ابزارهای مناسب، یک طراح قالب می‌تواند قالب‌هایی با کیفیت بالا، طول عمر زیاد و عملکرد بهینه طراحی کند و در نهایت به تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت و هزینه مناسب کمک کند.

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.
keyboard_arrow_up