كنترل اعوجاج قطعات در فرآيند قالب‌گيري تزريق پلاستيك به كمك بررسي شبيه‌سازي تفاوت دماي خنك كار در سنبه و ماتريس

Controlling the warpage of plastic parts in injection molding process using the variation in coolant temperature of core and cavity

اعوجاج بوجود آمده در قطعات توليد شده به روش قالب گيري تزريقي همواره مسئله‌اي مشكل‌ساز بوده است تا جايي كه ممكن است عملكرد قطعه را تحت تاثير قرار داده و آن را بلا استفاده سازد. عوامل موثر بر اعوجاج قطعات پلاستيكي تزريقي شامل سرد شدن غيريكنواخت قسمت‌هاي مختلف قالب، انقباض غيريكنواخت قطعه، اثرات جهت‌گيري اجزاي پليمري، و اثرات گوشه‌ها مي‌باشند، كه بسته به نوع قطعه اثر هر كدام نسبت به ديگر عوامل بيشتر يا كمتر خواهد‌بود. يكي از عوامل اصلي انقباض غيريكنواخت در قطعات، اختلاف دماي دو نيمه مختلف قالب با يكديگر است، كه مي‌توان اين انقباض را با نزديك‌كردن دماي اين نيمه‌ها به يكديگر به حداقل رساند. پس از بررسي و پي‌بردن به علت و متغير اصلي دخيل در اعوجاج به كمك نرم‌افزار مي‌توان اقدام به بهبودي و حداقل كردن اعوجاج بوجود آمده در قطعه بوسيله بهينه‌سازي اين متغير نمود. يكي از متغيرهايي كه با حداقل هزينه قابل تغيير است، دماي سيال خنك‌كار است، بنابراين در اين مقاله تلاش شده‌است تا، امكان كنترل اعوجاج صرفا به كمك تغيير اين متغير به طور كامل براي يك قطعه نمونه كاربردي كاور موس بررسي شود. براي اين كار يك طراحي آزمايش به منظور بررسي دماهاي ميانگين و اختلاف دماهاي مختلف بين دو نيمه قالب، ترتيب داده شد. مشاهده شد كه اختلاف دماي دو نيمه قالب تأثير بيشتري نسبت به دماي ميانگين اين دو نيمه، بر روي ميزان اعوجاج قطعات دارد. با نزديك‌كردن دماي دو نيمه قالب به يكديگر ميزان اعوجاج قطعات كاهش يافت.

The warpage which has been occurred in the injected molded parts has always been a problem, as it may affect the function of the part and make it unusable. The main factors which has some effects on warpage of parts are the differential cooling, differential shrinkage, orientation effects and corner effects. According to the part each one of these effects may has the most impact on the warpage of the part. The most important reason which creates shrinkage in the parts is the difference between the temperatures of two sides of the molds (core side and cavity side), it is possible to minimize this shrinkage by decreasing this differential temperature. After a couple of analysis in Moldflow software it’s been shown that the differential cooling has the most influence on warpage of the part. It is possible to control the differential cooling with the coolant temperature which inters to the cooling channels of the mold. In order to find the optimized coolant temperature for both sides of the mold to decrease warpage of the part, a DOE analysis has been prepared. It’s been shown that the difference between the temperatures of the sides of the mold has much more influence than the average temperature of these sides on the warpage of the parts.