अंतः क्षेपण ढलाई, जिसे इंजेक्शन मोल्डिंग के रूप में भी जाना जाता है, एक मोल्डिंग विधि है जो इंजेक्शन और मोल्डिंग को जोड़ती है। इंजेक्शन मोल्डिंग विधि के फायदे तेज उत्पादन गति और उच्च दक्षता हैं, ऑपरेशन को स्वचालित किया जा सकता है, कई डिज़ाइन और रंग हैं, आकार सरल से जटिल तक हो सकते हैं, और आकार बड़े से छोटे तक हो सकते हैं, और उत्पाद आयाम सटीक हैं, उत्पादों को प्रतिस्थापित करना आसान है, और जटिल आकार के हिस्सों में बनाया जा सकता है, इंजेक्शन मोल्डिंग बड़े पैमाने पर उत्पादन और जटिल आकार के उत्पादों और अन्य मोल्डिंग प्रसंस्करण क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।
एक निश्चित तापमान पर, एक पूरी तरह से पिघली हुई प्लास्टिक सामग्री को एक स्क्रू द्वारा हिलाया जाता है, उच्च दबाव के साथ मोल्ड गुहा में इंजेक्ट किया जाता है, और एक ढाला उत्पाद प्राप्त करने के लिए ठंडा और ठोस किया जाता है। यह विधि जटिल आकार वाले घटकों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है और महत्वपूर्ण प्रसंस्करण विधियों में से एक है।
- इंजेक्शन मोल्डिंग की बुनियादी जानकारी
- इतिहास
- इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया
- दबाव नियंत्रण
- इंजेक्शन का दबाव
- पैरामीटर
- इंजेक्शन मोल्डिंग की बुनियादी जानकारी
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया को मोटे तौर पर निम्नलिखित 6 चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
मोल्ड क्लैंपिंग, गोंद इंजेक्शन, दबाव बनाए रखना, ठंडा करना, मोल्ड खोलना, औरउत्पाद हटाना.
उपरोक्त प्रक्रिया को दोहराकर, उत्पादों को समय-समय पर बैचों में उत्पादित किया जा सकता है। थर्मोसेटिंग प्लास्टिक और रबर की मोल्डिंग में भी यही प्रक्रिया शामिल होती है, लेकिन बैरल का तापमान थर्मोप्लास्टिक प्लास्टिक की तुलना में कम होता है, और इंजेक्शन का दबाव अधिक होता है। सांचे को गरम किया जाता है. सामग्री को इंजेक्ट करने के बाद, इसे सांचे में इलाज या वल्कनीकरण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है, और फिर गर्म होने पर इसे अशुद्ध कर दिया जाता है।
आज की प्रोसेसिंग तकनीक का चलन हाई-टेक की दिशा में विकसित हो रहा है। इन तकनीकों में शामिल हैं: माइक्रो-इंजेक्शन मोल्डिंग, हाई-फिल कंपोजिट इंजेक्शन मोल्डिंग, वॉटर-असिस्टेड इंजेक्शन मोल्डिंग, विभिन्न विशेष इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियाओं का मिश्रित उपयोग, फोम इंजेक्शन मोल्डिंग, मोल्ड तकनीक, सिमुलेशन तकनीक, आदि।
1868 में, हयात ने एक प्लास्टिक सामग्री विकसित की जिसे उन्होंने सेल्युलाइड नाम दिया। सेल्युलाइड का आविष्कार 1851 में अलेक्जेंडर पार्क्स ने किया था। हयात इसमें सुधार करता है ताकि इसे तैयार आकार में संसाधित किया जा सके। हयात और उनके भाई यशायाह ने 1872 में पहली प्लंजर इंजेक्शन मशीन के लिए पेटेंट पंजीकृत किया। यह मशीन 20वीं शताब्दी में उपयोग की जाने वाली मशीनों की तुलना में अपेक्षाकृत सरल है। यह मूल रूप से एक विशाल हाइपोडर्मिक सुई की तरह काम करता है। यह विशाल सुई (प्रसार बैरल) एक गर्म सिलेंडर के माध्यम से प्लास्टिक को मोल्ड में इंजेक्ट करती है।
1940 के दशक में द्वितीय विश्व युद्ध ने सस्ते, बड़े पैमाने पर उत्पादित उत्पादों की भारी मांग पैदा की। , कम कीमत वाले, बड़े पैमाने पर उत्पादित उत्पाद।
1946 में, अमेरिकी आविष्कारक जेम्स वॉटसन हेंड्री ने पहली इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन बनाई, जिसने इंजेक्शन की गति और उत्पादित वस्तुओं की गुणवत्ता के अधिक सटीक नियंत्रण की अनुमति दी। यह मशीन इंजेक्शन से पहले सामग्री मिश्रण को भी सक्षम बनाती है, ताकि रंगीन या पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक को पूरी तरह से वर्जिन पदार्थ में मिलाया जा सके। 1951 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने पहली स्क्रू इंजेक्शन मशीन विकसित की। इसने पेटेंट के लिए आवेदन नहीं किया और यह उपकरण अभी भी उपयोग में है।
1970 के दशक में, हेंड्री ने पहली गैस-सहायता इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया विकसित की और जटिल, खोखले उत्पादों के उत्पादन की अनुमति दी जो तेजी से ठंडे हो गए। यह उत्पादन समय, लागत, वजन और अपशिष्ट को कम करते हुए डिज़ाइन लचीलेपन के साथ-साथ निर्मित भागों की ताकत और समापन बिंदु को बढ़ाता है।
तापमान नियंत्रण
- बैरल तापमान: इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान जिन तापमानों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है उनमें बैरल तापमान, नोजल तापमान और मोल्ड तापमान आदि शामिल हैं। पहले दो तापमान मुख्य रूप से प्लास्टिक के प्लास्टिककरण और प्रवाह को प्रभावित करते हैं, जबकि बाद का तापमान मुख्य रूप से प्रवाह और शीतलन को प्रभावित करता है। प्लास्टिक का. प्रत्येक प्लास्टिक का प्रवाह तापमान अलग-अलग होता है। विभिन्न स्रोतों या ग्रेडों के कारण एक ही प्लास्टिक का प्रवाह तापमान और अपघटन तापमान अलग-अलग होता है। यह विभिन्न औसत आणविक भार और आणविक भार वितरण के कारण है। विभिन्न प्रकार के इंजेक्शन मोल्डिंग में प्लास्टिक का प्रवाह तापमान और अपघटन तापमान अलग-अलग होता है। मशीन में प्लास्टिक बनाने की प्रक्रिया भी अलग होती है, इसलिए बैरल का तापमान भी अलग होता है।
- नोजल तापमान: नोजल तापमान आमतौर पर बैरल के अधिकतम तापमान से थोड़ा कम होता है। यह स्ट्रेट-थ्रू नोजल में होने वाली "लार" को रोकने के लिए है। नोजल का तापमान बहुत कम नहीं हो सकता है, अन्यथा यह पिघली हुई सामग्री के समय से पहले जमने का कारण बनेगा और नोजल को अवरुद्ध करेगा, या समय से पहले जमने वाली सामग्री को मोल्ड गुहा में इंजेक्ट किया जाएगा और उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा।
- मोल्ड तापमान: मोल्ड तापमान का उत्पाद के आंतरिक प्रदर्शन और स्पष्ट गुणवत्ता पर बहुत प्रभाव पड़ता है। मोल्ड तापमान प्लास्टिक की क्रिस्टलीयता, उत्पाद के आकार और संरचना, प्रदर्शन आवश्यकताओं और अन्य प्रक्रिया स्थितियों (पिघल तापमान, इंजेक्शन गति और दबाव, मोल्डिंग चक्र, आदि) पर निर्भर करता है।
दबाव नियंत्रण
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान दबाव में प्लास्टिसाइजिंग दबाव और इंजेक्शन दबाव शामिल होता है, और यह सीधे प्लास्टिक के प्लास्टिसाइजेशन और उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।
- प्लास्टिकाइजिंग दबाव: (बैक प्रेशर) स्क्रू इंजेक्शन मशीन का उपयोग करते समय, जब स्क्रू घूमता है और पीछे हटता है तो स्क्रू के शीर्ष पर पिघले हुए दबाव को प्लास्टिकाइजिंग प्रेशर कहा जाता है, जिसे बैक प्रेशर भी कहा जाता है। इस दबाव के आकार को हाइड्रोलिक प्रणाली में राहत वाल्व के माध्यम से समायोजित किया जा सकता है। इंजेक्शन में, स्क्रू डिज़ाइन, उत्पाद की गुणवत्ता आवश्यकताओं और प्लास्टिक के प्रकार के आधार पर प्लास्टिसाइज़िंग दबाव के आकार को बदलने की आवश्यकता होती है। यदि ये स्थितियाँ और पेंच की गति अपरिवर्तित रहती है, तो प्लास्टिक दबाव बढ़ाने से कतरनी मजबूत हो जाएगी। इसका प्रभाव पिघले हुए तापमान को बढ़ाना है, लेकिन इससे प्लास्टिकीकरण की दक्षता कम हो जाएगी, काउंटरफ्लो और रिसाव में वृद्धि होगी और ड्राइविंग शक्ति में वृद्धि होगी।
इसके अलावा, प्लास्टिक के दबाव को बढ़ाने से अक्सर पिघले हुए तापमान को एक समान बनाया जा सकता है, रंग सामग्री को समान रूप से मिलाया जा सकता है, और पिघले हुए गैस को डिस्चार्ज किया जा सकता है। सामान्य संचालन में, उत्कृष्ट उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करते हुए प्लास्टिसाइज़िंग दबाव को यथासंभव कम निर्धारित किया जाना चाहिए। विशिष्ट मूल्य उपयोग किए गए प्लास्टिक के प्रकार के साथ भिन्न होता है, लेकिन यह आमतौर पर शायद ही कभी 20 किग्रा/सेमी2 से अधिक होता है।
इंजेक्शन का दबाव: वर्तमान उत्पादन में, लगभग सभी इंजेक्शन मशीनों का इंजेक्शन दबाव प्लंजर के दबाव या प्लास्टिक के खिलाफ स्क्रू के शीर्ष पर आधारित होता है।
लागू दबाव (तेल लाइन दबाव से परिवर्तित) प्रबल होगा। इंजेक्शन मोल्डिंग में इंजेक्शन दबाव की भूमिका बैरल से गुहा तक प्लास्टिक के प्रवाह प्रतिरोध को दूर करना, पिघली हुई सामग्री को भरने की दर देना और पिघली हुई सामग्री को कॉम्पैक्ट करना है।
- ढलाई चक्र
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया को पूरा करने के लिए आवश्यक समय को मोल्डिंग चक्र कहा जाता है, जिसे मोल्डिंग चक्र भी कहा जाता है। इसमें वास्तव में निम्नलिखित भाग शामिल हैं: मोल्डिंग चक्र: मोल्डिंग चक्र सीधे श्रम उत्पादकता और उपकरण उपयोग को प्रभावित करता है। इसलिए, उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, गुणवत्ता सुनिश्चित करते हुए मोल्डिंग चक्र में प्रासंगिक समय को जितना संभव हो उतना छोटा किया जाना चाहिए। पूरे मोल्डिंग चक्र में, इंजेक्शन का समय और ठंडा करने का समय सबसे महत्वपूर्ण हैं, और उनका उत्पाद की गुणवत्ता पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है। इंजेक्शन समय में भरने का समय सीधे भरने की दर के व्युत्क्रमानुपाती होता है। उत्पादन में भरने का समय आम तौर पर लगभग 3-5 सेकंड होता है। इंजेक्शन के समय में रुकने का समय गुहा में प्लास्टिक पर दबाव का समय होता है, जो पूरे इंजेक्शन के समय का एक बड़ा हिस्सा होता है, आम तौर पर लगभग 20-120 सेकंड (अतिरिक्त गाढ़ेपन के लिए 5-10 मिनट तक) भाग)। गेट पर पिघलने से पहले होल्डिंग समय का उत्पाद की आयामी सटीकता पर प्रभाव पड़ेगा। अगर बाद में होगा तो इसका कोई असर नहीं होगा. होल्डिंग समय का भी सर्वोत्तम मूल्य होता है, जो सामग्री तापमान, मोल्ड तापमान और मुख्य चैनल और गेट के आकार पर निर्भर करता है। यदि मुख्य चैनल और गेट के आयाम और प्रक्रिया की स्थिति सामान्य है, तो उत्पाद की संकोचन दर की सबसे छोटी उतार-चढ़ाव सीमा के साथ दबाव मूल्य का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। ठंडा करने का समय मुख्य रूप से उत्पाद की मोटाई, प्लास्टिक के थर्मल और क्रिस्टलीकरण गुणों और मोल्ड तापमान पर निर्भर करता है। शीतलन समय का अंतिम बिंदु यह सुनिश्चित करने के सिद्धांत पर आधारित होना चाहिए कि उत्पाद को ध्वस्त करने पर कोई परिवर्तन नहीं होता है। ठंडा होने का समय आम तौर पर 30 से 120 सेकंड के बीच होता है। ठंडा करने का समय बहुत अधिक होना आवश्यक नहीं है। इससे न केवल उत्पादन क्षमता कम होगी, बल्कि जटिल भागों की गुणवत्ता भी प्रभावित होगी। इससे डीमोल्डिंग में कठिनाई होगी और यहां तक कि जबरदस्ती डीमोल्डिंग करने पर डीमोल्डिंग तनाव भी होगा। मोल्डिंग चक्र में अन्य समय इस बात से संबंधित हैं कि उत्पादन प्रक्रिया निरंतर और स्वचालित है या नहीं और निरंतरता और स्वचालन की डिग्री क्या है।
- इंजेक्शन का दबाव
इंजेक्शन मोल्डिंग दबाव इंजेक्शन मोल्डिंग सिस्टम के हाइड्रोलिक सिस्टम द्वारा प्रदान किया जाता है। हाइड्रोलिक सिलेंडर का दबाव इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के स्क्रू के माध्यम से पिघले हुए प्लास्टिक में संचारित होता है। दबाव से प्रेरित होकर, प्लास्टिक पिघल इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के नोजल के माध्यम से ऊर्ध्वाधर प्रवाह चैनल (कुछ मोल्डों के लिए मुख्य प्रवाह चैनल भी), मुख्य प्रवाह चैनल और मोल्ड के शंट प्रवाह में प्रवेश करता है। चैनल, और गेट के माध्यम से मोल्ड गुहा में प्रवेश करता है। यह प्रक्रिया इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया है, या इसे भरने की प्रक्रिया कहा जाता है। दबाव का अस्तित्व पिघले प्रवाह प्रक्रिया के दौरान प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए है, या इसके विपरीत, प्रवाह प्रक्रिया के दौरान मौजूद प्रतिरोध को इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के दबाव से ऑफसेट करने की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि भरने की प्रक्रिया सुचारू रूप से आगे बढ़े।
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, पूरी प्रक्रिया के दौरान पिघल के प्रवाह प्रतिरोध को दूर करने के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के नोजल पर दबाव सबसे अधिक होता है। इसके बाद, दबाव धीरे-धीरे प्रवाह की लंबाई के साथ पिघल के सामने की लहर की ओर कम हो जाता है। यदि मोल्ड गुहा के अंदर निकास अच्छा है, तो पिघल के सामने के छोर पर अंतिम दबाव वायुमंडलीय दबाव है।
ऐसे कई कारक हैं जो पिघले हुए भरने के दबाव को प्रभावित करते हैं, जिन्हें तीन श्रेणियों में संक्षेपित किया जा सकता है: (1) भौतिक कारक, जैसे प्लास्टिक का प्रकार और चिपचिपाहट, आदि; (2) संरचनात्मक कारक, जैसे कि डालने की प्रणाली का प्रकार, संख्या और स्थान, मोल्ड गुहा का आकार और उत्पाद की गुणवत्ता। मोटाई, आदि; (3) मोल्डिंग के प्रक्रिया कारक।
2.इंजेक्शन मोल्डिंग समय
यहां उल्लिखित इंजेक्शन मोल्डिंग समय प्लास्टिक के पिघलने के लिए गुहा को भरने के लिए आवश्यक समय को संदर्भित करता है, जिसमें मोल्ड खोलने और बंद करने जैसे सहायक समय को छोड़कर। यद्यपि इंजेक्शन का समय बहुत कम है और मोल्डिंग चक्र पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, इंजेक्शन समय के समायोजन का गेट, रनर और कैविटी के दबाव नियंत्रण पर बहुत प्रभाव पड़ता है। उचित इंजेक्शन मोल्डिंग समय पिघल को आदर्श रूप से भरने में मदद करता है, और उत्पाद की सतह की गुणवत्ता में सुधार और आयामी सहनशीलता को कम करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
इंजेक्शन मोल्डिंग का समय शीतलन समय की तुलना में बहुत कम है, शीतलन समय का लगभग 1/10 से 1/15। इस नियम का उपयोग प्लास्टिक भागों के संपूर्ण मोल्डिंग समय की भविष्यवाणी के आधार के रूप में किया जा सकता है। मोल्ड प्रवाह विश्लेषण करते समय, केवल जब गुहा को भरने के लिए पिघल को स्क्रू रोटेशन द्वारा पूरी तरह से संचालित किया जाता है, तो विश्लेषण परिणामों में इंजेक्शन का समय प्रक्रिया स्थितियों में निर्धारित इंजेक्शन समय के बराबर होगा। यदि कैविटी भरने से पहले स्क्रू प्रेशर स्विचिंग होती है, तो विश्लेषण परिणाम प्रक्रिया की शर्तों की सेटिंग से अधिक होंगे।
3.इंजेक्शन मोल्डिंग तापमान
इंजेक्शन मोल्डिंग तापमान इंजेक्शन मोल्डिंग दबाव को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के बैरल में 5 से 6 हीटिंग सेक्शन होते हैं, और प्रत्येक कच्चे माल का अपना उपयुक्त प्रसंस्करण तापमान होता है (विस्तृत प्रसंस्करण तापमान के लिए, कृपया सामग्री आपूर्तिकर्ता द्वारा प्रदान किए गए डेटा को देखें)। इंजेक्शन मोल्डिंग तापमान को एक निश्चित सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। यदि तापमान बहुत कम है, तो पिघला हुआ हिस्सा खराब रूप से प्लास्टिककृत हो जाएगा, जिससे ढाले गए भागों की गुणवत्ता प्रभावित होगी और प्रक्रिया की कठिनाई बढ़ जाएगी; यदि तापमान बहुत अधिक है, तो कच्चा माल आसानी से विघटित हो जाएगा। वास्तविक इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में, इंजेक्शन तापमान अक्सर बैरल तापमान से अधिक होता है। उच्च मूल्य इंजेक्शन दर और सामग्री गुणों से संबंधित है, और 30 डिग्री तक पहुंच सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि पिघला हुआ पदार्थ इंजेक्शन पोर्ट से गुजरते समय कतर जाता है और उच्च गर्मी उत्पन्न करता है। मोल्ड प्रवाह विश्लेषण करते समय इस अंतर की भरपाई करने के दो तरीके हैं। एक है पिघले हुए पदार्थ को हवा में इंजेक्ट करते समय उसके तापमान को मापने का प्रयास करना और दूसरा है मॉडलिंग करते समय नोजल को शामिल करना।
4. दबाव और समय को बनाए रखना
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया के अंत के करीब, स्क्रू घूमना बंद कर देता है और बस आगे की ओर धकेलता है। इस समय, इंजेक्शन मोल्डिंग दबाव बनाए रखने के चरण में प्रवेश करती है। दबाव-धारण प्रक्रिया के दौरान, इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन का नोजल भाग के सिकुड़न के कारण खाली हुई मात्रा को भरने के लिए गुहा में सामग्री को लगातार भरता रहता है। यदि गुहा भरने के बाद कोई दबाव बनाए नहीं रखा जाता है, तो भाग लगभग 25% सिकुड़ जाएगा, विशेष रूप से पसलियां जो बहुत अधिक सिकुड़ जाएंगी और सिकुड़न के निशान पैदा कर देंगी। होल्डिंग दबाव आम तौर पर अधिकतम भरने के दबाव का लगभग 85% होता है, जिसे निश्चित रूप से वास्तविक स्थिति के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।
5.पीठ का दबाव
बैक प्रेशर उस दबाव को संदर्भित करता है जिसे तब दूर करने की आवश्यकता होती है जब स्क्रू उलट जाता है और सामग्री को संग्रहीत करने के लिए पीछे हट जाता है। उच्च बैक प्रेशर का उपयोग रंग सामग्री के फैलाव और प्लास्टिक के पिघलने के लिए फायदेमंद है, लेकिन यह स्क्रू के पीछे हटने के समय को भी बढ़ाता है, प्लास्टिक फाइबर की लंबाई कम करता है, और इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन का दबाव बढ़ाता है। इसलिए, पिछला दबाव कम होना चाहिए, आम तौर पर इंजेक्शन मोल्डिंग से अधिक नहीं। दबाव का 20%. फोम प्लास्टिक को इंजेक्ट करते समय, पिछला दबाव गैस द्वारा बने दबाव से अधिक होना चाहिए, अन्यथा स्क्रू बैरल से बाहर धकेल दिया जाएगा। कुछ इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें पिघलने के दौरान पेंच की लंबाई में कमी की भरपाई के लिए बैक प्रेशर प्रोग्राम कर सकती हैं, जिससे गर्मी इनपुट कम हो जाता है और तापमान गिर जाता है। हालाँकि, चूँकि इस परिवर्तन के परिणामों का अनुमान लगाना कठिन है, इसलिए मशीन में तदनुरूप समायोजन करना आसान नहीं है।
