इंजेक्शन मोल्डिंग उन्नत सामग्री गाइड

इस लेख में, हम आपको विभिन्न सामग्री विकल्पों के निर्माण और औद्योगिक डिजाइन विचारों को समझने के लिए मार्गदर्शन करेंगे, और विभिन्न उत्पाद डिजाइन लक्ष्यों के लिए सामग्री सुझाव प्रदान करेंगे, जिसमें मजबूत भागों के लिए ग्लास और फाइबर भरने वाली सामग्री, और लचीले भागों के लिए सिलिकॉन और पॉलीयूरेथेन सामग्री शामिल हैं।

मजबूत भागों को कैसे प्राप्त करें: सामान्य पैकिंग प्रकार
फाइबर ग्लास
प्लास्टिक सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार करने का सबसे आम तरीका ग्लास फाइबर जोड़ना है।ग्लास फाइबर संरचनात्मक गुणों में सुधार करता है, जैसे ताकत और कठोरता, और भागों के संकोचन को कम करता है।वे अपेक्षाकृत सस्ते हैं और अधिकांश प्लास्टिक में जोड़े जा सकते हैं।कांच से भरे रेजिन में अलग-अलग रंग हो सकते हैं।
नुकसान के संदर्भ में, ग्लास फाइबर भागों को भंगुर बना सकता है और प्रभाव शक्ति को कम कर सकता है।ग्लास फाइबर मोल्ड के सेवा जीवन को भी कम कर देगा और मोल्डिंग मशीन के बैरल और नोजल को खराब कर देगा।कांच से भरा राल भी सामग्री की चिपचिपाहट को बढ़ाता है, जिससे मोल्ड को भरना अधिक कठिन हो जाता है।

कार्बन फाइबर
कार्बन फाइबर भराव प्लास्टिक सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकता है।कार्बन से भरे प्लास्टिक के हिस्सों में कांच से भरे प्लास्टिक के समान यांत्रिक गुण होते हैं, लेकिन यह भागों को मजबूत और हल्का बना देगा।कार्बन फाइबर में चालकता होती है, इसलिए कार्बन से भरे भागों में बेहतर विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण प्रदर्शन होता है।कार्बन फाइबर संरचनात्मक गुणों में भी सुधार कर सकता है, जैसे ताकत और कठोरता, और ग्लास फाइबर से अधिक भागों के संकोचन को कम कर सकता है।
कार्बन से भरे पुर्जों का मुख्य नुकसान यह है कि वे महंगे होते हैं।ग्लास फाइबर की तरह, कार्बन फाइबर भागों को भंगुर बना देगा और प्रभाव शक्ति को कम करेगा;मोल्ड के सेवा जीवन को कम करें और मोल्डिंग मशीन के बैरल और नोजल के पहनने का कारण बनें।कार्बन फाइबर सामग्री की चिपचिपाहट भी बढ़ाता है, जिससे मोल्ड को भरना अधिक कठिन हो जाता है।याद रखें कि कार्बन से भरी सामग्री के लिए, भाग का रंग काला तक सीमित है।कुछ रेजिन को भी बहुत अधिक मोल्ड तापमान की आवश्यकता होती है, जिसके लिए महंगे सहायक उपकरण की आवश्यकता हो सकती है।

फाइबर से भरे भागों का डाई डिजाइन
जब ग्लास फाइबर या कार्बन फाइबर को राल के साथ मिलाया जाता है, तो प्लास्टिक के लोचदार मापांक और तन्य शक्ति में काफी सुधार होगा, इसलिए प्लास्टिक के हिस्से कठोर महसूस होते हैं।इसका मतलब यह है कि अगर प्लास्टिक के हिस्से पर भारी भार डाला जाता है, तो प्लास्टिक वाला हिस्सा आसानी से ख़राब नहीं होगा।
हालांकि, प्रभाव शक्ति कम हो जाएगी और प्लास्टिक नाजुक महसूस करेगा।तरलता कम है, और प्रवाह दिशा में संकुचन प्रवाह की दिशा के लंबवत से छोटा है।
मोल्ड डिजाइन में, गेट के प्लास्टिक प्रवाह की दिशा के अनुसार संकोचन दर निर्धारित करना मुश्किल है।सीएडी सॉफ्टवेयर केवल उपयोगकर्ता को एक्स, वाई और जेड दिशाओं में संकोचन सेट करने की अनुमति देता है।इसका मतलब यह है कि यदि भाग का आकार बड़ा है और सहनशीलता तंग है, तो कुछ आयाम सहनशीलता से बाहर हो सकते हैं।

समाधान यह है कि आवश्यकता से अधिक डाई स्टील छोड़ कर डाई स्टील की सुरक्षा सुनिश्चित की जाए।भाग को मापने के बाद, सीएनसी या ईडीएम द्वारा डाई स्टील को डाई से निकालना आसान है, लेकिन स्टील को डाई में जोड़ना मुश्किल है।ऐसा करने के लिए, आपको सीएनसी या ईडीएम का उपयोग करके मोल्ड को वेल्ड करना होगा और फिर स्टील को हटा देना होगा।इसके अलावा, वेल्डिंग से मोल्ड विरूपण होगा, जो मोल्ड जीवन या भाग की गुणवत्ता के लिए बहुत अच्छा नहीं है।
आगे मोल्ड संशोधन के लिए, यदि प्लास्टिक के हिस्से का आकार सहनशीलता से बाहर है, तो मोल्ड के आकार या आकार को बदलने के लिए मोल्ड से कुछ मोल्ड स्टील को हटाने या जोड़ने की आवश्यकता होती है।इस कदम से बचने के लिए, सीएनसी एल्यूमीनियम परीक्षण मोल्ड मोल्ड बनाने, प्लास्टिक भागों के नमूने प्राप्त करने और मुद्रित उत्पादों के साथ प्लास्टिक भागों के प्रमुख आयामों की तुलना करने का एक तेज़ और सस्ता तरीका प्रदान करता है।यदि कोई महत्वपूर्ण आयाम सहनशीलता से बाहर है, तो उत्पादन मोल्ड को तदनुसार बदलना होगा (उत्पादन मोल्ड परीक्षण मोल्ड के बाद बनाया जाएगा)।मोल्ड के परीक्षण का उद्देश्य यह निर्धारित करना है कि कौन से आयाम सहनशीलता से अधिक होंगे और कौन सी प्रमुख विशेषताएं डिज़ाइन के अनुसार काम करेंगी।एक बार जब यह निर्धारित हो जाता है कि विभिन्न प्रवाह दिशाओं में अलग-अलग संकोचन आकार को कैसे प्रभावित करेगा, तो हार्ड टूल बनाते समय 3D मॉडल को समायोजित किया जा सकता है।
भरने वाली सामग्री बिना भरे हुए प्लास्टिक की तुलना में मोल्ड को तेजी से पहनती है, इसलिए इन सामग्रियों का उपयोग करते समय, कोर गुहा बनाने और मोल्ड को सम्मिलित करने के लिए कठोर स्टील का उपयोग किया जाना चाहिए।एचडीटी (थर्मल विरूपण तापमान) भी अधिक होगा, इसलिए सामग्री का उपयोग उच्च तापमान वाले वातावरण में किया जा सकता है।जिससे अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की कठिनाई बढ़ जाती है।
कुछ मामलों में, फाइबर दृश्यमान प्लास्टिक भागों की सतह पर तैरेंगे, इसलिए अधिकांश भरे हुए प्लास्टिक भागों का उपयोग आंतरिक भागों के लिए किया जाता है।इस स्थिति से बचने के लिए मोल्ड की कैविटी को टेक्सचर किया जा सकता है।

लचीले भागों का एहसास कैसे करें: पॉलीयुरेथेन (पीयू) और सिलिकॉन
पॉलीयुरेथेन (पीयू) और सिलिकॉन सामग्री नरम भागों को महसूस करने के लिए विभिन्न तरीके प्रदान करते हैं।पु संपीड़न मोल्डिंग और आरटीवी मोल्ड का उपयोग करता है, जबकि सिलिकॉन और टीपीयू इंजेक्शन मोल्डिंग का उपयोग करते हैं।सिलिकॉन का मुख्य नुकसान यह है कि इसमें फ्लैश होता है।जब फ्लैश कट या ट्रिम किया जाता है, तो हमेशा अवशेष रहेंगे।इसके अलावा, जब इंजेक्शन मोल्डिंग सिलिकॉन, सामग्री को गर्म करने की पारंपरिक प्रक्रिया के बजाय मोल्ड को गर्म किया जाना चाहिए।इंजेक्शन मोल्डेड टीपीयू को प्रोसेस करना आसान है और सिलिकॉन के समान प्रदर्शन प्रदान करता है।

पॉलीयुरेथेन (पु)
पॉलीयुरेथेन (पीयू) को दो श्रेणियों में बांटा गया है: थर्मोसेटिंग पॉलीयूरेथेन (पीयू) और थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन (टीपीई)।दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि प्रसंस्करण के दौरान थर्मोसेटिंग सामग्री को क्रॉसलिंक किया जाता है और इसका पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है।दूसरी ओर, थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।आप यहां थर्मोसेटिंग और थर्मोप्लास्टिक सामग्री के बारे में अधिक जान सकते हैं।
थर्मोसेटिंग पु का उपयोग मुख्य रूप से पॉलीयूरेथेन कास्टिंग या कमरे के तापमान वल्केनाइजेशन (आरटीवी) नामक प्रक्रिया के माध्यम से प्रोटोटाइप बनाने के लिए किया जाता है।यूरेथेन कास्टिंग तरल सिलिकॉन लोचदार सामग्री से ढके एक मूल भाग का उपयोग करता है, जो कमरे के तापमान पर सख्त हो जाएगा।एक बार जब सिलिकॉन सख्त हो जाता है, तो मास्टर को हटा दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक नरम, लचीला मोल्ड होता है जो मास्टर की प्रतियां बना सकता है।

इस प्रक्रिया द्वारा निर्मित पुर्जे 30A से 85D तक होते हैं।पॉलीयुरेथेन कास्टिंग प्रक्रिया में, गड़गड़ाहट अपरिहार्य है।आमतौर पर, यदि भाग कठोर प्लास्टिक का है, तो फ्लैश को मैन्युअल रूप से ट्रिम किया जा सकता है, और निशान को सैंडपेपर से रेत किया जा सकता है, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है।हालाँकि, जब पुर्जे पु की तरह नरम होते हैं, तो गड़गड़ाहट को आसानी से हटाया नहीं जा सकता है।पु में थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमेर (टीपीई) और पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) की तुलना में बेहतर पहनने का प्रतिरोध है, इसलिए इसका उपयोग कैस्टर और तलवों के निर्माण के लिए किया जा सकता है।

थर्माप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन भागों को इंजेक्शन ढाला जा सकता है, इसलिए बिदाई लाइन बहुत सटीक हो सकती है (कोई गड़गड़ाहट नहीं)।थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन की कठोरता 65A से 85D तक होती है, इसलिए राल रबर की तरह नरम और कठोर प्लास्टिक की तरह कठोर हो सकती है।थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन का उपयोग आमतौर पर ओवरमॉल्डिंग के लिए किया जाता है, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक तारों के निर्माण के लिए जैक।पीवीसी या टीपीई से बने लचीले कॉर्ड की तुलना में, थर्मोप्लास्टिक पीयू सामग्री से बने लचीले कॉर्ड में बेहतर लोच और झुकने वाले परीक्षण के परिणाम होते हैं।

सिलिका जेल
सिलिका जेल एक थर्मोसेटिंग राल है, इसलिए इसमें गर्मी प्रतिरोध और मौसम प्रतिरोध अच्छा है।सिलिकॉन भागों के निर्माण के तीन तरीके हैं: आरटीवी कास्टिंग, संपीड़न मोल्डिंग या तरल सिलिकॉन इंजेक्शन।सिलिका जेल को पुन: संसाधित या पुनर्नवीनीकरण नहीं किया जा सकता है।

लचीले भागों का निर्माण
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, पॉलीयुरेथेन कास्टिंग नरम सामग्री का उपयोग करके प्रोटोटाइप के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका है।किनारे के बारे में कठोरता 40-50 है।हालांकि, पॉलीयुरेथेन मोल्ड्स से केवल सीमित संख्या में नमूने ही बनाए जा सकते हैं।
संपीड़न मोल्डिंग का उपयोग आमतौर पर साधारण सिलिकॉन भागों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किया जाता है।गड़गड़ाहट अपरिहार्य हैं और मैन्युअल रूप से छंटनी की जानी चाहिए।ग्राहक अभी भी 0.2 मिमी से अधिक गर्मी संपीड़न मोटाई से मोटाई वाले निशान देख सकते हैं।कुछ कारखाने 0.1 मिमी की मोटाई का उत्पादन कर सकते हैं।

आम तौर पर, संपीड़न मोल्डिंग चक्र कई मिनट का होता है।उत्पादन क्षमता में सुधार के लिए मरने वाली सामग्री आमतौर पर कई गुहाओं के साथ स्टील होती है।सिलिकॉन भागों को डिजाइन करते समय, नियम का पालन करना आवश्यक नहीं है कि रिब / नाममात्र दीवार मोटाई अनुपात 0.6 से कम या उसके बराबर है।ज्यादातर मामलों में, भले ही अंडरकट हो, टूल में साइड एक्शन का उपयोग नहीं किया जाता है, और इसे टूल से मैन्युअल रूप से चुना जा सकता है।
तरल सिलिकॉन इंजेक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए एक समान प्रक्रिया है, लेकिन अंतर यह है कि मोल्ड को उच्च तापमान पर गरम किया जाता है।आमतौर पर, इंजेक्शन मोल्डिंग की तुलना में लीड समय लंबा होता है, और भागों को इंजेक्शन मोल्डिंग भागों के रूप में विस्तृत किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि कोई गड़गड़ाहट नहीं है या गड़गड़ाहट बहुत पतली है।

निम्नलिखित आंकड़ा विभिन्न कठोरता के साथ विशिष्ट नमूने दिखाता है:
इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए अन्य सामग्री विचार: तरलता (चिपचिपापन)
सामग्री का चयन करते समय, सामग्री की तरलता पर विचार किया जाना चाहिए।बहुत पतली दीवार वाले भागों या बड़े भागों के लिए, तरलता बहुत महत्वपूर्ण है।
विभिन्न प्रकार के रेजिन में अलग-अलग तरलता होती है।एक राल के कई अलग-अलग ग्रेड हैं;उदाहरण के लिए, ABS में सामान्य ग्रेड, उच्च प्रवाह ग्रेड और उच्च प्रभाव ग्रेड है।

ABS सामग्री कई प्रकार की होती है, जिसमें विभिन्न यांत्रिक गुण और मूल्य होते हैं।कुछ प्रकार के एबीएस उच्च चमक खत्म वाले भागों के निर्माण के लिए बहुत उपयुक्त हैं;कुछ मॉडल इलेक्ट्रोप्लेटेड भागों को बनाने के लिए आदर्श हैं;कुछ में अच्छी तरलता होती है और इसका उपयोग पतली दीवार वाले भागों या बड़े आकार के भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।
आम तौर पर, विभिन्न ग्रेड के एक ही राल के लिए, तरलता जितनी अधिक होगी, यांत्रिक गुण उतने ही कम होंगे।पिघला हुआ सूचकांक (एमआई) राल की तरलता का प्रतिनिधित्व करता है।अच्छी तरलता राल का उपयोग पतली दीवारों वाले प्लास्टिक भागों, जैसे सेल फोन बैटरी मामलों, या बड़े प्लास्टिक भागों, जैसे कि बेबी बाथटब के निर्माण के लिए किया जा सकता है।
अच्छी तरलता वाले रेजिन: एलसीपी, पीए, पीई, पीएस, पीपी।
मध्यम प्रवाह राल: एबीएस, पीएमएमए और पीओएम के रूप में।
खराब तरलता वाले रेजिन: पीसी, पीएसएफ और पीपीओ।

मशीन डिजाइन
इंजीनियरिंग प्रदर्शन विचार निर्धारित करते हैं कि किस प्रकार की सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए।कांच से भरे रेजिन बीहड़ घटकों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जिन्हें पहनने के प्रतिरोध और ताकत की आवश्यकता होती है, जैसे कंप्यूटर आवास, खिलौने और अन्य उपभोक्ता सामान।इसके विपरीत, ABS या पॉली कार्बोनेट जैसी अधूरी सामग्री, सजावटी भागों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जिन्हें विशेष ताकत की आवश्यकता नहीं होती है।पॉलीप्रोपाइलीन या पॉलीइथाइलीन कंटेनर या जंगम टिका वाले भागों के लिए एक आदर्श डिजाइन है।
आयामी स्थिरता
प्लास्टिक के हिस्से को डिजाइन करते समय, आपको भाग और अन्य भागों के बीच फिटिंग की सटीकता पर विचार करने की आवश्यकता होती है।सटीक रूप से फिट होने के लिए, पीसी, एबीएस या पीओएम जैसे अच्छे आयामी स्थिरता वाले प्लास्टिक का चयन करना महत्वपूर्ण है।इस मामले में, पीए और पीपी एक अच्छा विकल्प नहीं हैं, क्योंकि संकोचन, ताकत और लचीलापन भाग के डिजाइन के प्रतिकूल होगा, जिसे अन्य भागों के साथ सहयोग करने की आवश्यकता है।हालांकि, उस मामले में जहां पीए या पीपी का उपयोग किया जाना चाहिए, आयामी स्थिरता में सुधार के लिए राल में एक न्यूक्लिएटिंग एजेंट जोड़ा जा सकता है।

प्रभाव की शक्ति
प्रभाव शक्ति सामग्री की कठोरता का प्रतिनिधित्व करती है - जब प्रभाव शक्ति कम होती है, तो यह भंगुर होती है।आम तौर पर, पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक की प्रभाव शक्ति अनुपचारित रेजिन की तुलना में कम होती है।जब ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर राल के साथ मिश्रित होते हैं, तो प्रभाव शक्ति कम होती है, लेकिन भार और पहनने की शक्ति अधिक होती है।
जब एक नया प्लास्टिक भाग तैयार किया जाता है, तो यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि उस भाग पर किस प्रकार का बल लोड किया जाएगा, बल कितना बड़ा है, और बल की आवृत्ति।उदाहरण के लिए, हैंडहेल्ड इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद गिर सकते हैं, इसलिए उत्पाद की शेल सामग्री पीसी या पीसी / एबीएस होनी चाहिए।साधारण इंजीनियरिंग प्लास्टिकों में पीसी प्लास्टिक की प्रभाव शक्ति लगभग सबसे अधिक होती है।

मौसम प्रतिरोध और यूवी प्रतिरोध रैखिकता
जब प्लास्टिक का उपयोग बाहर किया जाता है, तो प्लास्टिक के हिस्सों में अच्छा मौसम प्रतिरोध और यूवी प्रतिरोध होना चाहिए।एएसए अच्छे मौसम प्रतिरोध और यूवी प्रतिरोध के साथ एक प्रकार का राल है।इसके यांत्रिक गुण ABS के समान हैं।
जब किसी अन्य राल का उपयोग किया जाना चाहिए, तो राल में पराबैंगनी स्टेबलाइजर और मौसम प्रतिरोधी एजेंट जोड़ना वैकल्पिक है।हालांकि, किसी भी प्लास्टिक राल का उपयोग करने से पहले अच्छी तरह से परीक्षण किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह उत्पाद की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
तापमान सावधानियां
राल का चयन करते समय तापमान पर विचार करना भी महत्वपूर्ण है।जब इंजन काम कर रहा होता है, तो इंजन हाउसिंग में तापमान लगभग 70 ℃ - 90 ℃ होता है, इसलिए इंजन हाउसिंग में सभी सामग्री इस तापमान का सामना करने में सक्षम होनी चाहिए।