انتخاب مواد اولیه در طراحی قطعات پلاستیکی

در ادامه بحث طراحی و ساخت قطعات پلاستیکی و قالب های تزریق پلاستیک مرحله انتخاب مواد اولیه در ادامه به صورت کامل توضیح داده خواهد شد.

مرحله 3 – انتخاب مواد اولیه

هنگامی که الزامات استفاده نهایی برای یک قطعه مشخص شد، طراحان می توانند جستجوی مواد پلاستیکی مناسب برای کاربرد را آغاز کنند.

انتخاب مواد یا فرآیند غربالگری با مقایسه خواص مواد با مشخصات خاصی انجام می شود که از الزامات محصول نهایی مشتق شده است. از آنجایی که به معنای واقعی کلمه هزاران ماده پلاستیکی به صورت تجاری در دسترس هستند، به احتمال زیاد یک طراح بتواند حداقل یک نامزد ماده مناسب برای کاربرد را پیدا کند. به طور کلی بهتر است چندین ماده بالقوه مناسب (شاید 3 تا 6 فرمول/گرید مواد خاص) را در طول فرآیند انتخاب مواد اولیه انتخاب کنید.

با توجه به تعداد درجه های مواد موجود، فرآیند غربالگری مواد می تواند بسیار دشوار باشد. بهترین کار این است که فرآیند انتخاب مواد را با در نظر گرفتن خواص موادی که با طراحی نمی توان آنها را افزایش داد، آغاز کرد.

ویژگی هایی مانند ضریب انبساط حرارتی، شفافیت، مقاومت شیمیایی، دمای نرم شدن و تایید نمایندگی تولید کننده از جمله ویژگی هایی هستند که با طراحی قابل افزایش نیستند. به عنوان مثال، پلی اتیلن با چگالی بالا را نمی توان برای کاربردهای لعاب (glazing) استفاده کرد زیرا شفاف یا مات است، در حالی که پلی کربنات به دلیل مقاومت محدود در برابر هیدروکربن ها برای ظروف بنزین مناسب نیست.

تغییر طراحی قطعه در هر دو مورد کمکی نخواهد کرد. با استفاده از این نوع خواص، حذف کل خانواده مواد نسبتاً آسان است و در نتیجه تعداد مواد بالقوه مواد پلاستیکی کاهش می‌یابد. عواملی که فرآیند انتخاب مواد را پیچیده می‌کنند، پوشش‌ها، افزودنی‌ها و فناوری‌های تزریق پارامترهایی همزمان هستند.

در بسیاری از موارد از پوشش ها برای تغییر مقاومت شیمیایی، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و ظاهر کلی قطعه استفاده می شود. هنگامی که از پوشش ها استفاده می شود، ممکن است بتوان از ماده ای استفاده کرد که در غیر این صورت برای کاربرد مناسب نیست.

افزودنی ها همچنین می توانند فرآیند انتخاب مواد را پیچیده کنند. امکان تغییر انتخابی تقریباً هر خاصیت یک ماده پلاستیکی با اختلاط مذاب یا ترکیب کردن وجود دارد.

برخلاف خواص ذکر شده در بالا، بیشتر خواص مکانیکی یک پلیمر در واقع می‌تواند با طراحی، در محدوده دمایی مرتبط با کاربرد، افزایش یابد. به عنوان مثال، هنگام طراحی یک برنامه کاربردی جایگزینی فلز، طراحان به طور کلی مدول مواد را یکی از مهمترین خصوصیات هنگام غربالگری مواد مناسب می دانند.

یک مشکل در اینجا این است که فلزات، مانند فولاد، هم سفت و سخت هستند، در حالی که بسیاری از مواد پلاستیکی سفت و سخت نسبتا شکننده هستند (به عنوان مثال، بسیاری از گریدهای تقویت شده با شیشه، سفت و سخت اما شکننده هستند).

در بسیاری از موارد، عملکرد برتر زمانی حاصل می‌شود که گریدهای سبک‌تر یا تقویت‌نشده‌تری از پلیمرهای مهندسی انتخاب شوند. اگرچه این مواد دارای مقادیر مدول پایین تری هستند (و ممکن است با سرعت بیشتری خزش کنند)، سخت تر هستند و هندسه قطعه را می توان تغییر داد (با افزودن دنده های عمیق تر و غیره) برای جبران کاهش مدول.

طراحی قطعه پلاستیکی بر مبنای قطعه فلزی

 پیرامون طراحی و ساخت قطعات پلاستیکی و قالب های تزریق پلاستیک و همچنین مرحله انتخاب مواد ٬ شرکت نوآوران علوم مهندسی پویا آماده خدمات مشاوره به شما علاقه مندان محترم می باشد.