فرآیند طراحی و شبیه سازی دیجیتال
تولید قالبهای پر سرعت PET با طراحی دیجیتالی دقیق آغاز میشود. از طریق{2}}تکنولوژی طراحی و شبیهسازی به کمک رایانه، ساختار قالب را میتوان قبل از تولید بهینه کرد، کار مجدد را کاهش داد و پایهای برای تولید کارآمد گذاشت.
طراحی پارامتریک و مدولار هسته اصلی-طراحی قالب با سرعت بالا است. طراحان از نرم افزارهای طراحی سه بعدی مانند UG و SolidWorks برای ایجاد مدل های پارامتریک بر اساس پارامترهای پریفرم ارائه شده توسط مشتری (مانند وزن، قطر، ضخامت دیواره و نسبت کشش) استفاده می کنند، که ابعاد پریفرم را با حفره قالب، رانر، سیستم خنک کننده و سایر سازه ها مرتبط می کند. با فراخوانی کتابخانههای اجزای مدولار (مانند ستونها و بوشهای راهنمای استاندارد، اجزای دونده داغ و مکانیسمهای بیرون راندن)، ساختار کلی قالب را میتوان به سرعت ساخت و کار طراحی تکراری را کاهش داد. به عنوان مثال، برای یک قالب با سرعت بالای 64{6}}حفره، چرخه طراحی را می توان از 15 روز سنتی به کمتر از 7 روز کوتاه کرد، در حالی که از ثبات ساختار حفره اطمینان حاصل کرد.
تجزیه و تحلیل شبیه سازی CAE در کل فرآیند طراحی استفاده می شود. با شبیه سازی شاخص های کلیدی مانند جریان مذاب، اثر خنک کننده و استحکام ساختاری، می توان عیوب طراحی را از قبل شناسایی کرد. در شبیهسازی جریان مذاب، از نرمافزارهایی مانند Moldflow برای تجزیه و تحلیل زمان پر شدن، توزیع فشار و تغییرات دمای حفرههای مختلف، بهینهسازی چیدمان دونده و محل دروازه استفاده میشود تا اطمینان حاصل شود که اختلاف زمان پر شدن هر حفره در قالب حفره 64-در عرض 0.3 ثانیه کنترل میشود. شبیهسازی استحکام سازه از نرمافزار ANSYS برای شبیهسازی توزیع تنش قالب در هنگام باز کردن و بسته شدن قالب با سرعت بالا، با تمرکز بر بهینهسازی ضخامت و چیدمان تنش- اجزای یاتاقان مانند الگوها و ستونهای راهنما برای جلوگیری از تغییر شکل ناشی از عملکرد طولانیمدت با سرعت بالا استفاده میکند. شبیه سازی سیستم خنک کننده می تواند یکنواختی خنک شدن پریفرم توسط کانال های آب را پیش بینی کند. با تنظیم قطر کانال آب، فاصله و موقعیت های ورودی/خروجی، اختلاف دمای پریفرم در حین قالب گیری زیر 5 درجه نگه داشته می شود.
طراحی مشترک و مدیریت داده ها کارایی طراحی را بهبود می بخشد. یک سیستم PDM (مدیریت دادههای محصول) برای مدیریت متمرکز دادههای طراحی استفاده میشود که امکان اشتراکگذاری دادهها را در زمان واقعی بین طراحان، مهندسان فرآیند و پرسنل تولید فراهم میکند و از خطاهای طراحی ناشی از ناسازگاری نسخه جلوگیری میکند. به طور همزمان، یک پلت فرم مشارکتی مبتنی بر ابر{3}}امکان برقراری ارتباط واقعی-با مشتریان و تأمینکنندگان در مورد راهحلهای طراحی، پاسخ به موقع به تغییرات نیازمندیها، و کوتاه شدن چرخه تأیید طراحی را بیش از 30 درصد میدهد. به عنوان مثال، هنگامی که مشتری ضخامت دیواره پریفرم را تنظیم می کند، طراحان می توانند به سرعت ابعاد حفره را از طریق همبستگی داده ها به روز کنند و به طور همزمان به روز رسانی ها را به بخش تولید منتقل کنند و از تنظیمات به موقع برنامه تولید اطمینان حاصل کنند.
فرآیندهای انتخاب مواد و پیش تصفیه-با عملکرد بالا
قالبهای پریفرم PET با سرعت بالا برای خواص مکانیکی، مقاومت در برابر سایش و پایداری مواد، الزامات بسیار بالایی دارند. انتخاب دقیق مواد و فرآیندهای پیش تصفیه برای اطمینان از کارکرد قابل اعتماد طولانی مدت قالب در شرایط بار- با فرکانس بالا ضروری است.
انتخاب دقیق مواد قالب باید بر اساس تفاوت های عملکردی اجزای قالب تعیین شود. از آنجایی که حفره و هسته مستقیماً با مذاب PET با دمای بالا و فشار بالا تماس دارند، باید از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی فوق العاده خالص (مانند S136، STAVAX) استفاده شود. میزان کربن آن باید در 0.3%-0.5% کنترل شود و محتوای ناخالصیهایی مانند گوگرد و فسفر باید کمتر از 0.01% باشد. پس از عملیات حرارتی، سختی میتواند به HRC48-52 برسد و عملکرد پولیش عالی، با زبری سطح Ra0.01μm دارد. اجزای سازهای مانند الگوها و ستونهای راهنما از-فولاد از قبل سختشده با استحکام بالا (مثلاً 718H، NAK80) با سختی کنترلشده در HRC30-35 و استحکام فشاری بیشتر یا مساوی 1200 مگاپاسکال ساخته شدهاند که میتواند در برابر ضربهها در برابر ضربهها در هر هزار ساعت مقاومت کند. برای قالبهای با سرعت تزریق فوقالعاده (با تولید بیش از 100000 پریفرم در ساعت)، حفره را میتوان از فولاد پرسرعت متالورژی پودری (مانند ASP-60) با محتوای کل عناصر آلیاژی بیشتر یا مساوی 25% (تنگستن، مولیبدن، کروم، مقاومت 3-5 برابر فولاد معمولی و غیره) ساخته شد.
پیش تصفیه مواد برای اطمینان از دقت ماشینکاری بسیار مهم است. پس از ذخیره سازی فولاد، تحت آزمایش ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی دقیق قرار می گیرد. محتوای عنصری با استفاده از یک طیف سنج تأیید می شود و سختی اولیه با سختی سنج اندازه گیری می شود تا از انطباق با الزامات طراحی اطمینان حاصل شود. پس از آن، عملیات پیری انجام می شود و فولاد را در دمای 500-550 درجه به مدت 4-6 ساعت نگه می دارد و به آرامی آن را تا دمای اتاق خنک می کند تا تنش داخلی ایجاد شده در هنگام آهنگری از بین برود و از تغییر شکل پس از ماشین کاری جلوگیری شود. برای قالبهای بزرگ، یک فرآیند گرمایش پلکانی و خنککننده همدما باید اتخاذ شود و نرخ خنکسازی را کمتر یا برابر با 5 درجه در ساعت کنترل کند تا به نرخ تنش زدایی داخلی بیش از 80 درصد برسد. همچنین برای کاهش سختی مواد (کمتر یا مساوی HRC25)، بهبود عملکرد برش و افزایش عمر ابزار، قبل از برش مواد خام، عملیات بازپخت مورد نیاز است.
کنترل دقت ابعاد مواد باید در کل فرآیند پیش تصفیه حفظ شود. ماشینهای اره با دقت بالا (دقت برش ± 0.1 میلیمتر) برای برش مواد خام استفاده میشوند تا اطمینان حاصل شود که انحراف ضخامت ورق فلز از 0.2 میلیمتر تجاوز نمیکند و اجازه یکنواختی را برای پردازش بعدی باقی میگذارد. برای مواد خام حفره ای، سنگ زنی خشن با استفاده از آسیاب سطحی برای کنترل صافی در 0.05 میلی متر بر متر انجام می شود و میزان برش مورد نیاز در پردازش بعدی را کاهش می دهد. به طور همزمان، تشخیص عیب (مانند آزمایش اولتراسونیک) روی ماده خام انجام می شود تا از عدم وجود ترک های داخلی، منافذ و سایر عیوب اطمینان حاصل شود و از شکستگی ناگهانی در طول استفاده از قالب جلوگیری شود.
