
Pressure Measurement in Blow Molding Process
Blow Molding
منظور از قالب گیری بادی که به آن قالب گیری دمشی یا بلومولدینگ (Blow Molding) هم گفته می شود، فرآیند باد کردن یک ترموپلاستیک (Thermoplastic) گرم و توخالی (Hollow) از پیش فرم دهی شده (Preform) یا پاریزون (Parison)، درون یک قالب بسته (Closed Mold) می باشد. بنابراین شکل نهایی محصول همانند قالب و به صورت توخالی است.
به بیان ساده تر فرآیند قالبگیری بادی Blow Molding Process شامل حرارت دادن یک لوله پلاستیکی (Plastic Tube) معروف به پریفرم یا پاریزون تا نقطه ذوب آن (Melting Point) و سپس قرار دادن آن داخل حفره قالب (Mold Cavity) می باشد. که پس از این مرحله با استفاده از هوای فشرده پلاستیک ذوب شده مانند یک بادکنک باد می شود تا شکل قالب را به خود بگیرد اما درون آن همچنان توخالی باشد. مقدار پلاستیک مصرف شده و فشار هوا (Air Pressure) تعیین کننده میزان ضخامت محصول نهایی است.
با استفاده از این فرآیند می توان طیف گسترده ایی از قطعات توخالی قالب گیری شده (از جمله بطری های پلاستیکی) را از مواد پلاستیکی گوناگون تولید نمود. به طوری که در ایالات متحده، صنعت پلاستیک (Plastic Industry) سومین صنعت تولیدی بزرگ این کشور محسوب می شود. پلاستیک ها زندگی ما را آسان تر کرده و به ما کمک می کنند که چیزهای مقرون به صرفه تری تولید نماییم.
مواد خام ترموپلاستیک که در فرآیند قالب گیری بادی یا دمشی مورد استفاده قرار می گیرند به شکل گلوله یا گرانول های کوچکی (Small Pellet or Granule) هستند که ابتدا ذوب شده و سپس به یک لوله توخالی به نام پاریزون (Parison) تبدیل می شوند. قطعات قالب گیری شده (Blow molded) را می توان از طیف گسترده ای از مواد ترموپلاستیک تهیه نمود که برخی از آنها عبارتند از:
وجود طیف گسترده ای از مواد مناسب برای استفاده در قالب گیری بادی یا بلومولدینگ به این معنی است که می توان از این فرآیند برای توسعه قطعات متناسب با نیازهای دقیق استفاده نمود.
Blow Molding Applications
از فرآیند قالب گیری بادی می توان برای تولید انواع مختلفی از قطعات کمک گرفت. این قطعات عموماً پلاستیک توخالی و با ضخامت کم هستند که به طور مرتب در اشکال و اندازه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. به عبارت دیگر این فرآیند فقط به تولید بطری ها محدود نمی شود و طیف گسترده ایی از محصولات دیگر را دربر می گیرد. برخی از محصولات متداول تولید شده توسط قالبگیری بادی عبارتند از:
بطری های آب و نوشابه، بطری های شامپو، بطری های شیر، روغن دان ها، مخازن ذخیره سازی، وان و طشت های پلاستیکی، بشکه ها و موانع ساختمانی، صندلی های استادیوم، اسباب بازی و لوازم ورزشی، بدنه فن ها و خنک کننده ها و غیره.
همچنین بلومولدینگ در صنعت خودرو سازی نیز کاربرد فراوانی دارد و طراحی و تولید انبوه قطعات خودرو را ساده و مقرون به صرفه تر می کند. برخی از قطعات معمولی خودرو که با روش قالب گیری دمشی تولید می شوند عبارتند از:
داکت های تهویه خودرو، مخازن مایعات، شلگیر یا گل پخش کن ها، گلگیرها، کنسول، پنل ها، صندلی ها، سیستم های ذخیره سازی، محافظ یا داکت های برقی و غیره.
به طور خلاصه، قالب گیری دمشی کاربردهای بسیار متنوعی دارد و روشی عالی برای تولید تعداد زیادی از قطعات ارزان قیمت است.
Blow Molding Process
انواع مختلفی از قالبگیری بادی وجود دارد که تفاوت آنها بیشتر در نحوه تشکیل پاریزون، اندازه پاریزون و نحوه حرکت پاریزون بین قالب ها می باشد. انواع اصلی قالب گیری بادی یا بلومولدینگ عبارتند از:
یک فرآیند کاملاً اتوماتیک است که امکان تولید هزاران قطعه در مدت زمان کوتاهی را فراهم می کند. به طور کلی این فرآیند شامل مراحل زیر است:
سنسور فشار مذاب
در روش IBS و ISBM، یک پریفرم جایگزین پاریزون می شود. منظور از پریفرم (Preform) لوله هایی با یک سوراخ است که زودتر از موعد ساخته شده اند و از طریق قالب گیری تزریقی (Injection Molding) تولید می شوند. یک طرح پریفرم ممکن است برای چندین طرح مختلف از محصولات قالب گیری بادی استفاده شود که راهی برای تولید انبوه در برخی از موارد می باشد. شکل زیر مربوط به تولید یک محصول به روش قالب گیری تزریقی می باشد.
Blow Molding vs Injection Molding
قالب گیری بادی (Blow Molding) و قالب گیری تزریقی (Injection Molding) دو مورد از رایج ترین روش های تولید قطعات و محصولات پلاستیکی با کیفیت و مقرون به صرفه می باشند، با این حال هر یک آنها تفاوت هایی با یکدیگر دارند. مهم ترین تفاوت میان قطعات ساخته شده توسط روش قالب گیری تزریقی و قالب گیری بادی این است که در روش قالبگیری تزریقی قطعات به صورت محکم و ضخیم و توپر تولید می شوند در حالیکه قطعات تولید شده توسط روش قالبگیری بادی به صورت توخالی می باشند.
بنابراین اگر به دنبال تولید یک محصول با بدنه ضخیم و مستحکم هستید، روش قالب گیری تزریقی ممکن است همان چیزی باشد که به دنبال آن می گردید. برخی از نمونه های رایج قطعاتی که توسط قالبگیری تزریقی ایجاد می شوند عبارتند از: درب بطری ها، شانه های مو، کیس های کامپیوتر و بدنه تلویزیون. اما اگر به دنبال تولید محصولی هستید که انعطاف پذیر و کاربردی باشد و بتواند مایعات درون خود نگه دارد (مانند بطری آب)، قالبگیری بادی همان روشی است که به آن نیاز دارید.
سنسور فشار مذاب
Melt Pressure Sensor
علاوه بر دما، نظارت بر فشار مواد مذاب (Melt Pressure Monitoring) نیز نقش بسیار مهم و کلیدی در فرآیند اکستروژن و فرآیند های وابسته به آن مانند بلومولدینگ یا قالب گیری بادی ایفا می کند. اندازه گیری فشار و دما مواد مذاب و استفاده از داده های آن در سیستم کنترل فرآیند باعث بهبود و ثبات در تولید محصولات می گردد. به عبارت دیگر همگن بودن و یکنواختی (Homogeneity) مواد تولید شده با فشار و دما فرآیند رابطه مستقیم دارند. بنابراین برای این منظور ابتدا فشار و دمای فرآیند توسط یک سنسور فشار مذاب (Melt Pressure Sensor) اندازهگیری شده و سپس سیگنال خروجی (Output Signal) آن به یک پنل متر یا کنترلر فشار مذاب (Melt Pressure Controller) یا PLC متصل می شود. این تجهیزات از اعمال فشار بیش از حد (Overpressure) به قالب و شکستن آن جلوگیری می کنند. همچنین تحلیل گزارش و داده های آنها برای بهینه سازی تولید از لحاظ کیفیت، هزینه ها و مواد مصرفی بسیار تاثیر گذار است.
به سنسور هایی که طراحی آنها به گونه ایی است که قادر به اندازهگیری فشار مواد مذاب اکستروژن شده در فرآیند قالب گیری می باشند، سنسور فشار مذاب یا سنسور فشار ملت گفته می شود. برخی از این سنسورها به گونه ایی طراحی شده اند که قادرند به طور همزمان فشار و دمای فرآیند در یک نقطه را اندازهگیری کنند. بحرانی ترین نقطه در فرآیند قالب گیری بادی قالب (Die) می باشد که باید همواره فشار و دمای آن کنترل گردد.
سخن پایانی
مجموعه رکسنس ارائه دهنده ی انواع سنسور فشار، ترانسمیتر فشار، ترانسمیتر فشار ویکا، سنسور فشار مذاب، سنسور فشار اکسترودر، برای دریافت قیمت سنسور فشار و قیمت ترانسمیتر فشار می توانید با مشاورین مجموعه برای داشتن انتخابی بهتر در ارتباط باشید.
چالش های ویژه در قالب گیری بادی
از جمله مهم ترین چالش ها در فرآیند قالب گیری بادی می توان به شکستن قالب در اثر عدم کنترل فشار فرآیند یا خراب شدن سنسور در اثر پدیده ایی به نام فشار مازاد (Overpressure) اشاره نمود. این موارد ممکن است در اثر عواملی مانند عدم عملکرد صحیح تجهیزات و یا گرم نشدن کافی Barrel رخ دهد. در اثر اعمال فشار مازاد در سیستم، قالب یا Mold شکسته و سنسور فشار نیز به اصطلاح اُور پرشر شده و به طور دائم از حالت کالیبره خاج می گردد و باید با یک سنسور جدید جایگزین شود. چنانچه به هر دلیلی هر یک از تجهیزات مانند سنسور فشار و دما و یا کنترلر به از حالت کالیبره خارج شوند و نظارت صحیح بر فرآیند صورت نگیرد، کیفیت محصول نهایی تولید شده کاهش یافته و غالباً از حالت همگن و یکنواخت بودن خارج می گردد.
بستگی به حداکثر میزان فشار فرآیند دارد و باید همواره سنسور فشاری انتخاب نمود که رنج فشار آن از فشار فرآیند قالب گیری بادی بیشتر باشد.
مهم ترین تفاوت این دو روش این است که در روش قالبگیری تزریقی قطعات به صورت محکم و ضخیم و توپر تولید می شوند در حالیکه قطعات تولید شده توسط روش قالبگیری بادی به صورت توخالی می باشد.
معمولاً به وسیله یک PLC یا کنترلر فشار و دما مذاب (مانند پنل متر سری N70) می توان فشار و دمای اندازهگیری شده فرآیند را مانیتورینگ و کنترل نمود.
علت این مورد Overpressure شدن سنسور در اثر افزایش فشار ناگهانی و غیر مجاز فرآیند می باشد که به علت انحراف دائمی دیافراگم، سنسور از حالت کالیبره خارج شده و نیاز به تعویض دارد.
قیمت سنسور فشار مذاب به عوامل مختلفی از جمله برند، محدوده فشار، سیگنال خروجی، دقت اندازهگیری، نوع رزوه و کانکشن الکتریکی بستگی دارد. لطفاً جهت دریافت مشاوره در این زمینه و استعلام قیمت و موجودی با کارشناسان فنی REXSENSE تماس بگیرید.