مطالعه شبيه سازي و تجربي بالانس جريان در قالب هاي تزريق پلاستيك چند حفره اي

An experimental and simulation study of flow balance in multi-cavity plastic injection molds

مسئله مهم در طراحي قالب هاي چند حفره اي، بالانس جريان بين حفره ها است. هر انحراف در پر شدن نابالانس حفره ها مشكلاتي را در فرآيند تزريق و كيفيت قطعات تزريق پلاستيك ايجاد مي كند. در اين مقاله، بالانس جريان در يك قالب تزريق پلاستيك دو حفره اي با حجمهاي نابرابر (به اصطلاح قالب هاي خانوادگي معروف هستند) بررسي شده است. نرم افزار مولدفلو براي پيش بيني فاز پر شدن قالب بكار گرفته شد. قطرهاي راهگاه هاي مربوط به هر حفره براي دست يابي به يك جريان بالانس تنظيم شد. بالانس جريان بوسيله قالبگيري تزريقي با شات كوتاه و اندازه گيري وزن هر حفره ارزيابي شد. پلي اتيلن سنگين بعنوان ماده پلاستيكي در اين تحقيق استفاده شد. نتايج نشان داد كه انطباق خوبي بين شبيه سازي و تجربي وجود دارد. همچنين، در اين مقاله قطر يكي از راهگاه ها در حين قالب گيري تزريقي مي تواند بوسيله قرار گيري يك اينزرت در راهگاه مورد نظر تغيير يابد. اثر بالانس جريان روي خواص كششي قطعات تزريق شده بررسي شد. نتايج آزمون كششي نشان داد كه قطعات به دست آمده از قالب بالانس استحكام كششي و تغيير طول تا نقطه شكست بالاتري به ترتيب %14 و %18 نسبت به قالب نابالانس دارند. اندازه هاي قطعات تزريق شده اندازه گيري شد. اين نتيجه به دست آمد كه اختلافي بين انقباض نمونه هاي به دست آمده از قالب بالانس و نابالانس مشاهده نشد.

The main concern in the design of multi-cavity molds is flow balance between cavities. Any departure in flow balancing of the cavities can result in difficulties in processing and quality of injected parts. In this paper, flow balance in a two-cavity plastic injection mold with different sizes (or family-cavity mold) was investigated. Moldflow software was implemented to predict the filling phase through the cavities. Diameters of runners related to each cavity were adjusted to attain a balanced flow. Evaluation of the flow balance was conducted by injection molding as short-shot and measuring the weight of each cavity. A high density polyethylene (HDPE) was applied as plastic material in this research. Good agreement was observed between experimental and simulation results. Moreover, in this paper one of the runners could be resized while injection molding via an insert located in the mold. The effect of flow balance on the tensile properties of the injection molded specimens was investigated. The results indicated that the parts obtained from the balanced mold exhibit a higher tensile strength and elongation at break up to 14% and 18%, respectively. The dimensions of injected parts were measured. It was found that there are not any differences between the shrinkage of specimens obtained by balanced and unbalanced mold.