انجیکشن مولڈز کے کولنگ سسٹم کے اہم ڈیزائن پوائنٹس کیا ہیں؟

زیادہ تر پروڈکشن آپریشنز میں انجیکشن مولڈنگ سائیکل کے کل وقت کا تقریباً 50-70% کولنگ ہوتا ہے۔ بھرنے میں سیکنڈ لگتے ہیں۔ کولنگ بہت زیادہ وقت لیتا ہے. اگر آپ کے سائیکل کا وقت 30 سیکنڈ ہے، تو ان میں سے کہیں بھی 15 سے 21 سیکنڈ درجہ حرارت پر ٹھنڈا ہونے والے حصے کے لیے وقف ہیں جہاں اسے بغیر کسی بگاڑ کے محفوظ طریقے سے نکالا جا سکتا ہے۔

یہ تناسب سائیکل کے وقت میں کمی کے لیے کولنگ کو واحد سب سے بڑا لیور بناتا ہے۔ کولنگ کی کارکردگی میں 20% بہتری براہ راست مجموعی سائیکل کے وقت میں 10–14% کی کمی کا ترجمہ کرتی ہے - ایک بامعنی پیداواری فائدہ جو اعلی پیداوار والیوم میں نمایاں طور پر مرکب ہوتا ہے۔

سائیکل کے وقت سے آگے، ناقص کولنگ کے نتائج اہم ہیں۔ ناہموار ٹھنڈک پورے حصے میں درجہ حرارت کے میلان پیدا کرتی ہے کیونکہ یہ مضبوط ہوتا ہے۔ چونکہ پلاسٹک ٹھنڈا ہوتے ہی سکڑ جاتا ہے، اس لیے جو علاقے تیزی سے ٹھنڈے ہوتے ہیں وہ پہلے اور زیادہ حد تک سکڑ جاتے ہیں اس سے پہلے کہ وہ جگہیں جو اب بھی گرم ہوں اس کی تلافی کر سکتے ہیں۔ یہ تفریق سکڑنا جنگ کے صفحے، سنک کے نشانات، اور بقایا تناؤ - نقائص کے پیچھے بنیادی طریقہ کار ہے جو ٹھنڈک کے مرحلے میں شروع ہوتے ہیں یہاں تک کہ جب وہ ٹھنڈک کے مسائل کی طرح نظر نہیں آتے ہیں۔

2019 میں شائع ہونے والی ایک تحقیقمینوفیکچرنگ کے عمل کے جرنلپتہ چلا کہ تقریباً 67% کیسوں میں مولڈ درجہ حرارت کی غیر مساوی تقسیم جنگ کے صفحے کے لیے ذمہ دار تھی - کسی بھی دوسرے واحد ڈیزائن متغیر سے زیادہ، بشمول گیٹ لوکیشن اور پیکنگ پریشر۔

چینل کا قطر اور پچ

کولنگ چینلز کا قطر اور ان کا مرکز-سے-مرکز کا فاصلہ کسی بھی کولنگ سرکٹ ڈیزائن کا نقطہ آغاز ہوتا ہے۔ صنعت کے رہنما خطوط تجویز کرتے ہیں:

چینل کا قطر: معیاری سانچوں کے لیے عام طور پر 8–12 ملی میٹر۔ چھوٹے قطر (6–8 ملی میٹر) چھوٹے سانچوں یا مضبوطی سے بند علاقوں کے مطابق؛ بڑے قطر (12–16mm) بڑے صنعتی یا آٹوموٹو سانچوں میں ظاہر ہوتے ہیں۔

پچ (وسط- سے- درمیانی وقفہ): عام طور پر چینل کے قطر سے 2-3 گنا۔ ایک 10 ملی میٹر چینل کو عام طور پر 20-30 ملی میٹر کے مراکز پر رکھا جانا چاہئے۔

ان تناسب کا مقصد گہا کی سطح پر معقول حد تک یکساں گرمی نکالنا ہے۔ جب چینلز بہت زیادہ فاصلہ رکھتے ہیں، تو ان کے درمیان گرم دھبے تیار ہوتے ہیں - علاقے جو ارد گرد کی گہا کی دیوار سے زیادہ گرم رہتے ہیں اور تفریق کولنگ گریڈینٹ بناتے ہیں جو وار پیج کو چلاتے ہیں۔

کولنگ چینل سے گہا کی سطح تک کا فاصلہ

کولنگ چینل سینٹرلائن سے قریبی گہا کی سطح تک کا فاصلہ اس بات کو کنٹرول کرتا ہے کہ پلاسٹک کے حصے سے اسٹیل کے ذریعے کولنٹ تک گرمی کتنی موثر طریقے سے بہتی ہے۔ معیاری تجویز یہ ہے کہ یہ فاصلہ چینل کے قطر کے تقریباً 1-1.5 گنا کے برابر ہونا چاہیے۔

10 ملی میٹر چینل کے لیے، گہا کی سطح چینل سینٹرلائن سے 10-15 ملی میٹر ہونی چاہیے۔ قریب سے جگہ ٹھنڈک کی شرح میں اضافہ کرتی ہے لیکن چینل اور گہا کے درمیان اسٹیل کی ساختی سالمیت کو کم کرتی ہے۔ زیادہ جگہ کا تعین کولنگ کی کارکردگی کو کم کرتا ہے اور تھرمل گریڈینٹ بناتا ہے۔

یہ توازن خاص طور پر اہم ہے۔موٹر گیئر انجیکشن مولڈڈیزائن، جہاں گیئر دانتوں کی پیچیدہ جیومیٹری اور مرکزی مرکز ایسے خطوں کو تخلیق کرتا ہے جنہیں بنیادی اور گہا کی سطحوں سے مختلف فاصلے پر ٹھنڈک کی ضرورت ہوتی ہے۔

کولنٹ فلو ریٹ، ٹربولنس، اور رینالڈس نمبر

یہ وہ نقطہ ہے جسے اکثر نظر انداز کیا جاتا ہے: چینلز کو درست طریقے سے پوزیشن میں رکھنا کافی نہیں ہے - ہنگامہ خیز بہاؤ پیدا کرنے کے لیے کولنٹ کو ان میں سے کافی رفتار سے بہنا چاہیے۔

ہنگامہ خیز بہاؤ - جس کی خصوصیت رینالڈس نمبر 4 سے اوپر ہے،000 - اسی والیومیٹرک بہاؤ کی شرح پر لیمینر بہاؤ سے تقریباً تین سے پانچ گنا زیادہ مؤثر طریقے سے حرارت کو منتقل کرتا ہے۔ زیادہ تر کولنگ چینلز کے ڈیزائن ہنگامہ خیز بہاؤ کو فرض کرتے ہیں، لیکن عملی طور پر، وہ چینلز جو بہت لمبے، بہت تنگ، یا کم سائز کی سپلائی لائنوں سے کھلائے جاتے ہیں، اکثر لیمینر یا عبوری بہاؤ کے نظاموں میں کام کرتے ہیں، جو ڈرامائی طور پر ان کی تاثیر کو کم کرتے ہیں۔

ہر کولنگ سرکٹ کو کل پریشر ڈراپ اور بہاؤ کی شرح کو ذہن میں رکھتے ہوئے ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔ بہاؤ کو روکنے والے، سیریز بمقابلہ متوازی کنفیگریشنز، اور انلیٹ/آؤٹ لیٹ مینی فولڈ سائزنگ سبھی پر اثر انداز ہوتا ہے کہ آیا چینلز اصل میں وہ ہنگامہ خیزی حاصل کرتے ہیں جو حرارت کی منتقلی کے حساب سے فرض کیا جاتا ہے۔

Inlet اور آؤٹ لیٹ درجہ حرارت کا فرق

کولنٹ کے داخل ہونے اور سرکٹ چھوڑنے کے درمیان درجہ حرارت کا فرق اس بات کا براہ راست اشارہ ہے کہ کتنی گرمی نکالی جا رہی ہے۔ صنعت کی مشق 3-5 ڈگری کے فرق کو ہدف بناتی ہے۔ اس کے اوپر نمایاں طور پر فرق کا مطلب ہے کہ کولنٹ بہت زیادہ گرم ہو رہا ہے کیونکہ یہ سرکٹ سے گزرتا ہے - چینل کے آخری حصے مولڈ میں نمایاں طور پر گرم کولنٹ فراہم کرتے ہیں، جس سے بہاؤ کے راستے کے ساتھ درجہ حرارت کا میلان پیدا ہوتا ہے جو حصے میں دشاتمک وار پیج کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔

اگر آپ کے انلیٹ-آؤٹ لیٹ کا فرق مسلسل 8–10 ڈگری سے زیادہ ہے تو بہاؤ کی شرح میں اضافہ کریں یا سرکٹ کو چھوٹے متوازی راستوں میں تقسیم کریں۔

موٹر گیئر انجیکشن مولڈ

گیئرز ایک مخصوص ٹھنڈک کا چیلنج پیش کرتے ہیں: گیئر کے دانت پتلے ہوتے ہیں، ان کے حجم کے لحاظ سے اونچی سطح کے رقبے کے ساتھ قریب سے فاصلہ والے فیچرز ہوتے ہیں، جبکہ حب اور ویب سیکشن زیادہ موٹے ہوتے ہیں اور گرمی کو زیادہ دیر تک برقرار رکھتے ہیں۔ اگر کولنگ کو یکساں طور پر لاگو کیا جائے تو، دانت حب - کے مقابلے میں بہت تیزی سے ٹھنڈے ہوتے ہیں جس سے دانتوں کا فاصلہ اور پچ کا قطر خراب ہوتا ہے۔

کنویں میں-ڈیزائن کیا گیا ہے۔موٹر گیئر انجیکشن مولڈ، مرکز اور گہا کے اطراف میں کولنگ چینلز کو مرکز اور ویب علاقوں سے زیادہ جارحانہ طریقے سے گرمی نکالنے کے لیے رکھا گیا ہے، اس لیے یہ موٹے حصے اس شرح سے ٹھنڈے ہوتے ہیں جو پتلے دانتوں سے زیادہ میل کھاتی ہے۔ یہ عام طور پر حب ایریا کے قریب واقع چینلز اور کور کے مخصوص علاقوں کی طرف متوجہ ہونے والے بفلز یا ببلرز کے امتزاج کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔

فنکشنل گیئرز - کے لیے جہتی رواداری کے تقاضے عام طور پر ٹوتھ پروفائل پر ±0.02–0.05mm - کولنگ یکسانیت کو اس طرح اہم بناتے ہیں جس کی خالصتاً کاسمیٹک حصوں کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔

ماؤس شیل انجکشن مولڈ

ماؤس شیلز اور اسی طرح کے کنزیومر الیکٹرانکس ہاؤسنگز میں نسبتاً پتلی، یکساں دیواریں ہوتی ہیں لیکن سطح کی تکمیل کے سخت تقاضے جو مسابقتی ٹھنڈک کے تقاضے پیدا کرتے ہیں۔ بہت زیادہ جارحانہ طور پر ٹھنڈا کرنے سے ایسی سطح پیدا ہو سکتی ہے جو بہاؤ کے نشانات کو زیادہ نمایاں طور پر دکھائے۔ یکساں طور پر ٹھنڈا نہ ہونے سے تفریق سکڑاؤ پیدا ہوتا ہے جو کاسمیٹک سطحوں پر خاص طور پر اندرونی پسلیوں اور مالکان پر سنک کے نشانات کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔

ایک میںماؤس شیل انجکشن مولڈ,ٹھنڈک کی حکمت عملی میں عام طور پر اعتدال پسند چینل کی کثافت شامل ہوتی ہے جس میں براہ راست کاسمیٹک سطحوں کے پیچھے والے علاقوں پر خصوصی توجہ دی جاتی ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ دکھائی دینے والی A-سطح ایک مستقل شرح سے ٹھنڈا ہو چاہے اس کے پیچھے ساختی طور پر کیا ہو رہا ہو۔

کھلونا کار پلاسٹک کے پرزے۔

کھلونوں کے اجزاء عام طور پر 1.5–3 ملی میٹر کی دیوار کی موٹائی پر ABS یا PP کا استعمال کرتے ہیں، جس میں وہیل ماؤنٹس، ایکسل ہاؤسنگ، اور آرائشی باڈی کی تفصیلات پر متعدد موٹی-سے{3}}پتلی منتقلی ہوتی ہے۔ PP میں ABS سے کم تھرمل چالکتا ہے اور مساوی دیوار کی موٹائی کے لیے ٹھنڈا کرنے کے وقت کو قدرے طویل وقت کی ضرورت ہوتی ہے۔

میںکھلونا کار پلاسٹک انجکشن مولڈڈیزائن، کولنگ سسٹم کو ان موٹی-سے-پتلی ٹرانزیشن کا انتظام کرنے کی ضرورت ہے جبکہ لاگت-مؤثر اعلی-حجم کی پیداوار کے لیے ضروری سائیکل کے اوقات کو برقرار رکھتے ہوئے موٹے حصوں پر ٹارگٹڈ چکرا ایک عام حل ہے۔

کنفارمل کولنگ چینلز سیدھی لائنوں میں چلنے کے بجائے گہا کی سطح کے سموچ کی پیروی کرتے ہیں۔ مولڈ انسرٹ کی میٹل ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ (3D پرنٹنگ) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا، وہ گہا کی سطح سے ایک مستقل فاصلہ برقرار رکھ سکتے ہیں یہاں تک کہ ان علاقوں میں بھی جہاں سیدھی ڈرلنگ ناممکن ہو گی۔

کارکردگی کا ڈیٹا مجبور ہے:

2020 میں ایک مطالعہپولیمرنے پایا کہ پیچیدہ جیومیٹری حصوں میں کنفارمل کولنگ نے سائیکل کے اوقات کو اوسطاً 20-40% تک کم کیا، جبکہ بیک وقت وار پیج کو 30-60% تک کم کیا۔

سوسائٹی آف پلاسٹک انجینئرز (SPE) کی تحقیق نے ایسے کیسز کو دستاویزی شکل دی ہے جہاں گہرے-جزوں میں کنفارمل کولنگ نے سائیکل کے اوقات کو 52% تک کم کیا ہے جبکہ جہتی درستگی کو کافی حد تک بہتر بنایا ہے تاکہ نیچے کی طرف سے معائنہ کے مرحلے کو ختم کیا جا سکے۔

تاہم، ٹھنڈے حصوں کے لیے عام طور پر 30–80% زیادہ ٹولنگ لاگت - بنانے کے لیے کنفارمل کولنگ انسرٹس نمایاں طور پر زیادہ مہنگے ہوتے ہیں۔ معاشیات کا انحصار پیداواری حجم، سائیکل ٹائم ویلیو، اور آیا حصہ جیومیٹری کو حقیقی طور پر اس کی ضرورت ہے۔

زیادہ تر معیاری پروڈکشن مولڈز کے لیے، اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ روایتی چینلز جس میں بفلز اور ببلرز ہوتے ہیں، روایتی ٹولنگ لاگت پر بہترین نتائج حاصل کرتے ہیں۔ کنفارمل کولنگ گہری-ڈراو، پیچیدہ-سموچ والے حصوں کے لیے سب سے زیادہ جائز ہے جہاں سیدھی ڈرلنگ حقیقی طور پر اہم علاقوں تک نہیں پہنچ سکتی۔

مٹھی بھر ڈیزائن کے فیصلے پیداوار میں زیادہ تر ٹھنڈک-متعلق نقائص کا سبب بنتے ہیں:

موٹے حصوں میں ناکافی کوریج: ہر پسلی، باس، اور مقامی موٹی علاقے کو ایک قریبی کولنگ چینل - کی ضرورت ہوتی ہے نہ کہ صرف گہا والے حصے میں عمومی کوریج۔

کولنگ سرکٹس جو سیریز میں بہت لمبے ہیں: چینل کے بہت سے حصوں میں چلنے والے ایک سرکٹ کے اندر سے آؤٹ لیٹ تک درجہ حرارت میں بہت زیادہ اضافہ ہوگا۔ لمبے سرکٹس کو متوازی چھوٹے راستوں میں توڑ دیں۔

کور کو نظر انداز کرنا: کور-سائیڈ کولنگ کو اکثر ثانوی سمجھا جاتا ہے، لیکن کسی بھی اہم کور جیومیٹری والے حصوں کے لیے، کور رکاوٹ بن جاتا ہے۔ کور کو بفلز یا سرپل چینلز کے ذریعے اپنی سرشار کولنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

متوازی حصوں میں غیر متناسب کولنگ: اگر ہندسی طور پر ہم آہنگی والے حصے میں ٹھنڈک ہے جو صرف ایک طرف کی خصوصیت کے ارد گرد تبدیل کی گئی ہے، تو نتیجے میں تھرمل غیر متناسب ایک مستقل وار پیج تعصب پیدا کرتا ہے جو مواد یا عمل کے مسئلے کی طرح نظر آتا ہے۔

دیانٹرنیشنل جرنل آف ایڈوانسڈ مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی(2021) نے پایا کہ سمولیشن-گائیڈڈ کولنگ چینل لے آؤٹ آپٹیمائزیشن نے 5:1 سے اوپر کے پہلوؤں کے تناسب والے حصوں میں نمایاں بہتری کے ساتھ، صارفین کے پروڈکٹ کے پرزوں میں وار پیج کو اوسطاً 43% تک کم کیا۔

پولیمر انجینئرنگ اور سائنس(2020) نے دستاویز کیا کہ کولنٹ رینالڈس نمبر کو 8,000 سے اوپر برقرار رکھنے سے لیمینر فلو - پر کام کرنے والے انہی چینلز کے مقابلے میں 28% تک کولنگ ٹائم کم ہوا جو ہنگامہ خیز بہاؤ کی عملی اہمیت کی تصدیق کرتا ہے۔

SPE بینچ مارک ڈیٹا نے پایا کہ کولنگ ٹائم پروڈکشن آپریشنز کے ایک وسیع سروے میں کل سائیکل وقت کے اوسطاً 58% کی نمائندگی کرتا ہے، اور یہ کہ کولنگ آپٹیمائزیشن قائم کردہ پروگراموں میں سائیکل کے وقت میں کمی کے لیے واحد اعلی ترین-ریٹرن انجینئرنگ سرمایہ کاری ہے۔

ایک یورپی آٹوموٹیو پرزہ جات فراہم کنندہ ایک ایکچیویٹر اسمبلی - میں استعمال ہونے والے چھوٹے موٹر گیئر کے ساتھ جہتی مسائل کا سامنا کر رہا تھا، خاص طور پر، پچ کے قطر کی متضاد پیمائش فائنل اسمبلی میں گیئر میش شور کا باعث بن رہی تھی۔ اس حصے کو POM میں 2.8mm کی حب وال موٹائی اور 1.4mm کے ٹوتھ سیکشن میں ڈھالا گیا تھا۔

اصل مولڈ میں سیدھے-ڈرل شدہ چینلز کو گہا کے گرد ہم آہنگی سے رکھا گیا تھا، دانتوں کی موٹائی کے فرق پر خاص توجہ کے بغیر-سے{2}}۔ مولڈ درجہ حرارت کی پیمائش نے اس بات کی تصدیق کی کہ حب سیکشن انجیکشن کے وقت دانتوں کے حصوں سے 12 ڈگری زیادہ گرم چل رہا تھا۔

سنہنگ اسٹونز نے بنیادی-سائیڈ کولنگ کو دوبارہ ڈیزائن کیا: کور ٹپ میں ایک مرکزی بلبلر نے مرکز کے علاقے سے گرمی نکالی، جس کے ساتھ ویب کے علاقے میں دو چکر لگائے گئے ہیں۔ یہ حب اور دانتوں کے حصوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کو 3 ڈگری تک لے آیا۔

پیداوار کے آغاز کے نتائج:

میش شور کو ختم کرنے کے لیے درکار رواداری کے اندر پچ قطر کا تغیر ±0.04mm سے ±0.015mm - تک کم ہو گیا

زیادہ موثر حب کولنگ کے ثانوی فائدے کے طور پر سائیکل کے وقت میں 8% کی کمی کی گئی۔

جہتی مسترد ہونے کی شرح تقریباً 4% سے گر کر 0.5% سے کم ہو گئی

گاہک کے کوالٹی انجینئر نے نوٹ کیا کہ دوبارہ ڈیزائن نے ایک مسئلہ حل کر دیا ہے جو تین ماہ سے مادی تغیرات سے غلط طور پر منسوب کیا گیا تھا۔

مولڈ بننے کے بعد کولنگ سسٹم کے ڈیزائن کو مؤثر طریقے سے دوبارہ نہیں بنایا جا سکتا۔ چینل کی پوزیشنیں، قطر، اور سرکٹ کنفیگریشنز کو ٹول اسٹیل میں مشین بنایا جاتا ہے، اور حقیقت کے بعد انہیں تبدیل کرنا مہنگا ہوتا ہے۔ اسے درست کرنے کے لیے ڈیزائن کے عمل کے آغاز سے ہی ٹھنڈک کو انجینئرنگ کے بنیادی فیصلے کے طور پر علاج کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

Sunhingstones میں، ہمارے مولڈ ڈیزائن کے عمل میں سمولیشن-تمام ٹولنگ کے لیے گائیڈڈ کولنگ تجزیہ شامل ہے - پریزیشن موٹر گیئر انجیکشن مولڈ ایپلی کیشنز سے لے کر ہائی- والیوم کنزیومر پروڈکٹ ہاؤسنگ تک۔ ہم کولنگ سرکٹ کی کارکردگی کی وضاحتیں دستاویز کرتے ہیں اور پیداوار کا ارتکاب کرنے سے پہلے مولڈ ٹرائلز کے دوران ان کی توثیق کرتے ہیں۔

ابھی رابطہ کریں۔

سو، ایکس اور سیکس، ای۔ جرنل آف مینوفیکچرنگ پروسیسز، والیوم. 38، 2019۔

فرنانڈیز، A. et al. "انجیکشن مولڈز کے لیے کنفارمل کولنگ چینلز میں حرارت کی منتقلی کا تجرباتی اور عددی تجزیہ۔" پولیمر، والیوم. 12، شمارہ 5، 2020۔

وانگ، وائی وغیرہ۔ "وار پیج پر کولنگ چینل لے آؤٹ کا اثر اور انجیکشن مولڈنگ میں سائیکل ٹائم۔" انٹرنیشنل جرنل آف ایڈوانسڈ مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی، والیوم. 112، 2021۔

نیان، ایس سی وغیرہ۔ "وار پیج فیکٹرز پتلی-دیواروں والی انجیکشن مولڈنگ کی تلاش۔" پولیمر انجینئرنگ اینڈ سائنس، والیوم. 60، شمارہ 6، 2020۔

سوسائٹی آف پلاسٹک انجینئرز (SPE)۔ انجیکشن مولڈنگ ڈویژن - سائیکل ٹائم کمپوزیشن پر بینچ مارک اسٹڈی۔ ایس پی ای ٹیکنیکل پیپر، 2020۔

Dang, XP "پلاسٹک انجیکشن مولڈنگ کے عمل کے پیرامیٹرز کی اصلاح کے لیے جنرل فریم ورک۔" سمولیشن ماڈلنگ پریکٹس اینڈ تھیوری، والیوم. 41، 2014۔