قالب های فلزی انواع بسیار متنوعی داشته و هر کدام کاربرد منحصر بفرد خود را دارد. این قالب ها در صنایع مختلف از جمله صنعت گسترده تولید قطعات پلاستیک نقش عمده ای را دارد. قالب فلزی سنبه ماتریس، قالب دایکاست و قالب وکیوم فرمینگ از انواع قالب های فلزی هستند. در ادامه به معرفی و توضیح کاربرد هر یک از این قالب ها خواهیم پرداخت.

قالب فلزی سنبه و ماتریس:

قالب‌های سنبه و ماتریس نوعی از قالب‌های فرم دهی هستند، از مهمترین و دقیق ترین قسمت های قالب می باشند و اکثرا برای شکل دهی به فلزات به کار می‌روند. این قالب ها در مدل های مختلف و متنوعی ساخته می شوند که در همه ی این مدل ها برش زدن از دو بخش سنبه (نری) و ماتریس (مادگی) تشکیل می شوند و شکل مورد نظر ما را بر روی ورقه خام برش می زنند. قالب‌های سنبه و ماتریس معمولا از فولاد ساخته می‌شوند تا مقاومت بالایی داشته باشند.

برای این که بتوان از این قالب ها استفاده کرد باید آن ها را به قطعاتی وصل کرد که به این قطعات کفشک می گویند. کفشک‌ها قطعات دو تکه‌ای  می باشند که امکان منطبق کردن سنبه و ماتریس بر روی هم برای قالب فراهم می‌کند. نکته ای در زمینه طراحی قالب‌ها وجود دارد و آن هم میزان لقی در بین سنبه وماتریس می باشد. این میزان باید حتما بسیار دقیق اندازه گیری شده باشد تا برش به بهترین نحو انجام شود.

سنبه ها بعد از ساخت توسط عملیات حرارت آبکاری میشوند و استحکام آنها از لحاظ سایشی بالا میرود. اما در اثر استفاده زیاد تیزی خود را از دست میدهند که بعد از کند شدن به وسیله ماشینهای صنعتی مانند سنگ مغناطیس لبه ی آنها به حالت اول برمیگردد. قابل ذکر است که تمامی مراحل ماشینکاری برروی سنبه و ماتریس انجام نخواهد گرفت. نوع سخت کاری و درجه آن که راکول نامیده میشود به فولاد و ضخامت ورقی که باید برش خورده شود بستگی دارد. نکته ی مورد توجه دیگر این است قطعاتی که دارای خاصیت تغییر شکل دادن ندارند یا قطعاتی که ضخامت بسیار زیادی دارند را نمی توان با استفاده از این روش تولید کرد.

قالبهای سنبه ماتریس به چند دسته تقسیم میشوند:

قالبهای کوبشی:

در قالب‌های کوبشی با فشار و ضربه دستگاه پرس فلز شکل قالب را به خود می‌گیرد. فرآیند کوبش در این قالب‌ها به دو صورت سرد و گرم (اصطلاحا به فورجینگ معروف است) انجام می شود. روش سرد برای زمانی که کار نیاز به دقت بسیار بالا دارد و عمق کار به نسبت کم باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربرد پرس کوبشی گرم تغییر کلی قطعه میباشد و برای اینکار دمای فلز را تا دمای نزدیک به خمیری شدن آن بالا می برند. نکته مهم در این نوع قالب‌ها وجود محدودیت‌های تغییر فرم است که قبل از طراحی باید در نظر گرفته شوند.

قالبهای خمکاری:

از پر کاربردترین قالب‌ها برای شکل دهی ورقه های فلزی قالب‌های خمکاری هستند. در این قالب‌ها ابتدا ورق بین سنبه و ماتریس قرار گرفته و سپس با فشار دستگاه پرس خم مورد نظر ایجاد می‌شود. یکی از نکات بسیار مهمی که در طراحی قالب‌های خمکاری باید در نظر گرفت زاویه خم است که باید بر اساس ضریب بازگشت فنری فلز انتخاب شود. در ساخت قالب خم باید این نکته در نظر گرفته شود که فشار فقط بر روی نقطه خم وارد شود و بقیه سطوح را تحت تاثیر قرار ندهد. در محاسبات طراحی قالب انجام ضریب بازگشت فنری زاویه ی نهایی بسیار ضروری است و ضخامت، سختی و شعاع گوشه ی خم به محاسبه کمک میکند.

قالبهای کششی:

قالب‌های کششی برای حجم دهی و شکل دهی به ورق‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این قالب‌ها بسیار حساس هستند و طراحی باید با دقت بسیار انجام شود تا ورق دچار پارگی نشود. اساس کار قالب‌های کششی کاهش ضخامت ورق‌های فلزی و تبدیل آن به حجم دلخواه است. از کاربرد‌های قالب های کششی می‌توان به تولید قابلمه اشاره کرد که با فشار بسیار بالای پرس آن را به شکل دلخواه در می آورند.

قالب پلاستیک:

این روش یکی از محبوب ترین روش های قالب سازی صنعتی است به دلیل آن که تعداد زیادی قطعه در مدت زمان کم تولید میشود، مقرون به صرفه بوده و کار با آن راحت می باشد. تعیین ضخامت قطعه از دیگر ویژگی‌های این نوع قالب سازی است. امروزه استفاده از قطعات پلاستیکی رواج پیدا کرده است و روش تزریق پلاستیک معمولا جهت ساخت انواع قطعات پلاستیکی استفاده می شود. فرآیند کلی آن به این صورت است که ابتدا مواد پلاستیک را ترزیق میکنند، پس از آن شکل گیری قطعه انجام میشود و سپس آن را از قالب جدا و سرد می کنند.

تزریق پلاستیک ممکن است به روش های مختلفی انجام شود. ساخت قالب پلاستیکی نیازمند دقت بسیار بالایی است. قطعات پلاستیکی در صنف های مختلف مورد استفاده قرار میگیرند از جمله: صنعت خودرو، لوازم خانگی، صوتی و تصویری، آشپزخانه ها، اسباب بازی ها، پزشکی و…..

قالب فلزی دایکاست:

دایکاست یا همان ریخته گری تحت فشار، از پرکاربردترین روش‌های تولید انبوه قطعات فلزی پیچیده در صنایع مختلف است. تولید قطعات فلزی به روش دایکاست از اصول کلی ریخته گری تبعیت می‌کند. این روش طی فرآیند ریختن مواد مذاب به درون قالب و تغییر آن از مایع به جامد انجام می‌گیرد. ریخته گری تحت فشار در تولید قطعات ساده تا پیچیده در صنایع مختلف نظیر خودروسازی، جواهرسازی، ساخت ماشین‌آلات صنعتی، مجسمه‌سازی، صنایع هوافضا، تجهیزات الکترونیکی، ساخت لوازم خانگی و غیره کاربرد دارد.

ریخته گری تحت فشار یکی از کارآمدترین روش‌های ساخت قطعات با شکل‌های پیچیده، فرم یکپارچه، ابعاد دقیق تر، سطح با کیفیت، مقاومت بالا و سختی مناسب است. به همین دلیل این روش کاربرد گسترده در تولید قطعات تجهیزات صنعتی و کالاهای مصرفی به خصوص در قطعات خودرو دارد. به طور کلی بیشتر قطعات ساخته شده به روش ریخته گری دایکاست در صنعت خودوسازی استفاده میشوند.

در این روش برخلاف روش های دیگر مواد مذاب با فشار مکانیکی وارد قالب می شود و در همان صورت که تحت فشار هستند منجمد می شوند و باعث می شوند که قطعات با استحکام بالاتری ساخته شوند. کوتاه ترین راه تولید یک محصول فلزی روش ریخته گری یعنی دایکاست است. از مزایای روش ریخته گری تحت فشار تولید قطعات نازک و محکم است که اگر  از روش های دیگر ریخته گری برای این کار استفاده شود تقریبا غیر ممکن است.

قالب رول فرمینگ:

رول فرمینگ پرکاربرد ولی درعین‌حال زیاد شناخته شده نیست. به فرآیند فرم دادن و شکل دهی ورق های فلزی برای استفاده بهینه رول فرمینگ می گویند. بسیاری از ورق های آهنی برای استفاده در سازه‌های مختلف نیازمند تغییراتی در اندازه و شکل هستند. بیشتر این تغییرات در درجه و زاویه و خط خم است که حین انجام این فرآیند ضخامت ورق تغییر نکرده و محصولات تولید شده معمولاً دارای خمیدگی هستند. همان طور که گفته شد پس از این فرآیند ضخامت ورق به همان صورت باقی می‌ماند اما در قسمت‌های منحنی معمولاً ضخامت کمتر است.

دستگاه رول فرمینگ دارای غلتک‌هایی است که در صورت نیاز ضخامت ورق را کم می‌کنند. دمای محیط در روال انجام کار تغییری ایجاد نمی‌کند اما برای جلوگیری از ترک‌خوردن رنگ خطوط خم،  پیش از آن که روی رول فرمینگ قرار بگیرد آن را حرارت می‌دهند.

فرمینگ گرم:

فرمینگ گرم برای ورق‌هایی با ضخامت بالا انجام می‌شود. در این روش دمای ورق را بالا برده میشود تا آن را به شکل مورد نظر درآورند. محصولات تولیدی در نورد گرم نسبت به نورد سرد طرفدار کمتری دارد. از محصولات تولید شده توسط نورد گرم می‌توان به تیرآهن، نبشی یا ورق‌های ضخیم فرم‌ داده‌ شده مانند پلیت اشاره کرد. تنظیم دما هنگام انجام عملیات رول فرمینگ ورق به روش نورد گرم  به دقت بالایی نیاز دارد. در صورت کم یا زیاد شدن حرارت احتمال خرابی محصولات وجود دارد. به همین علت تنها تعداد کمی از کارخانه‌ها از روش نورد گرم استفاده می‌‌کنند.

فرمینگ سرد:

فرمینگ سرد روشی است که در آن دمای ورق‌های فلزی را زیاد بالا نمی‎‌برند و به دلیل ضخامت کم ورق‌ها عملیات فرم‌دهی به راحتی و با سرعت بیشتری انجام می‌شود.

قالب وکیوم فرمینگ:

شکل دهی ورق پلاستیک به وسیله حرارت مستقیم و شکل پذیری ورق همانند قالب را وکیوم فرمینگ میگویند. با استفاده از وکیوم فرمینگ میتوان اشکال مختلف را بصورت قالب تهیه کرد و فرم داد. وکیوم فرمینگ فرآیندی است که محصول پلاستیکی طی مراحل مختلف و از ورق های پلاستیکی ساخته می شود. ورق پلاستیک توسط المنت حرارت میبینند تا نرم و انعطاف پذیر شوند. در مرحله بعدی با فشار هوا که از سوراخ های قالب فلزی عبور میکند ورق بر روی قالب می نشیند و پس از عملیات وکیوم  ورق پلاستیکی شکل قالب را بخود میگیرد. محصول نهایی پس از سرد شدن از قالب جدا میشود.

محصولاتی که با وکیوم  بسته بندی می شود امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است و روشی است کم هزینه، آسان و کاربردی و در حوزه های مختلف. از این روش برای بسته بندی کردن محصولاتی مانند لوازم آرایشی و بهداشتی، ابزارآلات، مواد غذایی، شیرینی و شکلات، محصولات الکترونیکی، اسباب بازی، قطعات جانبی خودرو، قطعات لوازم خانگی، درب و بدنه یخ دیگر موارد استفاده می کنند.

فرآیند شکل دهی حرارتی از دو مرحله اصلی تشکیل شده است:

  • گرمادهی:

در این مرحله ورق پلاستیکی آنقدر حرارت می‌بیند تا نرم و انعطاف‌پذیر شود. عمل گرمادهی معمولاً با استفاده از المنت‌های حرارتی که یک یا هر دو طرف ورق پلاستیکی و با فاصله‌ای معین از آن قرار می‌گیرند انجام می‌شود. با توجه به جنس پلیمر و ضخامت ورق میزان گرمادهی باید کاملاً مشخص و تنظیم شده باشد.

  • شکل دهی:

روش‌هایی که برای انجام شکل دهی حرارتی انجام میشود به سه دسته تقسیم میشود:
۱- شکل دهی با خلا
۲- شکل دهی با فشار هوا
۳- شکل دهی مکانیکی

مزایای وکیوم فرمینگ:

  • صرفه جویی در زمان
  • انعطاف پذیر
  • قابلیت تولید با حجم بالا
  • صرفه اقتصادی
  • طراحی دقیق تر

جهت مشاوره و دریافت خدمات بازرگانی با ما تماس بگیرید