ساخت قالب تزریق پلاستیک پمپ جا مایع

قالب پمپ جا مایع دستشویی و ظرف‌شویی، یک قالب شش‌حفره ساخته‌شده با فولاد 2312 است، و مواد پلاستیک که برای این محصول در نظر گرفته شده، ABS بود. قالب برای تولید صنعتی و پرتیراژ طراحی شده است. در انتها هم عملیات نیتراته روی قالب انجام شده تا مقاومت سطحی و عمر قالب در تولید انبوه بالاتر برود.

برای خروج قطعه از ترکیب مکانیزم کشویی (اسلایدر) و پین کج استفاده شده، که به‌خاطر شکل پیچیده و شیارهای داخلی قطعه لازم بود؛ این شیارها صرفاً ظاهری نیستند و برای عملکرد مکانیکی خود پمپ ضروری‌اند، به همین دلیل طراحی سیستم خروج قطعه باید کاملاً متناسب با این شیارها انجام می‌شد. در بسیاری از قالب‌ها، حرکت کشویی با فنر انجام می‌شود چون هم هزینه‌ی قالب پایین‌تر می‌آید و هم سرعت اجرا بیشتر است؛ اما تجربه نشان داده که پین کج در این نوع کاربرد گزینه‌ی مطمئن‌تری است، چون فنر در معرض ورود آشغال و خرده‌ی مواد بین حلقه‌های خودش قرار می‌گیرد و ممکن است درست عمل نکند، و گاهی هم می‌شکند که می‌تواند به قالب آسیب برساند. به همین دلیل، برای این پروژه پین کج انتخاب شد.

دلیل انتخاب ۶ حفره برای این قالب پمپ جا مایع، به چند نکته‌ی مهم برمی‌گشت. اول اینکه ابعاد قالب می‌بایست دقیقاً با ابعاد و ظرفیت دستگاه تزریق مشتری هم‌خوانی داشته باشد، مشتری کوچک‌ترین دستگاه خود را به این محصول اختصاص داده بود، پس حفظ ابعاد قالب در همین محدوده حیاتی بود. دوم اینکه بهره‌وری و سرعت تولید قالب در همین تعداد حفره هم به‌قدر کافی بالا بود و نیازی به افزایش تعداد حفره‌ها احساس نمی‌شد. و سوم، چون دستگاه تزریق متعلق به خود مشتری بود و نیازی به خدمات تزریق بیرونی نداشت، نگرانی از کاهش هزینه‌ی اجرت تزریق با افزایش تعداد حفره‌های قالب هم مطرح نبود.

پمپ جا مایع محصولی است که به دلیل تیراژ بسیار بالای سفارش، باید به‌صورت شبانه‌روزی تولید شود. فولاد 2312 برای این شرایط گزینه‌ی مناسبی بود، چون از یک طرف پولیش بهتری روی سطح قالب می‌دهد که این موضوع مستقیماً روی عملکرد نهایی قطعه‌ی پمپ در جای خودش تاثیر مثبت می‌گذارد، و از طرف دیگر عملیات نیتراته روی این فولاد ضروری بود؛ چون در تولید با تیراژ بالا، کشوهای قالب به‌طور مداوم روی سطح قالب سایش ایجاد می‌کنند و بدون نیتراته، این سایش می‌توانست باعث خوردگی و داغی روی سطح فولاد شود.

مهم‌ترین چالش این پروژه، انطباق دقیق قطعه‌ی تولیدی با ظرف جا مایعی بود که مشتری استفاده می‌کرد. اگر قطعه خیلی سفت حرکت می‌کرد، فنر پشت پمپ قادر به عملکرد صحیح نبود و مایع شوینده خارج نمی‌شد؛ اگر هم خیلی لق بود، یا نشتی مواد شوینده ایجاد می‌شد یا هوا وارد سیستم می‌شد که در آن حالت هم مایع به‌جای خروج درست، حباب می‌داد. رسیدن به عدد انطباقی درست، پیش از شروع ماشین‌کاری اصلی، حیاتی بود.

برای رفع این مشکل، پیش از ماشین‌کاری نهایی قالب، قطعه چند بار با کمک پرینت سه‌بعدی ساخته و در ظرف واقعی مشتری مونتاژ و تست شد تا به عدد انطباقی مورد نظر رسیدیم؛ تنها بعد از تایید این انطباق، ماشین‌کاری اصلی قالب آغاز شد. این روش باعث شد نیازی به اصلاح قالب نهایی بعد از تست تزریق نباشد، و در مجموع هم کیفیت قطعه و هم کیفیت قالب را بالا برد. طراحی دقیق مکانیزم کشویی و پین کج، متناسب با شکل و شیارهای داخلی قطعه، هم از ابتدا به‌گونه‌ای انجام شد که هیچ مشکلی در خروج قطعه ایجاد نکند.

محصول نهایی از همان بار اول تولید، دقیقاً مطابق خواسته‌ی مشتری درآمد و نیازی به اصلاح یا تغییر طراحی نبود. این قالب هم‌اکنون به‌صورت شبانه‌روزی و با تیراژ بالا در حال تولید است، بدون کاهش کیفیت سطح یا آسیب به کشوهای قالب. قبل از شروع ماشین‌کاری اصلی قالب، انطباق قطعه با محصول واقعی مشتری از طریق پرینت سه‌بعدی بررسی و تایید شد، که همین موضوع باعث شد نیازی به اصلاح قالب بعد از تحویل وجود نداشته باشد.