रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग एक कम दबाव वाली प्रक्रिया है जिसमें दो प्रतिक्रियाशील तरल घटकों को नापकर, आपस में मिलाकर एक बंद सांचे में इंजेक्ट किया जाता है, जहां वे बहुलकीकरण द्वारा तैयार उत्पाद में परिवर्तित हो जाते हैं। यही एक वाक्य इसे साधारण थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग से अलग करता है, जिसमें ठोस पेलेट्स को पिघलाकर उच्च दबाव में एक स्टील की गुहा में डाला जाता है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में सांचा पिघले हुए पदार्थ को आकार नहीं देता; यह प्रतिक्रियाशील तरल को तब तक अपने अंदर रखता है जब तक रासायनिक प्रक्रिया से पदार्थ का निर्माण नहीं हो जाता।
यह अंतर आगे की सभी प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है — आप किस प्रकार के उपकरण खरीद सकते हैं, आप किन आकार के पुर्जों का निर्माण कर सकते हैं, आपको किन चक्रों में समय का ध्यान रखना होगा, और किस मात्रा में उत्पादन से आर्थिक लाभ मिलता है। यह मार्गदर्शिका इस प्रक्रिया को चरण दर चरण समझाती है, रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग को चुनने के पक्ष और विपक्ष दोनों को प्रस्तुत करती है, विभिन्न सामग्रियों (पॉलीयुरेथेन, पॉल्यूरिया, हाइब्रिड और प्रबलित आरआरआईएम और एसआरआईएम प्रकार) का सर्वेक्षण करती है, और इस प्रक्रिया की तुलना थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग, स्ट्रक्चरल फोम मोल्डिंग, कम्प्रेशन मोल्डिंग, कास्टिंग, ब्लो मोल्डिंग, धातुओं और फाइबर-प्रबलित कंपोजिट से करती है। अंत में, यह डिज़ाइन और प्रसंस्करण संबंधी दिशानिर्देशों के साथ-साथ एक निर्णय ढांचा प्रस्तुत करती है कि रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग कब सही प्रक्रिया है, कब नहीं, और अच्छी तरह से मोल्ड होने वाले पुर्जों को कैसे डिज़ाइन किया जाए।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग क्या है और यह साधारण इंजेक्शन मोल्डिंग से किस प्रकार भिन्न है?
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग एक कम दबाव वाली प्रक्रिया है जिसमें दो प्रतिक्रियाशील तरल धाराओं - आमतौर पर एक आइसोसाइनेट "ए-साइड" और एक पॉलीओल या रेजिन "बी-साइड" - को मापा जाता है, आपस में मिलाया जाता है और एक बंद मोल्ड में इंजेक्ट किया जाता है जहाँ वे पॉलीमराइज़ होकर जम जाते हैं। भरने का दबाव लगभग 50-200 psi (3.4-13.8 बार) की सीमा में होता है, और घटक पिघले हुए पॉलीमर के बजाय कम श्यानता वाले तरल के रूप में कैविटी में प्रवेश करते हैं।
थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग इसके विपरीत काम करती है। ठोस पेलेट्स को उच्च तापमान पर पिघलाया जाता है और 5,000 से 20,000 psi के बीच के इंजेक्शन दबाव पर स्टील के सांचे में भरा जाता है। चूंकि क्लैंप बल कैविटी दबाव और प्रक्षेपित क्षेत्रफल का गुणनफल होता है, इसलिए दबाव का यह अंतर ही बड़े रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग पार्ट्स को मामूली प्रेस और अपेक्षाकृत सस्ते टूलिंग पर संभव बनाता है।
नाम से भ्रम हो सकता है, इसलिए दोनों हिस्सों को अलग-अलग रखें। "रिएक्शन" रसायन विज्ञान को संदर्भित करता है: पुर्जा मोल्ड के अंदर बहुलकीकरण द्वारा बनता है, न कि पिघले हुए पदार्थ को ठंडा करके। "इंजेक्शन" केवल डिलीवरी को संदर्भित करता है: तरल मिश्रण को एक बंद गुहा में डाला जाता है। इस प्रक्रिया की शुरुआत पॉलीयुरेथेन रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग से हुई, जिसे 1960 के दशक के अंत में विकसित किया गया और 1970 के दशक में ऑटोमोटिव उद्योग द्वारा डैशबोर्ड और बॉडी पैनल के लिए अपनाया गया; तब से यह पॉलीयूरिया, पॉलीआइसोसायन्यूरेट, प्रबलित (आरआरआईएम) और संरचनात्मक (एसआरआईएम) प्रकारों तक विस्तारित हो गया है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के केंद्र में मौजूद रसायन विज्ञान
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में, पार्ट का निर्माण पॉलीमराइजेशन द्वारा होता है, सॉलिडिफिकेशन द्वारा नहीं। एक आइसोसाइनेट समूह, पॉलीओल हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ प्रतिक्रिया करके यूरेथेन लिंकेज बनाता है; पानी या ब्लोइंग एजेंट गैस उत्पन्न करके इंटीग्रल-स्किन फोम बना सकते हैं; डायमाइन चेन एक्सटेंडर सिस्टम को पॉल्यूरिया की ओर धकेलते हैं। यह प्रतिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है, और जेल बनने का समय, क्योर रेट और डीमोल्डिंग का समय मोल्ड को ठंडा करने के बजाय कैटलिस्ट पैकेज और फॉर्मूलेशन द्वारा नियंत्रित होता है।
इसीलिए प्रोसेसिंग विंडो थर्मोप्लास्टिक विंडो से बिल्कुल अलग दिखती है। थर्मोप्लास्टिक मोल्डिंग में, शीतलन समय आमतौर पर चक्र पर हावी रहता है और मोल्ड हीट सिंक के रूप में कार्य करता है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में, मोल्ड को नियंत्रित तापमान (आमतौर पर 100–180 °F / 40–80 °C) पर रखा जाता है और पानी की लाइनें ऊष्माक्षेपण को नियंत्रित करती हैं, लेकिन प्रक्रिया इस बात पर निर्भर करती है कि फॉर्मूलेशन कितनी तेजी से जेल बनता है और ग्रीन स्ट्रेंथ प्राप्त करता है। वही मूल रसायन, विभिन्न पॉलीओल कार्यात्मकताओं, चेन एक्सटेंडर्स और ब्लोइंग एजेंटों के साथ पुनर्गठित होकर, सॉफ्ट इलास्टोमर्स, सेमी-रिजिड इंटीग्रल-स्किन फोम और रिजिड स्ट्रक्चरल फोम में उपयोग किया जाता है।
कम दबाव से टूलिंग समीकरण में परिवर्तन क्यों होता है?
सामान्य रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में कैविटी प्रेशर लगभग 100 psi (7 बार) से कम रहता है। इस स्तर पर, कास्ट एल्युमीनियम, इलेक्ट्रोफॉर्म्ड निकल, किर्कसाइट मिश्र धातु, एपॉक्सी, सिलिकॉन और फाइबरग्लास के उपकरण उपयुक्त हो जाते हैं, जबकि समान बड़े हिस्से के लिए कठोर स्टील इंजेक्शन मोल्ड की आवश्यकता होती है। उपकरण सामग्री का चयन तब बनने वाले हिस्सों की संख्या, आयाम और सहनशीलता, सतह की गुणवत्ता और बनावट, आवश्यक मोल्ड जीवनकाल, मोल्ड लागत और हिस्से के प्रदर्शन के बीच संतुलन बनाने पर निर्भर करता है - और मोल्ड के आकार के साथ बचत बढ़ती जाती है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के हर निर्णय का मूल आधार यही समझौता है। टूलिंग सस्ती होती है, लेकिन प्रति पार्ट लागत अधिक होती है: दो-घटक तरल रसायन की लागत सामान्य पेलेट्स की तुलना में प्रति पाउंड अधिक होती है, प्रक्रिया मिनटों में पूरी होती है न कि सेकंडों में, और अधिकांश पार्ट्स को ट्रिमिंग, फ्लैश रिमूवल और पेंटिंग की आवश्यकता होती है। यह प्रक्रिया शुरुआती टूलिंग और प्रति पार्ट लागत के बीच एक संतुलन है, और अगले भाग में गणितीय गणना से इसका मूल्यांकन किया जा सकता है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया, चरण दर चरण
कच्चे माल से लेकर तैयार उत्पाद तक की प्रक्रिया में ही समय, लागत और गुणवत्ता का जोखिम निहित होता है। आमतौर पर, इंजेक्शन का समय लगभग 15-20 सेकंड होता है, उत्पाद लगभग एक मिनट में तैयार हो जाते हैं, चक्र का समय आमतौर पर 4-6 मिनट होता है, और कुछ प्रणालियों में पोस्ट-क्योर की आवश्यकता नहीं होती है। ये आंकड़े शुरुआती बिंदु हैं, गारंटी नहीं। ये उत्पाद के आकार, दीवार की मोटाई और फॉर्मूलेशन के अनुसार बदलते रहते हैं, और बड़े उत्पादों के लिए प्रक्रिया में अधिक समय लगता है।
दो घटकों का मापन और कंडीशनिंग
दबावयुक्त डे टैंकों में आइसोसाइनेट और पॉलीओल रखे जाते हैं, जिनमें रीसर्कुलेशन पंप और एजिटेटर एक समान मिश्रण बनाए रखते हैं और हीट एक्सचेंजर प्रत्येक घटक को उसके लक्षित तापमान पर रखते हैं। अनुपात नियंत्रण एक महत्वपूर्ण कारक है: आइसोसाइनेट-से-पॉलीओल प्रतिक्रिया का स्टोइकियोमेट्री क्रॉसलिंक घनत्व और अंतिम गुणों को निर्धारित करता है, और अनुपात में गड़बड़ी होने पर मोल्ड चाहे जो भी करे, गलत कठोरता प्राप्त होती है। तापमान भी इसी कारण से महत्वपूर्ण है - यह श्यानता को बदलता है, और श्यानता यह निर्धारित करती है कि दोनों धाराएँ कितनी अच्छी तरह मिश्रित होती हैं।
पॉलीओल में मिलाए जाने वाले पिसे हुए कांच या खनिजों जैसे फिलर्स को सस्पेंशन में बने रहने के लिए लगातार हिलाते रहना पड़ता है। नमी इसमें एक संदूषक के रूप में मौजूद रहती है, क्योंकि आइसोसाइनेट पानी के साथ प्रतिक्रिया करके यूरिया लिंकेज और कार्बन डाइऑक्साइड गैस बनाते हैं; यह प्रतिक्रिया फोम बनाने के लिए उपयोगी होती है, लेकिन जब इससे रिक्त स्थान या गुणों में बदलाव होता है तो यह अवांछित हो जाती है।
मिक्सहेड में इंपिंगमेंट मिक्सिंग
उच्च दाब वाले पंप दोनों धाराओं को लगभग 1,500–3,000 psi (100–200 bar) के दबाव पर एक स्व-सफाई करने वाले मिक्सहेड में भेजते हैं, जहाँ वे एक छोटे से कक्ष में आमने-सामने टकराती हैं। इसमें कोई यांत्रिक मिक्सर नहीं होता; जेट स्वयं मिलीसेकंड में मिश्रण कर देते हैं। तीव्र प्रतिक्रिया वाले सिस्टम के लिए यह आवश्यक है, क्योंकि जेल बनने से पहले मिश्रण का समरूप होना ज़रूरी है। मिक्सहेड का डिज़ाइन, नोजल की स्थिति और शॉट्स के बीच फ्लश चक्र नियमित परिचालन संबंधी चिंताएँ हैं, और घिसा हुआ या खराब तरीके से साफ किया गया मिक्सहेड धब्बेदार और असमान भागों के रूप में दिखाई देता है।
सांचे को भरना: स्तरित प्रवाह, अभिविन्यास और वेंटिंग
बांध के फाटक से गुजरते समय पदार्थ का वेग अशांत प्रवाह से स्थिर प्रवाह में परिवर्तित हो जाता है, और कम श्यानता वाला द्रव फिर स्थिर प्रवाह में गुहा को भर देता है। इसलिए, साँचे का अभिविन्यास और वेंट की स्थिति यह निर्धारित करती है कि हवा सही ढंग से विस्थापित हो या फँस जाए। उपकरण के सबसे निचले बिंदु पर गेट लगाना मानक नियम है, साथ ही सबसे कम व्यावहारिक प्रवाह लंबाई का उपयोग करना भी आवश्यक है; वेंट का आकार उस हवा के अनुरूप होना चाहिए जिसे आने वाला द्रव अपने आगे धकेलता है।
गाइड में आगे आने वाले दो डिज़ाइन नियम भी यहीं से लिए गए हैं। दीवारों में क्रमिक बदलाव से प्रवाह की दिशा समान रूप से आगे बढ़ती है, और पर्याप्त ड्राफ्ट महत्वपूर्ण है क्योंकि पार्ट को हाथ से खींचा जाता है और पॉलीयूरेथेन टूल को मजबूती से पकड़ता है।
इलाज करें, सांचे से निकालें, और परिष्करण
मोल्ड के अंदर अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी, जेल अवस्था और उस बिंदु तक पहुँचती है जहाँ पार्ट में इतनी मजबूती आ जाती है कि उसे बिना विकृति के मोल्ड से निकाला जा सके। फिर आती है अंतिम चरण की प्रक्रिया: ट्रिमिंग, अतिरिक्त परत हटाना और पेंटिंग, रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में आम लागत मदें हैं। मोल्ड से तैयार सतहों को आमतौर पर पेंटिंग की आवश्यकता होती है, न कि सीधे टूल से क्लास ए फिनिश देने की। हालांकि, मोल्ड में कोटिंग (भरने से पहले मोल्ड की सतह पर पेंट का छिड़काव) मोल्ड के बाद की फिनिशिंग में लगने वाले श्रम को कम कर सकती है और उत्कृष्ट कोटिंग आसंजन प्रदान करती है।
कुछ उत्पादन सेटअपों में रोबोटिक हैंडलिंग के साथ मल्टी-प्रेस कैरोसेल व्यवस्था का उपयोग करके बड़े क्लास ए पार्ट्स के लिए डीमोल्डिंग का समय 60-150 सेकंड तक कम कर दिया गया है। इसे एक उन्नत उत्पादन कॉन्फ़िगरेशन मानें, न कि एक बुनियादी अपेक्षा; एक पारंपरिक रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग सेल को कई मिनट के चक्र के अनुसार प्लान किया जाना चाहिए।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग क्यों चुनें?
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के कई फायदे हैं, जिनमें से प्रत्येक की अपनी कार्यप्रणाली और लागत है। इन सभी फायदों का ईमानदारी से मूल्यांकन करने से ही यह प्रक्रिया मात्र जानकारी से निर्णय लेने योग्य बन पाती है।
लेख में उल्लिखित रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग और थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए सांकेतिक टूलिंग रेंज। ये आंकड़े व्यावहारिक अनुमान हैं जो पार्ट के आकार, टूल सामग्री और जटिलता पर निर्भर करते हैं, ये सटीक उद्धरण नहीं हैं।
इसके फायदे: बड़े पुर्जों के लिए कम टूलिंग लागत; कम चिपचिपाहट और कम क्लैम्प बल के कारण बड़े, हल्के और पतली दीवारों वाले पुर्जे बनाना संभव; जटिल ज्यामिति के लिए डिज़ाइन की स्वतंत्रता; एक ही पुर्जे के भीतर परिवर्तनीय दीवार मोटाई; फॉर्मूलेशन के आधार पर अच्छे प्रभाव, रासायनिक और मौसम प्रतिरोधक गुण; और इंटीग्रल-स्किन फोम क्षमता, जिसमें कम घनत्व वाले कोर के ऊपर एक घनी परत बनती है।
सीमाएँ: प्रति पार्ट सामग्री की उच्च लागत, लंबे चक्र, सीमित पुनर्चक्रण क्षमता क्योंकि पार्ट थर्मोसेट है, मोल्ड की गई सतह जिसे आमतौर पर पेंट की आवश्यकता होती है, और वॉल्यूम का अनुकूलतम स्तर जो थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग से काफी नीचे है। इस विकल्प को आर्थिक दृष्टिकोण से देखें — टूलिंग आर्बिट्रेज बनाम प्रति पार्ट लागत — और ब्रेक-ईवन का तर्क स्पष्ट हो जाता है: ब्रेक-ईवन मात्रा ज्ञात करने के लिए टूलिंग लागत के अंतर को प्रति पार्ट लागत के अंतर से विभाजित करें, फिर इसकी तुलना पूरे कार्यक्रम के वॉल्यूम से करें, न कि पहले वर्ष के वॉल्यूम से।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग की टूलिंग लागत और वॉल्यूम इकोनॉमिक्स
आमतौर पर उद्धृत सांकेतिक कीमतों के अनुसार, रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग टूलिंग की कीमत लगभग $5,000–$25,000 होती है, जबकि पारंपरिक इंजेक्शन मोल्डिंग की कीमत $30,000–$150,000 होती है, जिसे अक्सर 60–80% की कमी बताया जाता है। ये सांकेतिक आंकड़े हैं जो पार्ट के आकार, टूल की सामग्री और जटिलता पर निर्भर करते हैं — इन-मोल्ड कोटिंग क्षमता वाला एक बड़ा क्लास ए टूल इस कीमत सीमा के निचले सिरे पर नहीं होगा।
उत्पादन सीमा आमतौर पर प्रति वर्ष लगभग 100 से 5,000 पुर्जों के बीच बताई जाती है, हालांकि कुछ स्रोत इस ऊपरी सीमा को बढ़ाकर लगभग 10,000 यूनिट प्रति वर्ष तक कर देते हैं, क्योंकि चक्र समय के कारण लागत पर असर पड़ना शुरू हो जाता है। अपने पुर्जे के लिए गणना करें: यदि रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग टूल से $100,000 की बचत होती है और प्रति पुर्जे की कीमत $2 बढ़ जाती है, तो ब्रेक-ईवन मात्रा 50,000 पुर्जे होगी - जो पूरे प्रोजेक्ट से अधिक हो सकती है। यदि टूल से $100,000 की बचत होती है और प्रति पुर्जे की कीमत $0.50 बढ़ जाती है, तो ब्रेक-ईवन घटकर 200,000 पुर्जे हो जाता है, और इसका उत्तर पूरी तरह से उत्पादन की कुल मात्रा पर निर्भर करता है। सूत्र सरल है; इनपुट आपके पुर्जे के लिए विशिष्ट हैं, इसलिए निष्कर्ष भी विशिष्ट होगा।
बड़े पुर्जे, कम क्लैम्प बल और डिज़ाइन की स्वतंत्रता
लगभग 100 psi से कम कैविटी दबाव का मतलब है कि अनुमानित क्षेत्रफल कई वर्ग मीटर तक बढ़ने पर भी क्लैम्प बल कम ही रहता है, इसलिए बड़े प्रेस की आवश्यकता नहीं होती और पुर्जे कई वर्ग मीटर क्षेत्रफल के हो सकते हैं। कम श्यानता वाले घटकों की प्रवाह क्षमता मोल्ड के अंदर सामग्री को समान रूप से वितरित करती है, जो बड़े, पतली दीवारों वाले और जटिल रूप से विस्तृत पुर्जों के निर्माण में सहायक होती है।
दीवार की मोटाई में भिन्नता एक महत्वपूर्ण अंतर है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में एक ही ढाले गए भाग के भीतर लगभग 0.25 इंच से 1.125 इंच तक के क्रॉस सेक्शन का उल्लेख किया गया है - यह रेंज थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग, ब्लो मोल्डिंग या शीट मोल्डिंग कंपाउंड के लिए उपयुक्त नहीं है। कैविटी में इंसर्ट भी लगाए जा सकते हैं और उन्हें एनकैप्सुलेट किया जा सकता है; क्योंकि फिल प्रेशर कम होता है, इसलिए इंजेक्शन मोल्डिंग की तुलना में इंसर्ट को वॉशआउट से बचाने के लिए बहुत कम सपोर्ट की आवश्यकता होती है, जो बड़े बॉन्डेड असेंबली और सेंसर, वायरिंग या रीइन्फोर्सिंग फ्रेम वाले भागों के लिए एक वास्तविक लाभ है।
जहां रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग गलत विकल्प है
नकारात्मक पक्ष को भी उतनी ही स्पष्टता से समझना आवश्यक है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग तब गलत प्रक्रिया है जब उत्पादन मात्रा लगभग 10,000 यूनिट प्रति वर्ष से अधिक हो और लागत मॉडल में चक्र समय का प्रभुत्व हो; जब डिज़ाइन के लिए इंजीनियरिंग थर्मोप्लास्टिक्स जैसे PEEK, PPS, या पॉलीकार्बोनेट की आवश्यकता हो; जब बिना पेंटिंग के क्लास A सतह की आवश्यकता हो; और जब लगभग ±0.005 इंच से भी कम टॉलरेंस की आवश्यकता हो। इन सभी मामलों में स्टील टूलिंग के साथ थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग ही सही तरीका है।
लगभग 2,000 से 5,000 यूनिटों के बीच, निर्णय लेने के लिए एक सामान्य अनुमान के बजाय विस्तृत लागत मॉडलिंग की आवश्यकता होती है: जीवनकाल मात्रा पर टूलिंग का मूल्यह्रास, प्रति-भाग सामग्री लागत, चक्र समय को मशीन दर से गुणा करना, और रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए पेंटिंग जैसे द्वितीयक संचालन। यह अस्पष्ट क्षेत्र वह है जहां एक सावधानीपूर्वक तैयार की गई स्प्रेडशीट के आधार पर निर्णय लेना चाहिए, न कि किसी पसंद के आधार पर।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए सामग्री का चयन
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में सामग्री का चयन विभिन्न सामग्रियों के अध्ययन से शुरू होता है और फिर इंजीनियरिंग से संबंधित कई सवालों के जवाब देकर इसे सीमित किया जाता है। सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री पॉलीयुरेथेन है, जो कठोरता, मजबूती और घनत्व की एक अत्यंत विस्तृत श्रृंखला में उपलब्ध है - लचीले इलास्टोमर से लेकर कठोर संरचनात्मक फोम तक। पॉल्यूरिया तीव्र प्रतिक्रियाशीलता और नमी के प्रति अपेक्षाकृत कम संवेदनशीलता प्रदान करता है। पॉलीयुरेथेन-पॉल्यूरिया हाइब्रिड, गुणों के अनुरूप उपचार गति को संतुलित करते हैं, जबकि पॉलीआइसोसायन्यूरेट प्रणालियाँ तापीय स्थिरता और ज्वलनशीलता प्रतिरोध के लिए कुछ लचीलेपन का त्याग करती हैं। प्रबलित प्रकार - आरआरआईएम, जिसमें आमतौर पर 10-25% भार के हिसाब से पिसा हुआ कांच या खनिज भराव होता है, और एसआरआईएम, जिसमें गुहा में पहले से ही कांच की परत होती है - कठोरता और तापीय प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। डीसीपीडी (पॉलीडाइसाइक्लोपेंटाडिएन) एक विशिष्ट रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग प्रणाली है, जिसका अपना विशिष्ट गुण प्रोफाइल है, और यह इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा निर्मित इंजीनियरिंग थर्मोप्लास्टिक्स के समान यांत्रिक प्रदर्शन के साथ कम दबाव वाले मोल्ड में बड़े पुर्जे बनाने में सक्षम है।
चयन के मापदंड हैं कठोरता और मापांक, प्रभाव और खिंचाव, ताप प्रतिरोध, रासायनिक और पराबैंगनी प्रतिरोध, सतह की फिनिश और पेंट करने की क्षमता, फोम बनाम ठोस, और भराव या सुदृढ़ीकरण का स्तर। इन सभी पर एक ही सिद्धांत लागू होता है: प्रक्रिया की तुलना में निर्माण (आइसोसाइनेट का प्रकार, पॉलीओल बैकबोन, चेन एक्सटेंडर, उत्प्रेरक और योजक) गुणों को अधिक प्रभावित करते हैं। एरोमैटिक आइसोसाइनेट प्रकाश के संपर्क में आने पर पीले पड़ जाते हैं, जबकि एलिफैटिक सिस्टम प्रकाश-स्थिर होते हैं; यही एक विकल्प यह तय कर सकता है कि किसी भाग को बिना पेंट किए बाहर इस्तेमाल किया जा सकता है या नहीं।
पॉलीयुरेथेन प्रणालियाँ: लचीले इलास्टोमर से लेकर कठोर संरचनात्मक फोम तक
नरम इलास्टोमर, अर्ध-कठोर इंटीग्रल-स्किन फोम और कठोर संरचनात्मक फोम सभी एक ही मूल रसायन से बनते हैं, जिनमें अंतर पॉलीओल कार्यक्षमता, चेन एक्सटेंडर और ब्लोइंग एजेंट के आधार पर होता है। कठोर पॉलीयुरेथेन प्रणालियों में आमतौर पर उच्च फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस और कठोरता होती है और ये अच्छी तापीय प्रतिरोधकता, विद्युत गुण, रासायनिक प्रतिरोधकता और ध्वनिक इन्सुलेशन प्रदान करते हैं; इलास्टोमेरिक प्रणालियों का चयन वहाँ किया जाता है जहाँ प्रभाव शक्ति, मजबूती और घर्षण, टूट-फूट और कटने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। ये दोनों श्रेणियाँ सीमा पर ओवरलैप करती हैं, इसलिए फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस रेंज एक स्पष्ट विभाजन रेखा नहीं है।
स्ट्रक्चरल फोम सिस्टम में एक ब्लोइंग एजेंट का उपयोग किया जाता है जो पॉलीओल और आइसोसाइनेट की प्रतिक्रिया से सक्रिय हो जाता है, जिससे कम घनत्व वाले माइक्रोसेल्यूलर कोर के ऊपर उच्च घनत्व वाली परत बन जाती है। पॉलीयुरेथेन फोम का घनत्व 2 पाउंड प्रति घन फुट से लेकर 55 पाउंड प्रति घन फुट तक होता है, और घनत्व के साथ फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस भी बढ़ता है - 15 पाउंड/फुट³ घनत्व वाले बिना सुदृढ़ीकरण वाले स्ट्रक्चरल फोम का फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस लगभग 30,000 psi बताया गया है। यह इंटीग्रल-स्किन संरचना रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग का एक लाभ है: जहां पार्ट को कठोरता की आवश्यकता होती है वहां कठोरता, जहां आवश्यकता नहीं होती वहां हल्का वजन, और मोल्डिंग के दौरान ही सतह को पेंट किया जा सकता है।
पॉलीयूरिया और हाइब्रिड सिस्टम
पॉलीयूरिया की तीव्र प्रतिक्रियाशीलता और नमी के प्रति अपेक्षाकृत कम संवेदनशीलता के कारण दो-घटक पॉलीयूरिया स्प्रे इलास्टोमर्स बड़े सतह क्षेत्र वाली परियोजनाओं के लिए उपयोगी कोटिंग्स बन गए हैं, और यह रासायनिक प्रक्रिया ढाले गए इलास्टोमर भागों में भी लागू होती है। प्रतिक्रिया तीव्र होने के कारण, पॉलीयूरिया प्रणालियाँ डीमोल्डिंग के समय को कम कर सकती हैं, लेकिन इसी गति के कारण प्रोसेसिंग का समय सीमित हो जाता है और मिक्सहेड के प्रदर्शन और अनुपात की सटीकता पर विशेष ध्यान देना पड़ता है।
हाइब्रिड पॉलीयुरेथेन-पॉलीयुरिया प्रणालियाँ इन्हीं कमियों को दूर करने के लिए बनाई गई हैं, और परस्पर प्रवेश करने वाले पॉलिमर नेटवर्क दृष्टिकोणों का उपयोग प्रतिक्रिया दर, अधिकतम ऊष्माक्षेपण और राल की चिपचिपाहट के साथ-साथ गुणों को संशोधित करने के लिए किया गया है। दावों को सीमित रखें: ये सूत्र-निर्भर विशेषताएँ हैं, सार्वभौमिक रैंकिंग नहीं, और विशिष्ट प्रणाली डेटा शीट ही मान्य है।
प्रबलित प्रतिक्रिया इंजेक्शन मोल्डिंग: आरआरआईएम और एसआरआईएम
RRIM में इंजेक्शन से पहले पॉलीओल स्ट्रीम में फिलर्स (पिसा हुआ कांच, अभ्रक, वोलास्टोनाइट, टैल्क, प्रोसेस्ड मिनरल फाइबर) मिलाए जाते हैं। SRIM में रेज़िन इंजेक्ट करने से पहले कैविटी में एक ग्लास मैट या प्रीफॉर्म लगाया जाता है, जिससे सुदृढ़ीकरण संरचनात्मक होता है, न कि बिखरा हुआ। सुदृढ़ीकरण से उच्च फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस (RRIM के लिए आमतौर पर बिना फिलर वाले पॉलीयुरेथेन से 2-4 गुना अधिक बताया जाता है), बेहतर आयामी स्थिरता और उच्च तापीय प्रतिरोध प्राप्त होता है। इसकी कीमत प्रक्रिया की जटिलता और SRIM के लिए मैट लगाने में अतिरिक्त श्रम है।
तीसरा तरीका, लॉन्ग-फाइबर इंजेक्शन, मिक्सहेड के अंदर कांच के रेशों को काटता और गीला करता है और मोल्ड बंद होने से पहले रोबोट द्वारा मिश्रण को खुले मोल्ड पर स्प्रे करता है। यह रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग सामग्री को शीट मोल्डिंग कंपाउंड प्रोसेसिंग के करीब की किसी चीज़ के साथ जोड़ता है और उच्च कांच सामग्री और संरचनात्मक प्रदर्शन दोनों की आवश्यकता होने पर इसके बारे में पूछताछ करना उचित है।
सामग्री चयन के लिए एक व्यावहारिक चेकलिस्ट
प्रश्नों को क्रम से हल करें। सबसे पहले, उस पार्ट पर पड़ने वाले यांत्रिक और ऊष्मीय भार को परिभाषित करें, जिसमें प्रोसेसिंग, असेंबली और अंतिम उपयोग के दौरान पड़ने वाले तापमान भी शामिल हैं। दूसरा, सॉलिड फोम और इंटीग्रल-स्किन फोम में से किसी एक को चुनें - फोम घनत्व और वजन कम करता है, लेकिन कठोरता और सतह व्यवहार को बदल देता है। तीसरा, अनरीइन्फोर्स्ड फोम और रीइन्फोर्स्ड फोम में से किसी एक को चुनें, और यदि रीइन्फोर्स्ड फोम का उपयोग किया गया है, तो यह तय करें कि डिस्पर्स्ड फिलर (RRIM) या प्रीप्लेस्ड मैट (SRIM) ज्यामिति और आयतन के लिए उपयुक्त है या नहीं। चौथा, रासायनिक प्रभावों की जांच करें - सॉल्वैंट्स, डिग्रेजर, क्लीनिंग एजेंट, घरेलू उत्पाद - और UV व ज्वलनशीलता संबंधी आवश्यकताओं को भी देखें। पांचवां, पेंट करने की क्षमता और सतह संबंधी आवश्यकताओं की पुष्टि करें, जिसमें यह भी शामिल है कि क्या इन-मोल्ड कोटिंग एक विकल्प है। छठा, यह सुनिश्चित करें कि चयनित फॉर्मूलेशन आपके मोल्डर के पास उपलब्ध और प्रोसेस करने योग्य है, और सिस्टम के लिए आवश्यक उपकरण और अनुभव मौजूद हैं। यह सामान्य इंजीनियरिंग तर्क है, कोई स्थापित नियम नहीं, लेकिन एक चरण को छोड़ देने से ही परियोजनाएं ऐसे मटेरियल के साथ समाप्त होती हैं जो डेटा शीट को तो पूरा करता है लेकिन एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त नहीं होता।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग बनाम अन्य विनिर्माण प्रक्रियाएं
तुलनाएँ तभी उपयोगी होती हैं जब उन्हें उन मानदंडों तक सीमित रखा जाए जहाँ अंतर वास्तविक हो। यहाँ संदर्भ में उपकरण लागत, चक्र समय, पुर्जे का आकार, मात्रा सीमा, सतह की गुणवत्ता, सामग्री विकल्प और पुनर्चक्रण क्षमता शामिल हैं। नीचे दी गई तालिका में सांकेतिक आंकड़े दिए गए हैं; इन्हें विनिर्देशों के बजाय सामान्य मानों के रूप में मानें, क्योंकि सीमाएँ ओवरलैप होती हैं और प्रत्येक पुर्जे के साथ संख्याएँ बदलती रहती हैं।
| कसौटी | प्रतिक्रिया इंजेक्शन मोल्डिंग | थर्माप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग |
| इंजेक्शन दबाव | 50-200 साई | 5,000-20,000 साई |
| औजार बनाने की सामान्य लागत | $ 5,000- $ 25,000 | $ 30,000- $ 150,000 |
| समय चक्र | 2-10 मिनट | 10-60 सेकंड |
| सामग्री विकल्प | पीयू, पॉलीयूरिया, डीसीपीडी, प्रबलित प्रकार | 100+ थर्मोप्लास्टिक्स |
| अधिकतम भाग का आकार | 6+ फीट (2 मीटर) संभव | प्रेस टनेज द्वारा सीमित |
| वॉल्यूम का आदर्श बिंदु | लगभग 50-5,000 यूनिट/वर्ष | लगभग 1,000 से 1,000,000+ इकाइयाँ प्रति वर्ष |
| सांचे में ढली सतह | आम तौर पर पेंटिंग की आवश्यकता होती है | कक्षा ए प्राप्त करना संभव है |
| recyclability | थर्मोसेट; पुनः पीसा नहीं जा सकता | पुनः पीसकर पुनः उपयोग किया गया |
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग और थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए कैविटी फिल प्रेशर रेंज को एक सामान्य इकाई (बार) में परिवर्तित किया गया है। सबसे करीबी तुलना में ये रेंज लगभग पाँच गुना और सबसे व्यापक तुलना में लगभग सौ गुना तक भिन्न होती हैं, या प्रत्येक रेंज के संबंधित सिरों के बीच लगभग बीस से पच्चीस गुना तक भिन्न होती हैं। यही कारण है कि रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में कम लागत वाले टूलिंग और कम क्लैम्प बल संभव हो पाते हैं। ये रेंज विशिष्ट प्रक्रिया सीमाएँ हैं, आवश्यकताएँ नहीं।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग बनाम थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग
यह मुख्य तुलना है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग 50-200 psi पर भरती है, इसके उपकरण आमतौर पर $5,000-$25,000 के बीच होते हैं, प्रक्रिया 2-10 मिनट में पूरी हो जाती है, यह पॉलीयुरेथेन, पॉल्यूरिया और डीसीपीडी को मोल्ड करती है, 2 मीटर से अधिक लंबाई के पुर्जे बना सकती है, और लगभग 50 से 5,000 यूनिट प्रति वर्ष के बीच प्रतिस्पर्धी है। मोल्ड की गई सतहों पर आमतौर पर पेंट की आवश्यकता होती है, और यह पुर्जा एक थर्मोसेट होता है जिसे पुनः पीसा नहीं जा सकता। थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग 5,000-20,000 psi पर भरती है, इसके उपकरण आमतौर पर $30,000-$150,000 के बीच होते हैं, प्रक्रिया 10-60 सेकंड में पूरी हो जाती है, सौ से अधिक थर्मोप्लास्टिक उपलब्ध कराती है, प्रेस की क्षमता के अनुसार इसका आकार सीमित होता है, और लगभग 1,000 से 1,000,000 यूनिट प्रति वर्ष के बीच प्रतिस्पर्धी है; इसमें क्लास A प्राप्त किया जा सकता है और स्क्रैप को पुनः पीसा जा सकता है।
यह निर्णय आमतौर पर पार्ट के आकार और मात्रा दोनों पर निर्भर करता है। कम मात्रा में लगभग 12 इंच से बड़े पार्ट्स के लिए , रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में अक्सर थर्मोप्लास्टिक का कोई व्यवहार्य विकल्प नहीं होता है, क्योंकि बड़े आकार के इंजेक्शन मोल्ड के लिए 1,000 टन या उससे अधिक की प्रेस की आवश्यकता हो सकती है। छोटे पार्ट की अधिक मात्रा में उत्पादन के दौरान, थर्मोप्लास्टिक मोल्डिंग का चक्र-समय लाभ कई गुना बढ़ जाता है और स्थिति उलट जाती है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग बनाम स्ट्रक्चरल फोम मोल्डिंग
दोनों प्रक्रियाओं से बड़े, कठोर और हल्के पुर्जे बनते हैं जिनमें स्किन-कोर संरचना होती है, यही कारण है कि लोग इन्हें लेकर भ्रमित हो जाते हैं। स्ट्रक्चरल फोम मोल्डिंग एक थर्मोप्लास्टिक प्रक्रिया है: पिघले हुए पदार्थ में एक गैस, आमतौर पर नाइट्रोजन, घोली जाती है, फिर थोड़ी मात्रा में गैस इंजेक्ट की जाती है और फैलती हुई गैस उस जगह को भर देती है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में कम दबाव पर प्रतिक्रिया के माध्यम से ही स्किन-कोर संरचना बनती है, और रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग से बने स्ट्रक्चरल फोम को कभी-कभी "रिजिड" रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग भी कहा जाता है।
ऐतिहासिक रिकॉर्ड बताते हैं कि रिएक्शन-मोल्डेड इंटीग्रल-स्किन यूरेथेन फोम, थर्मोप्लास्टिक स्ट्रक्चरल फोम के साथ प्रतिस्पर्धा करने लगे थे, और यह ढांचा अभी भी कायम है: जब आप कम लागत वाले टूलिंग के साथ बड़े हिस्से में स्किन-कोर संरचना चाहते हैं तो रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग चुनें, और जब थर्मोप्लास्टिक राल और उसके गुणों का समूह आवश्यक हो तो स्ट्रक्चरल फोम मोल्डिंग चुनें।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग बनाम कम्प्रेशन मोल्डिंग
एसएमसी या बीएमसी की संपीड़न मोल्डिंग में, पहले से मापी गई सामग्री को एक खुले गर्म मोल्ड में रखा जाता है और 15-30 एमपीए के क्लैंप बल के तहत इसे बंद कर दिया जाता है। यह मजबूत, गर्मी प्रतिरोधी, विद्युत रूप से स्थिर पुर्जे प्रदान करता है और शू बॉक्स से बड़े पुर्जों के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग की तुलना में टूलिंग में सस्ता होता है, लेकिन इसके लिए पहले से मापी गई सामग्री और उच्च दबाव वाली प्रेस की आवश्यकता होती है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग का लाभ बड़े पुर्जों के लिए कम दबाव और सस्ते टूलिंग में है; संपीड़न मोल्डिंग का लाभ फाइबर-प्रबलित संरचनात्मक प्रदर्शन और उच्च मात्रा में उत्पादन पर चक्रीय अर्थव्यवस्था में है। यदि पुर्जा उच्च कांच सामग्री वाला संरचनात्मक पैनल है और मात्रा काफी अधिक है, तो संपीड़न मोल्डिंग पर गंभीरता से विचार किया जाना चाहिए; यदि पुर्जा बड़ा, ज्यामितीय रूप से जटिल है और कम मात्रा में आवश्यक है, तो टूलिंग के मामले में रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग आमतौर पर बेहतर होता है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग बनाम कास्टिंग और ब्लो मोल्डिंग
ढलाई में सरल, कम लागत वाले औजारों का उपयोग होता है और प्रक्रिया धीमी गति से चलती है। यह अपेक्षाकृत सरल आकृतियों और कम मात्रा तक ही सीमित है - इसका उपयोग केवल तभी किया जाता है जब ज्यामिति सरल हो और मात्रा कम हो। ब्लो मोल्डिंग से खोखले थर्मोप्लास्टिक पुर्जे बनते हैं और यह ज्यामिति की एक बिल्कुल अलग श्रेणी में आता है; यह ठोस प्रतिक्रिया इंजेक्शन मोल्डिंग पुर्जे का विकल्प नहीं है। दोनों तुलनाएँ व्यापक विश्लेषण के बजाय कुछ विशिष्ट विकल्पों को बाहर करने के बारे में हैं।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग बनाम धातु और फाइबर-प्रबलित कंपोजिट
स्टैम्प्ड या मशीनीकृत धातु उच्च घनत्व और एक अलग कठोरता-से-भार प्रोफ़ाइल प्रदान करती है, लेकिन इसमें ऐसे परिपक्व टूलिंग और जॉइनिंग सिस्टम होते हैं जिन्हें कुछ संरचनात्मक ब्रैकेट के लिए हराना मुश्किल है। फाइबर-प्रबलित कंपोजिट के साथ तुलना आंशिक रूप से आंतरिक है: SRIM स्वयं एक रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग प्रकार है, इसलिए असली सवाल यह है कि क्या मैट-प्लेसमेंट श्रम पर्याप्त संरचनात्मक कठोरता प्रदान करता है। शीट मोल्डिंग कंपाउंड और ग्लास मैट थर्मोप्लास्टिक लैमिनेटेड सुदृढ़ीकरण और, GMT के लिए, छोटे चक्र प्रदान करते हैं, लेकिन दोनों के लिए उच्च दबाव वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग का कम दबाव प्रेस और टूलिंग लागत को कम करता है, और क्लास A पार्ट के B-साइड में विवरण, ग्रिड और बॉस को मोल्ड करने की इसकी क्षमता इसे जटिलता के मामले में प्रतिस्पर्धी बनाए रखती है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग पार्ट्स के लिए डिजाइन और प्रोसेसिंग दिशानिर्देश
नीचे दिए गए सामान्य नियम यह निर्धारित करते हैं कि कोई डिज़ाइन अच्छी तरह से ढलता है या नहीं। ये कारण सहित सुझाव हैं, पूर्ण आवश्यकताएँ नहीं हैं, और इन्हें मोल्डर और विशिष्ट फॉर्मूलेशन के साथ पुष्टि कर लेनी चाहिए।
| Feature | सिफारिश की | सीमा | क्यों |
| दीवार मोटाई | 0.125–0.250 इंच (3–6 मिमी) | 0.100–0.500 इंच (2.5–12 मिमी) | रसायन विज्ञान आधारित उपचार मोटी परतों को सहन कर सकता है |
| दीवार संक्रमण | क्रमिक पतलापन | अचानक 3:1 चरण | ऊष्माक्षेपण के दौरान पृथक भारी द्रव्यमान गर्म हो जाते हैं। |
| मसौदा | 2–3° प्रति पक्ष | 1 ° | पॉलीयुरेथेन टूल को मजबूती से पकड़ता है; पुर्जे हाथ से खींचे जाते हैं। |
| आंतरिक त्रिज्या | 0.125 इंच (3 मिमी) या उससे अधिक | - | संरचनात्मक कोने और प्रवाह-सामने की सुगमता |
| पसली का आधार | 0.6–0.75 × दीवार | - | कम चिपचिपाहट वाली फिलिंग से पसलियां बनाना आसान हो जाता है; फिर भी त्वचा अंदर धंस जाती है। |
| गुहा दबाव | लगभग 100 psi (7 बार) से कम | - | कम क्लैम्प बल और सस्ते टूलिंग को सेट करता है |
| भाग क्षेत्र | कई वर्ग मीटर तक | - | क्लैंप बल प्रक्षेपित क्षेत्रफल के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है। |
दीवार की मोटाई, संक्रमण और रिब डिज़ाइन
ऊष्माक्षेपण ही दीवार संबंधी नियमों का मूल कारण है। मोटी परतें अधिक ऊष्मा उत्पन्न करती हैं, और पतली दीवारों से घिरी एक अलग भारी वस्तु आसपास की सामग्री में ऊष्मा नहीं छोड़ पाती, इसलिए वह गर्म हो जाती है, उसका उपचार अलग तरह से होता है, और वह धंस सकती है या विकृत हो सकती है। क्रमिक परिवर्तन उस ऊष्मा को वितरित करते हैं और प्रवाह को समान रूप से आगे बढ़ाते रहते हैं। रसायन विज्ञान द्वारा संचालित उपचार प्रक्रिया ही मोटी परतों को सहन करने की क्षमता प्रदान करती है — 0.100–0.500 इंच एक व्यावहारिक सीमा है, और कुछ डीसीपीडी प्रणालियों में 12 इंच तक की परतें संभव हैं — लेकिन सहनशीलता का अर्थ उदासीनता नहीं है।
क्योंकि तरल पदार्थ बहुत पतला होता है, इसलिए पसलियाँ आसानी से भर जाती हैं, जो थर्मोप्लास्टिक मोल्डिंग की तुलना में एक लाभ है। धंसने के निशान सतह पर दिखने वाले प्रभाव का खतरा बने रहते हैं, इसलिए नाममात्र दीवार की मोटाई के 0.6–0.75 गुना पसलियों का आधार कठोरता और सतह की गुणवत्ता के बीच संतुलन बनाए रखता है। जहाँ अतिरिक्त मजबूती की आवश्यकता होती है, वहाँ दीवार की मोटाई को बहुत अधिक बढ़ाने की तुलना में पसलियाँ जोड़ना आमतौर पर बेहतर होता है।
ड्राफ्ट, त्रिज्या और निष्कासन
थर्मोप्लास्टिक मोल्डिंग की तुलना में यहाँ ड्राफ्ट का महत्व अधिक है क्योंकि पुर्जों को हाथ से खींचा जाता है और पॉलीयुरेथेन टूल को मजबूती से पकड़ता है। प्रत्येक तरफ दो से तीन डिग्री का ड्राफ्ट अनुशंसित है और 1 डिग्री न्यूनतम व्यावहारिक ड्राफ्ट है; गहरी पसलियों और गुहाओं के लिए अधिक ड्राफ्ट की आवश्यकता होती है, इसलिए उन्हें यथासंभव उथला रखने से ड्राफ्ट की आवश्यकता कम हो जाती है। 3 मिमी या उससे अधिक की आंतरिक त्रिज्या संरचनात्मक कोनों और प्रवाह-सामने की सुगमता दोनों के लिए उपयुक्त होती है, और एक सामान्य नियम के अनुसार बाहरी त्रिज्या नाममात्र दीवार की लगभग 1.5 गुना और आंतरिक त्रिज्या नाममात्र दीवार की लगभग 0.5 गुना होनी चाहिए। तेज पेंट किए गए किनारों को छोटी त्रिज्या से संतुलित करें, क्योंकि तेज बाहरी कोने पर एक समान पेंट कवरेज प्राप्त करना कठिन होता है।
मोल्ड का तापमान, चक्र समय और वेंटिंग
मोल्ड का तापमान आमतौर पर 100–180 °F (40–80 °C) होता है, इंजेक्शन का समय लगभग 15–20 सेकंड होता है, लगभग एक मिनट में क्योरिंग हो जाती है और चक्र का समय आमतौर पर 4–6 मिनट होता है। लैमिनर फिलिंग के दौरान विस्थापित होने वाली हवा के लिए वेंटिंग का आकार उपयुक्त होना चाहिए; अपर्याप्त वेंटिंग से शॉर्ट शॉट्स, जलने के निशान और असमान सतहें दिखाई देती हैं। बड़े हिस्से चक्र के लंबे समय की ओर बढ़ते हैं, और मोटे स्ट्रक्चरल फोम सेक्शन को सुरक्षित रूप से हटाने से पहले पर्याप्त ग्रीन स्ट्रेंथ के लिए 8–10 मिनट की आवश्यकता हो सकती है। कुछ सिस्टम को पोस्ट-क्योरिंग की आवश्यकता नहीं होती है; अन्य को निर्दिष्ट यांत्रिक गुणों को पूरी तरह से प्राप्त करने के लिए 24–48 घंटे तक परिवेशीय पोस्ट-क्योरिंग की आवश्यकता होती है, इसलिए आगे की प्रक्रियाओं की योजना बनाने से पहले आवश्यकता की पुष्टि कर लें।
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रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग प्रोजेक्ट के लिए, हैंडऑफ़ के समय यह दायरा महत्वपूर्ण होता है। डिज़ाइन सपोर्ट और प्रोटोटाइपिंग सबसे पहले आते हैं, इसलिए टूलिंग शुरू होने से पहले ही ज्यामिति, दीवार के जोड़, ड्राफ़्ट और सामग्री का चुनाव तय हो जाता है। इसके बाद टूलिंग समन्वय, फिर उत्पादन, निरीक्षण और असेंबली - सब कुछ एक ही जगह पर होता है। इसका व्यावहारिक लाभ यह है कि प्रोटोटाइप से उत्पादन तक की पूरी प्रक्रिया में एक ही भागीदार होता है, जिससे हैंडऑफ़ जोखिम कम होता है और डिज़ाइन के उद्देश्य से लेकर योग्य पुर्जों तक का समय कम हो जाता है।
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रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग और साधारण इंजेक्शन मोल्डिंग में क्या अंतर है?
साधारण थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग में ठोस पेलेट्स को पिघलाकर 5,000–20,000 psi के दबाव पर स्टील के सांचे में डाला जाता है। रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में दो प्रतिक्रियाशील तरल पदार्थों को मापा जाता है, उन्हें आपस में टकराकर मिलाया जाता है और लगभग 50–200 psi के दबाव पर एक बंद सांचे में इंजेक्ट किया जाता है, जहां वे बहुलकित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया में पुर्जा पिघले हुए पदार्थ को ठंडा करने के बजाय रासायनिक प्रक्रिया द्वारा बनता है। पूर्ण अंतर जानने के लिए पहला भाग देखें।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग में किन सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है?
पॉलीयुरेथेन का प्रभुत्व है, जिसमें लचीले इलास्टोमर, इंटीग्रल-स्किन फोम और कठोर संरचनात्मक फोम शामिल हैं। पॉलीयूरिया, पॉलीयुरेथेन-पॉलीयूरिया हाइब्रिड, पॉलीआइसोसायन्यूरेट और डीसीपीडी का भी उपयोग किया जाता है, साथ ही प्रबलित प्रकारों जैसे पिसे हुए कांच या खनिज भराव वाले आरआरआईएम और पहले से बिछाई गई कांच की परत वाले एसआरआईएम का भी उपयोग होता है। सामग्री अनुभाग में चयन मानदंडों का विवरण दिया गया है।
सामान्य चक्र समय क्या है?
आमतौर पर 4-6 मिनट लगते हैं, लेकिन दीवार की मोटाई, फॉर्मूलेशन, मोल्ड के तापमान और पार्ट की जटिलता के आधार पर यह समय 2-10 मिनट तक बढ़ सकता है। तेजी से प्रतिक्रिया करने वाले पॉलीयूरिया फॉर्मूलेशन वाले पतली दीवार वाले पार्ट्स को 2-3 मिनट में मोल्ड से निकाला जा सकता है; मोटे स्ट्रक्चरल फोम सेक्शन को 8-10 मिनट लग सकते हैं। उन्नत कैरोसेल सेटअप ने बड़े क्लास ए पार्ट्स के लिए मोल्ड से निकालने का समय घटाकर 60-150 सेकंड कर दिया है।
रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग को किफायती बनाने के लिए कितनी मात्रा आवश्यक है?
लगभग 100 से 5,000 पुर्जों प्रति वर्ष के बीच इसे प्रतिस्पर्धी माना जाता है, कुछ स्रोत इसकी ऊपरी सीमा को लगभग 10,000 इकाइयों प्रति वर्ष तक बढ़ाते हैं। विश्वसनीय विधि यह है कि उपकरण लागत के अंतर को प्रति-पुर्जे लागत के अंतर से विभाजित करके ब्रेक-ईवन मात्रा ज्ञात की जाए, फिर इसकी तुलना पूरे कार्यक्रम की कुल मात्रा से की जाए। लगभग 2,000 से 5,000 इकाइयों के बीच, विस्तृत लागत मॉडलिंग आवश्यक हो जाती है।
क्या रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग से क्लास ए सतहें बनाई जा सकती हैं?
मोल्ड से तैयार सतहों को आमतौर पर सीधे टूल से क्लास ए फिनिश देने के बजाय पेंटिंग की आवश्यकता होती है। मोल्ड में भरने से पहले सतह पर स्प्रे किया जाने वाला पेंट (इन-मोल्ड कोटिंग) उत्कृष्ट आसंजन प्रदान करता है और मोल्डिंग के बाद की फिनिशिंग को कम कर सकता है, साथ ही टूल से प्राप्त टेक्सचर को सटीक रूप से पुन: प्रस्तुत करता है। यदि इन-मोल्ड कोटिंग निर्दिष्ट नहीं है, तो पेंटिंग को लागत मद के रूप में शामिल करें।
दीवार की कितनी मोटाई व्यावहारिक है?
अनुशंसित मोटाई 0.125–0.250 इंच (3–6 मिमी) है, जबकि व्यावहारिक सीमा 0.100–0.500 इंच (2.5–12 मिमी) है। रसायन विज्ञान आधारित उपचार मोटी परतों को सहन कर सकता है, और एक ही भाग में लगभग 0.25 इंच से 1.125 इंच तक के अनुप्रस्थ काट दिए जाते हैं। अचानक बदलाव से बचें, क्योंकि ऊष्माक्षेपण के दौरान अलग-अलग भारी द्रव्यमान गर्म हो जाते हैं।
RRIM और SRIM में क्या अंतर है?
RRIM में इंजेक्शन से पहले पॉलीओल स्ट्रीम में पिसे हुए कांच या खनिजों जैसे फिलर्स मिलाए जाते हैं, जिससे पूरे पार्ट में सुदृढ़ीकरण फैलता है। SRIM में रेज़िन इंजेक्ट करने से पहले कैविटी में कांच की मैट या प्रीफॉर्म रखी जाती है, जिससे एक संरचनात्मक कंपोजिट बनता है। RRIM की प्रक्रिया सरल है; मैट लगाने में लगने वाले श्रम के अतिरिक्त, SRIM उच्च संरचनात्मक प्रदर्शन प्रदान करता है।
क्या रिएक्शन इंजेक्शन मोल्डिंग को रिसाइकिल किया जा सकता है?
यह पार्ट थर्मोसेट है, इसलिए इसे थर्मोप्लास्टिक स्क्रैप की तरह दोबारा पिघलाकर पीसा नहीं जा सकता। रनर, फ्लैश और रिजेक्टेड पार्ट्स को लैंडफिल में फेंक दिया जाता है या विशेष रासायनिक रीसाइक्लिंग की आवश्यकता होती है। यदि सस्टेनेबिलिटी जनादेश के तहत क्लोज्ड-लूप रीग्राइंडिंग अनिवार्य है, तो थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग बेहतर विकल्प है।
सहनशीलता कितनी सख्त हो सकती है?
सामान्य टॉलरेंस लगभग ±0.010–0.030 इंच (0.25–0.75 मिमी) तक होती है, जिसमें 12 इंच से कम के फीचर्स पर लगभग ±0.020 इंच (±0.5 मिमी) और बड़े पैनलों पर आयाम का लगभग ±0.1–0.2% तक टॉलरेंस होती है। पॉलीयुरेथेन का थर्मल विस्तार अधिक होता है, इसलिए निरीक्षण तापमान निर्दिष्ट करें। यदि डिज़ाइन में ±0.005 इंच या उससे बेहतर टॉलरेंस की आवश्यकता है, तो स्टील टूलिंग के साथ थर्मोप्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग उपयुक्त प्रक्रिया है।
