طراحان قالب تزریقی باید این چهار مفهوم را به درستی درک کنند

الف سیالیت
اشکال مختلف ترموپلاستیک ها عملکرد فرآیند، عملکرد انقباض، خواص فیزیکی و مکانیکی و غیره متفاوتی دارند.
به طور کلی، برای پلاستیک های کریستالی، زمانی که دمای پردازش بالاتر از نقطه ذوب آن باشد، سیالیت آن بهتر است، می تواند به سرعت حفره را پر کند، و فشار تزریقی که نیاز دارد نیز می تواند کوچکتر باشد. پلاستیک های آمورف سیالیت ضعیفی دارند، بنابراین سرعت تزریق به داخل حفره کندتر است و فشار تزریقی که نیاز دارد نیز بزرگتر است. بنابراین، هنگام طراحی قالب، می توان یک اندازه سیستم دونده مناسب با توجه به سیال بودن پلاستیک طراحی کرد. از یک طرف، می تواند از بزرگ شدن اندازه سیستم دونده و هدر رفتن مواد جلوگیری کند و در عین حال چرخه قالب گیری تزریق را گسترش دهد. از سوی دیگر، می تواند از کوچک بودن اندازه سیستم دونده و ایجاد مشکل در پر کردن و نگه داشتن فشار جلوگیری کند. البته استثناهایی هم وجود دارد. به عنوان مثال، اگرچه پلی استایرن یک پلاستیک آمورف است، اما سیالیت خوبی دارد. شاخص هایی که سیالیت را منعکس می کنند معمولاً شامل شاخص مذاب (MFR) و ویسکوزیته ظاهری هستند. MFR به جرم مذابی اطلاق می شود که هر 10 دقیقه یکبار تحت دما و بار معینی در دبی سنج مذاب از مویرگ استاندارد خارج می شود. واحد آن g/10min است. برای پلیمرهای مولکولی بالا، در شرایط قالب گیری تزریقی معمولی، رفتار جریان آنها از قانون جریان نیوتن پیروی نمی کند و به سیالات غیر نیوتنی تعلق دارد. نسبت تنش برشی جریان آنها به سرعت برشی ویسکوزیته ظاهری نامیده می شود. ویسکوزیته ظاهری در دمای خاصی ثابت نیست و می تواند با تنش برشی، سرعت برشی و حتی مقداری با زمان تغییر کند.
ب انقباض
پلاستیک های ترموپلاستیک درجات مختلف انقباض حجمی از حالت مذاب تا حالت جامد را متحمل می شوند. پلاستیک های کریستالی به طور کلی نرخ انقباض و محدوده انقباض بیشتری را نسبت به پلاستیک های آمورف نشان می دهند و به راحتی تحت تأثیر فرآیند قالب گیری قرار می گیرند. نرخ انقباض پلاستیک های کریستالی به طور کلی 1.0٪ ~ 3.0٪ است، در حالی که نرخ انقباض پلاستیک های آمورف 0.4٪ تا 0.8٪ است. برای پلاستیک های کریستالی، پس انقباض آنها نیز باید در نظر گرفته شود، زیرا آنها می توانند پس از کریستالیزاسیون در دمای اتاق پس از قالب گیری به جمع شدن ادامه دهند. میزان پس انقباض به ضخامت محصول و دمای محیط بستگی دارد. هر چه محصول ضخیم تر باشد، پس از انقباض بیشتر است.
پیوست 2-1: جمع شدگی قالب گیری پلاستیک های رایج

ج. رئولوژی
رئولوژی پلیمر به رابطه بین تنش، تغییر شکل، سرعت تغییر شکل و ویسکوزیته در طول پردازش اشاره دارد. این شامل تأثیر دما، فشار، زمان، ساختار مولکولی، وزن مولکولی و توزیع آن بر این عوامل است. با توجه به رئولوژی پلاستیک، پلاستیک ها را می توان به مواد حساس به برش و مواد حساس به حرارت تقسیم کرد. هر چه ویسکوزیته قوی‌تر به نرخ برش وابسته باشد، با افزایش نرخ برش، ویسکوزیته سریع‌تر کاهش می‌یابد. این پلاستیک متعلق به پلاستیک حساس به برش است. پلاستیک های معمولی حساس به برش شامل ABS، PS، PE، PP، POM و غیره می باشد. اگر ویسکوزیته مذاب بیشتر به دما وابسته باشد، هر چه با افزایش دما ویسکوزیته سریعتر کاهش یابد، این پلاستیک متعلق به پلاستیک حساس به حرارت است. پلاستیک های متداول حساس به حرارت عبارتند از PC، PA، PMMA و غیره. برای پلیمرهای مولکولی بالا، نرخ برش بر ویسکوزیته دو ماده فوق تأثیر دارد. افزایش نرخ برش می تواند ویسکوزیته مذاب را به درجات مختلف کاهش دهد و می تواند باعث ایجاد پدیده "رقیق شدن برشی" در مذاب شود. بنابراین هنگام طراحی سیستم رانر اینطور نیست که هر چه سایز رانر بزرگتر باشد افت فشار کمتر باشد. یک اندازه مناسب کوچک می تواند سرعت برش مذاب را برای کاهش ویسکوزیته و کاهش بیشتر افت فشار افزایش دهد. این اثر برای مواد حساس به برش آشکارتر است. اندازه دروازه کوچکتر می تواند نرخ برش مذاب را افزایش دهد، مقدار زیادی گرمای اصطکاکی ایجاد کند، دمای مذاب را به طور قابل توجهی افزایش دهد و ویسکوزیته مذاب بر این اساس کاهش می یابد و سیالیت را افزایش می دهد. بنابراین، استفاده از یک دروازه کوچک اغلب برای پلاستیک های حساس به برش موفقیت آمیز است. با این حال، زمانی که ضخامت دیواره محصول ضخیم تر است، اندازه دروازه باید به طور مناسب افزایش یابد تا زمان انجماد دروازه با توجه به نگه داشتن فشار افزایش یابد.
د اثر جهت گیری
یکی دیگر از عوامل موثر بر عملکرد محصول، اثر جهت گیری مذاب پلاستیک در طول فرآیند جریان است. ماکرومولکول های مذاب پلاستیک تحت تأثیر نیروی خارجی کشیده شده و به موازات یکدیگر در جهت جریان قرار می گیرند. این آرایش قبل از سرد شدن و جامد شدن پلاستیک در محصول جامد منجمد می شود و یک اثر جهت گیری ایجاد می کند. اثر جهت گیری باعث تضعیف یکپارچگی محصول می شود که به صورت خواص فیزیکی و مکانیکی ناسازگار در جهات مختلف ظاهر می شود و همچنین ممکن است باعث انقباض ناهموار در جهات مختلف شود که ممکن است باعث تاب برداشتن و تغییر شکل محصول شود. با توجه به شکل نیروی وارد بر درشت مولکول ها در مذاب و ماهیت عمل، می توان آن را به "جهت جریان" تحت تنش برشی و "جهت کشش" تحت عمل کششی تقسیم کرد. عواملی که جهت گیری را کنترل می کنند به شرح زیر است:
(1) کاهش دمای مذاب و دمای قالب باعث تقویت اثر جهت گیری می شود.
(2) افزایش فشار تزریق می تواند نرخ برش و تنش برشی را افزایش دهد و اثر جهت گیری را تقویت کند.
(3) هرچه ضخامت محصول نازک تر باشد، اثر جهت گیری قوی تر است.
(4) هرچه اندازه دروازه بزرگتر باشد، اثر جهت گیری را تقویت می کند.
گاهی اوقات، اقدامات خاصی برای تقویت اثر جهت گیری انجام می شود، به طوری که استحکام کششی و مقاومت خمشی در جهت جهت گیری بهبود می یابد. مانند فیلم کششی، لولا و غیره.