ইনজেকশন মোল্ড ডিজাইনের সাধারণ ভুলগুলি এবং সেগুলি কীভাবে এড়াবেন

গঠনমূলক ত্রুটি প্রতিরোধের জন্য প্রাচীরের সমান ঘনত্ব বজায় রাখা

কেন ঢালাই করা অংশের ঘন অংশগুলিতে অসম প্রাচীরের ঘনত্ব ডুবে যাওয়ার দাগ তৈরি করে

যখন ইনজেকশন ছাঁচের প্রাচীরগুলি সমানভাবে ঘন হয় না, তখন অংশটির বিভিন্ন জায়গায় শীতলীকরণের হার আলাদা হয়। পাতলা প্রাচীরের তুলনায় ঘন অংশগুলি শক্ত হতে বেশি সময় নেয়। উপকরণগুলির এই আলাদা শীতলীকরণের ফলে আমরা যা সিঙ্ক মার্ক (sink marks) বলি তা তৈরি হয়—এগুলি মূলত প্লাস্টিক ঠাণ্ডা হওয়ার পরে সঙ্কুচিত হওয়ার কারণে পৃষ্ঠের ওপর ছোট ছোট দাগ বা বিবর্ণতা। 2023 সালের পলিমার প্রবাহ বিশ্লেষণের সদ্য প্রকাশিত গবেষণা অনুসারে, যেসব অঞ্চলে প্রাচীরের ঘনত্ব পাশের অংশগুলির চেয়ে দ্বিগুণের বেশি হয়, সেখানে এই অপ্রীতিকর সিঙ্ক মার্ক তৈরি হওয়ার সম্ভাবনা প্রায় চার গুণ বেশি। পাতলা প্রাচীরের সাথে যুক্ত ঘন রিব বা বসগুলির ক্ষেত্রে ডিজাইনারদের প্রায়শই সমস্যার মুখোমুখি হতে হয় কারণ এই বৈশিষ্ট্যগুলি শীতলীকরণের সময় প্রায় 40 শতাংশ বেশি সময় ধরে তাপ ধরে রাখে, যা ত্রুটি তৈরি করার জন্য এগুলিকে বিশেষভাবে ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলে। বড় পরিসরে অংশগুলি ডিজাইন করার সময় উৎপাদকদের এই বিষয়টি খুব কাছ থেকে লক্ষ্য রাখতে হবে।

অসম শীতলীকরণের কারণে পরিবর্তনশীল প্রাচীরের ঘনত্ব কীভাবে বিকৃতি ঘটায়

বিভিন্ন অংশের উপাদানগুলি যখন বিভিন্ন হারে ঠাণ্ডা হয়, তখন সেখানে অসম চাপ তৈরি হওয়ার কারণে বিকৃত অংশগুলি ঘটে। যখন প্রাচীরগুলি পাতলা হয়, তখন সেগুলি পাশের মোটা অংশগুলির তুলনায় প্রায় ডেড় থেকে দুই গুণ দ্রুত ঠাণ্ডা হয়। এটি অংশটির মধ্যে অসম সঙ্কোচন তৈরি করে, যা অংশটিকে আকৃতি থেকে বিকৃত করে পাতলা অংশের দিকে নিয়ে যায়। 2024 সালে প্রকাশিত একটি শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, বিকৃতির কারণে উৎপন্ন মোট ফেলে দেওয়া উপকরণের প্রায় দুই তৃতীয়াংশ এমন উপাদান থেকে এসেছে যেখানে প্রাচীরের পুরুত্ব 25% এর বেশি পরিবর্তিত হয়েছে। কিছু কম্পিউটার মডেলিং গবেষণায় একটি আকর্ষক তথ্য পাওয়া গেছে - পাশাপাশি অংশগুলির মধ্যে মাত্র বারো সেকেন্ডের পার্থক্য শীতলীকরণের সময় এবিএস প্লাস্টিক এবং পলিপ্রোপিলিনের মতো উপকরণে লক্ষণীয় বিকৃতির সমস্যার দিকে নিয়ে যেতে পারে। এই ফলাফলগুলি উৎপাদন প্রক্রিয়াজুড়ে প্রাচীরের পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ করার গুরুত্বকে তুলে ধরে।

ইনজেকশন ছাঁচ ডিজাইনে সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রাচীরের পুরুত্বের জন্য সেরা অনুশীলন

• সমস্ত বৈশিষ্ট্যগুলিতে 1.5:1 অনুপাতের মধ্যে প্রাচীরের পুরুত্ব বজায় রাখুন
• যেখানে পুরুত্ব পরিবর্তন হয় সেখানে ঢালু সংযোগ (40°–60° কোণ) ব্যবহার করুন
• নমিনাল প্রাচীরের পুরুত্বের 30% এর মধ্যে উচ্চ-চাপযুক্ত বৈশিষ্ট্যগুলি স্থাপন করুন
• টুলিংয়ের আগে মোল্ড ফ্লো বিশ্লেষণ সফটওয়্যারের মাধ্যমে ডিজাইনগুলি যাচাই করুন

অটোমোটিভ মোল্ড পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে, সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রাচীর ডিজাইন 15–22% উপাদান ব্যবহার হ্রাস করে এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে

কেস স্টাডি: সিঙ্ক মার্কগুলি দূর করার জন্য একটি ঘন প্রাচীরযুক্ত অটোমোটিভ উপাদান পুনরায় ডিজাইন করা

একটি অটোমোটিভ এয়ার ডাক্টের মূল ডিজাইনে 1.5mm প্রাচীরের পাশাপাশি 4mm পুরুত্বের মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জ ছিল, যা উৎপাদনের সময় গভীর খাঁজ তৈরি করেছিল। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, প্রকৌশলী দল 4mm থেকে ধাপে ধাপে 3mm, তারপর 2mm এবং চূড়ান্ত 1.5mm প্রাচীর পুরুত্বে পৌঁছানোর পদ্ধতি প্রয়োগ করে। তারা অংশের ঘন অঞ্চলগুলির চারপাশে নির্দিষ্ট কুলিং চ্যানেলও যোগ করে। পরীক্ষামূলক চালানো অনুযায়ী, এই পরিবর্তনগুলি পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি প্রায় 92% কমিয়ে দেয়। উৎপাদন চক্রের সময়ও আরও ভালো হয়েছিল, প্রায় 18% উন্নতি হয়েছিল কারণ এখন পুরো উপাদানটিতে প্রাচীরের পুরুত্ব সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়ায় শীতলীকরণ আরও সমানভাবে ঘটছে।

সুষম উপকরণ প্রবাহের জন্য গেট ডিজাইন এবং স্থাপন অনুকূলিত করা

উপকরণ প্রবাহ এবং শীতলীকরণ দক্ষতার উপর গেট স্থাপনের প্রভাব

গেটের অবস্থান সরাসরি উপকরণের বন্টন এবং তাপ ব্যবস্থাপনাকে প্রভাবিত করে। ঘন অংশে গেট স্থাপন দিকনির্দেশিত কঠিনীভবনকে উৎসাহিত করে, বাতাসের আটকে যাওয়া কমিয়ে এবং কার্যকর প্যাকিং চাপ প্রয়োগের অনুমতি দেয়। 2023 সালের একটি অনুকলন অধ্যয়নে দেখা গেছে যে কিনারার গেটযুক্ত কাঠামোর তুলনায় কৌশলগতভাবে স্থাপিত গেট শীতলকরণ-সংক্রান্ত ত্রুটিগুলি 18% কমিয়েছে।

অনুপযুক্ত গেট ডিজাইন এবং ইনজেকশন গতির কারণে জেটিং

যখন গেটগুলি খুব সরু হয় এবং ইনজেকশনের গতি বাড়িয়ে দেওয়া হয়, তখন আমরা জেটিং নামে এই বিশৃঙ্খল পরিস্থিতির সম্মুখীন হই। মূলত, গলিত উপাদানটি ঠিক যেন একটি হোজ নোজেল থেকে বের হওয়া জলের মতো ছদ্মপদার্থের খাঁচার মধ্যে ছুটে যায়। যেসব রিওলজি চার্টের কথা সবাই উল্লেখ করে, তাতে দেখা যায় যে গলিত উপাদান 1.5 মিলিমিটারের কম আকারের গেট দিয়ে প্রতি সেকেন্ডে প্রায় অর্ধ মিটারের বেশি গতিতে প্রবাহিত হলে সমস্যা শুরু হয়। এই ধরনের সমস্যা সমাধানের জন্য অধিকাংশ কারখানা গেটের ল্যান্ড এলাকাকে দীর্ঘায়িত করলে চমৎকার ফল পায়—30% থেকে শুরু করে 50% পর্যন্ত দীর্ঘায়িত করা উপযুক্ত বলে মনে হয়। কিছু লোক টেপারড গেটে রূপান্তরিত হয়, যা প্রবাহকে আরও ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে। এবং প্রক্রিয়ার শুরুতে প্রাথমিক ইনজেকশন গতি বেশ কিছুটা কমিয়ে দেওয়া ভুলে যাবেন না।

অনুকূল গেটের ধরন এবং অবস্থানের মাধ্যমে গেট ভেস্টিজ কমানো

টানেল এবং কাজু ধরনের মতো সাবসারফেস গেটগুলি চৌহদ্দির গেটগুলির তুলনায় কম দৃশ্যমান চিহ্ন রেখে যায়। লোড-বহনকারী তল থেকে অভ্যন্তরীণ খাঁজে গেটগুলি পুনঃস্থাপন করা উচ্চ-নির্ভুলতার উপাদানগুলিতে অবশিষ্ট-সংক্রান্ত বর্জন 73% হ্রাস করেছে, যা একটি কেস স্টাডি .

গেটগুলিতে উপকরণ প্রবাহের অভিসারিতা উন্নত করে ওয়েল্ড লাইন হ্রাস করা

যখন 120 ডিগ্রির বেশি কোণে প্রবাহের সামনের দিকগুলি মিলিত হয়ে ওয়েল্ড লাইন তৈরি হয়, তখন তা অংশটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল করে দেয়। ঢালাইকারীরা লক্ষ্য করেছেন যে উপযুক্ত প্রবাহ লিডার এবং গেটগুলির মধ্যে গলিত তাপমাত্রা মিলিয়ে মাল্টি-গেট সিস্টেম ব্যবহার করে ASTM D638 পরীক্ষাগুলির উল্লেখ অনুযায়ী ওয়েল্ড লাইনের শক্তি প্রায় 40 শতাংশ বৃদ্ধি করা যায়। আজকাল, অনেক উন্নত কারখানা গেট সেট আপ করার আগে প্রবাহের সামনের দিকগুলি কোথায় একে অপরের সাথে সংঘর্ষ করতে পারে তা খুঁজে পেতে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা দ্বারা চালিত কম্পিউটার অনুকলনের উপর নির্ভর করে। সফটওয়্যারটি উৎপাদন চলাকালীন এই সমস্যাযুক্ত এলাকাগুলি কমিয়ে আনতে তাদের গেটের অবস্থান সামঞ্জস্য করতে সাহায্য করে।

মাত্রার নির্ভুলতার জন্য কার্যকর শীতলীকরণ ব্যবস্থা ডিজাইন করা

অসম শীতলীকরণের ফলে বিকৃতি: খাদের খারাপ বিন্যাসের প্রভাব

যখন শীতলকরণ ব্যবস্থার নকশা খারাপভাবে করা হয়, তখন তা 25 ডিগ্রি ফারেনহাইট (প্রায় 14 ডিগ্রি সেলসিয়াস) এর বেশি তাপমাত্রার পার্থক্য ঘটাতে পারে। 2023 সালে প্লাস্টিক্স টুডে-এর গবেষণা অনুসারে, প্রায় দুই তৃতীয়াংশ প্রযুক্তিগত অংশে দেখা যাওয়া বিকৃতির সমস্যার সঙ্গে এই ধরনের তাপীয় অসামঞ্জস্যের সম্পর্ক আছে। জটিল আকৃতি এবং বিভিন্ন পুরুত্বের দেয়াল সহ অংশগুলির ক্ষেত্রে সমস্যাটি আরও বাড়ে। ঐতিহ্যগত সোজা ড্রিল করা চ্যানেলগুলি সাধারণত ঠিক সেখানেই উত্তপ্ত অঞ্চল তৈরি করে রাখে যেখানে আমরা চাই না। তবে কম্পিউটার অনুকলন একটি আকর্ষক তথ্য উন্মোচন করে: যেসব উন্নত কনফরমাল শীতলকরণ চ্যানেলগুলি তিন মাত্রিকভাবে মুদ্রিত করা হয় এবং অংশের প্রকৃত আকৃতির সঙ্গে মিল রাখে, সেগুলি পুরানো পদ্ধতির তুলনায় তাপমাত্রার ওঠানামা কমিয়ে আনতে পারে 40 থেকে 60 শতাংশ পর্যন্ত। এবং এর আরও একটি সুবিধা আছে। এই উন্নত শীতলকরণ ব্যবস্থাগুলি উৎপাদনকারীদের সময় বাঁচাতে সাহায্য করে, মাত্র পাঁচ ডিগ্রি ফারেনহাইটের (বা প্রায় 2.8 ডিগ্রি সেলসিয়াস) মধ্যে ছাঁচের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা স্থিতিশীল রাখার মাধ্যমে গাড়ি উৎপাদন এবং ইলেকট্রনিক উপাদান তৈরির মতো শিল্পে উৎপাদন চক্রকে প্রায় 30% কমিয়ে দেয়।

কৌশলগত কুল্যান্ট প্রবাহ এবং চ্যানেল স্থাপনের মাধ্যমে সমতা বজায় রেখে শীতলীকরণ

প্রধান কৌশলগুলি হল:

• অনুকূল তাপ স্থানান্তরের জন্য ছাঁচের পৃষ্ঠের 15–20 মিমির মধ্যে চ্যানেল স্থাপন
• অংশের জ্যামিতি অনুযায়ী প্রবাহের হার সামঞ্জস্য করে বহু-সার্কিট সিস্টেম ব্যবহার
• উচ্চ তাপের অঞ্চলে শীতলীকরণ 25–35% ত্বরান্বিত করতে বেরিলিয়াম তামা ইনসার্ট স্থাপন

গুরুত্বপূর্ণ সংযোগস্থলে থার্মোকাপল বাস্তব সময়ে সামঞ্জস্য সক্ষম করে, ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সে পোস্ট-মোল্ডিং বিকৃতি 18% হ্রাস করে।

ডেটা অন্তর্দৃষ্টি: অনুকূলিত শীতলীকরণের সাথে চক্র সময়ে 40% হ্রাস দেখানো অনুকলন ফলাফল

2024 সালে চিকিৎসা যন্ত্রের আবরণের একটি অনুকলন কনফরমাল শীতলীকরণ এবং তামা-সংকর ইনসার্ট ব্যবহার করে 40% কম চক্র সময় এবং ±0.02 মিমি মাত্রিক সামঞ্জস্য অর্জন করেছিল। অনুকূলিত লেআউট 72 ঘন্টার উৎপাদন চলাকালীন ছাঁচের তাপমাত্রা ±2.8°C পরিবর্তনের মধ্যে রেখেছিল।

বায়ু ফাঁদ এবং প্রবাহ ত্রুটি দূর করতে সঠিক ভেন্টিং নিশ্চিত করা

জটিল ছাঁচে আটকে থাকা বায়ুর কারণে শূন্যস্থান এবং বায়ু পকেট

যখন উৎপাদনের সময় ইনজেকশন ছাঁচের ভিতরে বাতাস আটকা পড়ে, তখন শূন্যস্থানগুলির সৃষ্টি হয় যা আমরা সবাই খুব ভালোভাবে জানি—গত বছরের Material Science Today অনুযায়ী এই ধরনের ফাঁকা জায়গার কারণে প্রায় 24% প্রিসিশন পার্টস-এ পৃষ্ঠের ত্রুটি দেখা দেয়। যেসব জটিল আকৃতির অসুবিধাজনক কোণ বা ওভারল্যাপিং রিব থাকে, সেখানে এই সমস্যা আরও বেশি হয়, মূলত ছোট ছোট পকেট তৈরি করে যেখানে বাতাস আটকে থাকতে পছন্দ করে। এবং যখন ABS বা পলিকার্বনেটের মতো সাধারণ প্লাস্টিক নিয়ে কাজ করা হয়, তখন ব্যাপারটা আরও জটিল হয়ে ওঠে। একবার ইনজেকশনের গতি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 120 মিমি অতিক্রম করলে, উৎপাদনকারীদের বাতাস আটকে যাওয়ার গুরুতর সমস্যা দেখা দেয়। এর মানে সাধারণত ছাঁচের ডিজাইনে অতিরিক্ত ভেন্টিং চ্যানেল যোগ করা, যা উৎপাদন প্রক্রিয়ায় সময় এবং খরচ উভয়ই বাড়িয়ে দেয় কিন্তু গুণমান নিয়ন্ত্রণের জন্য এটি প্রয়োজনীয়।

অপর্যাপ্ত ভেন্টিং এবং ছাঁচের জটিলতার কারণে সংক্ষিপ্ত শট

যখন পর্যাপ্ত ভেন্টিং থাকে না, তখন গলিত প্লাস্টিক মোল্ড কক্ষের মধ্যে আবদ্ধ বাতাসের পকেটে ঢুকে পড়ে, যার ফলে অসম্পূর্ণ পূরণ হয়—যা আমরা শর্ট শট নামে চিনি। গত বছরের গবেষণায় মোল্ড ডিজাইন সম্পর্কে একটি আকর্ষক তথ্য উঠে এসেছে। যেসব মোল্ডের দেয়ালের ঘনত্বের অনুপাত 5:1 এর বেশি, সেগুলিতে ভেন্টগুলি যদি 0.03 মিলিমিটারের কম গভীর হয়, তবে প্রায় 37 শতাংশ বেশি শর্ট শট সমস্যা দেখা দেয়। নাইলন 6/6-এর মতো উচ্চ সান্দ্রতার উপাদানের ক্ষেত্রে পরিস্থিতি আরও জটিল হয়ে ওঠে। এই ধরনের উপাদান সমস্যাকে আরও বাড়িয়ে তোলে কারণ আটকে থাকা বাতাস প্রায় 19 থেকে 22 পাউন্ড প্রতি বর্গ ইঞ্চি পর্যন্ত অতিরিক্ত ব্যাক প্রেশার তৈরি করে। এই ধরনের চাপ প্রায়শই মোল্ডের গেট অঞ্চলে ব্যবহৃত সাধারণ ইনজেকশন সরঞ্জামের সীমাকে ছাড়িয়ে যায়।

উপাদানের ধরন অনুযায়ী সুপারিশকৃত ভেন্ট গভীরতা এবং স্থাপন

পলিমার প্রবাহের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী অপটিমাল ভেন্ট মাত্রা পরিবর্তিত হয়:

পলিমার প্রসেসিং সোসাইটির 2024 এর নির্দেশিকা বাতাস নির্গত করার জন্য এবং ফ্ল্যাশ প্রতিরোধের ভারসাম্য রাখতে 3° কোণে ভেন্ট চ্যানেলগুলি সংকীর্ণ করার পরামর্শ দেয়। বহু-গহ্বরযুক্ত ছাঁচের ক্ষেত্রে, উৎপাদনের আগে ভেন্ট লেআউট অপ্টিমাইজ করার সময় কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডায়নামিক্স (CFD) অনুকলন চেষ্টার পুনরাবৃত্তি 63% হ্রাস করে।

পার্টিং লাইন এবং কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য ডিজাইনের ভুল এড়ানো

ইনজেকশন মোল্ড ডিজাইনে অনুপযুক্ত পার্টিং লাইন স্থাপনের ফলে উদ্ভূত সমস্যা

ভুল জায়গায় পার্টিং লাইন দেওয়ার ফলে দৃশ্যমান সিমগুলি, ফ্ল্যাশ মার্ক এবং ছাঁচ থেকে অংশগুলি বের করতে সমস্যা হয়। যদি এই লাইনগুলি সিল বসে থাকে বা স্ন্যাপ ফিট সংযুক্ত হয় এমন গুরুত্বপূর্ণ অঞ্চলগুলির মধ্য দিয়ে যায়, তবে সবকিছুই আর ঠিকভাবে মিলে না এবং গোটা অংশটি কাঠামোগতভাবে দুর্বল হয়ে পড়ে। আমরা যে কয়েকটি সদ্য কম্পিউটার সিমুলেশন চালাচ্ছি তার মতে, সমস্ত কসমেটিক সমস্যার প্রায় দুই তৃতীয়াংশই আসলে কী জ্যামিতিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর দিয়ে পার্টিং লাইন অতিক্রম করার কারণে হয়। স্মার্ট ডিজাইনাররা অংশের প্রাকৃতিক বক্ররেখা অনুসরণ করে এবং ওজন বা চাপ সহ্য করা এলাকাগুলি থেকে দূরে রেখে এই লাইনগুলি স্থাপন করে। এটি উৎপাদনের পরে কতটা ফিনিশিং কাজের প্রয়োজন তা কমিয়ে দেয়, গত বছরের শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী যন্ত্রপাতি দক্ষতা উন্নতির প্রায় 30% সাশ্রয় করে।

স্ট্রেস কেন্দ্রীভবন এবং সিঙ্ক মার্ক প্রতিরোধের জন্য রিব এবং বস ডিজাইন নির্দেশিকা

সংলগ্ন প্রাচীরের ঘনত্বের 60% এর বেশি হওয়ার কারণে সাধারণত সিঙ্ক মার্ক (sink marks) তৈরি হয়, যখন বসের ভাতার আকস্মিক সংক্রমণ চাপ কেন্দ্রীভবনের দিকে নিয়ে যায়। সুপারিশকৃত অনুশীলনগুলি হল:

• অবদানের উচ্চতা নামিক প্রাচীরের ঘনত্বের 3 গুণের কম রাখা
• উল্লম্ব অংশগুলিতে 1–2° ড্রাফট কোণ প্রয়োগ করা
• বসগুলি ধীরে ধীরে ফিলেট দিয়ে প্রাচীরের সাথে সংযুক্ত করা (বসের ব্যাসের ন্যূনতম 25%)

শিল্প গবেষণা অনুযায়ী, সমর্থনহীন কাঠামোর তুলনায় বসের চারপাশে বিকিরণ গাছেট ডিজাইন বিকৃতি 41% হ্রাস করে। এই নীতিগুলি ইনজেকশন ছাঁচ ডিজাইনে উপযুক্ত উপাদান প্রবাহ নিশ্চিত করে এবং ওজন জমা হওয়া কমিয়ে আনে।