ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের জন্য সঠিক উপকরণ নির্বাচন করতে হলে চারটি পরস্পরনির্ভরশীল কর্মক্ষমতার দিকগুলি বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন।
ইঞ্জিনিয়াররা অংশগুলির গাঠনিক চাহিদা অনুযায়ী উপকরণগুলি অগ্রাধিকার দেন। লোড-বহনকারী উপাদানগুলির জন্য পলিকার্বনেট 9,500 psi প্রসার্য শক্তি প্রদান করে, যেখানে ABS 4,600–7,000 psi প্রসার্য শক্তি প্রদান করে যা আঘাত প্রতিরোধে উৎকৃষ্ট (UPM 2025)। গিয়ার অ্যাপ্লিকেশনে বেস পলিমারগুলির তুলনায় গ্লাস-ফিলড নাইলন স্থায়িত্ব 40–60% পর্যন্ত উন্নত করে, যা উচ্চ-চাপযুক্ত যান্ত্রিক সিস্টেমগুলির জন্য আদর্শ।
তাপীয় চাপের নিচে উপকরণের স্থিতিশীলতা নির্ধারণ করে তাপ বিকৃতি তাপমাত্রা (HDT)। অটোমোটিভের হুডের নিচের যন্ত্রাংশগুলির জন্য, PPS-এর মতো উপকরণ যার HDT মান 500°F (260°C)-এর বেশি হয়, তা বিকৃতি রোধ করে। গলন প্রবাহ হার (MFR) ছাঁচনির্মাণকে প্রভাবিত করে—20–35 গ্রাম/10 মিনিট MFR সহ পলিপ্রোপিলিন জটিল খাঁচাগুলি দক্ষতার সাথে পূরণ করে, যা চক্র সময় 15–20% হ্রাস করে।
অপারেশনাল পরিবেশে ক্ষয় না হওয়ার মতো উপকরণ হওয়া আবশ্যিক। শিল্প যন্ত্রপাতিতে তেল এবং গ্রিজের বিরুদ্ধে নাইলন 6/6 প্রতিরোধ করে, যখন তড়িৎ কানেক্টরগুলিতে PTFE দীর্ঘমেয়াদী UV রফ্তানির পরেও ডায়েলেকট্রিক শক্তি বজায় রাখে, যা চাহিদাপূর্ণ পরিষেবা শর্তাবলীতে দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে।
PA66 এর মতো উপকরণগুলিতে উচ্চ আর্দ্রতা শোষণ (>1.5%) প্রি-ড্রাইয়িং প্রয়োজন, যা উৎপাদন খরচের 10–15% বাড়িয়ে দেয়। সঙ্কুচন হার অনেক ভিন্ন - ABS এর ক্ষেত্রে এটি 0.5–0.7%, আধা-ক্রিস্টালাইন POM এর ক্ষেত্রে 1.8–2.5%। শীর্ষ উৎপাদনকারীরা থার্মোপ্লাস্টিকের ক্ষেত্রে সাধারণত 450–700°F পর্যন্ত প্রসেসিং তাপমাত্রার প্রয়োজনীয়তার সাথে এই ফ্যাক্টরগুলি সামঞ্জস্য রাখতে উপকরণ ডেটা শীট (MDS) ব্যবহার করে।
এই মানদণ্ডগুলি পদ্ধতিগতভাবে মূল্যায়ন করে দলগুলি উৎপাদন জটিলতা এবং খরচ নিয়ন্ত্রণ করার সময় অংশের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করে।
থার্মোপ্লাস্টিক এবং থার্মোসেটের মধ্যে পার্থক্যটি মূলত তাদের অণুগুলি কীভাবে সজ্জিত হয় এবং প্রক্রিয়াকরণের সময় তাদের সঙ্গে কী ঘটে তার উপর নির্ভর করে। পলিইথিলিন বা পলিকার্বনেটের মতো সাধারণ থার্মোপ্লাস্টিকগুলির কথা বিবেচনা করুন। এই উপকরণগুলির গঠন অস্ফটিত বা আধা-কেলাসিত হতে পারে। যখন আমরা এগুলিকে তাপ দেই, তখন এগুলি নরম হয়ে যায় এবং শীতল হওয়ার পর আবার কঠিন হয়ে ওঠে। এই প্রক্রিয়াটি পুনরায় চক্রাকারে ঘটতে পারে, যা পুনর্নবীকরণের সুযোগ করে দেয়। তবে থার্মোসেটগুলি আলাদভাবে কাজ করে। রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে একবার সেট হয়ে গেলে, এই উপকরণগুলি তাদের গঠন জুড়ে চিরস্থায়ী বন্ধন তৈরি করে। এই পর্যায়ে এগুলিকে আবার আকৃতি দেওয়া যায় না, যা তাদের আকৃতি ধরে রাখার ক্ষমতা খুব ভালো করে তোলে। পরিবেশগত দৃষ্টিকোণ থেকে এটি খুব গুরুত্বপূর্ণ। সদ্য প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের মাধ্যমে পুনর্নবীকরণ করা প্লাস্টিকের প্রায় 92 শতাংশই থার্মোপ্লাস্টিক থেকে আসে। অন্যদিকে অধিকাংশ থার্মোসেট উৎপাদনের পর পুনর্ব্যবহারের কোনো ভালো উপায় না থাকায় ল্যান্ডফিলগুলিতে জমা হয়ে থাকে। 2023 সালের প্লাস্টিক বর্জ্য ব্যবস্থাপনা সম্পর্কিত গবেষণায় পনমন ইনস্টিটিউট একই ধরনের ফলাফল প্রকাশ করেছে।
থার্মোসেটিং পলিমার নামে পরিচিত উপকরণগুলি, যেমন ইপোক্সি এবং ফেনোলিক রজন, খুব ভালভাবে কাজ করে যখন আমাদের এমন কিছু প্রয়োজন হয় যা তীব্র তাপ সহ্য করতে পারে এবং তার আকৃতি বজায় রাখতে পারে। এই উপকরণগুলি এমন বিশেষ ক্রস-লিঙ্কড গঠন তৈরি করে যা তাদের 300 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রাতেও স্থিতিশীল থাকতে দেয়। অধিকাংশ সাধারণ প্লাস্টিক এর সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে না—এগুলি সাধারণত এই তাপমাত্রার চেয়ে 150 থেকে 200 ডিগ্রি কমে গলে যায়। এই বৈশিষ্ট্যের কারণে, প্রকৌশলীরা প্রায়শই এগুলি বেছে নেন যেখানে জিনিসপত্র অত্যধিক গরম হয়, যেমন গাড়ির ইঞ্জিনের ভিতরে বা বৈদ্যুতিক নিরোধক উপাদান তৈরি করার জন্য। গত বছর প্রকাশিত কিছু গবেষণা অনুযায়ী, গাড়ির হুডের নিচে তাপের সংস্পর্শে এসে ব্যর্থ হওয়ার আগে থার্মোসেট থেকে তৈরি অংশগুলি স্ট্যান্ডার্ড ইঞ্জিনিয়ারিং প্লাস্টিক থেকে তৈরি অংশগুলির তুলনায় প্রায় তিন গুণ বেশি সময় টিকে থাকে।
স্কেলযোগ্য, খরচ-সংবেদনশীল প্রকল্পের জন্য থার্মোপ্লাস্টিকের উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে:
থার্মোসেট প্রক্রিয়ার তুলনায় পুনঃপ্রক্রিয়াকরণযোগ্যতা উপাদানের অপচয় পর্যন্ত 12% কমায় (প্লাস্টিক শিল্প সংস্থা 2023)। সাধারণ প্রয়োগগুলির মধ্যে রয়েছে মেডিকেল ডিভাইসের আবরণ এবং অটোমোটিভ অভ্যন্তরীণ প্যানেল, যেখানে নকশার নমনীয়তা কঠোর বাজেটের সীমার সাথে মিলিত হয়।
থার্মোপ্লাস্টিক ইনজেকশন প্রক্রিয়ায় যে উপাদানগুলি ঢালাই করা হয় তার বেশিরভাগই হল সাধারণ প্লাস্টিক, যেমন ABS (অ্যাক্রাইলোনাইট্রাইল বিউটাডিয়েন স্টাইরিন), পলিপ্রোপিলিন (PP), পলিথিন (PE), এবং পলিস্টাইরিন (PS)। শিল্প তথ্য অনুসারে, এই উপকরণগুলি সমস্ত উৎপাদন প্রকল্পের প্রায় 45% জুড়ে রয়েছে কারণ এগুলি ব্যবহার করা সস্তা এবং বিভিন্ন উদ্দেশ্যে অভিযোজিত করা যায়। আমরা এগুলিকে দৈনন্দিন পণ্য এবং প্যাকেজিং সমাধানে সর্বত্র দেখতে পাই। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক প্রতিরোধী পাত্র তৈরি করার জন্য প্রায়শই PP বেছে নেওয়া হয়, যেখানে ABS এমন গাড়ির যন্ত্রাংশগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেগুলির জন্য দাম না বাড়িয়ে টেকসই হওয়ার প্রয়োজন হয়। 2023 সালের বাজার প্রবণতা অনুসারে, সাধারণ উপকরণের দাম প্রতি কিলোগ্রামে প্রায় 2.50 ডলার থেকে 4.50 ডলারের মধ্যে রয়েছে। বড় পরিমাণে উৎপাদনকারী কোম্পানিগুলির জন্য এই মূল্য নির্ধারণ তখনই যুক্তিযুক্ত হয় যখন বাজেটের সীমাবদ্ধতা এবং কার্যকারিতার প্রয়োজনীয়তা সুষমভাবে মিলিত হয়।
ইঞ্জিনিয়ারিং গ্রেড পলিমারগুলি সাধারণ প্লাস্টিক এবং সেইসব শীর্ষ স্তরের কার্যকারিতা উপকরণগুলির মধ্যে অবস্থিত, যা আমরা সবাই জানি। উদাহরণস্বরূপ পলিকার্বনেট, এটির মধ্য দিয়ে দেখলে খুব স্পষ্ট দেখায় এবং 140 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে যা গলে না যাওয়া পর্যন্ত, যা স্বচ্ছ সুরক্ষা কভারের মতো জিনিসগুলির জন্য একটি চমৎকার পছন্দ করে তোলে। তারপরে অ্যাসিটাল আছে বা POM হিসাবে এটি কখনও কখনও ডাকা হয়, এই জিনিসটি মূলত কোনও জল শোষণ করে না, তাই এটি মাত্রাতে স্থিতিশীল থাকে এমনকি গিয়ার সিস্টেম এবং অন্যান্য চলমান অংশগুলিতে বছরের পর বছর ধরে ব্যবহারের পরেও যেখানে নির্ভুলতা সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। নাইলন এখানে আরেকটি আকর্ষণীয় বিকল্প, যা প্রায় 12,400 পাউন্ড প্রতি বর্গ ইঞ্চি পর্যন্ত উল্লেখযোগ্য টান সহনশীলতা দেখায় যা মান পরীক্ষার ফলাফল অনুযায়ী, যদিও নাইলন বাতাস থেকে আর্দ্রতা ধরে রাখার প্রবণতা রাখে তাই উৎপাদকদের প্রথমে এটি সঠিকভাবে শুকিয়ে নেওয়া মনে রাখা দরকার। এর মানে হল সবকিছু পরবর্তী পর্যায়ে মসৃণভাবে চলতে থাকার জন্য উৎপাদনের সময় অতিরিক্ত পদক্ষেপ নেওয়া।
যখন বাইরে পরিস্থিতি খুবই কঠিন হয়ে ওঠে, তখন অন্যান্য উপকরণ যেখানে আত্মসমর্পণ করে, সেখানে উচ্চ কর্মক্ষমতা সম্পন্ন পলিমারগুলি এগিয়ে চলে। উদাহরণস্বরূপ পিইকে (PEEK), যা ধারাবাহিকভাবে 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে এবং একাধিকবার জীবাণুমুক্তকরণের পরও টিকে থাকে, তাই দিনের পর দিন এটি ব্যবহার করেন অনেক এয়ারোস্পেস প্রকৌশলী এবং মেডিকেল ডিভাইস তৈরি করা প্রতিষ্ঠান। তারপর আছে পিপিএস (PPS), যার নিজস্ব আগুন প্রতিরোধ ক্ষমতা UL94 V-0 রেটেড, যা বিমানের সংবেদনশীল বৈদ্যুতিক উপাদানগুলির জন্য আদর্শ। এবং পলিসালফোনও ভুলে যাওয়া যাবে না, যা শল্যচিকিৎসার সময় মানব কলা সঙ্গে সরাসরি যোগাযোগের জন্য ISO 10993 পরীক্ষাগুলির সবগুলিতেই পাস করে। অবশ্যই, এই বিশেষ প্লাস্টিকগুলি প্রিমিয়াম মূল্যে আসে—প্রায় 80 থেকে 150 ডলার প্রতি কিলোগ্রাম, কিন্তু দীর্ঘমেয়াদে এগুলি কতটা সাশ্রয় করে তা ভাবুন। দীর্ঘস্থায়ী আয়ু মানে কম প্রতিস্থাপন, এবং কম ব্যর্থতার হার মানে প্রকৃত অর্থ সাশ্রয়, বিশেষ করে যেখানে ব্যর্থতা দুর্যোগের কারণ হতে পারে। তাই দাম দেখে যদিও অবাক হওয়া যায়, তবু গুরুত্বপূর্ণ কাজের সাথে যুক্ত শিল্পগুলির পক্ষে এগুলি উপেক্ষা করা সম্ভব নয়।
সম্প্রতি পাওয়ার টুল গিয়ার সিস্টেমের পরীক্ষায় দেখা গেছে যে উচ্চ টর্ক লোডের শর্তাধীন পিওএম গিয়ারগুলি নাইলন গিয়ারের তুলনায় প্রায় 18% বেশি স্থায়ী হয়। নাইলনের প্রধান সমস্যা হল এটি প্রায় 2.5% আর্দ্রতা শোষণ করার প্রবণতা, যা আর্দ্রতার সংস্পর্শে এলে মাত্রার সমস্যা তৈরি করে। পিওএম উপকরণগুলিতে এই সমস্যা নেই কারণ উৎপাদন প্রক্রিয়ার সময় এগুলি অনেক ভালো ধ্রুব্যতা বজায় রাখে, সাধারণত 0.8% থেকে 2.0% পর্যন্ত সঙ্কুচিত হয়। এই সুবিধা সত্ত্বেও, অনেক উৎপাদনকারী শব্দের বিষয়টি গুরুত্বপূর্ণ হলে নাইলন পছন্দ করে কারণ এটি স্বাভাবিকভাবে কম্পন দমনে ভালো। এটি শুধু দেখায় যে উপকরণের পছন্দ প্রায়শই নির্ভর করে প্রয়োগের জন্য প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট চাহিদার উপর।
চিকিৎসা যন্ত্রপাতি তৈরির ক্ষেত্রে, FDA 21 CFR মানদণ্ড পূরণ করে এমন উপকরণ বাছাই করা শুধু সুপারিশ করা হয় তা নয়, রোগীদের নিরাপত্তা নিশ্চিত করা এবং যন্ত্রপাতির পুনরাবৃত্ত বৈজ্ঞানিক জীবাণুমুক্তকরণ সহ্য করার ক্ষমতা নিশ্চিত করার জন্য এটি একেবারেই অপরিহার্য। গত বছরের তথ্য অনুযায়ী, প্রায় 78% খারিজকৃত যন্ত্র আবেদনে গামা বিকিরণ এবং অটোক্লেভ পরীক্ষার বিরুদ্ধে উপকরণের স্থায়িত্ব সম্পর্কিত নথিভুক্তির সমস্যা ছিল। পণ্য অনুমোদনের চেষ্টা করছে এমন কোম্পানিগুলির জন্য এটি একটি বিশাল সমস্যা। সৌভাগ্যক্রমে, চিকিৎসা গ্রেড পলিকার্বনেটের মতো বিকল্পগুলি এখন পাওয়া যায় যা 1,000-এর বেশি স্টিম জীবাণুমুক্তকরণ চক্রের পরেও ভেঙে না যাওয়ার কারণে অসাধারণ স্থায়িত্ব দেখিয়েছে। এই উপকরণগুলি ব্যাকটেরিয়ার আটকে থাকার বিরুদ্ধেও স্বাভাবিকভাবে প্রতিরোধ করে— যা বিভিন্ন স্বাস্থ্যসেবা পরিবেশে ক্লিনিক্যাল পরীক্ষায় বারবার নিশ্চিত করা হয়েছে।
যানবাহনে ব্যবহৃত উপকরণ সম্পর্কিত বিষয়ে গাড়ি নির্মাতাদের কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। তাদের এমন অংশগুলির প্রয়োজন যা আগুনের প্রতিরোধের জন্য FMVSS 302 মানদণ্ড পূরণ করে এবং শীতলতম 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে শুরু করে 125 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত চরম তাপমাত্রার মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করতে পারে। বিমানের অংশগুলির জন্য, আরও কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে UL 94 V-0 সার্টিফিকেশন যা নিশ্চিত করে যে উপকরণগুলি সহজে আগুন ধরে না, এবং তাদের 600 ভোল্টের বেশি CTI রেটিং প্রয়োজন যাতে বৈদ্যুতিক বিঘ্ন রোধ করা যায়। গত বছর প্রকাশিত সদ্য গবেষণায় একটি আকর্ষক তথ্য উঠে এসেছে। কৃত্রিম উচ্চ উচ্চতায় নতুন নাইলন কম্পোজিট উপকরণগুলির সাথে পুরানো ধাতব খাদের তুলনা করে পরীক্ষা করার সময়, ব্যর্থতার হার প্রায় 42% কমে গেছে। এটি নির্দেশ করে যে প্লাস্টিকের ক্ষেত্রে উদ্ভাবন আসলে এমন গুরুত্বপূর্ণ বিমান প্রয়োগের ক্ষেত্রে যেখানে নির্ভরযোগ্যতা সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ, সেখানে দশকের পর দশক ধরে যা ব্যবহার করা হচ্ছে তার চেয়ে আরও নিরাপদ হতে পারে।
একটি ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম নির্মাতা MRI-সামঞ্জস্যপূর্ণ আবরণের জন্য ISO 10993-প্রত্যয়িত পলিকার্বোনেটে রূপান্তর করে 99.8% নিয়ন্ত্রণমূলক অনুপালন অর্জন করে। 158°C তাপ বিকৃতি তাপমাত্রার সাথে, উপাদানটি বাষ্প বৈশিষ্ট্যযুক্ত বৈশিষ্ট্য সমর্থন করেছিল, এবং <0.1% আর্দ্রতা শোষণ উৎপাদন ব্যাচের 98.6% এ মাত্রার পরিবর্তন রোধ করেছিল—যা আগের ABS উপাদানগুলির তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি।
শুধুমাত্র প্রাথমিক সাশ্রয়ের উপর ফোকাস করা পিছনে ফিরে আসতে পারে: গবেষণা দেখায় যে কম খরচের উপাদানগুলির উপর জোর দেওয়া কোম্পানিগুলি আগেভাগেই ব্যর্থতার কারণে জীবনচক্রের খরচ 15–30% বেশি হয় (উপাদান নির্বাচন এবং বিকল্প মূল্যায়ন গবেষণা)। ইঞ্জিনিয়ারড রজন যেমন নাইলন 6/6, যদিও সাধারণ ABS এর তুলনায় 40% বেশি দামি, শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উন্নত ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য রক্ষণাবেক্ষণ খরচ 60% কমিয়ে দেয়।
মোট মালিকানা খরচ (TCO) পদ্ধতি ব্যবহার করে অটোমোটিভ মোল্ডারগুলির 2023 সালের একটি বিশ্লেষণ অনুযায়ী খরচের বন্টন নিম্নরূপ:
এই কাঠামোটি স্বল্প-মেয়াদী সিদ্ধান্ত এড়াতে সাহায্য করে যা দীর্ঘমেয়াদী খরচ বাড়িয়ে দেয়—বিশেষ করে 100,000 অংশের বেশি উৎপাদনের ক্ষেত্রে এটি গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে টুল ক্ষয়ে 5% হ্রাস বছরে $120,000 সাশ্রয় করতে পারে।
সাম্প্রতিক সময়ের উপাদান তথ্য শীটগুলিতে প্রক্রিয়াকরণের সময় উপাদানগুলি কতটা সঙ্কুচিত হয়, রাসায়নিকের বিরুদ্ধে প্রতিরোধের ক্ষমতা এবং তাপ সহ্য করার ক্ষমতা সহ প্রায় 80 টি বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য তালিকাভুক্ত করা হয়। এই তথ্যকে মোল্ড ফ্লো সিমুলেশনের সাথে জুড়ে দেওয়ায় ইঞ্জিনিয়ারদের অংশগুলি কীভাবে আচরণ করবে তা নিয়ে বেশ ভালো পূর্বাভাস পাওয়া যায়, কখনও কখনও প্রায় 10-এর মধ্যে 9 বার সঠিক ফলাফল পাওয়া যায়। খাদ্য সংস্পর্শের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ভিন্নভাবে কাজ করে এমন প্রায় একই মূল্যের উপাদানগুলির মধ্যে চয়ন করার সময় এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ, যেমন POM বনাম PET-এর ক্ষেত্রে। এই পদ্ধতিটি অনুমান করে এবং এলোমেলোভাবে জিনিসগুলি পরীক্ষা করে দেখার তুলনায় ব্যয়বহুল প্রোটোটাইপগুলি প্রায় 40 শতাংশ কমিয়ে দেয়। এর ফলে কোম্পানিগুলি অর্থ সাশ্রয় করে, দ্রুত বাজারে পণ্য আনতে পারে এবং সাধারণত সমগ্র ক্ষেত্রজুড়ে উন্নত মানের ফলাফল পায়।
গরম খবর2024-04-25
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-08-09