MuCell – تزریق فوم میکروسلولی

تزریق فوم میکروسلولی ( MuCell ) چیست؟

MuCell یک فناوری نوآورانه در صنعت تزریق پلاستیک است که به تولید قطعات پلاستیکی سبک و مقرون به صرفه کمک می‌کند. این فناوری شامل تزریق یک سیال فوق بحرانی (معمولاً نیتروژن یا دی‌اکسید کربن) به پلاستیک مذاب در طول فرآیند تزریق است. این کار باعث ایجاد ساختار فوم میکروسلولی در داخل قطعه پلاستیکی می‌شود که مزایای متعددی دارد.

تجهیزات فناوری MuCell :

برای استفاده از فناوری MuCell در دستگاه‌های تزریق پلاستیک، تجهیزات خاصی لازم است که به دستگاه‌های تزریق معمولی افزوده می‌شود تا بتوان تزریق گاز را در فرآیند تولید انجام داد. در اینجا تجهیزات اصلی مورد نیاز برای اجرای این فناوری ذکر شده است:

1. دستگاه تزریق پلاستیک مجهز به MuCell

دستگاه‌های تزریق پلاستیک باید با فناوری MuCell هماهنگ شده باشند. این هماهنگی شامل اضافه کردن سیستم‌هایی برای تزریق گاز به مذاب پلاستیک و کنترل دقیق فشار و دما می‌شود.

2. واحد تزریق گاز

این واحد، یکی از اجزای کلیدی فناوری MuCell است. در این بخش، گاز نیتروژن یا دی‌اکسید کربن با فشار بالا به داخل مذاب پلاستیک تزریق می‌شود. این تزریق گاز باعث ایجاد ساختار میکروسلولی در قطعه نهایی می‌شود.

ژنراتور نیتروژن: برای تولید و تأمین نیتروژن با خلوص بالا مورد نیاز است.

مخزن ذخیره گاز: برای نگهداری و تأمین مداوم گاز نیتروژن یا CO2.

3. سیستم کنترل گاز

این سیستم وظیفه دارد مقدار و فشار گاز را در حین فرآیند تزریق تنظیم کند. سیستم کنترل گاز باید با دقت بسیار بالا کار کند تا تزریق گاز به‌طور یکنواخت و دقیق انجام شود و بهینه‌ترین نتایج از فناوری MuCell حاصل شود.

4. سیستم کنترل فرآیند میکروسلولار

نرم‌افزارهای خاصی برای کنترل و مانیتورینگ فرآیند میکروسلولار در دسترس هستند که به اپراتور اجازه می‌دهند تا فشار، دما، مقدار گاز و دیگر پارامترهای مهم را در حین تزریق کنترل کنند.

5. واحد خنک‌کننده (Chiller)

خنک‌کننده برای حفظ دمای مطلوب مواد و قالب‌ها در طول فرآیند تولید استفاده می‌شود. از آنجا که در فرآیند MuCell دما و زمان خنک‌سازی اهمیت بیشتری دارند، داشتن یک واحد خنک‌کننده با دقت بالا ضروری است.

6. قالب‌های مخصوص MuCell

قالب‌هایی که برای این فرآیند استفاده می‌شوند باید توانایی تحمل فشارهای بالاتر و سازگاری با شرایط فرآیند میکروسلولی را داشته باشند. این قالب‌ها باید طراحی شوند تا بتوانند به درستی گاز را درون مذاب توزیع کنند و ساختار میکروسلولی بهینه را تولید کنند.

7. حسگرهای فشار و دما

برای نظارت دقیق بر شرایط تزریق و اطمینان از عملکرد بهینه، حسگرهای فشار و دما باید در سیستم نصب شوند. این حسگرها به اپراتور اجازه می‌دهند تا فرآیند را دقیق‌تر کنترل و بهینه‌سازی کند.

8. سیستم خلأ (Vacuum System)

در برخی از موارد، سیستم خلأ به‌منظور حذف حباب‌های گاز غیرضروری و بهبود کیفیت نهایی قطعه مورد نیاز است.

9. سیستم‌های ایمنی و نگهداری

استفاده از فناوری MuCell نیاز به تجهیزات ایمنی برای کنترل فشار و دمای بالا دارد. همچنین، نگهداری دقیق و منظم از این تجهیزات برای جلوگیری از خرابی و اطمینان از عملکرد بهینه ضروری است.

10. نرم‌افزارهای شبیه‌سازی و مانیتورینگ

استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته برای شبیه‌سازی فرآیند و بررسی نحوه توزیع حباب‌ها و گاز در ساختار پلاستیک، می‌تواند در بهینه‌سازی طراحی قطعات و فرآیند کمک کند.

این تجهیزات به دستگاه تزریق پلاستیک اجازه می‌دهند تا فرآیند میکروسلولار به درستی انجام شود و قطعات سبک‌تر، مقاوم‌تر و با کیفیت بالاتری تولید شوند.

اصول فناوری MuCell

تزریق سیال فوق بحرانی (SCF):

سیال فوق بحرانی به پلاستیک مذاب تزریق می‌شود و یک محلول تک‌فاز ایجاد می‌کند.

تشکیل ساختار میکروسلولی:

کاهش فشار در هنگام ورود محلول به قالب باعث ایجاد هسته‌های سلولی می‌شود که سپس رشد می‌کنند تا قالب پر شود.

مزایای فناوری MuCell

1.کاهش وزن:

ساختار این فوم باعث کاهش چگالی قطعه پلاستیکی می‌شود که در کاربردهایی که کاهش وزن مهم است، مانند صنایع خودروسازی، هوافضا و الکترونیک مصرفی، مفید است.

2.صرفه‌جویی در هزینه:

کاهش استفاده از مواد اولیه و زمان چرخه سریع‌تر می‌تواند منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیاتی شود.

3.بهبود کیفیت قطعات:

این فناوری می‌تواند به بهبود سطح و پایداری ابعادی قطعات پلاستیکی کمک کند.

4.مزایای محیط‌زیستی:

استفاده از این فناوری می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک کند.

کاربردهای فناوری MuCell

صنایع خودروسازی:

کاهش وزن قطعات خودرو برای بهبود مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای.

صنایع هوافضا:

تولید قطعات سبک و مقاوم برای هواپیماها و فضاپیماها.

الکترونیک مصرفی:

تولید قطعات سبک و با کیفیت برای دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌ها.

اجزای این سیستم در دستگاه های تزریق پلاستیک FCS

نازل قطع‌کن: در طول فرآیند، شیر قطع‌کن در واحد نازل بسته می‌شود تا فشار تنظیم شده را حفظ کند.

مارپیچ: با طراحی ویژه مارپیچ، محلول تک‌فاز پلیمر و گاز از طریق فرآیند مخلوط‌سازی در بخش مخلوط‌کن پیچ به دست می‌آید.

سنسور فشار: برای نظارت بر فشار داخل واحد تزریق.

کنترلر و تزریق‌کننده گاز: این واحد نیتروژن مایع با فشار تنظیم شده تولید می‌کند و آن را از طریق تزریق‌کننده گاز به پلاستیک مذاب تزریق می‌کند.

	فوم میکروسلولی ( MuCell )	فوم شیمیایی
استحکام	فوق العاده خوب	ناپایدار
ابعاد	قابل تنظیم	تنظیم دشوار تر
چگالی	قابل کنترل	کنترل کردن دشوار تر
دامنه استفاده	طیف گسترده مواد پلاستیکی	فقط مواد پلاستیکی با دمای بالا
مواد شیمیایی	N2 - گاز طبیعی	ترکیبات شیمیایی سمی

FCS این فناوری را در سال 2018 معرفی کرده و آن را با موفقیت با دستگاه های LM (دو صفحه ای) ، HT (سرو هیدرولیک) ، FA (سرو هیدرولیک پیشرفته) ، CT-e (تمام الکتریکی) و FB (چند رنگ) ارائه داده است.

شهاب یزد – بسکو