در عصر حجر کوارتز و سنگ‌های بر پایه? سیلیکا برای کمک به بقای انسانها به شکل ابزار در آمدند. یونانی‌های قدیم شروع به تبدیل ماسه به شیشه کردند و از آن به بعد انقلاب تکنولوژیکی غیر قابل مهار بود.

 قرن ?? ام<\/h3>

در قرن ?? ام شیمیدانهای پیشگام کشف کردند که چگونه میتوان از شن به سیلسیم رسید. سیلسیم پایه? سیلوکسان‌ها است. در سال ???? جی. جی ون برزیلیوس توانست عنصر سیلسیم را بصورت خالص جدا کند. در سال ????، H.E. Saint-Claire Deville توانست سیلسیم خالص را از طریق فرآیند ذوب الکترولیزی سنتز کند.

 قرن ?? ام<\/h3>

قرن ?? ام استفاده? تجاری از سیلیکون ها(پلی‌ارگانوسیلوکسان‌ها) را دید. در دهه? ????، J.F. Hyde (از شرکت Coring) اولین پژوهش موفقیت‌آمیز در مورد تولید تجاری سیلیکون‌ها را انجام داد. در دهه? ???? F.S. Kipping بر پایه? کارهای Hyde، اولین کسی بود که به سنتز گسترده? ترکیبات سیلیکونی دست یافت و اسم سیلیکون را به وجود آورد. او به عنوان پدر علم سیلیکون شناخته می‌شود.

در همین دهه R. Mueller و E.G. Rochow مستقل از یکدیگر روشی مستقیم را برای سنتز سیلیکون‌ها در مقیاس صنعتی توسعه دادند.

در دهه? ????، S. Silver (از شرکت ?M) چسبهای حساس به فشار(PSA) را اختراع کرد. این چسبها برای چسباندن سطح پوشانیده شده با اندکی فشار به مواد دیگر طراحی شدند. در دهه? ???? با شروع انقلاب الکترونیک، سیلیکونها نقش مهمی را در پیشرفت تکنولوژی کامپیوتر، ارتباطات راه‌دور و زمینه‌های مرتبط دیگر ایفا کردند. بدون وجود سیلیکون‌ها برای حفاظت وسایل از دمای بالا و آلودگی‌ها ما مطمئنا بسیاری از اختراعات فناورانه و الکترونیکی امروزه را نداشتیم.

 قرن??ام<\/h3>

• فتونیک (استفاده از سرعت نور):

کشفیات اخیر در علمی فتونیک –که در آن فوتونها (نور) برای انتقال فوق سریع اطلاعات از طریق اینترنت و کاربردهای دیجیتال دیگر بکار می‌روند- به استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال اطلاعات سرعت بخشیده‌است. فیبرهای نوری پایه سیلیکونی به موفقیت این فناوری نوین کمک می‌کنند زیرا آنها را میتوان به تناسب نیازهای خاص نوری طراحی کرد.

• سیلیکون در علوم زیستی:

ارتباط شاخه‌های مجزای بیوتکنولوژی و علم سیلیکون فرصتهای زیادی را برای اختراع در شاخه‌های زیر به وجود می‌آورد.

• • محصولات تمیز کننده
  • سویچ‌های نوری
  • بافتهای محافظ
  • سنسورهای پایه زیستی
• پلاسما (پژوهش ستارگان)

پلاسما حالتی از ماده‌است که ستارگان از آن ساخته شده‌اند. پلاسماها ابرهای مولکول/ اتم‌های گازی یونیزه با انرژی بالا هستند که با سرعت زیادی حرکت می‌کنند. هنگامی که این اتمها یا مولکولها به هم برخورد میکنند، مخلوطی را تشکیل میدهند که توانایی شکستن و تشکیل پیوند شیمیایی را دارد و آن را می‌توان برای تغییر خصوصیات سطحی که با آن در تماس هستند، بکار برد. ادغام پلاسما با سیلیکون‌ها، تولید فیلمهای نازک پلیمری که ضخامتی کمتر از یک دهم تار موی انسان داشته باشند را امکان‌پذیر می‌سازد. این فیلم‌ها امکان تولید ریزپردازنده‌های سریعتر، ابزار نوری بهتر و مدارات مجتمع با قابلیتهای بالاتر را فراهم می‌کند.

پلی پروپیلن و کاربرد آن در طراحی صنعتی

در بحث شناسایی و کاربرد پلیمرها در طراحی صنعتی، پلاستیک پلی پروپیلن (Polypropylene) که به اختصار PP نامیده می شود، به عنوان یکی از قابل توجه ترین مواد محسوب می شود که علاوه بر کاربرد وسیع در طراحی محصول، در زمینه تولید بسته بندی نیز مورد استفاده واقع گردیده است.

پلی پروپیلن از خانواده پلاستیک های ترموپلاست یا گرمانرم است بدین مفهوم که با دریافت گرما، نرم تر می شود؛ بنابراین در زمان تزریق درون قالب، لازم است که بدنه قالب توسط المنت های حرارتی گرم گردد تا مذاب، جریان یابد و سپس با عبور سیال خنک کننده در بدنه قالب، بدنه تزریق شده، سخت گردد و در نهایت از قالب جدا گردد. این پلاستیک، به صورت معمول، توانایی تحمل حرارت تا 110 درجه سانتیگراد را دارا می باشد.

از جمله شاخصه هایی که به شناسایی این پلیمر در بین سایر نمونه ها کمک می نماید، عدم خراش پذیری سطح آن با ناخن و نیز مقاومت آن در برابر خرد شدن است، هر چند در اثر وارد شدن نیروی بیش از حد تحمل خمش، سفیدک می زند.

از ویژگی های کلی پلاستیک پلی پروپیلن، می توان موارد ذیل را برشمرد:
? مقاومت بالا در برابر اسیدها، بازها و چربی ها؛
? قیمت مناسب؛
? سهولت قالب سازی برای تولید به شیوه تزریق و سیالیت قابل قبول در قالب؛
? قابلیت مخلوط شدن با پرکننده هایی همچون خاک اره و ایجاد کامپوزیت؛
? غیر سمی بودن نسبی و مناسب بودن برای ساخت اسباب بازی و لوازم مربوط به کودکان؛
? در دسترس بودن و غیر استراتژیک بودن محصول؛
? تولید ماده اولیه توسط کارخانجات داخلی؛
? رنگ پذیری عالی توسط مستربچ های مختلف؛
? قابلیت جوش حرارتی؛
? قابلیت بازیافت؛
? قابلیت تلفیق با هسته و بوش های فلزی در زمان تزریق.

پلی پروپیلن معمولا به یکی از صورت های زیر در طراحی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد:
الف- ساختاری و غیر شفاف (به صورت مات یا براق)؛
ب- ساختاری و نیمه شفاف (معمولا به رنگ خاکستری و غیربراق)؛
ج- فیلم BOPP؛
د- فیلم OPP یا CPP.

پلی پروپیلن، علاوه بر حالت گرانول و ورق، به صورت فیلم نیز قابل استفاده است. فیلم، به طور کلی، عبارت است از لایه ای بسیار نازک از سیال و یا جامد، مثلا فیلم روغن بین ساچمه های بلبرینگ، و یا فیلم استات سلولز جهت ثبت و بازپخش تصاویر سینمایی؛ و منظور از فیلم پلی پرو پیلن، لایه نازکی از آن است که حالت جامد داشته باشد. فیلم پلی پروپیلن به دو صورت کلی BOPP و OPP یا CPP تولید می شود.

نوع اول که با عنوان BOPP یا biaxially oriented polypropylene نامیده می شود، به مفهوم آن است که در زمان تولید، علاوه بر اکسترود شدن لایه به صورت آبشاری، از طرفین نیز کشیده شده است که نسبت به نوع دوم یعنی OPP یا CPP از ثبات ابعادی و حرارتی بیشتری در زمان چاپ و بسته بندی برخوردار است. کاربرد عمده فیلم های پلی پروپیلن در تولید بسته بندی های انعطاف پذیر (Flexible Packaging) مانند بسته بندی چیپس، اسنک، بیسکویت، بستنی، ماکارونی و مانند آن می باشد که به صورت های مختلف لمینیت شده، تک لایه، متالایز شده و غیره قابل استفاده اند.

بهترین و کاربردی ترین راه شناسایی این پلاستیک در میان سایر نمونه ها، به خاطر سپردن ویژگی های بصری، صوتی و بساوایی نمونه ای از محصول ساخته شده با این ماده است که بدین منظور، لیستی از محصولات ساخته شده با پلی پروپیلن در زیر بیان می گردند:

قطعات مدولار ساخت و ساز اسباب بازی با نام تجاری Lego، درپوش های رزوه دار ظروف پلاستیکی دهانه گشاد دارویی و بهداشتی که بدنه آنها از پلی اتیلن (HDPE) است، بدنه ماژیک، درپوش خودکار، درپوش بسته بندی های تتراپک، درپوش بطری هایی مانند بطری آب معدنی که جنس بدنه این بطری ها از PET (پلی اتیلن تری فتالات) است، بدنه باتری خودرو، لایه های اکسترود شده با نام تجاری کارتن پلاست، و جعبه های استوانه ای شکل بسته بندی سی دی.

تهیه شده در: http://www.newdesign.ir/search.asp?id=379&rnd=4076

نویسنده : حمیدرضا ستاری

امروزه، تولید قطعات پلاستیک با روش تزریق گاز در قالب، به منظور کاهش مصرف مواد، کوتاه کردن زمان تولید و بهینهسازی کیفیت سطح ظاهری قطعه با ضخامت زیاد، گسترش چشمگیری یافته است. مرکز تحقیقات اروپایی شرکت DU PONT در ژنو تحقیقات وسیعی در مورد بررسی فرایند کاربرد عملی این سیستم انجام داده است. گزارشات فنی ارائه شده، درواقع فرایند کار و تأثیر آن بر مواد را بیان می‌کند. در این گزارشات ملاحظات خاص طراحی و توصیههای فرایند تولید نیز ارائه شدهاند.

اصول عمومی
در فرایند تولید با تزریق گاز، از یک دستگاه تزریق استاندارد مجهز به تجهیزات تزریق گاز (معمولاً نیتروژن) استفاده می‌شود. تزریق گاز می‌تواند به صورت سری یا موازی با تزریق پلیمر مذاب، صورت گیرد (شکل 1).

 ادامه مطلب...

شرح کلی فرایند تزریق فوم
گازی که در فرایند تزریق، درون پلاستیک مذاب تزریق می‌شود، به‌صورت حباب‌های ریزمیکروسکپی بسیار زیادی در قطعه تولیدشده نهایی پدیدار می‌شود و دیواره‌های قطعه اسفنجی شکل می‌شود.
در فرایند تزریق فومی پلاستیک، فشار و حرارت کمتری نسبت به فرایند تزریق پلاستیک معمولی احتیاج است. زمان تولید کوتاه‌تر و تولید قطعه سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر از خصوصیات بارز استفاده از این تکنولوژی است (شکل 1).

شکل 1: مقطعی که قطعه پلاستیکی که بر اثر تزریق گاز و تشکیل حباب‌های ریز، به‌شکل اسفنجی درآمده است

روش‌های شیمیایی و فیزیکی تزریق فوم
به‌طورکلی دو روش شیمیایی و فیزیکی برای تزریق پلاستیک به‌شکل فوم وجود دارد.

روش شیمیایی
* پلیمر با عوامل ایجاد گاز مخلوط می‌شود.
* عوامل منبسط کننده قبلاً با موادخام مخلوط شده‌اند (مستربچ 2%)
* سایز حباب‌ها 200-10 µm است.

روش فیزیکی
در روش فیزیکی، حباب‌های کوچک بسیاری در مواد پلاستیکی ایجاد می‌شود که به کاهش وزن قطعه می‌انجامد.
عامل ایجاد فوم: گاز N2 یا CO2 که در مرحله Supercritical مواد در آن حل می‌شود (شکل2).

شکل 2: دیاگرام جریان Supercritical

ادامه مطلب...

کاربرد تکنولوژی چند منظوره برای دامنه وسیعی از مواد
رشد و تنوع امکان ترکیب مواد در بخش‌های رو به توسعه صنعت، استفاده از تکنولوژی‌های انعطاف‌پذیر با کارایی بالا را در تولید قطعات به‌صورت چند جزئی طلب می‌کند.

مزایای استفاده از تکنولوژی چند منظوره:

انعطاف‌پذیری و تنوع کاربرد:
* مناسب برای تمام فرایندهای تزریق چندجزئی نظیر، Composite injection Molding- Bi-Injection، تکنولوژی Sandwich و فرایند قرار دادن اجزای از پیش تزریق شده در قالب دوم
* ترکیب دامنه وسیعی از پلاستیک‌ها، فلزات و قطعات نیمه‌تمام در ترکیبات یکنواخت و غیریکنواخت
* اتصال مستقیم مواد سازگار و اتصال مکانیکی ناسازگار از نظر چسبندگی
* تولید قطعات متحرک به‌صورت مجزا از هم با مواد سازگار از نظر چسبندگی در یک قالب

قابلیت اضافی منحصربفرد:
* امکان طراحی جزء به جزء ماشین با شکل و طرح خاص
* طرح ماشین با نیروی کلمپ از رنج 500 تا kn13000 با 2 تا 4 یونیت تزریق
* دامنه وسیع پکیج‌های اضافه برای تزریق قطعات چندرنگ و چند جزء

مقرون به صرف بودن:
* نصب و راه‌اندازی سریع و آسان ماشین
* فرایند تولید آسان وکوتاه‌سازی زمان تولید
* نیاز به ملزومات کم برای نصب و راه‌اندازی
* مصرف انرژی پایین
* اشغال فضای کم توسط ماشین

قدرتمند و دقیق:
* دارای دو یونیت تزریق، با پمپ هیدرولیک مجزا برای هر یک
* سرعت چرخش بالا و بهینه‌سازی حرکت‌های چرخشی به‌طور اتوماتیک با صفحات یکپارچه
* انجام عمل تزریق و ذوب مواد با دقت قابل محاسبه توسط یونیت‌های تزریق که به‌طور مجزا توسط پمپ‌های هیدرولیکی کنترل می‌شوند.

عوامل انسانی:
* کنترل حسی مراحل فرایند با استفاده از نمودارهای تصویری بر روی سیستم کنترل کننده عوامل انسانی
* مراحل استاندارد از پیش تعریف شده برای آسان‌سازی برنامه‌نویسی

ادامه مطلب...

وجود ضعف‌های عمده در فولادهای قالب‌های تزریق پلاستیک بویژه در ابعاد بزرگ، شرکت‌های فولادساز را به فکر تهیه و گسترش فولادی جدید با مشخصات بالاتر انداخت. نتیجه این کار، تولید فولاد Thruhard Supreme برای قالب‌های تزریق پلاستیک بودکه توسط شرکت Buderus تولیدشد. این فولاد در مقایسه با فولادهایی نظیر 1.2738 و یا 1.2311 از خواص بالاتری برخوردار است. این نوع گرید فولاد، هم‌اکنون درحال تولید و استفاده دردنیای قالبسازی است.
این مقاله، به مقایسه مشخصات فولاد یادشده با فولادهای مشابه، پرداخته است.

فولاد Thruhard Supreme اساساً‌ از فولاد 1.2738 منتج و با کمی تغییر در خواص، تولید شده است. جدول 1، مقایسه آلیاژی فولاد 1.2738 و فولاد جدید را نشان می‌دهد.
مهم‌ترین تغییرات و خواص این فولاد، عبارتند از:
1 . کاهش کربن به منظور اطمینان از سختی پذیری عمقی فولاد بویژه برای فولادهای دارای ابعاد بزرگ
2 . کاهش سیلیکون، منگنز و کرومیم، به‌منظور کاهش Segregation occurring with large ingot weight (تجزیه المان‌ها).
3 . مولیبدنیم و وانادیم، برای بالا بردن قابلیت quenching , tempering در تمام نقاط فولاد، حتی در عمق.
با کمی تغییر درترکیبات شیمیایی، بهبود بسیار قابل توجهی در خواص فولاد جدید به‌دست‌آمده است. شکل1، مقاومت فولاد Thruhard Supreme را با فولادهای نوع دیگر، نظیر:2311 و 2738 مقایسه می‌کند. همان‌طور که در شکل 1 ملاحظه می‌شود، فولاد 2311 می‌تواند برای ضخامت‌های کوچک، گزینه‌ای مناسب باشد، اما برای ضخامت‌های بالاتر، در عمق‌های بیشتر از 25 سانتی‌متر، از سختی مغزی فولاد (مطابق نمودار شکل 1) کاسته می‌شود که این مسئله در مورد فولاد 2738 تا عمق 75 سانتی‌متر و در فولاد جدید Thruhard Supreme تا عمق بالاتر از 125 سانتی‌متر رخ می‌دهد.

جدول 1: مقایسه ترکیبات شیمیایی فولاد 2738 و Thruhard Supreme

 ادامه مطلب...

راهگاه در قالب‌های تزریق پلاستیک، وظیفه هدایت مذاب پلیمری را از نازل دستگاه تزریق تا محل تشکیل قطعه (محفظه) برعهده دارد و باید به‌گونه‌ای باشد که:
کمترین افت دمایی را برای جریان مواد پلیمری داشته باشد
کمترین افت فشار را برای جریان مواد ایجاد کند
پس از تزریق، بسادگی از قالب و قطعه جدا شود
مواد مذاب را به‌صورت مناسب در محفظه جاری و هدایت کند
کمترین ضایعات را پس از تزریق ایجاد کند
با توجه به موارد یادشده تلاش مستمری در بهینه‌سازی و نوآوری سیستم راهگاهی صورت می‌پذیرد. سیستم راهگاه گرم در 1940 ابداع و اولین نمونه صنعتی آن در 1965 به بازار عرضه شد و با آغاز بحران انرژی از 1973، روند استفاده از آن رو به توسعه قرار گرفت.

ادامه مطلب...