همه چیز درباره آندرکات (UNDERCUT)
همه چیز درباره آندرکات (UNDERCUT)
همانطور که پیش‌تر و در مطلب مرتبط با طراحی قالب تزریق پلاستیک وعده‌ی آن داده شد، امروز بر آنم تا باز به مبحثی دیگر در مقاله “همه چیز درباره آندرکات” حوزه طراحی قالب‌های دستگاه تزریق پلاستیک بپردازم. مطلب امروز چه‌بسا حائزاهمیت‌ترین مبحث در طراحی قطعات و قالب‌های تزریقی است، با آرتاک ماشین در ادامه این مطلب همراه باشید.
آندرکات (undercut) چیست؟
به هرگونه فرورفتگی و یا برآمدگی که قائم بر جهت بیرون آمدن قطعه باشد و یا به بیان دیگر از بیرون رانده شدن قطعه از درون قالب تزریق ممانعت کند، آندرکات می‌گوییم.
انواع آندرکات
آندرکات در دو نوع بیرونی و داخلی به وجود می‌آید. اگر آندرکات در فضای داخلی قطعه رخ دهد، از نوع داخلی و اگر در سطح قطعه اتفاق افتد از نوع بیرونی خواهد بود.
منشاء پیدایش آندرکات
طراحی در دنیای مدرن به مفهومی بسیار حساس و نیازمند رعایت معیارهای موشکافانه‌ای بدل شده است. یکی از اصطلاحاتی که شاید قادر به ادا کردن حق مطلب پیرامون این پیچیدگی و حساسیت باشد، اصطلاح “هوشمندانه” است که به کرات درباره‌ی طراحی محصولات مختلف به کار گرفته می‌شود. طراحی هوشمندانه البته مفهومی است وسیع که در حوزه‌های مختلف ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی را شامل می‌شود.
زمانی این طراحی هوشمندانه، خود را در پیش‌بینی صحیح اولین برخورد کاربر و در نتیجه اتخاذ بهترین واکنش متناسب با آن و زمانی دیگر در نحوه‌ی برخورد هوشمندانه با عوامل محیطی که محصول در آن به کار گرفته خواهد شد (برای نمونه چراغ‌هایی که در حضور انسان روشن و سپس به طور خودکار خاموش می‌شوند) نمایان می‌سازد.
در بحث طراحی قطعات تزریقی نیز طراحی هوشمندانه می‌تواند بیان‌گر ویژگی‌هایی منحصربه‌فرد باشد. عموماً اشغال حداقل فضای ممکن، پیش‌بینی کلیه‌ی نیازهای کاربران در هنگام بهره‌گیری از محصول و سهولت کامل استفاده از آن، از جمله انتظاراتی است که بر اساس آن‌ها طراحی یک محصول را به قضاوت خواهند نشست. بر مبنای این انتظارات، قطعات تزریقی مدرن، بعضاً بسیار پیچیده و نیازمند پیاده‌سازی جزئیات فراوانی هستند که خواهی‌نخواهی شکل نهایی قالب را از فرم متعارف آن خارج و درهم‌تنیدگی‌های بسیاری در آن پدید می‌آورند.
اما جالب توجه‌ترین نکته پیرامون آندرکات آن است که اگرچه ممکن است منشاء آندرکات برای تحقق بخشیدن به یک طراحی هوشمندانه به ذهن طراح خطور کند، با این وجود آندرکات خود چالشی جدید خواهد بود در راه تحقق چنین امری! برای روشن شدن مطلب اجازه دهید به تعریف ابتداییمان از آندرکات رجوع نماییم: “هرگونه فرورفتگی و یا برآمدگی که قائم بر جهت بیرون آمدن قطعه باشد و یا به بیان دیگر از بیرون رانده شدن قطعه از درون قالب ممانعت کند، آندرکات نامیده می‌شود”. اکنون پرسش مهم اینجاست که چگونه قابلیتی که خود موجب ایجاد خلل در نحوه تولید محصول می‌شود، می‌تواند بر “هوشمندانه” بودن طراحی آن بیفزاید؟! این پرسشی است منطقی و پاسخ به آن نیازمند جدا نمودن دو مبحث کاربری و تولید از یکدیگر است.
در حقیقت، آندرکات ممکن است بر هوشمندانه بودن طراحی یک محصول بیفزاید زمانی که صحبت از کاربری آن محصول و نحوه برخورد کاربر با آن به میان آید. با این همه، از دیدگاه تولیدی، آندرکات تنها عاملی است مخلّ فرآیند تولید محصول که می‌بایست از آن اجتناب نمود. بنابراین، بهتر است لفظ طراحی هوشمندانه را زمانی به کار گیریم که توانسته‌ایم خلل وارد آمده در فرآیند تولید را به نحوی “هوشمندانه” و بدون زیر پا گذاشتن انتظارات و خصوصیات محصول موردنظر مرتفع نماییم. تنها در این صورت می‌توان درنهایت محصولی ممتاز را به کاربر ارائه نمود.
چگونگی برخورد با این مخمصه‌ی طراحی روشن است: می‌بایست ثابت‌ها و متغیرهای فرآیند تولید را در نظر آورد. در این هنگام، روشن است که انتظارات کاربر و خواص محصول نیز همچون نوع مواد مصرفی و دستگاه تزریق مورد استفاده از ثابت‌های فرآیند قلمداد می‌شوند. در نتیجه، در اکثر موارد تنها عوامل متغیر قابل اتکا، خودِ محصول و قالب متناسب با آن است. این بدان معناست که یکبار دیگر با دست بردن در طراحی محصول می‌توان خلل وارد آمده توسط آندرکات (که خود ممکن است با تغییراتی در طراحی محصول به وجود آمده باشد) را مرتفع نمود.
آندرکات: خوب یا بد؟
به طور خلاصه، نحوه برخورد با مبحث آندرکات را می‌توان در دستور‌العمل زیر شرح داد:
- حتی‌المقدور از به وجود آمدن آن‌ها جلوگیری نمایید. فرآیند تولید باید حتی‌الامکان با سهولت تمام و هزینه پایین صورت پذیرد.
- اگر وجود آندرکات اجتناب‌ناپذیر است، حتی‌المقدور با تغییر طراحی قطعه خلل وارد آمده را مرتفع نمایید. بدین ترتیب، هزینه‌های اضافی فرآیند تولید را تهدید نخواهد کرد.
- اگر اصلاح طراحی قطعه قادر به برطرف نمودن خلل نیست، از گزینه‌ی قالب‌های پیشرفته استفاده نمایید. این گزینه صدالبته هزینه ساخت قالب را به شکل چشمگیری افزایش خواهد داد. در آینده و در مطلبی مستقل در سایت آرتاک، به چنین قالب‌های پیشرفته‌ای خواهم پرداخت.
پیاده‌سازی آندرکات با اصلاح طراحی
اکنون تصور نمایید که وجود آندرکات در طراحی شما اجتناب‌ناپذیر است. مطابق با دستور‌العمل فوق می‌بایست حتی‌الامکان با دست بردن در طراحی قطعه راهی برای آزادسازی قطعه از قالب فراهم نمود. نکاتی که در ادامه از نظر شما خواهد گذشت، در حقیقت ترفندهایی هستند برای رفع خلل برخی از آندرکات‌های شناخته‌شده.
جابجایی مرز قطعه‌گیری
این تکنیک برای حذف زوائد خارجی تکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش کار به این صورت است که به جای قرار دادن زائده در یکی از دو نیمه‌ی قالب، آن را دقیقاً از محل خط تقارن، مابین دو نیمه‌ی قالب تقسیم می‌کنیم. واضح است که این تکنیک تنها برای زوائد ساده سودمند خواهد بود.
زائده بیرونی قطعه به عنوان آندرکات
قسمت قرمز رنگ شکل نمایشگر آندرکات به وجود آمده در طراحی است. اکنون به طراحی اصلاح شده دقت نمایید:
اصلاح آندرکات ناشی از زائده
شیار دسترسی
این روش عموماً بسته به مورد مصرف به سه صورت استفاده می‌گردد. نوع استفاده اول مربوط به حفره‌ها است. فرض نمایید همانند شکل زیر حفره‌ای در یکی از دیواره‌های قطعه وجود دارد.
حفره در دیواره قطعه
آندرکات حاصله از حفره
در نتیجه، این حفره در زمان جدا شدن دو نیمه‌ی قالب از یکدیگر، موجب بروز اختلال خواهد شد. از آنجائیکه در مطلب پیش‌رو بر آنیم تا تنها با ترفندهای طراحی مجدد آشنا شویم، در نتیجه راهکار سخت‌افزاری موجود را به مطلبی در آینده واگذار می‌نماییم. و اما راهکار دوم. به تصویر زیر که در حقیقت برشی از مقطع قالب است توجه نمایید. می‌توان قسمتی از دیواره قالب که منتهی به حفره موردنظر می‌شود را با کمی انحراف نسبت به جداره اصلی در نظر گرفته و در نتیجه راهی برای گریز از آندرکات به وجود آمده پدید آورد. بدین ترتیب، نیمه‌ای از قالب که مسئول پدید آوردن حفره است، می‌تواند به سادگی از شیار آزادسازی پدید آمده شده برای بازگشت و جدا شدن از نیمه‌ی دیگر قالب استفاده نماید.
اصلاح آندرکات ناشی از حفره
نمایی از حفره اصلاح شده
نوع استفاده دوم مربوط به شیارهای حفر شده در جداره‌ی برخی قطعات است. این شیارها، به طور نمونه، می‌توانند به عنوان منافذ هوا در دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. واضح است که این گونه شیارها نیز همچون حفره‌ها مخلّ عملیات جداسازی دو نیمه‌ی قالب می‌باشند. جدا از روش فوق‌الذکر، می‌توان با راهکاری دیگر اختلال پیش‌رو را مرتفع نمود. روش کار بدین شکل است که شیارها را تا انتهای سطح فوقانی یا تحتانی و کمی روی سطح ادامه داده و بدین ترتیب راهی برای بازگشت نیمه‌ی قالب پدید می‌آوریم. به شکل زیر توجه نمایید:
آندرکات حاصله از ایجاد منفذ هوا
اصلاح طراحی منفذ هوا
در نهایت، شیار‌هایی همچون شکل زیر در جداره‌ی قطعه به وجود خواهند آمد:
نمایی از منافذ اصلاح شده
شایان ذکر است که جهت ساخت چنین شیارها و دریچه‌هایی می‌توان از تکنیک طراحیِ دیگری نیز بهره برد. لازم به ذکر است که در این روش، شیب جداره و نیز ارتفاع مناسب و استاندارد دریچه، دو شرط لازم جهت اجرای طراحی می‌باشند.
ساخت دریچه بدون ایجاد آندرکات
نمایی از قالب طراحی فوق
در آخر، نوع استفاده سوم از شیار دسترسی را بررسی می‌کنیم. این نوع از شیار دسترسی به طور خاص برای برخی زوائد که به طریق مذکور در تکنیک اول قابل رفع نباشند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش کار بدین صورت است که محل تصویر زائده بر سطح تحتانی را توسط بخشی از نیمه‌ی قالب حفر نموده و بدین ترتیب راهی را برای بازگشت نیمه‌ی قالب فراهم می‌سازیم.
آندرکات ناشی از زائده
شیار دسترسی برای رفع آندرکات زائده
برش‌های ادغام شده
این تکنیک مختص استوانه‌های توخالی که گاهی برای حرکت محور و یا به عنوان لولا به کار گرفته می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، به جای مسیری یکدست، تکه‌هایی مُقطع در هر دو نیمه‌ی قالب پدید می‌آیند به گونه‌ای که هیچ‌گونه خللی در مسیر حرکت قالب رخ نخواهد داد.
آندرکات ناشی از طراحی استوانه‌ای شکل
رفع آندرکات با اصلاح طراحی
اگر برشی از قالب را از نقطه A مشاهده نماییم، شکل زیر متصور خواهد بود:
نمایی دیگر از آندرکات فوق
نمایی دیگر از طراحی اصلاح شده
نمونه‌ای از محصول نهایی مطابق شکل زیر خواهد بود:
نمایی از محصول نهایی اصلاح‌شده
در آینده‌ای نزدیک مجدداً در مطلبی مستقل به مبحث آندرکات خواهم پرداخت. اکنون و در پایان این مطلب، به جا خواهد بود اگر پرسشی مطرح شود. به عقیده‌ی شما آیا قطعه‌‌ای که در تصویر ابتدای این مطلب مشاهده می‌نمایید، دارای آندرکات بوده است؟ کدام یک از تکنیک‌های بحث شده در این مطلب مورد استفاده قرار گرفته است؟
برای مشاهده و کسب اطلاعات بیشتر در زمینه دستگاه تزریق پلاستیک میتوانید به قسمت تماس با ما در سایت آرتاک ماشین مراجعه کنید.
کپی‌برداری از مطالب وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز است.
سوال خود را از ما بپرسید
در گفتگو ها شرکت کنید.