پلاستیک یا رزین های مصنوعی
پلاستیک، رزین و یا صمغ مواد شیشه ا ی مانندی هستند که در اثر حرارت، فشار و مواد شیمیایی می توان آنها را به اشکال گوناگون تبدیل نمود.
انسان هزاران سال برای تهیه وسایل وادوات زندگی خویش از سنگ استفاده می نموده است که به نام حکومت سنگها معروف شده بود. ولی پس از پیدایش آهن دوران حکومت سنگها سپری شده و آهن، فولاد، جایگزین آن گردید. اما انسان محقق از پا ننشست و در تکاپوی عناصر جدیدی بود که بتواند ارزانتر از فولاد وارد بازار صنعت کنند. که زمینه هایی برای شناخت پلاستیکها فراهم گشت. البته بیش از نیم قرن در حالیکه ماده جدیدی به نام پلاستیک شناخته شده و دوران شکوفایی خود را آغار کرده و زمینه سازی می نمود ولی دانش و اطلاعات محققین در فراهم آوردن بسیار ناچیز و جزئی بود اما با گذشت زمان این ماده هم سیر تکاملی خود را همراه با پیشرفت علم و دانش و به دنبال آن تکنولوژی ساخت و متالوژی ساختاری بطور معجزه آسائی اهمیت بخشید و به صورت یک ماده جهانی با مصارف متنوع ارزان و بادوام درآمد.
اولین پلاستیکی که مورد استفاده بشر قرار گرفت رزینی بود که در دل طبیعت نهفته بود و از تنه درختان بدست می آمد ولی به لحاظ محدودبودن مقدار و خواص مکانیکی آن محققین به کمک دانش خواص مکانیکی و شیمیایی آن را مورد بررسی قرار داده و به اسرار نهفته درونی آن پی بردند. همین مطالعات زمینه را برای دستیابی به رزین مصنوعی فراهم نمود که نه تنها از لحاظ خواص با رزین های طبیعی قابل قیاس نبود بلکه خواصی از آنها بروز کرده که در رزین های آفریده در طبیعت یافت نمی شد.
اولین پلاستیک یا رزین مصنوعی که به دنبال این تحقیقات شناخته و عرضه بازار گردید به نام باکلیت بود که در سال 1900 میلادی بوسیله شیمیدان بلژیکی به نام باکلند Backland به صورت سنتز کشف گردید و پس از آن انقلاب غیرقابل تصوری در صنعت پلاستیک سازی پدیدار و انواع و اقسام پلاستیک ها یکی پس از دیگری ساخته و روانه بازار جهانی گردید و توانست در اندک مدتی فرآورده های متنوع را در زندگی بشر و صنایع مختلف وارد سازد.
اما با توجه به اینکه اولین پلاستیک مصنوعی در سال 1906 توسط
Backland( باکلند) دانشمند بلژیکی ساخته شد ولی نخستین اختراعی که در این زمینه به ثبت رسید در سال 1934 میلادی توسط دانشمندی به نام P.Schlack بود که طی تقاضای ثبتی یا نخستین تعریفی که در مورد رزین به صورت اثر مواد آلی با ساختار حلقوی به نام پلی گلیسای دیل Polyglycidyl بوده و پس از آن یک شیمیدان سوئیسی الاصل به نام پیرکاستان Pieerecastan که برای یک شرکت آلمانی به نام Gebruderde اولین شرکتی بود که این تحقیقات را انجام داد و کاربرد آن را در دندانسازی معرفی نمود ند.
از آن به بعد شرکت سوئیسی CIBA-GEIGY طی موافقتی کتبی که با شرکت آلمانی فوق الذکرتحقیقات و مطالعات بعدی ایکسی رزین ها را بعهده گرفت که نهایتاً به زمینه گسترده امروزه که شامل انواع اپکسی رزین ها اعم از آرالدایت ها،چسب ها، پوشش دهنده ها، رنگهای ترکیبی، رزین های ابزارسازی، رزین های قطعه سازی، رزین های صنایع ساختمانی پلاستیک های مهندسی، رزین های صنعت برق و الکترونیک، رزین های رنگ سازی، چسب های تخصصی، فرآورده های تخصصی، برای صنایع هواپیماسازی، اتومبیل سازی، پیگمنت های با کیفیت عالی، پیگمنت های کلاسیک گروه آزاد و تالوسمیاتین ها، رنگهای متال کمپلکس با رنگ. رنگهای مخصوص بیکمنتهای معدنی، رنگهای سرامیک، بیکمنت های مخلوط با رزین، پیکمنت های آماده، پیکمنت های محلول در آب و تولیدات دیگر که در جای مناسب (کاربردها) از آن بحث خواهد شد.
غیر از این تحقیقات که شرکت سیبا عهده دار آن بود شرکت های دیگری از قبیل کمپانی Devoe-Reinold در آمریکا و شرکت شل انجام داده اند ولی هیچیک موفق نبوده و اخیراً شرکت های دیگر آلمانی به ساخت و تولید نمونه هایی از آن پرداخته و وارد بازار صنعت کرده اند مواد پلاستیکی به لحاظ دارابودن خواص ویژه ای از قبیل وزن مخصوص کم، قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی ضعیف، مقثاومت در مقابل املاح خورنده( حلالها) آلی و معدنی، حرارت و مواد اکسیدان، قیمت ارزان، فراوانی، شکل پذیری راحت نقطه ذوب پائین و....
برخلاف رزین های طبیعی که مواد کاربردی و تولیدی آن محدود می باشد امروزه در صنایع مختلف از قبیل ماشین سازی، ساخت اشیاء خانگی، وسایل شیمیای، عایق های الکتریکی، صنایع رنگ سازی، روکش فلزات ، و غیر فلزات، صنایع نساجی، وسایل اندازه گیری، تجهیزات زیردریایی، اقمار مصنوعی، سافین فضایی، صنایع بسته بندی، حمل و نقل، قالب سازی، فونداسیون ماشین آلات سنگین از جمله پرس های با برش های بالا، کف پوش سالنها، و آزمایشگاهها، ساختمانها، باند فرودگاهها، و کارگاهها. عایق بندی ماشین آلات الکتریکی ودستگاههای اندازه گیری شبکه های فشار قوی، ساختن اسباب بازی، و وسایل سرگرمی بچه ها، دکوراسیونها، و .... اهمیت به سزایی پیدا کرده است که می توان گفت بعد از آب و نان جزء لاینفک زندگی عصر حاضر به حساب می آید. البته بشر کاشف تنها به این موردها یا صدها موارد دیگر بسنده نکرده و هر روز با یافتن نوع بهتر و مرغوبتر این ماده معجزه آسا و کاربردهای تازه آن در تلاش و کوشش است و به این امید است که روزی کمبود دارو، بهداشت درمان و خوراک انسان ها را جبران نماید.
مواد پلاستیک از واحدهائی تشکیل یافته اند به نام مونومر Monomer که مجموعه واحدها را پلیمر خوانده می شود. پلاستیک ها از نظر ساختار به دو گروه تقسیم می شوند.
گروه اول ترموپلاستیک ها( Tiermo Plastic ) و گروه دوم ترموست ها(Tiermo Seting ) می باشد. رزین های ترموپلاستیک به آن دسته از رزین ها اطلاق می شوند که در اثر حرارت روان گشته و می توان آنها را چندین بار بازیابی نموده و تغییر شکل داد. به عبارت دیگر این ردیف رزین ها برگشت پذیر بوده و می توان آنها را آسیاب کرده و ضمن ترکیب با مواد نو به شکلهای دیگر فرم داد. نظیر پلاستیک های معمولی. ولی رزین های ترموست به آن دسته از رزین ها اطلاق می شود که یکبار شکل می پذیرد و هیچگونه عمل بازیابی روی آنها انجام نمی گیرد و پس از سخت شدن تغییر شکل نداده و در حلال های آلی یا معدنی محلول نخواهد بود . فقط در پاره ای از آنها متورم می شوند. خود رزین ها ترموست به دو گروه تقسیم می شوند. دسته اول ترموست هایی که در اثر حرارت سخت شده و حضور حرارت بعنوان کاتالیت عمل کرده و پس از سخت شدن آن حذف و یا تشدید حرارت بر آن موثر نخواهد بود. گروه دوم ترومولیت هایی هستند که در اثر واکنش های شیمیایی بین رزین و هاردنر( سخت کننده) انجام شده و شکل پذیری ثابت می شود.
این گروه برای انجام واکنش به نسبتهای ترکیب نیازمندند که در جای خود بحث آن خواهد آمد.
روش ساخت قالب های آرالدایتی
3-1 روش کار
با توجه به پیشرفت صنعت و نیاز صنایع ماشین سازی و تولید قطعات یدکی به صورت ریخته گری ساختن مدل های اولیه برای صنایع اجتناب ناپذیر گردیده و در این رابطه علم و هنر مدلسازی پا به پای صنایع گسترش پیدا نموده تا آنجا که امروز برای تولید قطعات با تیراژو تنوع بالا در روشهای مختلف نیاز به مدلی داشته که بتواند تعداد قابل توجهی از قطعات صنعت را تولید نماید و برای این هدف مدلهایی قابل قبول است که دارای شرایط ذیل باشد:
دارای سطوحی صاف و صیقل شده
استحکام در مقابل ضربه و کوپه های فرم گیری
مقاومت در مقابل سایش
مقاومت در مقابل خورندگی
عمر مفید
تولید سهل تر به لحاظ متوقف نشدن خط تولید و سرعت درفرم گیری
تمام شرایط فوق در مدل های آرالدایت به صورت چشمگیروجود داشته و همچنین با پیشرفت روزافزون، صنایع و تولیدات سرامیک، جایگزین شدن مدلهای آرالدایت به جای مدلهای دیگر تشدید نمود و روند تولید به این شکل جایگاهی خاص در صنعت ریخته گری و سرامیک به آرالدایت داده بطوریکه امروزه اکثر مدلهای ما در این دو رشته به صورت رزین ساخته می شود. در اشکال صفحه بعد دو نمونه از مدلهای آرالدایتی به همراه قالب های نگاتیو آنها مشخص شده اند.
در شکل فوق مدل آرالدایتی به وسیله قالب نگاتیو 3 تکه که با هم بوسیله پین و بوش راهنما مقید می شوند ساخته می شود.
مدل آرالدایتی نشان داده شده بعلت فرم خاص جهت ریخته گری از خط جدایش به دو قسمت طرح شده و هر یک از تکه ها به علت نداشتن شیب منفی در قالب های نگاتیو یک تکه ساخته می شوند سپس هر کدام در یک طرف درجه ریخته گری قرار می گیرند و پس از جداشدن از ما سه و قراردادن درجه ها برروی هم( با توجه به راهنماها) محفظه خالی ایجاد شده در ماسه آماده ذوب ریزی می باشد. که پس از مراحل ریخته گری قطعه ریخته شده همانند مدل اولیه خواهد شد.
مواردی که باید برای ساختن قالب های Negative و Positive در نظر گرفت:
1- مدل اولیه می تواند از جنس چوب، گچ، موم و فلز و یا خمیرهای مجسمه سازی طبق اصول مدلسازی یعنی مراحل طراحی( تبدیل نقشه مکانیکی به مدلسازی و محاسبه اضافات شیب، انقباض و ماشین کاری) موقعیت سطوح جدایش چگونگی ریشه ماهیچه ها درنظر گرفته و مدل ساخته می شود.
( با توجه به مطالب گفته شده جا دارد یک پروسه عملی ریخته گری با استفاده از آرالدایت ها توضیح داده شود).
برای تولید یک سه راهی از جنس برنج و یا چدن و ..... با فرم خاص نشان داده شده در شکل با استفاده از آرالدایت ها مراحل ذیل توصیه می شود.
ابتدا مدل اصلی Master Model با توجه به مراحل طراحی گفته شده محاسبه از جنس دلخواه ساخته می شود( ترجیحاً به طریق ماشینکاری و درصورت عدم امکان به صورت دستی و یا ترکیبی از دو حالت) بدیهی است که با توجه به فرم قطعه ای که جهت ساخت در نظر گرفته شده وجود ماهیچه امری ضروری می باشد. لذا می بایستی برروی مدل اصلی محل ریشه ماهیچه در نظر گرفته شود و سپس مدل ماهیچه را نیز با توجه به ابعاد مدل اصلی و میزان ضخامت لازم در نقاط مختلف قطعه ساخت و با در نظر داشتن محل ریشه ماهیچه از جنس دلخواه ساخته می شود و در نهایت جعبه ماهیچه نیز از مواد آرالدایتی به صورت دو تکه از روی مدل ماهیچه( با توجه به شرایط ساخت قالب های Negative و Positive که گفته خواهد شد) به راحتی ساخته می شود برای تولید بیشتر بهتر است که مدل اصلی که دو تکه نیز می باشند برروی دو صفحه فرضاً 3 عدد نصب شوند( دو صفحه نسبت به هم دارای راهنما می باشند)
( مدل دو تکه ماهیچه از جنس آرالدایت) ( جعبه ماهیچه)
و همچنین راهگاههای اصلی و فرعی نیز روی صفحات تعبیه می شوند( البته از هر جنسی که ساخته شوند با یک مرتبه قالبگیری نگاتیو وپس پزتیو می توان ضخامت و مجموعه های روی آنها را از آرالدایت ساخت) که پس از قالبگیری در دو طرف درجه نگاتیو حاصله از آنها دو قالب ماسه ای جوابگوی فرآیند ریخته گری باشد پس از قالبگیری از دو صفحه ریشه ماهیچه های ساخته شده( ترجیحاً از ماسه با توجه به استحکام بیشتر) بوسیله جعبه ماهیچه های آرالدایتی داخل قالب ماسه ای ودقیقاً در محل نگاتیوریشه ماهیچه قرار می گیرند پس دو طرف درجه را روی هم قرار داده و قالب آماده جهت ذوب ریزی می باشد.
( مجموعه صفحات که شامل مدل های اصلی و راهگاههای اصلی و فرعی می باشند)
2- میز کار با ابعاد معقول از نظر طول، عرض و ارتفاع بطوریکه ارتفاع برای مجری قال تنظیم باشد ضمناً طول و عرض آنها گونیایی بوده و صفحه روئی دارای سطح ماشین کاری شده یا شیشه بطوریکه کاملاً تراز می باشد و ممکن است صفحه روی میز از تخته های فشرده با سنگ باشد ولی ترازبودن آن لازم است.