بیشتر اشیاء پلاستیکی در دنیای اطراف ما با استفاده از «قالب تزریق پلاستیک» ساخته می‌شوند. قالب دستگاه تزریق یک فرآیند تولید پلاستیک است که بیش از 100 سال دارد. اولین قطعه قالب گیری تزریقی در سال 1872 توسط «جان دبلیو هیات» ساخته شد. از آن زمان تاکنون صنعت قالب تزریق پیشرفت چشمگیری داشته است. امروزه به دلیل ویژگی‌ها و مزایای این قالب‌ها، امکان استفاده از آن‌ها در صنایع مختلف فراهم شده است. در این بررسی به طور مفصل در مورد قالب تزریق پلاستیک، مزایا و اجزای آن صحبت می‌کنیم.
قالب تزریق پلاستیک چیست؟
قالب تزریق پلاستیک عموما از جنس فولاد سخت، فولاد از پیش سخت‌شده، آلومینیوم و آلیاژهای مس-بریلیم ساخته می‌شود. با تزریق رزین پلاستیک مذاب به داخل حفره این قالب، قطعات پلاستیکی خاصی قابل تولید است. انواع پلیمرها از جمله ترموپلاستیک‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها را می‌توان برای قالب گیری تزریقی پلاستیک استفاده کرد. مراحل کار یک دستگاه تزریق پلاستیک شامل ذوب رزین، تزریق به سیستم، قالب گیری و سپس خروج قطعه است. این فرآیند بین 2 ثانیه تا 2 دقیقه طول می‌کشد.
مراحل کار قالب تزریق پلاستیک
ابتدا گرانول‌های داخل بشکه دستگاه قالب گیری تزریقی حرارت داده می‌شوند تا زمانی که مخلوط به اندازه کافی نرم شود تا تزریق خیلی راحت در قالب صورت گیرد. در حالی که دو نیمه قالب محکم به هم بسته شده‌اند، یک پیستون از نوع پیچ، حجم مناسب مواد را مجبور می‌کند تا حفره‌ها را تحت فشار پر کند.
پلاستیک سرد می‌شود و به شکل قطعه‌ای سفت و سخت در می‌آید و سپس از قالب باز شده و خارج می‌شود تا فرآیند کار دوباره تکرار شود. دستگاه قالب گیری تزریقی از طریق یک قیف به گرانول‌های رزین ترموپلاستیک تغذیه می‌شود. هنگامی که دستگاه قالب تزریق فعال می‌شود، این گرانول‌های ترموپلاستیک توسط یک پیچ به داخل بشکه دستگاه رانده شده تا ذوب شوند.
رزین مایع که به شات معروف است، در انتهای جلوی بشکه در یک محفظه جمع آوری می‌شود. سپس دستگاه رزین ترموپلاستیک که از محفظه شلیک شده است را به داخل حفره ابزار تزریق می‌کند. دستگاه فشار وارد می‌کند تا زمانی که رزین ابزار را پر کند.
پس از خنک شدن، رزین دوباره جامد می‌شود و قطعه پلاستیک مورد نظر را تشکیل می‌دهد. در نهایت قطعه از دستگاه خارج می‌شود و به مرحله بعدی تولید می‌رود. این فرآیند برای دوره‌های تولید از صدها تا میلیون‌ها قطعه به راحتی قابل تکرار است.
مزایای قالب تزریق پلاستیک
قالب تزریق پلاستیک در هزینه‌های تولید صرفه جویی می‌کند زیرا فرآیندهای تولید چند مرحله‌ای می‌توانند بسیار گران باشند. چرخه تولید در قالب دستگاه تزریق نسبتاً کوتاه است، به این معنی که قطعات در یک زمان چرخش سریع به مرحله بعد می‌روند. از آنجایی که فرآیند قالب گیری هزاران بار تکرار می‌شود، قالب تزریقی پلاستیک یکی از مقرون به صرفه‌ترین و کارآمدترین راهکارهای ساخت قطعات در حجم‌های بزرگ است.
از دیگر مزایای قلب تزریق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش چندین عملیات ماشینکاری در فرآیند قالب گیری
- کم بودن وزن قطعات پلاستیکی نسبت به قطعات فلزی ماشینکاری یا ریخته گری
- عدم وجود مشکل خوردگی به دلیل وجود پلاستیک
- آزادی بیشتر در طراحی انواع قطعات پلاستیکی
- ایجاد قطعات پلاستیکی با اشکال و جزئیات ریز و هندسه پیچیده
- امکان ترکیب مواد مختلف با فرآیندهای مونتاژ کمتر
- کنترل سیستم توسط اپراتور برای مراحل تزریق
- کاهش هزینه‌های نیروی کار و هزینه‌های سربار به دلیل اتوماتیک بودن فرآیند تولید
- سرعت، کارآمدی و و بازدهی در تولید
- بازیافت زباله‌های پلاستیکی باقی مانده
اجزای قالب تزریق پلاستیک
یک قالب تزریق پلاستیک اصولا از دو جزء اصلی اعم از بخش حفره و بخش هسته تشکیل شده است. با قرار گیری پلاستیک ذوب شده بین این دو بخش و خنک شدن، قطعه نهایی تولید می‌شود. در مجموع دستگاه تزریق پلاستیک دارای اجزای زیر است:
کانال تزریق مذاب
ناحیه تزریق پلاستیک مرحله قبل از قالب گیری است. این بخش دارای دو کانال است. کانال ابتدایی که مواد مذاب را وارد می‌کند و «اسپرو» نام دارد. کانال دوم حلقه جاگیری یا همان حلقه تنظیم است که برای هدایت دقیق مواد مذاب به قالب تعبیه شده است.
کانال خنک سازی
پس از فرایند تزریق مذاب پلاستیک، سیستم خنک سازی به سرعت شروع به کار می‌کند. خنک سازی توسط راهگاه‌های تعبیه شده در اطراف قالب انجام می‌شود. قالب تا پایان خنک سازی جدا نمی‌شود و مدت زمان خنک سازی به شرایط مختلفی بستگی دارد.
کانال گرمایشی
این کانال به منظور بهبود کیفیت ماده تولیدی در قالب تعبیه شده است. در طول مسیر عبور مواد مذاب از نازل تا بخش حفره، کاهش دمای مذاب انجام می‌شود. در صورت سرد شدن سریع مواد مذاب، ویسکوزیته آن بیشتر می‌شود و در نتیجه، محصول نهایی کیفیت لازم ر نخواهد داشت.
دریچه هواگیری
هنگام بستن قالب مقداری هوا بین بخش حفره و هسته ایجاد می‌شود. این مقدار هوا ممکن است در طول فرایند تزریق باعث افزایش بیش از حد دمای ماده مذاب شود. همچنین حبس شدن هوا منجر به کاهش کیفیت ماده تولید می‌شود. دریچه هواگیری به حل این مشکل کمک می‌کند.
سیستم پران
در مرحله آخر، قطعه باید از قالب تزریق پلاستیک جدا شود. قطعه پلاستیکی بعد از مرحله خنک سازی به سطح قالب می‌چسبد. اما دستگاه برای جداسازی از سیستم پران بهره می‌برد. سیستم پران همچنین از جعبه، میله، صفحات پران و تعدادی پین پران تشکیل شده است.
کاربرد قالب تزریق پلاستیک
قالب گیری تزریق پلاستیک فرآیند موثر برای ساخت قطعات پلاستیکی است. از قالب دستگاه تزریقی برای ساخت وسائلی مانند محفظه‌های الکترونیکی، ظروف، درب بطری‌ها، فضای داخلی خودرو و بسیاری دیگر از محصولات پلاستیکی موجود امروزی استفاده می‌شود. این قالب برای تولید قطعات پلاستیکی با حجم بالا ایده آل است زیرا در هر چرخه می‌توان چندین قطعه را با استفاده از قالب‌های تزریق چند حفره‌ای تولید کرد. از دیگر موارد استفاده از قالب تزریق پلاستیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بسته بندی
- کالاهای مصرفی
- تجهیزات پزشکی
- الکترونیک و مخابرات
- قطعات مکانیکی (از جمله چرخ دنده)
- سایر محصولات پلاستیکی رایج
کلام آخر
مزایای قالب‌گیری تزریقی شامل دقت بالا، تکرارپذیری، انتخاب مواد زیاد، هزینه کار کم، حداقل تلفات ضایعات و نیاز کم به تکمیل قطعات پس از قالب‌گیری هستند. با استفاده از این روش می‌توان قطعات پلاستیکی مختلفی را برای صنایع مختلف تولید کرد. با شناخت نحوه عملکرد و مزایای این دستگاه می‌توانید برای کاربردهای مورد نظر خود این دستگاه را تهیه کنید. اگر یک کارخانه تولید پلاستیک دارید، با خرید قالب تزریق پلاستیک می‌توانید فرآیند تولید محصولات پلاستیکی را بهبود ببخشید و هزینه‌های خود را کاهش دهید.