یکی از روش‌های تولید محصولات پلاستیکی پر مصرف از طریق تزریق انجام می‌شود. این روش در کنار مزایای بسیاری که دارد مشکلاتی نیز به همراه دارد. برخی از محصولات پلاستیکی مانند بطری‌ها، درب‌ها و … از این طریق تولید می‌شوند. این دستگاه‌ها، فرایند تولید بسیاری از محصولات پلاستیکی را راحت و سریع کرده است. دستگاه تزریق پلاستیک به صورت اتومات و نیمه اتومات طراحی می‌شوند. با وجود تکنولوژی پیشرفته دستگاه‌ها، باز هم تولیدکنندگان در حین فرآیند تولید با این دستگاه‌ها دچار مشکلات تزریق پلاستیک می‌شوند. ما در این مقاله قصد داریم به بررسی مشکلات احتمالی به وجود آمده در فرآیند تزریق بپردازیم.
فرآیند تزریق پلاستیک چیست؟
قبل از آن که به مشکلات پیش رو در راه تولید محصولات پلاستیکی به روش تزریقی بپردازیم. ابتدا توضیحات مختصری در مورد این روش خواهیم داد. در روش تزریقی، مواد اولیه به شکل گرانول‌های پلیمری هستند که بعد از ورود به دستگاه ذوب می‌شوند. این مواد بعد از ذوب شدن، تحت فشار زیاد ماردون، به سمت قالب مورد نظر هدایت می‌شوند. در این مرحله بعد از آن که مواد مذاب شکل قالب را به خود گرفت وارد محفظه‌های خنک‌کننده می‌شود سپس به شکل جامد درمی‌آید. گرانول‌های مصرفی در ساخت این محصولات، قابلیت رنگ‌‌پذیری و افزودن انواع مستربچ را دارند. این گرانول‌ها می‌توانند از نوع ترموپلاست، ترموست و نیز الاستومرها باشند. از مزیت‌های روش تزریق پلاستیک کاهش میزان ضایعات است. محصولات پلاستیکی تولید شده از گرانول‌های ترموپلاست با روش تزریق همچنین بعد از مصرف می‌توانند دوباره ذوب شده و وارد چرخه تولید شوند به نوعی می‌توان گفت این مواد قابلیت تکرارپذیری بالایی دارند.
مشکلات کلی تزریق پلاستیک
همان طور که در بالا گفته شد، تولید به روش تزریق در کنار مزایای بسیاری که دارد، دارای یک سری مشکلات و نواقص است. در زیر به برخی از مهم‌ترین مشکلات پیش رو در تزریق پلاستیک اشاره شده است.
هزینههای بالای تولید در تزریق پلاستیک
یکی از معایب بزرگ تزریق پلاستیک، بالا بودن هزینه تولید است. این روش برای پروژه‌های پیچیده و بزرگ تولیدی متحمل هزینههای بسیاری است. از این رو قبل از اجرای کار و فرآیند تولید، طرح مورد نظر باید از نظر توجیه اقتصادی مورد بررسی قرار بگیرد.
مستلزم دقت و مهارت زیاد در طراحی محصول
در تزریق پلاستیک، هنگام طراحی قطعه و قالب مورد نظر، باید توجه و دقت بسیار کرد. کوچک‌ترین اشتباه در طراحی محصولات تولیدی به روش تزریق، می‌تواند ضرر زیادی را به پروژه وارد کند. زیرا اگر قطعه‌ای به اشتباه طراحی شده و وارد فرآیند تولید شود به دلیل بالا بودن هزینه مواد اولیه، خسارات هنگفتی به تولیدکنندگان وارد می‌شود. در واقع می‌توان گفت ریشه بیشتر مشکلات تزریق پلاستیک به همان بالا بودن هزینه تولید برمی‌گردد.
در نظر گرفتن ملاحظات تولیدی در فرآیند تزریق
به دلیل بالا بودن هزینههای تولید در روش تزریقی، تولیدکنندگان همواره باید یک سری ملاحظات اقتصادی را در نظر بگیرند. گاهی اوقات تنها با ایجاد تغییرات کوچکی در قطعه مورد نظر، می‌توان به رشد و سوددهی خوبی رسید. تولید کنندگان با روش تزریقی باید سعی کنند محصولاتی تولید کنند که خیلی نیاز به مونتاژ نداشته باشد. زیرا روش تزریقی خود از سرعت بالایی برخوردار است و در صورتی که کالای تولیدی نیاز به مونتاژ نداشته باشد، هزینههای تولید تا حدودی کاهش می‌یابد و نیز سرعت تولید بالا خواهد رفت.
مشکلات احتمالی تزریق پلاستیک در حین فرآیند تولید
یک سری از مشکلات تزریق پلاستیک، مسائلی است که تولیدکنندگان قبل از اجرای کار تولید، از آن اطلاعی ندارند و در هنگام کار تولید با آن مواجه می‌شوند. برخی از این مشکلات عبارتند از:
مشکلات مرتبط با خطوط موجی
این مشکل یکی از شایع‌ترین مشکلات به وجود آمده بر سر راه تولیدکنندگان با روش تزریق پلاستیک است. این مشکل به این صورت است که خطوط موجی شکلی بر روی محصول تولیدی به وجود می‌آید. حال سوال اینجاست که علت به وجود آمدن این مشکل چیست؟
از جمله عوامل ایجاد این خطوط می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
-
- بالا بودن سرعت و شتاب مواد در حین قالب‌گیری
- پایین بودن بیش از حد دمای مواد مذاب در حین قالب‌گیری
- پایین بودن سرعت یا فشار تزریق در هنگام قالب‌گیری
- وجود نقص و خطوط در قالب مورد استفاده در روش تزریقی
راهکارهای جلوگیری از ایجاد خطوط موجی
برای جلوگیری از تشکیل این خطوط بر روی قطعه، راهکارهای زیادی وجود دارد. از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
-
- زیاد کردن اندازه دریچه‌ها و معبرها
- افزایش دادن سرعت و فشار تزریق
- زیاد کردن مدت زمان نگهداری فشار
- افزایش دمای قالب و مواد اولیه مورد استفاده در تزریق
- کوتاه کردن کانال‌های اصلی و همچنین تغییر مسیر به سمت معابر داغ‌تر
- افزایش عمق چاه‌های خنک کننده در مسیر کانال عبوری مواد مذاب
ایجاد حباب در قطعه تولیدی
گاهی اوقات در قطعه‌های تولیدی به روش تزریقی حباب‌هایی ایجاد می‌شود. این نوع از مشکلات تزریق پلاستیک به دلیل گیر افتادن مولکول‌های هوا در حفره تزریق است که در بیشتر موارد هیچ راهی برای خارج کردن آن‌ها وجود ندارد. برای جلوگیری از بروز این مشکل راهکارهای زیر پیشنهاد شده است:
-
- به حداقل رساندن ناهمواری‌های موجود در قطر دیواره‌ها
- اضافه کردن منافذ تهویه در آخرین قطعه تولیدی
- باز طراحی سیستم‌های رانر و دریچه‌های قالب
- کاهش میزان سرعت تزریق مواد
- کاهش دمای قالب مورد نظر
ایجاد فرورفتگی در قطعه
این مشکل نیز گاهی اوقات در تولید محصولات پلاستیکی به روش تزریق مشاهده می‌شود. به طوری که بدنه قطعه پلاستیکی دچار انحنا یا همان فرورفتگی می‌شود. از علل به وجود آمدن این مشکل می‌توان موارد زیر را برشمرد:
-
- پایین بودن فشار تزریق
- کوتاه بودن مدت زمان نگهداری فشار
- طراحی نامناسب و ناموزون قطعه
- افزایش بیش از حد دمای ذوب و دمای قالب
راهکارهای جلوگیری از ایجاد فرورفتگی در قطعه
از مهم‌ترین راهکارهای ارائه شده به منظور جلوگیری از مشکل فرورفتگی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
-
- به کار بردن صفحات شیاردار در نواحی محتمل فرورفتگی
- کاهش اندازه دیواره قطعه
- افزایش فشار دستگاه و تزریق
- افزایش اندازه دریچه‌ها یا عوض کردن موقعیتشان
ایجاد خط جوش در قطعه
ظاهر شدن نقطه‌های جوش یکی دیگر از مشکلات تزریق پلاستیک است. به این صورت که رد جوش بین دو قطعه پلاستیک قابل مشاهده است. عوامل ایجاد این مشکل عبارتند از:
-
- وجود منافذ و فضاهای خالی
- کاربرد متد چند دریچه‌‌ای تزریق به درون قالب
- وجود ناهمواری در ضخامت دیواره‌ها
برای جلوگیری از این مشکل راهکارهای زیر وجود دارد:
-
- کاهش غلظت مواد مذاب
- اضافه کردن منافذ تخلیه به قالب
- کاهش میزان فاکتورهای آزاد
- تغییر موقعیت دریچه‌ها
جمع بندی
همان‌طور که می‌دانید یکی از روش‌های رایج تولید محصولات پلاستیکی، روش تزریق است. این روش دارای مزایای بسیاری از قبیل سرعت بالا و افزایش میزان تولید است. در کنار تمام مزایایی که روش تزریق از آن‌ها برخوردار است معایبی نیز دارد. مشکل بالا بودن هزینه تولید در این روش بسیار حائز اهمیت است که قبل از شروع هر طرح تولیدی، باید میزان سوددهی و هزینههای کار ارزیابی شوند. از سایر مشکلات تزریق پلاستیک رایج در فرآیند تولید می‌توان به ایجاد فرورفتگی، حباب، خطوط موج‌دار و خط جوش در قطعه نهایی اشاره کرد.