تزریق پلاستیک

تقریبا همه قطعات مصرفی روزمره مانند لازم آشپزخانه، قطعات خودرو محفظه های دستگاه الکترونیکی و … با استفاده از خدمات تزریق پلاستیک تولید می شوند. روش تزریق پلاستیک برخلاف سایر فرآیندهای تولید مشابه مانند ماشینکاری CNC ، ضایعات بسیار پایینی دارد. همچنین، قطعه نهایی تولید شده با این روش نسبت به سایر روش ها با طرح اولیه ارائه شده تطابق بسیار خوبی دارد.

به طور کلی، فرآیند تزریق پلاستیک به این صورت است که ابتدا گرانول های پلیمری با حرارت گرم و ذوب می شوند. سپس، تحت فشار قرار می گیرند و وارد قالب های تزریق پلاستیک می شوند. پس از تزریق این مواد مذاب، قالب خنک می شود تا پلاستیک تزریقی شکل گرفته، جامد شود. لازم به ذکر است که در این فرآیند طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک از اهمیت بالایی برخوردار است.

خدمات تزریق پلاستیک

اجزای قالب تزریق پلاستیک با هدایت مواد مذاب به درون محفظه ی از پیش طراحی شده ، قطعه نهایی را تشکیل می دهند. اجزای قالب تزریق پلاستیک از طریق سه عامل سایش ، دما و فشار بالا مستهلک می شوند. از این رو، از فولاد، آلومینیوم و یا آلیاژهای مقاوم در برابر این عوامل برای ساخت قالب استفاده می شود. اجزای قالب تزریق پلاستیک شامل کانال تزریق مذاب ، کانال های خنک سازی، کانال های گرمایشی، دریچه های هواگیری و سیستم پران می باشند.

طرز کار تزریق پلاستیک

انجام مراحل کار تزریق پلاستیک نیاز به نیروی کار متخصص دارد و به چهار مرحله کلی آماده سازی دستگاه ، تغذیه قالب، کاهش دما و مرحله نهایی تقسیم بندی می شود. در مرحله اول، آماده سازی دستگاه باید با دقت بالایی انجام شود. معمولا قالب های تزریق پلاستیک از دو بخش متحرک و ثابت تشکیل شده است که چفت شدن دقیق این اجزا باید به درستی صورت گیرد. چراکه در صورت عدم چفت شدن، مشکلات اساسی در محصول نهایی تولید شده مشاهده خواهد شد.

در مرحله تغذیه قالب، مواد پلاستیکی مورد نظر وارد قالب می شوند. سپس، از طریق نیروی فشاری و دما تنظیم شده پلاستیک ذوب می شود و در قالب شکل می گیرد. این مرحله که به اصطلاح مرحله تزریق نامیده شده است، به نوعی اصلی ترین مرحله فرآیند تزریق پلاستیک است.

در مرحله کاهش دما، پلاستیکی که تحت تاثیر گرما شکل گرفته بود به آرامی خنک می شود. در نتیجه، پلاستیک تزریقی شکل ثابتی پیدا خواهد کرد. در این مرحله که به آن مرحله خنک کاری نیز گفته می شود، باید توجه شود که خنک شدن کاملا اصولی انجام شود. زیرا سرعت بسیار بالا و یا سرعت بسیار پایین خنک کاری، تاثیر مستقیمی بر شکل و کیفیت قطعه نهایی خواهد گذاشت.

تزريق پلاستيک

مرحله نهایی نیز مرحله ای است که در آن قطعه مورد نظر به عنوان خروجی در اختیار اپراتور قرار می گیرد. لذا دقت عمل کافی در این مرحله از اهمیت بالایی برخوردار است، چراکه خروج زود هنگام قطعه از قالب سبب خراب شدن محصول نهایی می شود. از این رو، ضروری است که از خنک شدن کامل محصول اطمینان کامل حاصل شود. زیرا جسم ساخته شده به کمک اعمال نیروی فشاری خارج می شود و هرگونه نرمی ناشی از حرارت می تواند موجب آسیب دیدن محصول نهایی شود.

انواع مواد تزریق پلاستیک

تقریبا اکثر پلیمرها مانند ترموپلاستیک ها، ترموست ها، الاستومرها می توانند به عنوان مواد اولیه تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار گیرند. هر یک از انواع مواد پلاستیک تزریقی متناسب با استحکام و کاربرد مورد نظر انتخاب می شوند. در نتیجه، بررسی خواص ذاتی هر یک از انواع مواد تزریق پلاستیک از اهمیت بالایی برخوردار است. در ادامه به معرفی تعدادی از انواع مواد پلاستیک تزریقی پرداخته شده است.

انواع مواد تزریق پلاستیک

نایلون یا پلی آمید

نایلون یا پلی آمید یکی از مواد اولیه تزریق پلاستیک است که به دلیل مقاومت به سایش و کشسان بالا ، مقاومت به خورگی، سفتی و کاهش هزینه های تولید، اغلب در خودروسازی، تولید قطعات مکانیکی مستحکم و عایق الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، قیمت هر ضرب تزریق پلاستیک با استفاده از ماده اولیه پلی آمید پایین است. لازم به ذکر است که این نوع ماده به راحتی ذوب می شود و در برابر آب و رطوبت هوا مقاوم نیست. در نتیجه، استفاده از نایلون برای کاربردهای دریایی و نظیر آن مناسب نمی باشد.

HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا)

یکی دیگر از انواع مواد تزریق پلاستیک ، ترموپلاستیک HDPE است که به دلیل مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر حرارت و قیمت پایین مورد توجه قرار گرفته است و همچنین قیمت هر ضرب تزریق پلاستیک با این ماده کمتر می شود. این ماده اغلب برای بسته بندی، ساخت قطعات پزشکی و تجهیزات مواد غذایی استفاده می شود. لازم به ذکر است که HDPE زیست تخریب پذیر نبوده و در برابر هوا مقاومتی ندارد.

ABS

ABS یک ترموپلاستیک مات است که به عنوان یکی از انواع مواد پلاستیک تزریقی به کار می رود. این نوع ترموپلاستیک دارای خواصی از جمله سفتی، مقاومت به ضربه، دمای ذوب پایین و مقاومت در برابر گرما است. از ABS برای تولید قطعات الکترونیکی مانند آداپتورها، کلیدهای کیبورد و … استفاده می شود. لازم به ذکر است که ABS مقاومت به خراش پایینی دارد و همچنین برای محیط زیست مضر است.

PC (پلی کربنات)

یکی دیگر از انواع مواد تزریق پلاستیک ، PC یا همان پلی کربنات است که خواص نوری و دوام بسیار خوبی دارد. همچنین، این نوع پلیمر مقاومت به ضربه و مقاومت شیمیایی خوبی دارد و در برابر اشعه ماوراء بنفش خورده نمی شود. PC به دلیل استحکام خوبی که دارد، برای کاربردهای عینک و پنجره مناسب می باشد و همچنین، می توان از آن برای تولید دیسک فشرده، شیشه ضد گلوله و سخت افزارها استفاده کرد.

PS (پلی استایرن)

پلی استایرن یکی از ارزان ترین ترموپللاستیک ها است که خواص مکانیکی ضعیفی دارد اما به مواد غذایی واکنش نشان نمی دهد. به همین دلیل عمدتاً از PS در لوازم خانه و بسته بندی استفاده می شود.

PP (پلی پروپیلن)

پلی پروپیلن نیز مانند پلی استایرن در صنعت مواد غذایی استفاده می شود زیرا با محصولات غذایی واکنشی نمی دهد. این نوع پلاستیک تزریقی، مقاومت شیمیایی و رطوبتی بالایی دارد و همچنین استحکام بسیار خوبی در برابر ضربه دارد.

طراحی قالب های تزریق پلاستیک

اولین مرحله برای تولید محصولات پلاستیکی، مرحله طراحی قالب تزریق پلاستیک است. طراحی قالب های تزریق پلاستیک به صورت بهینه ، نقش بسیار مهمی در طراحی قالب پلاستیک ارزان قیمت و با کیفیت دارد. چراکه در صورت اشتباه در طراحی قالب های تزریق پلاستیک ، هزینه های بسیار زیادی ایجاد می شود و ضایعات بسیاری در حین فرآیند تزریق پلاستیک تولید می شود.

طراحی قالب های تزریق پلاستیک بر اساس نوع مواد ، ضخامت دیواره ها و دیگر فاکتورها انجام می شود. به طور کلی، خدمات طراحی قالب تزریق پلاستیک در چهار مرحله انجام می شود:

• طراحی شکل: در این مرحله ابعاد و اندازه قالب، ضخامت صفحات قالب، اتصالات و اجزا اصلی قالب، تعداد حفره های قالب و چیدمان آنها تعیین می شود. لازم به ذکر است که مدل سازی سه بعدی قالبهای تزریق پلاستیک از طریق نرم افزارهای کتیا ، سالیدورکس، اتوکد و … انجام می شود.
• طراحی مکانیزم: در این مرحله مواردی از قبیل راهگاه ها، گیت تزریق و سیستم خنک کاری قالبهای تزریق پلاستیک مشخص می شود.
• محاسبه و آنالیز: در طراحی قالب های تزریق پلاستیک ، شبیه سازی در نرم افزارها به طراح کمک می کند تا با انجام محاسبات و آنالیز، تعداد سعی و خطا را کاهش دهد. این آنالیزها شامل محاسبه میزان دفرمگی، انقباض قطعات تزریق پلاستیک، محاسبه مسیر خنک کاری و … می باشند.
• ایمنی و راحتی تولید: در این مرحله ایمنی اپراتور، الزامات تعمیر و نگهداری، تعویض پذیر بودن قطعات مستعد آسیب، در نظر گرفتن چگونگی تمیزکاری مجرای آب، راحتی مونتاژ و دمونتاژ قالب تزریق پلاستیک مشخص می شود.

مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک

پیش از ساخت قطعات تزریق پلاستیک ، قالبسازی تزریق پلاستیک باید انجام شود. مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک به آسانی با استفاده از نرم افزارها قابل انجام است. به طور کلی، استفاده از این برنامه های کامپیوتری موجب می شود تا مراحل ساخت قالب تزریق با سرعت بیشتری انجام شود. اما باید توجه داشت که پیچیدگی قطعات در سرعت مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک تاثیر می گذارد. به گونه که هرچه پیچیدگی قطعه مورد نظر بالاتر باشد، باید زمان بیشتری برای ساخت آن صرف شود.

خدمات تزریق پلاستیک

قیمت ساخت قالب تزریق پلاستیک به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله موارد تاثیرگذار بر هزینه قالب تزریق پلاستیک می توان به ابعاد قطعه مورد نظر ، حفره های موجود روی قطعه، جنس قطعات تزریق پلاستیک ، رزوه های داخلی موجود در قطعه و … اشاره کرد.

به طور کلی، قالب سازی تزریق پلاستیک از مقرون به صرفه ترین روش ساخت قطعات صنعتی پلاستیکی است. در واقع، قیمت قالب تزریق پلاستیک با توجه به نیروی کار نسبتاً کم برای ساخت و خودکار بودن فرآیند به نسبت پایین است. از دیگر مزیت های قالبسازی تزریق پلاستیک می توان به تولید آسان قطعات با طرح ها و پیچیدگی های مختلف ، زمان کاری نسبتاً کوتاه، توان تولید انبوه و کم بودن حجم ضایعات و امکان بازیافت و استفاده مجدد از آن ها اشاره کرد.

انواع قالب تزریق پلاستیک

انتخاب قالب مورد نظر از بین انواع قالب تزریق پلاستیک به مواردی از جمله هندسه قطعه مورد نظر ، طراحی ابزار، میزان حجم تولیدی و بودجه بستگی دارد. در واقع هر چه پیچیدگی محصول مورد نظر بیشتر باشد، قیمت قالب تزریق پلاستیک نیز بیشتر می شود.

قالب تزریق پلاستیک

انواع قالب های تزریق پلاستیک بر اساس نوع راهگاه ، نوع حفره و نوع ساختمان دسته بندی می شوند که در ادامه به معرفی هر یک از آن ها پرداخته شده است.

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس نوع راهگاه

قالب های تزریق پلاستیک بر اساس نوع راهگاه و نحوه ورود مواد مذاب به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

• قالب با راهگاه سرد: این نوع قالب از دو یا سه صفحه درون قالب تشکیل شده است. این سیستم، پلاستیک را از طریق کانال (spure) به داخل قالب تزریق می کند و راهگاه ها را که به قسمت های داخل حفره قالب منتهی می شوند، تغذیه می کند.
• قالب با راهگاه گرم: این سیستم دارای یک کانال فیزیکی است که گرم می شود و پلاستیک مذاب را به حفره داخل قالب هدایت می کند. دمای کانال و راهگاه در این سیستم باید بیشتر از نقطه ذوب مواد پلاستیکی باشد تا این مواد سخت نشوند و در راهگاه گیر نکنند.

قالب های با راهگاه سرد و راهگاه گرم

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس نوع حفره

قالبهای تزریق پلاستیک بر اساس نوع حفره به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

• تک حفره ای: این نوع قالب، طراحی بسیار ساده ای دارد و هزینه ساخت قالب تزریق پلاستیک آن پایین است. همچنین، این نوع قالب برای تولید محصولات با تعداد کم مناسب است و برای تولید انبوه کاربرد چندانی ندارد.
• چند حفره ای: به کمک قالب چند حفره ای می توان در هر مرحله از تولید، بیشتر از یک قطعه تولید کرد. در نتیجه، این نوع قالب برای تولیدات انبوه مناسب است.

قالبسازی تزریق پلاستیک چند حفره ای

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس نوع ساختمان

قالب های تزریق پلاستیک بر اساس نوع ساختمان به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

• قالب دو صفحه ای: این نوع قالب دارای یک صفحه جدا کننده است.
• قالب سه صفحه ای: این نوع قالب دارای دو صفحه جدا کننده است.

ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی

ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی برای مواردی که ساخت قالب مورد نظر پیچیده و زمان بر است ، روش مقرون به صرفه ای می باشد. مهم ترین نکته در ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی ، خصوصیات مواد اولیه آن است. مواد اولیه فرآیند پرینت سه بعدی در قالبسازی باید دارای خصوصیاتی نظیر دوام بالا در برابر حرارت های بالا، مقاوم در برابر نیروهای گرمایی و مکانیکی، مقاومت به سایش و سطح صیقلی را داشته باشد.

ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی

هزینه تزریق پلاستیک

به طور کلی، عوامل بسیاری بر قیمت هر ضرب تزریق پلاستیک تاثیر می گذارند. مواد اولیه تزریق پلاستیک ، ماشین کاری، ابزارآلات مصرفی و مدت زمان لازم برای فرآیند تزریق پلاستیک از جمله مهم عوامل تاثیر گذار بر قیمت خدمات تزریق پلاستیک هستند. به عنوان مثال، مورد ماشین کاری مربوط به هزینه ای است که بابت قالبسازی تزریق پلاستیک باید پرداخت شود.

هزینه طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک از جمله عوامل دیگری است که بر قیمت تزریق پلاستیک تاثیر می گذارد. به عنوان مثال هرچه طرح اولیه پیچیدگی و جزئیات بیشتری داشته باشد، قیمت خدمات تزریق پلاستیک بیشتر خواهد شد.