قالب گیری بادی

پاریسون در قالب گيري بادي

فرآیند قالب گیری بادی شامل گرم کردن و باد کردن یک لوله پلاستیکی معروف به انگشتانه پلاستیکی (parsion) یا پیش ساخته (perform) است. پارسیون بین دو قالب با شکل دلخواه قرار می گیرد. سپس جریان هوا به منظور انبساط لوله اعمال می شود و سبب نازک تر شدن دیواره ها می شود. هنگامی که فرآیند دمیدن به طور کامل انجام شد، محصول سرد می شود و پس از خارج شدن، برای فرآیندهای ثانویه آماده می شود. از این روش به منظور ساخت بطری ها و محصولات تو خالی استفاده می شود.

انواع فرآیندهای قالب گیری بادی

قالب گیری بادی به دو دسته اصلی اکستروژن و تزریقی تقسیم بندی می شود. این فرآیندها، بر اساس روش تولید پریفرم یا پاریسون متفاوت هستند. نوع سوم فرآیند قالب گيري بادي ، قالب گیری بادی کششی، اساساً اصلاحی از دو نوع اصلی است که برای ایجاد پلاستیک های دو محوره استفاده می شود. در ادامه به توضیح هر یک از این فرآیندها پرداخته شده است.

قالب گیری بادی اکستروژن

قالب گیری بادی اکستروژن شامل اکستروژن یک پاریسون با طول از پیش تعیین شده است که توسط یک قالب در انتهای آن نگه داشته می شود. پاریسون در یک طرف محکم چسبانده می شود، در حالی که انتهای دیگر به منبع هوا متصل می شود. هوای فشرده وارد می شود که باعث باد شدن پاریسون می شود. قالب ها معمولاً سرد هستند که پلاستیک مذاب باد شده را هنگام برخورد با سطح قالب خنک می کند. سپس هنگامی که ابعاد محصول ثابت شد، قالب برای بیرون راندن محصول باز می شود.

قالب گيري بادي اکستروژن

به طور کلی، دو نوع اصلی قالب گيري بادي اکستروژن وجود دارد که بر اساس روش اکسترود کردن پلاستیک برای ایجاد پاریسون طبقه بندی می شوند. این دو نوع اصلی شامل قالب گیری بادی پیوسته و متناوب هستند که در ادامه به توضیح آن پرداخته شده است.

فرآیند بادی اکستروژن پیوسته

در فرآیند اکستروژن پیوسته، پاریسون به طور پیوسته از دستگاه اکستروژن اکسترود می شود. همچنین، همگن سازی پلیمر به طور پیوسته انجام می شود. هنگامی که پاریسون اکسترود شد، پس از آن توسط نیمه های قالب بسته به صورت طولی بریده می شود. این نیمه های قالب را می توان با توجه به نحوه نصب و حرکت قالب در انواع مختلف پیکربندی کرد. یکی از پیکربندی ها، نوع پرس شاتل است که می تواند یک یا چند پاریسون را به صورت افقی در کنار یکدیگر نگه دارد. پرس شاتل نسبت به سایر پیکربندی ها ارزان تر است اما توان عملیاتی کمتری دارد.

نوع دیگر پیکربندی، چرخ دوار است که می تواند افقی یا عمودی باشد. در این نوع پیکربندی، چندین قالب در حاشیه یک چرخ دوار قرار دارند. لازم به ذکر است که پیکربندی از نوع چرخ دوار، برای تولید با حجم بالا مناسب است.

فرآیند بادی اکستروژن پیوسته

قالب گیری بادی پیوسته برای تولید قطعات پلاستیکی با اندازه کوچک تا متوسط ​​که نیاز به سرمایه گذاری کمتر و عملیات پیچیده کمتری دارند، مناسب است. اما برای تولید محصولات بزرگتر باید از پلاستیک با ویسکوزیته مناسب و استحکام مذاب خوب استفاده کرد. علت این امر جلوگیری از هرگونه فرورفتگی یا شکم دادگی است که می تواند بر کیفیت نهایی محصول تأثیر بگذارد. فرآیند پیوسته، برای قالب گیری بادی پلاستیک های حساس به حرارت مانند PVC نیز استفاده می شود. چراکه در این فرآیند زمان های چرخه کوتاه تر است و تخریب یا پخت ناخواسته پلیمر محدود می شود.

فرآیند بادی اکستروژن متناوب

در قالب گیری بادی متناوب ، فرآیند اکستروژن زمانی شروع می شود که جرم مذاب کافی در داخل سر اکسترودر یا آکومولاتور وجود داشته باشد. همگن سازی به صورت متناوب در داخل ظرف استوانه ای شکل اکستروژن انجام می شود. انواع مختلفی از دستگاه ها برای اکسترود کردن پاریسون موجود است. محبوب ترین آنها پیچ های رفت و برگشتی و دستگاه های با سر آکومولاتور هستند. نوع پیچ رفت و برگشتی با جمع شدن مذاب در سر اکسترودر، پیچ را به عقب می کشد. در این فرآیند، پیچ به صورت طولی حرکت می کند و توده مذاب را فشرده و اکسترود می کند و یک پاریسون ایجاد می کند. از طرف دیگر، نوع آکومولاتور با جمع آوری جرم مذاب در داخل یک سر آکومولاتور کار می کند. پس از آماده شدن قالب، یک سنبه مذاب را هل می دهد تا پاریسون را تشکیل دهد.

اکستروژن با سر آکومولاتور

قالب گیری بادی متناوب برای تولید محصولات بزرگ استفاده می شود. مزیت اصلی این فرآیند، نرخ مستقل انباشت و اکستروژن می باشد. این امر سبب اکستروژن سریع تر پاریسون های بزرگ می شود. اکستروژن سریع تر، به معنای زمان تعلیق کوتاه تر و شکم دادگی کمتر محصول مورد نظر است. بنابراین، محصولات ساخته شده از پاریسون های بزرگ را می توان حتی با پلاستیک هایی که استحکام مذاب پایینی دارند نیز به دست آورد.

قالب گیری بادی تزریقی

فرآیند قالب گيري بادي تزریقی ، از دو بخش قالب گیری تزریقی و قالب گیری بادی تشکیل شده است. این فرآیند در یک پلاستیفایر و اکسترودر پیچی که معمولاً دارای یک پیچ رفت و برگشتی است، انجام می شود. لازم به ذکر است که اصول این روش با فرآیند اکستروژن متناوب مشابه است. تفاوت اصلی آن، استفاده از قالب پریفرم (preform) با میله فلزی محصور در مرکز است.

قالب گيري بادي تزريقي

روش تزریقی در سه مرحله تزریق، دمیدن و خروج انجام می شود. ابتدا ماده پلیمری وارد بخش قالب گیری تزریقی می شود تا پریفرم ساخته شود (پریفرم قطعه پلاستیکی لوله ای شکل است که سوراخی در انتهای آن وجود دارد و هوای فشرده دمیده شده از طریق آن عبور می کند). سپس، محصول مرحله اول وارد قالب دوم شده تا هوای فشرده در آن دمیده شود و در نهایت پس از سرد شدن از قالب خارج می شود.

در قالب گیری بادی تزریقی ، نیازی به تجهیزات جانبی نیست و همچنین پسماند تولیدی بسیار ناچیز است. اما این فرآیند نسبت به قالب گيري بادي اکستروژن ، سیکل تولید طولانی تری دارد و نمی توان قطعاتی با جداره نازک تولید کرد.

قالب گیری بادی کششی

قالب گیری بادی کششی ، که به عنوان قالب گیری بادی کشش تزریقی نیز شناخته می شود، اساساً اصلاحی از فرآیند قالب گيري بادي تزریقی است. این فرآیند شامل سه فاز اصلی است. در قالب گیری بادی کششی ، پریفرم با تزریق پلاستیک مذاب به قالب ایجاد می شود. سپس، پریفرم حرارت داده می شود و به طور همزمان تحت دمش و کشش قرار می گیرد تا محصول نهایی حاصل شود. پس از قالب گیری، محصول سرد شده و خارج می شود.

قالب گیری بادی کششی به تزریق پلاستیک محدود نمی شود. کشش را می توان در دستگاه قالب گيري بادي اکستروژن نیز انجام داد. این کار با اکسترود جزئی پاریسون و کشش آن با یک میله کششی انجام می شود.

هدف اصلی قالب گيري بادي کششی ، ایجاد محصولی با پلاستیک دو محوره است. جهت گیری دو محوری فرآیندی است که در آن پلاستیک در دو جهت کشیده می شود. در جهت طولی، پلاستیک توسط میله کشش کشیده می شود در حالی که در جهت عرضی، پلاستیک توسط باد شدن کشیده می شود. کشش همزمان ماده از دو جهت، سبب افزایش استحکام کششی، خواص مکانیکی، مقاومت به ضربه و شفافیت محصول می شود.

قالب گيري بادي کشش PET

باید توجه شود که بر روی همه پلاستیک ها نمی توان کشش دو محوره انجام داد. علاوه بر این، رزین پلاستیکی باید دارای خواص و کیفیت مناسبی باشد تا بدون پارگی یا ایجاد لکه یا عیوب دیگر کشیده شود. پلاستیک های مورد استفاده در این روش شامل PET، PP و PVC می باشند.

بیشترین میزان تولید بطری های نوشیدنی با فرآیند قالب گیری بادی کششی انجام می شود. همچنین، با این روش می توان قطعات بزرگ و حجیم تولید کرد. اما لازم به ذکر است که این روش هزینه بر بوده و دستگاه های آن فضای زیادی را اشغال می کنند.

هزینه قالب گیری بادی

به طور کلی، هزینه تولید قطعات و محصولات با قالب گیری بادی از قالب گیری تزریقی بیشتر و از قالب گیری چرخشی کمتر است. قالبگیری بادی از تنوع زیادی در حوزه محصولات تولیدی برخوردار است و روش بسیار مناسب و مقرون به صرفه برای تولیدات با تیراژ بالا است. به عنوان مثال، در قالب گیری بادی اکستروژن هزینه ابزار کم است و به سرمایه گذاری اولیه نسبتا کمی برای تجهیزات نیاز دارد.