تزریق پلاستیک یا قالب‌گیری تزریقی (Injection molding)، رایج‌ترین فرایند تولیدی است که برای ساخت قطعات پلاستیکی از آن استفاده می‌شود. امروزه طیف گسترده‌ای از محصولات با استفاده از قالب‌گیری تزریقی تولید می‌شوند که از نظر اندازه، پیچیدگی و کاربرد بسیار متفاوت هستند. فرایند قالب‌گیری تزریقی، نیاز به استفاده از ماشین قالب‌گیری تزریقی، مواد پلاستیکی خام و قالب دارد. پلاستیک در دستگاه قالب‌گیری تزریقی ذوب می‌شود، سپس به داخل قالب تزریق می‌شود و در آن‌جا، قطعۀ نهایی به‌شکل درونی قالب تولید می‌شود. سپس، قطعه خنک و جامد می‌شود و در قسمت نهایی از قالب خارج می‌شود.
نویخت تولیدکننده انواع خار خودرو؛ ارسال رایگان به سرتاسر ایران با تضمین کیفیت قطعات خودرو.
بخش‌های جداگانۀ این فرایند، بسیار کوتاه هستند. کل فرایند قالب‌گیری تزریقی برای هر قطعه معمولاً از ۲ ثانیه تا ۲ دقیقه طول می‌کشد. چهار مرحله در هر چرخه وجود دارد که این مراحل عبارت‌اند از مراحل کلمپینگ، تزریق، خنک‌سازی و خارج‌سازی (تخلیه).
کلمپینگ (بستن)
هر قالب معمولاً از دو تکه تشکیل می‌شود. دلیل این امر هم این است که پس‌از شکل‌گیری یک قطعه درون قالب، ما باید بتوانیم قالب را از وسط باز کنیم تا قطعۀ پلاستیکی ساخته‌شده را از درون آن خارج کنیم. قبل‌از تزریق مواد به قالب، هر دو نیمۀ قالب باید بسته شوند. آن‌ها توسط یک گیره به‌صورت خیلی محکم به هم بسته می‌شوند؛ زیرا تزریق پلاستیک با فشار انجام می‌شود و نباید مواد پلاستیکی بتوانند از شکاف بین دو قالب، به بیرون درز کنند. سپس هر دو نیمه به دستگاه تزریق پلاستیک متصل و سپس مواد تزریق می‌شوند. بستن قالب در ماشین‌های بزرگتر (ماشین‌هایی با قدرت گیره بیشتر) زمان بیشتری میبرد.
تزریق
گلوله‌های پلاستیکی با استفاده از قیف، به داخل دستگاه قالب‌گیری وارد می‌شوند (فید). این گلوله‌ها توسط واحد تزریق به‌سمت قالب حرکت می‌کنند. در طی این مسیر، گرما و فشار ایجادشده توسط ماشین، به ذوب‌شدن گلوله‌ها کمک می‌کنند. در انتهای این مسیر، مذاب پلیمر به ورودی قالب می‌رسد. یک حجم مشخص از مذاب که به آن «شات» می‌گویند، با فشار بالا وارد قالب می‌شود. هر شات معمولاً ۹۵ تا ۹۹ درصد از قالب را پر می‌کند. محاسبۀ زمان دقیق تزریق سخت است؛ زیرا جریان پلاستیک همیشه در حال تغییر است. زمان تزریق را میتوان با عوامل دیگری مانند فشار تزریق، قدرت و حجم شات تخمین زد. فشار تزریق می‌تواند بین ۳۵ تا ۱۴۰ مگاپاسکال باشد. میزان تزریق و فشاری که میتوان به آن رسید، توسط سیستم هیدرولیک موجود در دستگاه تعیین و کنترل می‌شوند.
خنک‌کننده
فرایند خنک‌سازی تزریق پلاستیک در تولید، اینگونه است که پلاستیک داخل قالب پس‌از تماس با سطوح داخلی قالب شروع به خنک‌شدن می‌کند. وقتی پلاستیک سرد می‌شود، سخت می‌شود و شکل مطلوب را به خود می‌گیرد. ممکن است قطعه در حین خنک‌شدن، کمی کوچک شود (انقباض). پس‌از طی دورۀ خنک‌شدن، میتوان قالب را باز کرد. معمولاً زمان خنک‌شدن را از روی ضخامت دیوارۀ قطعه و خواص ترمودینامیکی پلاستیک مورد استفاده تخمین می‌زنند.
تخلیه
آخرین مرحلۀ فرایند تزریق پلاستیک در تولید، خروج قطعۀ پلاستیکی خنک‌شده از دستگاه است. این کار با سیستم ejection انجام می‌شود. هنگامی که قالب باز می‌شود، قطعه با نیرو به بیرون رانده می‌شود. قالب را میتوان پس‌از تخلیۀ دوباره بست و شات دیگری را برای شروع مجدد فرایند تزریق به آن وارد کرد.
کاربردهای کلیدی برای قطعات قالب‌گیری تزریقی چیست؟
کاربردهای عمدۀ قطعات تزریقی عبارت‌اند از:
- ساخت قطعات خودرو؛
- لوازم الکترونیکی مصرفی؛
- بسته‌بندی و بطری نوشیدنی؛
- اجزای صنعتی؛
- محصولات مصرفی؛
- تجهیزات پزشکی؛
- ساخت‌وساز و ساختمان.
متریال مورد استفاده در فرایند تزریق پلاستیک در تولید
انواع مختلفی از مواد وجود دارند که ممکن است در فرایند قالب‌گیری تزریقی، از آن‌ها استفاده شود. بیشتر پلیمرها از جمله تمام ترموپلاستیک‌ها، برخی ترموست‌ها و برخی الاستومرها در فرایند تزریق پلاستیک در تولید، کاربرد دارند. هنگامی که این مواد در فرایند قالب‌گیری تزریقی وارد می‌شوند، شکل خام آن‌ها معمولاً گلوله‌های کوچک (گرانول) یا پودر است. همچنین ممکن است انواع رنگ‌ها در این فرایند برای کنترل رنگ قطعۀ نهایی اضافه شوند. انتخاب یک ماده برای ایجاد قطعات قالب‌گیری تزریقی صرفاً براساس ویژگی‌های مورد نظر قطعه نهایی تعیین نمی‌شود. اگرچه هر ماده‌ای دارای خواص متفاوتی است که بر استحکام و عملکرد قطعۀ نهایی تأثیر می‌گذارد؛ اما این ویژگی‌ها بر پارامترهای مورد استفاده در پردازش این مواد هم اثر می‌گذارند. هر ماده، به مجموعه‌ای از پارامترهای پردازش متفاوت در فرایند قالب‌گیری تزریقی نیاز دارد از جمله دمای تزریق، فشار تزریق، دمای قالب، دمای تخلیه و زمان چرخه.
فروشگاه نوبخت تولید کننده انواع خار پلاستیکی پژو ۲۰۶
دسته‌بندی انواع تزریق پلاستیک برای تولید
امروزه انواع مختلفی از روش‌های قالب‌گیری تزریق براساس ویژگی‌های مختلف هر کدام به وجود آمده است. انتخاب انواع قالب تزریق پلاستیک مناسب برای پروژه بسیار مهم است
قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز
Gas-Assisted Injection Molding یکی از انواع تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی است. در قالب‌گیری تزریقی به‌کمک گاز، یک گاز خنثی تحت فشار (معمولاً گاز نیتروژن) دقیقاً بعداز مذاب پلاستیک به داخل قالب تزریق می‌شود و مواد را به دیواره‌های قالب هل می‌دهد. این گاز باعث می‌شود تا بخش‌های توخالی (مُک) در قطعه ایجاد شود؛ اما همچنین باعث خنک‌شدن سریع و جلوگیری از اعوجاج قطعه نهایی می‌شود. موارد استفاده برای قالب‌گیری تزریقی به‌کمک گاز شامل محصولات توخالی، طرح‌های متخلخل و هر جایی است که نیاز به کاهش مواد در ساخت قطعات بزرگ است.
موادی که معمولاً در قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز استفاده می‌شوند، عبارت‌اند از:
- اکریلونیتریل بوتادین استایرن؛
- پلی‌کربنات؛
- پلی‌استایرن با ضربه بالا؛
- نایلون؛
- پلی‌بوتیلن ترفتالات؛
- پلی‌اتیلن ترفتالات؛
- پلی‌پروپیلن اتر؛
- پلی‌پروپیلن؛
- و سایر مواد پلاستیکی.
قالب‌گیری دیواره نازک از انواع تزریق پلاستیک برای تولید
Thin-Wall Molding هم یکی از انواع تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی است که طرفداران زیادی دارد. قالب‌گیری دیواره (جداره) نازک اجازه می‌دهد تا دیواره‌هایی با ضخامت ۱-۲ میلی‌متر ایجاد شود که این موضوع زمان چرخه قالب‌گیری را کاهش می‌دهد؛ اما فشار تزریق موردنیاز را افزایش می‌دهد. دستگاه‌های قالب‌گیری تزریقی دیوار نازک تخصصی دارای دقیق‌ترین مشخصات در بین دستگاه‌های قالب‌گیری تزریقی هستند؛ زیرا قالب‌گیری دیواره نازک اغلب برای قطعات کوچک استفاده می‌شود و بنابراین فرایند حساسی است. موارد استفاده برای قالب‌گیری تزریقی دیواره نازک، کاربردهای کوچک و با استحکام بالا مانند قطعات الکترونیکی، محفظه‌ها، قطعات دستگاه‌های پزشکی، لوله‌ها و غیره است.
موادی که معمولاً در قالب‌گیری تزریقی دیوار نازک استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:
- نایلون؛
- پلی‌پروپیلن (PP)؛
- پلی‌استر؛
- پلی‌استایرن؛
- پلاستیک سلولزی؛
- POMها؛
- و دیگر مواد پلاستیکی با سیالیت خوب.
فروشگاه نوبخت تولید کننده انواع پیچ و مهره پراید
سخن پایانی
امروزه از انواع تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می‌شود. به‌طورکلی انواع تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی که تکرارپذیر هستند و باید تعداد زیادی از آن‌ها در یک پروسه تولید شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این محصولات شامل اقلام تولیدی مانند قرقره‌های سیمی، لوازم بسته‌بندی، بطری، اسباب‌بازی، شانه، آلات موسیقی (و اجزاء)، صندلی، میزهای کوچک، ظروف ذخیره‌سازی، قطعات مکانیکی و اجزای خودرو است.همچنین کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک در سال‌های اخیر به‌دلیل خواصی همچون استحکام و مقاومت شیمیایی بالا گسترش فوق العاده‌ای داشته است. به‌طوری که گاهی اوقات محصولات ساخته‌شده با فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی به پلاستیک‌های معمولی که در دسترس داریم ترجیح داده می‌شوند؛ اما فایبرگلاس در تزریق پلاستیک هنوز به انتهای راه خود نرسیده است و محققان همچنان به‌نبال راه‌هایی برای بهبود خواص و روش‌های تولید آن هستند.
