امروزه از محصولات پلاستیکی در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود. از خودرو گرفته تا لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی، انواع محصولات پلاستیکی برای محافظت، تقویت و ساخت طیف وسیعی از محصولات استفاده می‌شود. با این حال تعداد بسیار کمی از مصرف کنندگان می‌دانند که محصولات پلاستیکی چگونه تولید می‌شود. در این مطلب قصد داریم بدانیم منظور از قالبسازی پلاستیک چیست و چگونه این فرآیند عمل می‌کند؟

با عملکرد قابل اعتماد و با کیفیت بالا، قالب گیری تزریقی یکی از رایج‌ترین فرآیندهای مورد استفاده برای تولید قطعات پلاستیکی است. در واقع، انتظار می‌رود نرخ رشد سالانه ترکیبی (CAGR) بازار پلاستیک‌های قالب‌گیری تزریقی تا سال ۲۰۲۸ تا ۴.۶ درصد افزایش یابد. با این حال، با وجود توانایی آن در تولید سریع تعداد زیادی از قطعات پلاستیکی، فرآیند قالب گیری تزریقی باید به شدت کنترل شود تا کیفیت قطعات نهایی حفظ شود. در این مقاله نحوه کار قالب‌گیری تزریقی و نحوه کنترل تولیدکنندگان با تجربه برای تولید قطعات پلاستیکی با بهترین کیفیت توضیح داده می‌شود.

قالبسازی تزریقی چیست؟

قالب گیری تزریقی یک فرآیند تولید پیچیده است. با استفاده از یک ماشین هیدرولیک یا الکتریکی تخصصی، فرآیند ذوب، تزریق و تبدیل پلاستیک به شکل یک قالب فلزی می‌شود که در دستگاه نصب شده است. قالب گیری تزریقی پلاستیک پرکاربردترین فرآیند تولید قطعات پلاستیک به دلایل مختلفی است. از جمله:

انعطاف پذیری: سازندگان می‌توانند طرح قالب و نوع ترموپلاستیک مورد استفاده برای هر جزء را انتخاب کنند. این بدان معناست که فرآیند قالب‌گیری تزریقی می‌تواند اجزای مختلفی را تولید کند، از جمله قطعاتی که پیچیده و با جزئیات زیاد هستند.
کارایی: هنگامی که فرآیند راه اندازی و آزمایش شد، ماشین‌های قالب گیری تزریقی می‌توانند هزاران مورد در ساعت تولید کنند. استفاده از ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی الکتریکی نیز این فرآیند را نسبتا کارآمد می‌کند.
سازگاری: اگر پارامترهای فرآیند به شدت کنترل شوند، فرآیند قالب گیری تزریقی می تواند هزاران جزء را به سرعت با کیفیت ثابت تولید کند.

مقرون به صرفه بودن: زمانی که قالب (که گرانترین عنصر است) ساخته شد، هزینه تولید هر جزء نسبتا پایین است، به خصوص اگر در تعداد زیاد ساخته شود.
کیفیت: چه تولید کنندگان به دنبال اجزای قوی، کششی یا با جزئیات زیاد باشند، فرآیند قالب گیری تزریقی قادر است آنها را با کیفیت بالا به طور مکرر تولید کند.

این مقرون به صرفه بودن، کارایی و کیفیت قطعات تنها برخی از دلایلی است که بسیاری از صنایع استفاده از قطعات قالب‌گیری تزریقی را برای محصولات خود انتخاب می‌کنند.

قالبسازی تزریقی چگونه کار می کند؟

اگرچه در ظاهر، فرآیند قالب گیری تزریقی ممکن است ساده به نظر برسد، پارامترهای زیادی وجود دارد که برای اطمینان از کیفیت کلی اجزای پلاستیکی تولید شده باید به شدت کنترل شوند. درک عمیق فرآیند و پارامترها به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا تولیدکنندگان قطعات پلاستیکی تزریقی را شناسایی کنند که می‌توانند کیفیت و ثبات مورد نیاز خود را ارائه دهند.

مرحله 1: انتخاب گرمانرم و قالب مناسب

قبل از شروع فرآیند واقعی، مهم است که گرمانرم‌ها و قالب‌های مناسب انتخاب یا ایجاد شوند، زیرا این عناصر ضروری هستند که اجزای نهایی را ایجاد و تشکیل می‌دهند. در واقع، برای انتخاب درست، تولیدکنندگان باید نحوه تعامل ترموپلاستیک و قالب را در نظر بگیرند، زیرا انواع خاصی از پلاستیک ممکن است برای طرح‌های قالب خاص مناسب نباشند.

هر ابزار قالب از دو بخش حفره و هسته تشکیل شده است. حفره یک قسمت ثابت است که پلاستیک به آن تزریق می‌شود و هسته یک قسمت متحرک است که در حفره قرار می‌گیرد تا به شکل نهایی قطعه کمک کند. بسته به نیاز، ابزارهای قالب را می‌توان برای تولید اجزای متعدد یا پیچیده طراحی کرد. فشارها و دماهای زیاد مکرر که ابزارهای قالب در آن قرار می‌گیرند به این معنی است که آن‌ها معمولا از فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شوند.

با توجه به سطح بالای طراحی و کیفیت مواد درگیر، توسعه ابزارهای قالب فرآیندی طولانی و پرهزینه است. از این رو، قبل از ایجاد یک قالب نهایی سفارشی، توصیه می‌شود که ابزارها با استفاده از طراحی به کمک رایانه (CAD) و فناوری چاپ سه بعدی ساخته، نمونه‌سازی و آزمایش شوند. از این ابزارها می‌توان برای توسعه دیجیتالی یا ایجاد یک قالب اولیه استفاده کرد که سپس می‌تواند در دستگاه با ترموپلاستیک انتخابی آزمایش شود.

آزمایش ابزار با ترموپلاستیک مناسب برای اطمینان از اینکه جزء نهایی خواص مناسبی دارد، کلیدی است. هر ترموپلاستیک به دلیل ساختار مولکولی خود ویژگی‌ها، مقاومت در برابر دما و فشار متفاوتی را ارائه می‌دهد. پلاستیک‌هایی که ساختار مولکولی مرتب‌تری دارند، نیمه بلوری و پلاستیک‌هایی که ساختار شل‌تر دارند، پلاستیک‌های آمورف نامیده می‌شوند. خواص هر پلاستیک باعث می‌شود که آن‌ها برای استفاده در قالب‌ها و اجزای خاصی مناسب باشند. رایج‌ترین ترموپلاستیک‌های مورد استفاده در قالب گیری تزریقی و ویژگی‌های آن‌ها عبارتند از:

اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS): با روکش صاف، سفت و سخت، ABS برای قطعاتی عالی است که به استحکام کششی و پایداری نیاز دارند.
نایلون (PA): در طیف وسیعی از انواع موجود است، نایلون‌های مختلف خواص مختلفی دارند. به طور معمول، نایلون‌ها مقاومت خوبی در برابر حرارت و شیمیایی دارند و می‌توانند رطوبت را جذب کنند.
پلی کربنات (PC): یک پلاستیک با کارایی بالا، PC سبک وزن است، دارای مقاومت ضربه ای و پایداری بالا، در کنار برخی خواص الکتریکی خوب است.
پلی پروپیلن (PP): با مقاومت خوب در برابر خستگی و حرارت، PP نیمه سفت، نیمه شفاف و سخت است.

انتخاب نهایی ترموپلاستیک به ویژگی‌هایی بستگی دارد که سازندگان از جزء نهایی خود و طراحی ابزار قالب نیاز دارند. به عنوان مثال، اگر یک سازنده به یک قطعه سبک وزن با خواص الکتریکی نیاز داشته باشد، رایانه شخصی مناسب خواهد بود، اما تنها در صورتی که قالب نیازی به عملکرد بالای ۱۳۵ درجه سانتیگراد یا در فشارهای بسیار بالا نداشته باشد، که پلاستیک قادر به مقاومت در برابر آن نیست. هنگامی که ترموپلاستیک و قالب مناسب تست و انتخاب شد، فرآیند قالب گیری تزریقی می‌تواند آغاز شود.

مرحله 2: تغذیه و ذوب ترموپلاستیک

ماشین‌های قالب گیری تزریقی می‌توانند با هیدرولیک یا برق تغذیه شوند. تولیدکنندگان به طور فزاینده‌ای ماشین‌های هیدرولیک خود را با ماشین‌های قالب گیری تزریقی با موتور الکتریکی جایگزین می‌کنند که نشان دهنده صرفه جویی قابل توجهی در هزینه و انرژی است. در ابتدایی‌ترین سطح خود، این ماشین‌ها از یک فیدر یا «قیف» در بالای دستگاه تشکیل شده‌اند. یک بشکه گرم شده استوانه‌ای بلند که یک پیچ تزریق بزرگ در آن قرار دارد. دروازه‌ای که در انتهای بشکه قرار دارد و ابزار قالب انتخابی که گیت به آن متصل است.

برای شروع فرآیند، گلوله‌های خام ترموپلاستیک انتخاب شده به قیف در بالای دستگاه وارد می‌شود. با چرخش پیچ، این گلوله‌ها به تدریج وارد بشکه دستگاه می‌شوند. چرخاندن پیچ و حرارت از بشکه به تدریج گرمانرم را گرم کرده و ذوب می‌کند تا ذوب شود. حفظ دمای مناسب در این بخش از فرآیند برای اطمینان از تزریق موثر پلاستیک و تشکیل دقیق قسمت نهایی، کلیدی است.

مرحله 3: تزریق پلاستیک به قالب

هنگامی که پلاستیک مذاب به انتهای بشکه رسید، دروازه (که تزریق پلاستیک را کنترل می‌کند) بسته می‌شود و پیچ به عقب حرکت می‌کند. این مقدار پلاستیک را از بین می‌برد و فشار را در پیچ آماده برای تزریق افزایش می‌دهد. در عین حال، دو قسمت ابزار قالب به هم نزدیک می‌شوند و تحت فشار بالا نگه داشته می‌شوند که به فشار گیره معروف است.

فشار تزریق و فشار گیره باید متعادل باشند تا اطمینان حاصل شود که قطعه به درستی شکل می‌گیرد و در حین تزریق هیچ پلاستیکی از ابزار خارج نمی‌شود. پس از رسیدن به فشار مناسب در ابزار و پیچ، دروازه باز می‌شود، پیچ به سمت جلو حرکت می‌کند و پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق می‌شود.

مرحله 4: زمان نگهداری و خنک شدن

مرحله 5: فرآیندهای تخلیه و تکمیل

پس از سپری شدن زمان نگهداری و سرد شدن و تشکیل بیشتر قطعه، پین‌ها یا صفحات قطعات را از ابزار خارج می‌کنند. این موارد به یک محفظه یا روی یک تسمه نقاله در پایین دستگاه می‌ریزند. در برخی موارد، ممکن است فرآیندهای تکمیلی مانند پرداخت، رنگ کردن یا حذف پلاستیک اضافی (که به عنوان خار شناخته می‌شود) مورد نیاز باشد که می‌تواند توسط سایر ماشین آلات یا اپراتورها تکمیل شود. پس از تکمیل این فرآیندها، قطعات آماده بسته‌بندی و توزیع به تولیدکنندگان خواهند بود.

چگونه شرکت ساپل از قالب گیری تزریقی استفاده می کند؟

در ساپل، قالب‌گیری تزریقی یک فرآیند تولید کلیدی است. به همین دلیل است که ما صدها متخصص در قالب گیری تزریقی در کارخانه تولیدی خود داریم. تیم ساپل از توسعه و آزمایش یک قالب سفارشی گرفته تا تنظیم پارامترهای فرآیند، تجربه لازم برای تولید میلیون‌ها قطعه ثابت و با کیفیت را دارد.

بعلاوه، با تنوع قالب برای انتخاب، یکی از بزرگترین طیف قطعات پلاستیکی موجود در بازار را ارائه می‌دهد. ساپل که با توجه به نوع ارائه خدمات به مشتری بدون دردسر می‌تواند قطعات شما را در زمانی که به آن‌ها نیاز دارید تحویل دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس بگیرید.