اجزای قالب تزریق پلاستیک

فرایند تزریق پلاستیک یکی از رایج ترین روش ساخت قطعات پلاستیکی است. ابداع قالب های تزریق پلاستیک منجر به تولید انبوه انواع قطعات پلاستیکی مورد نیاز بشر شد، قطعاتی که امروزه به لطف اختراع دستگاههای تزریق پلاستیک، با کیفیت بالا و در کوتاه ترین زمان تولید می شوند.

این محصولات که ضخامت کمی دارند، مصرف گستردهای همچون لوازم خانگی، قطعات پلاستیکی اتومبیل و... دارند. یک دستگاه تزریق پلاستیک متشکل از اجزای مختلفی است که با هدایت مواد مذاب پلاستیکی به داخل یک محفظه ی از پیش طراحی شده، قطعه نهایی تشکیل می شود.

سه عامل سایش، دما و فشار بالا در قالب های تزریق پلاستیک سبب استهلاک اجزای قالب می شود. از این رو از فولاد، آلومینیوم و یا آلیاژهای مقاوم در برابر این عوامل برای ساخت قالب تزریق پلاستیک استفاده می شود. در میان فلزات پیشنهادی، فولاد سخت شده از مقاومت بالا و قیمت مناسبی برخوردار است. در ادامه این مطلب به معرفی قالب تزریق پلاستیک و اجزای آن می پردازیم.

اجزای قالب تزریق پلاستیک

اساس کار یک دستگاه تزریق پلاستیک، ذوب رزین، تزریق به سیستم، قالب گیری و در نهایت خروج قطعه است. این چرخه در زمان کوتاهی بین 2 ثانیه تا نهایتا 2 دقیقه به طول میانجامد. یک قالب تزریق پلاستیک اصولا از دو جزء اصلی تشکیل می شود. بخش حفره و قسمت هسته که با قرار گیری مذاب پلاستیکی بین این دو ناحیه و فرایند سردسازی، قطعه نهایی شکل می گیرد.

هنگامی که قالب بسته می شود، در فاصله موجود بین این دو قطعه، رزین مذاب با فشار بالا تزریق می شود. در اصطلاح عامیانهتر، ناحیه ی حفره کویته و هسته، ماهیچه نامیده شده است. بسته به شکل درخواستی، تعداد کویته های تعبیه شده در قالب تزریق پلاستیک متفاوت خواهد بود.

در مجموع یک قالب تزریق شامل دو سیستم است. سیستم تزریق که در ناحیه پشت کویته قرار می گیرد و بخش پران که در سمت ماهیچه تعبیه شده است. هریک از این سیستم ها داری اجزای مختلفی هستند:

کانال تزریق مذاب

ناحیه تزریق پلاستیک مرحله قبل از قالب گیری است که از اهمیت بالایی در دستگاه برخوردار است. این ناحیه از نازل ماشین تا کانالهای منتهی به دو صفحه ی قالب گیری ادامه مییابد. کانال ابتدایی ورود مواد مذاب را اسپرو مینامند.

حلقه ی جاگیری یا همان حلقه ی تنظیم و بوش اسپرو برای هدایت دقیق مواد مذاب به قالب تعبیه شده اند. این قطعات باید به درستی تنظیم شوند تا مانع حرکت قالب در اثر اعمال فشار سیلندر شوند. بوش اسپرو تحت فشار و سایش زیادی در دمای بالا قرار می گیرد. از این رو برای ساخت آن باید از آلیاژهای مقاوم و پوششهای ضد سایش استفاده کرد.

کانالهای خنک سازی

پس از فرایند تزریق مذاب و ورود آن به ناحیه کویته ی قالب، بلافاصله سیستم سرمایشی قالب شروع به کار می کند. در واقع راهگاه های تعبیه شده در حاشیه محل قالبگیری، به طور مداوم سطح تماس قالب با مذاب را سرد می کند.

این راهگاه ها با عبور مداوم مایعات در دمای پایین، قالب را سرد می کنند. توان سرمایشی کانالهای خنک سازی رابطه ی مستقیمی با سرعت عملکرد دستگاه دارد و تا پایان زمان خنک شدن قطعه، قالب باز نمی شود. مدت زمان دقیق خنک شدن یک قطعه در دستگاه، با در نظر گرفتن خواص ترمودینامیکی پلاستیک و حداکثر ضخامت دیواره ی قطعه تخمین زده می شود.

کانال های گرمایشی

در طول مسیر عبور مذاب از نازل تا کویته امکان کاهش دمای مذاب وجود دارد. در صورت سرد شدن مذاب ویسکوزیته آن افزایش میباید و در نهایت فرایند قالبگیری نتیجه مطلوبی نخواهد داشت. از این رو طراحان با تعبیه سیستم گرمایشی در اسپرو و مسیر عبور مذاب، مانع سرد شدن مذاب می شوند.

هواگیری

طبیعی است که در هنگام بستن قالب مقداری هوا بین کویته و ماهیچه حبس شود. این میزان هوا در طول فرایند تزریق ممکن است منجر به افزایش بیش از حد دما و سوخت مذاب شود. از طرفی با حبس شدن هوا در بین مذاب، کیفیت قطعه نهایی کاهش مییابد. برای حل این مسئله دریچه های هواگیری در بین دو صفحه ی قالب گیری تعبیه شده اند.

سیستم پران

پس از تزریق و عمل قالب گیری، قطعه باید با مکانیزمی از قالب تزریق پلاستیک جدا شود. چرا که پس از سرد شدن و انقباض، قطعه به سطح قالب میچسبد. جداسازی قطعه از قالب با مکانیزم پران و بدون آسیب رسیدن به آن انجام می شود.

سیستم پران از اجزای متفاوتی تشکیل شده است؛ جعبه، میله، صفحه های پران و تعداد مشخصی پین پران در ناحیه ی پشتی ماهیچه ی قالب جای می گیرند. به محض باز شدن گیره ی دستگاه، میله ی پران جابجا شده و منجر به فعال شدن سیستم پران خواهد شد.

در نتیجه این عمل صفحه پران عقب نشینی کرده و پین های پران قطعه را از سطح قالب جدا کرده و به بیرون پرتاب می کنند. به منظور تسهیل در فرآیند خروج قطعه، معمولا پیش از قالب گیری ترکیبی از عوامل جداکننده را بر سطح ماهیچه اسپری می کنند. این مواد سبب پیش گیری از چسبیدن قطعه به ماهیچه می شوند.

مراحل کار قالب تزریق پلاستیک

مجموعه فرایندهایی که در دستگاه تزریق پلاستیک برای تولید یک محصول رخ می دهد، شامل مراحل زیر است:

• قالب با گیره های نگهدارنده بسته می شود.
• مقدار مشخصی مذاب که از ویسکوزیته و دمای مناسبی برخوردار است، تحت فشار زیاد به درون حفره ی قالب تزریق می شود. این مقدار از پیش تعیین شده را شات مینامند.
• پلاستیک در تماس با ناحیه سرد قالب جامد شده و شکل می گیرد. بر اثر سرد شدن پلاستیک، قطعه منقبض می شود. به منظور جبران انقباض احتمالی ناشی از سرد شدن، تزریق پلاستیک مذاب با فشار بالا ادامه مییابد.
•  در پایان کار گیره های نگهدارنده باز شده و سیستم پران فعال می شود. قطعه ی تولید شده با کمک پین های پران، از ماهیچه جدا می شود و برای شروع مجدد به حالت اولیه برمی گردد.