قالب گیری تزریقی چیست؟

قالب گیری تزریقی چیست؟

آیا تا به حال از خود پرسیده اید که تمامی این قطعات پلاستیکی و فلزی موجود در منازل و محل کارمان چگونه به وجود آمده اند؟ قطعا تولید آن ها بسیار سخت و طاقت فرسا بوده است و تولید کنندگان برای رسیدن به چنین کیفیت و استحکامی خون دل ها خورده اند!

اما واقعیت این است که در دنیای تولید قطعات روش هایی وجود دارند که به شما اجازه می دهند بدون کمترین سختی و ناراحتی، و تنها با کمک فکر و مهارت، بیشترین و بهترین قطعات موجود در بازار را تولید کنید. یکی از این روش ها قالب گیری تزریقی است که می تواند برترین محصولات را به صورت انبوه تولید نماید. می خواهید بیشتر با این فرآیند آشنا شوید؟ مقاله ی امروز را از دست ندهید.

درباره چیستی قالب گیری تزریقی

قالب گیری تزریقی یکی از روش های ساخت قطعات فلزی یا پلاستیکی با کمک مواد اولیه ای همچون شیشه، انواع پلیمر، انواع الاستومر و فلزات است. در این روش مواد اولیه ی موردنیاز برای ساخت قطعه، به صورت مذاب در می آیند و از طریق دستگاه قالب گیری و با کمک اهرم ها و پیستون ها با فشار مشخصی به درون قالب از پیش تهیه شده تزریق می شوند.

قالب های به کار رفته در دستگاه های قالب گیری به روش تزریقی، اغلب به شکلی طراحی شده اند که بخارات مواد مذاب و گرمای آن را از طریق دریچه های تهویه به بیرون هدایت می کنند. به این ترتیب به خنک شدن و شکل گیری هرچه بهتر مواد مذاب درون قالب کمک خواهند کرد. این مواد پس از سرد شدن شکل قالب را به خود می گیرند و به شکل یک قطعه ی کاربردی از دستگاه قالب گیری خارج می شوند.

کاربردهای قالب گیری تزریقی

تقریبا بیشتر قطعات و لوازمی که در اطراف خود مشاهده می کنید با روش قالب گیری تزریقی تهیه شده اند. پس می توان گفت که کاربرد این روش از تولید قطعات با زندگی روزمره ی ما عجین شده است.اما اگر بخواهیم کاربردهای این روش را به شکل دقیق تری بررسی کنیم، باید بگوییم که قالب گیری به روش تزریق در صنایع بسیار متنوعی از قبیل تولید قطعات خودرو، صنایع الکتریکی و لوازم برقی، تولید اسباب بازی، لوازم خانگی یک تکه، ظروف نگهدارنده، صنایع بسته بندی و همچنین در تولید میز یا مبلمان پلاستیکی یا فلزی یکپارچه و صدها صنعت دیگر مورد استفاده قرار می گیرد و یکی از رایج ترین راهکارها برای تولید انبوه قطعات و لوازمی است که در دنیای مدرن مورد استفاده ی بشر قرار می گیرد.

انواع قالب گیری تزریقی

قالب گیری به روش تزریق یکی از بهترین راهکارها برای تولید انبوه و سریع قطعات است که به روش های بسیار گوناگون و با کمک دستگاه های تزریق متنوعی انجام می شود. اما تفاوت در نحوه ی اجرای تزریق باعث شده است که این فرآیند تولیدی به دو گروه قالب گیری پیچشی و قالب گیری پیستونی تقسیم شود. حالا بیایید ببینیم این روش های تزریق چه هستند و چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

قالب گیری پیچشی (Screw): در این شیوه ی تزریق مواد به درون قالب ها، اهرم تزریق به صورت چرخشی عمل می کند و با هم زدن رزین در محفظه ی گرم و حرکت رو به جلو آن را به سمت قالب هدایت می کند.

هنگامی که رزین مذاب اولیه به درون قالب وارد شد، اهرم تزریق به حالت چرخشی به عقب برمی گردد تا مواد بیشتری به داخل قالب راه پیدا کنند. مواد باقی مانده با کمک دوران اهرم تزریق به سمت قالب حرکت می کنند و به این ترتیب قالب به طور کامل از مواد مذاب پر می شود.

قالب گیری پیستونی (Ram or Plunger): در این شیوه از تزریق، ماشین قالب گیری از اهرم فشار برای انتقال مواد مذاب به درون قالب کمک می گیرد. هنگامی که مواد اولیه به درون قیف ریخته می شوند و در آن به شکل مذاب در می آیند، اهرم یا بازوی تزریق به جای چرخش و به گردش در آوردن ماده ی مذاب، آن را با فشار به سمت قالب هدایت می کند. به همین خاطر این روش از قالب گیری به نام قالب گیری پیستونی شناخته می شود. در این سیستم از آب برای خنک کردن هرچه سریع تر مواد مذاب درون قالب استفاده می کنند.

جنس قالب ها در قالب گیری تزریقی

معمولا در فرآیند تزریق از دو نوع ماده ی گرمانرم و گرماسخت استفاده می شود که هر یک از آن ها در مواجهه با گرما واکنش مولکولی خاصی از خود نشان می دهند. برخی از این مواد در معرض گرما نرم می شوند و برخی دیگر با گرما دیدن سخت تر از قبل می شوند.

به همین خاطر انتخاب جنس مناسب برای قالب تزریق یکی از مهم ترین بخش های قالب گیری به روش تزریق است. به طور کلی قالب هایی که در فرآیند قالب گیری و به خصوص قالب گیری مواد پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرند، از جنس فلز هستند. چرا که فلزها می توانند سحی صاف و یکدست را در محصول نهایی ایجاد نمایند.

اما نوع فلزات به کار رفته در قالب ها تماما به نوع مواد اولیه، ترموست یا ترموپلاست بودن آن ها و همچنین استانداردهای تولید وابسته است. با همه ی این ها متداول ترین فلز برای ساخت قالب های این پروسه، آلیاژی از فولاد و کروم است. هرچه درصد کروم به کار رفته در این آلیاژ بیشتر باشد، با قابلیت پوشش دهی بالاتر سطح صاف تری را برای محصول نهایی شما ایجاد خواهد کرد.

ساختار قالب های تزریقی

هر قالب تزریق دارای دو بخش اصلی به نام های نیمه ی پران و نیمه ی تزریق است. این دو نیمه با قرار گرفتن در کنار یکدیگر شکل کلی و اصلی قالب را ایجاد می کنند و فضای مناسب برای شکل گیری مذاب پلاستیک را تشکیل می دهند.

این فضا به خودی خود شامل دو مولفه به نام های ماهیچه و کویته است. ماهیچه به بخش اصلی و هسته ی قالب و کویته به حفره های قالب گفته می شود. درواقع هنگامی که دو بخش قالب به یکدیگر می رسند، ماهیچه و کویته فضای لازم برای تشکیل قطعه را فراهم می کنند.

مراحل ساخت یک قالب تزریقی

برای ساخت قالب تزریقی پیش از هر چیز باید شکل ظاهری قالب و تعداد حفره های مورد نیاز آن مشخص شود. قالب ها معمولا بسته به نوع و تعداد قطعه های تولیدی می توانند یک یا چند حفره ای باشند. قالب های تک حفره ای برای تولیدات کم حجم و تکی و قالب های چند حفره ای برای تولیدات انبوه مورد استفاده قرار می گیرند.

پس از تعیین شکل و تعداد حفره ها، باید آلیاژ مورد نیاز برای ساخت قالب را انتخاب کنید. همانطور که گفتیم برای تولید قطعات پلاستیکی، ترکیبی از فولاد وکروم می تواند انتخاب مناسبی باشد. هرچند که آلومینیوم نیز یکی از فلزات ارزان قیمت و به صرفه در فرآیند تولید قالب است.

در این مرحله، باید بسته به جنس و نوع قالب ها و همچنین زمان مورد نیاز برای تولید هریک، ماشین آلات مناسب را برای تولید این قطعات انتخاب کرد. معمولا ماشین هایی از قبیل دریل، فرز، ماشین تراش، دستگاه cnc و همچنین اسپارک در بخش ساخت این قالب ها مورد استفاده قرار می گیرند.

پس از تولید هر بخش از قالب، قطعات در بخش مونتاژ آزمایش می شوند و درصورت تایید شدن سرهم خواهند شد. پس از مونتاژ قالب، نمونه ی اولیه برای تست کیفیت در فرآیند قالب گیری به روش تزریق مورد استفاده قرار می گیرد تا در صورت بروز مشکل سریعا اصلاح شود.در ادامه دو نوع قالب گیری را معرفی خواهیم کرد:

قالب گیری تزریقی پودر

قالب گیری تزریقی پودر روشی نوین برای تولید قطعاتی با جنسی شبیه به سرامیک است. در این فرآیند پودر فلز یا سرامیک با یکی از انواع پلیمر ترکیب می شود تا ماده ای خام با قابلیت شکل گیری در قالب به دست بیاید.

این ماده با ورود به دستگاه قالب گیری وارد قالب مورد نظر می شود و در آنجا تحت عملیات بایندر زدایی یا خارج سازی ماده ی پلیمری پیوند دهنده قرار می گیرد. پس از خروج ماده ی پلیمری از ترکیب، مخلوط باقی مانده با قرار گرفتن در معرض دما در طول زمانی مشخص به شکل نهایی و مورد انتظار در خواهد آمد.

قالب گیری تزریقی واکنشی

قالب گیری تزریقی واکنشی یا RIM شباهت بسیار زیادی به قالب گیری به روش تزریق ساده دارد. تنها تفاوت این دو روش از قالب گیری در استفاده از مواد اولیه است. مواد اولیه ی این فرآیند برخلاف فرآیند قالب گیری ساده، از نوع ترموست یا گرماسخت هستند و برای شکل گیری نهایی به شوک نیاز دارند.

در پروسه قالب گیری تزریقی واکنشی، پلیمرها تحت فشار تزریق با یکدیگر مخلوط می شوند و پس از ترکیب، تحت فشاری کمتر به درون قالب ها تزریق می شوند. مخلوط به دست آمده تا خنک شدن و رسیدن به شکل مناسب درون قالب ها استراحت خواهد کرد.

قالب گیری تزریقی که امروزه یکی از محبوب ترین و متداول ترین روش های تولید قطعات پلاستیکی است به شما اجازه می دهد تا با کم ترین هزینه و به ساده ترین شکل ممکن، محصول نهایی خود را به صورت انبوه تولید کنید.