مزایا و معایب قالب های نمونه اولیه در صنعت تزریق پلاستیک

مزایا و معایب قالب های نمونه اولیه در صنعت تزریق پلاستیک:
معمولاً در هر زمینه­ای استفاده از قالب تزریق پلاستیک جهت تولید قطعات پلاستیکی امری ضروری خواهد بود. اما با این حال استفاده از روش قالب گیری تزریق پلاستیک، به معنی هزینه های بالا و یک روند طولانی مدت می­باشد.

بنابراین مهم است که بدانیم چه زمانی باید از این روش استفاده کنیم که تولید محصول ما با صرفه اقتصادی همراه باشد. در نمونه سازی­های سریع و تولید سری­های کوچک و متوسط، می­توان از ابزار­های قالب گیری تزریقی سریع بهره برد.

فرایند قالب گیری تزریقی همانند ابزار تولید سری (تعداد مشخصی از محصول) است. اما این ابزار با مشخصات خاصی سازگار است.

معمولا از قالب­های ابزار سریع یا قالب­های نمونه اولیه استفاده­های زیادی می­شود. اما قالب­های نمونه اولیه یا همان پروتوتایپ، می­توان قطعات کیفی نزدیکتر به واقعیت را به موقع و در زمان مناسب و با هزینه­های کنترل شده تولید کرد.

در این بخش، ما شما را با برخی مزایا و معایب این فناوری قالب­های نمونه اولیه (پروتوتایپ) آشنا خواهیم کرد تا بتوانید جهت تولید محصول خود، انتخاب آگاهانه­ای داشته باشید.

قالب نمونه اولیه یا قالب پروتوتایپ چیست و چه کاربردی دارد؟
همان طور که از نام آن پیداست، یک قالب نمونه اولیه جهت تولید سریع نمونه­های اولیه طبقه بندی شده با مواد مناسب و برای تولید سری های کوچک و متوسط قطعات پلاستیکی تا هزاران عدد، طراحی می­گردد.

این روش به طور ویژه برای تولید اقتصادی و سریع نمونه­های اولیه، دیگر نمونه­ها و سری­های کوچک از قطعات طراحی شده است.

خواص قطعه تزریقی مانند قطعه تولید شده با قالب­های سری است؛ اما طول عمرقالب نمونه اولیه، پایین­تر است. هنگامی که تعداد قطعات قابل توجه باشد و یا جهت صنعتی سازی کردن قطعه به اطلاعات نیاز باشد، استفاده از این فن­آوری با قالب سیلیکون ترجیه داده می­شود.

این ابزار سریع شامل دو پایه اصلی قالب و یک صفحه حفره سفارشی است و فقط صفحات حفره ماشین کاری می شوند و معمولا هم از آلیاژ آلومینیوم و یا فولاد نرم ساخته می­شوند.

مزایای قالب نمونه اولیه:

کاهش ریسک ساخت نمونه مفهومی:
چون این قالب از الومینیوم و آلیاژ فلز نرم ساخته شده است، ریسک ساخت طرح مفهومی بسیار کاهش می­یابد. در حقیقت، ماشین کاری این ماده نسبت به فلز آسانتر است و قالب تمام عملکردهای سری اول را شامل نمی­شود.

این امر باعث می­شود که در صورت لزوم، تغییرات و اصلاحات روی حفره­ها، ساده تر و آسانتر صورت پذیرد. در مرحله نمونه سازی و برای تولیدات آزمایشی و موقت، این انعطاف پذیری یک مزیت بزرگ محسوب می­گردد.

تسریع در ساخت نمونه مفهومی:
فرایند تولید قالب تسریع می­شود و اولین قطعات با متریال اصلی شما، در مدت زمان کمتری تولید می­شود (معمولا بین 2 تا 4 هفته). بسته به پیچیدگی حفره­ها، ماشین کاری آنها 20 تا 40 درصد و پولیش آنها 5 تا 10 بار سریع­تر از ماشین کاری و پولیش سری قالب­های فولادی است. این یک راه حل بسیار خوب برای افزایش سرعت است.

کاهش ریسک مالی:
اگر چه قالب گیری تزریق پلاستیک، گرانترین فن­آوری نمونه سازی است، اما جهت تولید قطعاتتان به وسیله قالب نمونه اولیه، می­توانید سرمایه گذاری اولیه خود را کاهش دهید. در واقع امکان تولید چند هزار قطعه (حداکثر 150 تا 200 عدد با قالب سیلیکون) در مدت زمان نسبتاً کوتاه را فراهم می­کند. همچنین قطعه تولید شده با این قالب، خواص قطعه اصلی را دارد و شما می­توانید از آن جهت تولید بخش­های کوچک قطعات از آن استفاده کنید.

مزایای استفاده از قطعات سری:
این قطعات دقیقا مانند قطعات تزریقی با قالب تزریق پلاستیک خواهند بود. اشکال پیچیده و تلورانس دقیق، انتخاب­های گسترده­ای از مواد، عملیات پایان­کاری خوب، قالب نمونه اولیه را به کارآمدترین راه­حل نمونه سازی تبدیل کرده است. همچنین با استفاده از قالب نمونه اولیه می­توان فرایندهای Over molding و Insert molding را نیز امکان پذیر ساخت.

 معایب قالب نمونه اولیه:

گران­ترین فناوری نمونه سازی:
حتی اگر ساخت قالب نمونه اولیه ارزانتر از قالب سری باشد، هزینه سرمایه گذاری متحمل شده بسیاربیشتر از سایر فناوری­های نمونه سازی اولیه خواهد بود. هزینه تجهیزات (مانند ماشین­های قالب­گیری تزریقی و تجهیزات ماشین­کاری) و همچنین نیروی کار ماهر بیشتر و همچنین هزینه مواد نیز بالاست.

فرایند طولانی­تر:
اگر چه این فرایند سریعتر از قالب تزریق پلاستیک استاندارد است، اما همچنان این فرایند نسبت به دیگر فرایندهای نمونه سازی اولیه طولانی­تر است. زیرا شما نیاز به ساخت قالب دارید تا بتوانید قطعاتتان را تولید کنید. این در حالیست که فناوری­های نمونه سازی سریعتری نیز مانند پرینتر سه­بعدی، SLA و Vacuum casting نیز وجود دارند.

محدودیت­های تولید:
با توجه به سرمایه­گذاری مورد نیاز، این روش برای تولید تیراژ بالا، سود بیشتری خواهد داشت و برای کمتر از 100 قطعه توصیه نمی­شود. از طرف دیگر نیز برای تولید انبوه مناسب نخواهد بود. این فناوری، پل ارتباطی بین مراحل نمونه سازی و تولید انبوه است.

تزریق پلاستیک:
تزریق پلاستیک حتی در زمینه نمونه سازی و تولید سری­های کوچک، به مدارک و گواهینامه­های بسیار مشخصی نیاز دارد. از ابتدای پروژه، انتخاب یک شریک قابل اعتماد امری بسیار مهم است و مرحله مقدماتی گاهی اوقات با استفاده از قالب سیلیکون لازم است.