روش قالب گیری بادی تزریقی بیشتر در تولید انبوه قطعات پلاستیکی، مانند ظروف یکبار مصرف و ظروف دارویی کاربرد دارد. فرآیند قالب گیری تزریقی (Injection Molding) یکی از اصلی ترین و محبوب ترین فرآیندها برای تبدیل مواد اولیه پلیمری به محصولات پلاستیکی است. در اصطلاح رایج به این فرآیند، تزریق پلاستیک نیز گفته می شود. دلیل محبوبیت و استفاده گسترده از این روش، هزینه بسیار پایین تولید هر محصول در تیراژ بالاست. تقریباً بیشتر قطعات پلاستیکی که به طور روزمره از آن ها استفاده می کنیم مانند لوازم آشپرخانه، بدنه لوازم خانگی، عینک، مسواک، قطعات خودرو و بسیاری از قطعات دیگر از این روش به دست می آیند.
این روش علاوه بر مزایای منحصر بفرد خود، دارای محدودیت هایی نیز است، محدودیت اصلی این روش سرمایه اولیه نسبتاً زیاد برای شروع پروسه تولید است، این هزینه بالای اولیه باعث شده که استفاده از این روش تنها برای تولید بالای 1000 قطعه مقرون به صرفه باشد. از دیگر محدودیت های آن زمان نسبتاً بالای آماده شدن محصول از زمان شروع طرح تا تولید آن خواهد بود (حداقل از 4 هفته تا چندین ماه ممکن است طول بکشد.)
سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی
سیکل فرآیند قالب گیری تزریقی بسته به نوع محصول بین 30 تا 90 ثانیه طول می کشد که شامل چهار مرحله زیر است:
1- ابتدا مواد اولیه پلیمری خشک شده و سپس به همراه افزودنی های مورد نیاز به وسیله قیف به درون دستگاه تزریق ریخته می شوند، بعد از آن این مواد توسط واحد تزریق به سمت بشکه حرکت می کنند.
2- دستگاه تزریق متشکل از یک محفظه فلزی است که مواد اولیه در این محفظه حرارت دیده و با یکدیگر ترکیب می شوند. در این محفظه قطعه ای پیچ مانند و در حال چرخش، پلاستیک را از درون بشکه به داخل قالب هدایت می کند. در این مسیر، پلاستیک به وسیله دستگاه گرمایشی (هیتر) اطراف بشکه ذوب می شود. حال قالب را قبل از تزریق ماده ی مذاب گرم کرده سپس ماده پلاستیکی را به سرعت در آن تزریق می کنند تا از سفت شدن آن قبل از پر شدن قالب جلوگیری شود. ( مقدار مواد تزریق شده را به اصطلاح شات گویند)
در ادامه فشار را برای مدتی ادامه داده تا از برگشت مواد جلوگیری شود، این عمل باعث می شود که محصول دچار چین خوردگی یا فرورفتگی نشود و کیفیت بهتری داشته باشد.
3- پلاستیک مذابی که درون قالب قرار دارد، به محض تماس با سطوح داخلی قالب، سرد شده و با پایین آمدن دمای ترموپلاستیک، ماده ی مذاب جامد شده و شکل قالب را به خود می گیرد و تا هنگامی که زمان مورد نظر برای خنک سازی قطعه سپری نشده باشد قالب بسته خواهد ماند.
4- در مرحله آخر پس از گذراندن زمان خنک سازی، قطعه تولید شده توسط پین های افشانک که در پشت نیمه قالب قرار گرفته است از قالب جدا می شود. برای جدا شدن قطعه از قالب، نیرویی باید اعمال شود زیرا در حین خنک سازی قطعه منقبض شده و به قالب می چسبد. در انتها قالب دوباره بسته شده و این پروسه برای تولید قطعه بعدی تکرار می شود.
معمولاً قطعاتی که با تزریق پلاستیک ساخته می شوند به محض تولید آماده استفاده بوده و نیازی به انجام مراحل پولیش، پرداخت و پساتولید ندارند.
سیکل فرآیند قالب گیری تزریقی بسته به نوع محصول بین 30 تا 90 ثانیه طول می کشد که به شرح شکل است این روش علاوه بر مزایای منحصر بفرد خود، دارای محدودیت هایی نیز است، محدودیت اصلی این روش سرمایه اولیه نسبتاً زیاد برای شروع پروسه تولید است.
مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند قالب گیری تزریقی
یکی از مزایای این روش، سازگاری طیف گسترده ای از ترموپلاستیک ها با این تکنولوژی است. ترموپلاستیک های استاندارد می توانند با افزودنی هایی مثل فیبر، ذرات لاستیک، مواد معدنی، مواد مقاوم در برابر آتش و دیگر ترموپلاستیک ها مقاوم شوند و خواص ویژه ای به دست آورند. یکی از پرمصرف ترین ترموپلاستیک ها در این فرآیند، استفاده از پلی استایرن فشرده است.
از جمله مواد افزودنی بسیار پرکاربرد در این تکنولوژی که برای افزایش سختی محصولات استفاده می شود فایبرگلاس نام دارد. فایبرگلاس می تواند در نسبت های 10، 15 و یا 30 درصد برای رسیدن به خواص مکانیکی مختلف با انواع ترموپلاستیک ها ترکیب شود. همچنین از مواد رنگدانه برای ترکیب رنگ بندی محصولات تا نسبت 3 درصد در این فرآیند استفاده می شود.
انواع دستگاه های تزریقی
دستگاه های فرآیند قالب گیری تزریقی به دو صورت افقی و عمودی ساخته می شوند که جهت باز و بسته شدن قالب را نشان می دهند.
در دستگاه تزریقی افقی پس از باز شدن قالب، قطعه تولید شده به سمت پایین سقوط کرده و از طریق یک مجرای تک کاناله از دستگاه خارج می شود. در دستگاه های تزریق عمودی معمولاً این اتفاق نمی افتد در حقیقت از دستگاه های تزریق عمودی برای قرار دادن قطعات فلزی در ماده پلاستیکی استفاده می شود. این دستگاه فضای به مراتب کمتری نسبت به نوع افقی خود اشغال می کند و از نظر اقتصادی و هزینه های اضافی، نوع عمودی به صرفه تراز نوع افقی خواهد بود.
دستگاه های فرآیند قالب گیری تزریقی به دو صورت افقی و عمودی ساخته می شوند که جهت باز و بسته شدن قالب را نشان می دهند.
انواع دستگاه تزریق از جهت سیستم انتقال مواد
1- پیستونی
2-ماردونی (پیچی)
انواع دستگاه تزریق از جهت حرکت صفحه متحرک:
1-دستگاه های بازویی
2- دستگاه های جکی
مشخصات قالب دستگاه تزریق
شکل محصول به دست آمده از این روش به طور مستقیم به هندسه و خواص قالب دستگاه وابسته است. قالب های این فرآیند عمدتاً توسط ماشین های CNC و از جنس آلومنیوم یا استیل ساخته می شوند. استاندارد سازی این قالب ها از طریق سه روش پولیش، پرداخت و پست پروسس صورت می گیرد.
بخش عمده هزینه ی راه اندازی خط تولید این فرآیند، برای ساخت قالب های تزریق پلاستیک اختصاص دارد، بالا بودن این هزینه به علت تخصص فوق العاده زیاد در ساخت این نوع قالب ها است تا بتوانند هزاران (حتی ده ها هزار) محصول را با دقت تولید کنند.
در سال های اخیر به علت پیشرفت در مواد اولیه پرینتر سه بعدی، امکان ساخت قالب های این فرآیند با پرینترهای سه بعدی فراهم شده است به طوری که قالب های تزریق پلاستیک سه بعدی، بسیار ارزان تر از قالب های معمول هستند نکته مثبت این قالب ها در تولید محصول با تیراژ کمتر از 1000 قطعه است که توانسته است تأثیر بسزایی در رشد این فرآیند داشته باشد.
قالب های فرآیند تزریقی عمدتا توسط ماشین های CNC و از جنس آلومینیوم و یا استیل ساخته می شوند.استاندارد سازی این قالب ها از طریق سه روش پولیش، پرداخت و پست پروسس صورت می گیرد.
کاربرد قالب گیری تزریقی
قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات پلاستیکی دیواره نازک آن هم در تیراژ بالا مورد استفاده قرار می گیرد. محفظه دیواره نازک یکی از اصلی ترین تولیدات این فرآیند است که این محفظه ها در محصولات متعددی مانند انواع ظروف و لوازم آشپزخانه، لوازم خانگی، لوازم الکترونیکی مصرفی، قطعات خودرو، لوازم پزشکی و دیگر زمینه ها استفاده می شوند.
علاوه براین می توان محصولات کوچک مانند در بطری، درپوش سینک ظرفشویی، اسباب بازی، ظروف پلاستیکی و قطعاتی از دوربین را نیز تولید کرد.
فرآیند قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات پلاستیکی دیواره نازک آن هم در تیراژ بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این فرآیند کاربرد هایی است که محفظه دیواره نازک یکی از اصلی ترین تولیدات این فرآیند است که این محفظه ها در محصولات متعددی مانند انواع ظروف و لوازم آشپزخانه، لوازم خانگی، لوازم الکترونیکی مصرفی، قطعات خودرو، لوازم پزشکی و دیگر زمینه ها استفاده می شوند
مشکلات دستگاه قالب گیری تزریقی
اختلالات به وجود آمده در قطعات قالب گیری تزریقی ممکن است ناشی از چهار قسمت اصلی باشند:
بنابراین لازم است بدانیم که کدام یک از بخش های دستگاه دچار نقص شده است. مشکلات مربوط به دستگاه قالب گیری تزریقی می تواند به دلیل یکی از موارد زیر باشد:
معایب
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
