فرایند تزریق پلاستیک

پلاستیک

قطعات پلاستیکی در بسیاری از صنایع استفاده می شود. از خودرو گرفته تا لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی، قطعات در انواع پلاستیک ها برای محافظت، تقویت و ساخت طیف وسیعی از محصولات استفاده می شود. با این حال تعداد بسیار کمی از تولیدکنندگان می دانند که قطعات پلاستیکی آنها چگونه تولید می شود.

با عملکرد قابل اعتماد و با کیفیت بالا، قالب گیری تزریقی یکی از رایج ترین فرآیندهای مورد استفاده برای تولید قطعات پلاستیکی است. در واقع، انتظار می‌رود نرخ رشد سالانه ترکیبی (CAGR) بازار تزریق پلاستیک تا سال 2028 تا 4.6 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 تزریق پلاستیک و نحوه کنترل تولیدکنندگان با تجربه برای تولید قطعات پلاستیکی با بهترین کیفیت توضیح داده می‌شود. پوشش خواهیم داد:

تزریق پلاستیک یک فرآیند تولید پیچیده است. با استفاده از یک ماشین هیدرولیک یا الکتریکی تخصصی، فرآیند ذوب، تزریق و تبدیل پلاستیک به شکل یک قالب تزریق پلاستیک که در دستگاه نصب شده است، می شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر از ساخت و قیمت قالب تزریق پلاستیک کلیک نمایید.

ویژگی های مهم تزریق قالب پلاستیک

انعطاف پذیری : تولیدکنندگان می توانند طرح قالب و نوع ترموپلاستیک مورد استفاده برای هر جزء را انتخاب کنند. این بدان معناست که فرآیند تزریق پلاستیک 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، ماشین های قالب گیری تزریقی می توانند هزاران مورد در ساعت تولید کنند. استفاده از ماشین‌تزریق پلاستیک الکتریکی نیز این فرآیند را نسبتاً 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 پلاستیک (که گرانترین عنصر است) ساخته شد، هزینه تولید هر جزء نسبتاً 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.

قالب تزریق 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 می کند تا تولیدکنندگان قطعات پلاستیکی را که می توانند کیفیت و ثبات مورد نیاز خود را ارائه دهند، شناسایی کنند.

انتخاب گرمانرم و قالب پلاستیک مناسب

قبل از شروع فرآیند واقعی، مهم است که گرمانرم ها و قالب های مناسب انتخاب یا ایجاد شوند، زیرا این عناصر ضروری هستند که اجزای نهایی را ایجاد و تشکیل می دهند. 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 تشکیل شده است: حفره و هسته. حفره یک قسمت ثابت است که پلاستیک به آن تزریق می شود و هسته یک قسمت متحرک است که در حفره قرار می گیرد تا به شکل نهایی قطعه کمک کند. بسته به نیاز، ابزارهای قالب را می توان برای تولید اجزای متعدد یا پیچیده طراحی کرد. فشارها و دماهای زیاد مکرر که ابزارهای قالب در آن قرار می گیرند به این معنی است که آنها معمولاً از فولاد یا آلومینیوم ساخته می شوند.

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 می شود که ابزارها با استفاده از طراحی به کمک رایانه (CAD) و فناوری چاپ سه بعدی ساخته، نمونه اولیه و آزمایش شوند. از این ابزارها می توان برای توسعه دیجیتالی یا ایجاد یک قالب اولیه استفاده کرد که سپس می تواند در دستگاه با ترموپلاستیک انتخابی آزمایش شود.

آزمایش ابزار با ترموپلاستیک مناسب برای اطمینان از اینکه جزء نهایی خواص مناسبی دارد، کلیدی است. هر گرمانرم به دلیل ساختار مولکولی خود ویژگی ها، مقاومت در برابر دما و فشار متفاوتی را ارائه می دهد. پلاستیک‌هایی که ساختار مولکولی مرتب‌تری دارند، نیمه بلوری و پلاستیک‌هایی که ساختار شل‌تر دارند، پلاستیک‌های آمورف نامیده می‌شوند.خواص هر پلاستیک باعث می شود که آنها برای استفاده در قالب ها و اجزای خاصی مناسب باشند.

جهت اطلاع از قیمت فولاد قالب پلاستیک کلیک نمایید.

 

رایج ترین ترموپلاستیک های تزریق پلاستیک

اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) – با روکش صاف، سفت و سخت، ABS برای قطعاتی که به استحکام کششی و پایداری نیاز دارند عالی است.

نایلون ها (PA) – در طیف وسیعی از انواع موجود است، نایلون های مختلف خواص مختلفی دارند. به طور معمول، نایلون ها مقاومت خوبی در برابر حرارت و شیمیایی دارند و می توانند 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 ویژگی هایی که سازندگان از جزء نهایی خود و طراحی ابزار قالب نیاز دارند بستگی دارد. 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 135 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 می تواند آغاز شود.

 تغذیه و ذوب ترموپلاستیک

ماشین های قالب گیری تزریقی می توانند با هیدرولیک یا برق تغذیه شوند. . در ابتدایی ترین سطح خود، این ماشین ها از یک فیدر یا “قیف” در بالای دستگاه تشکیل شده اند. یک بشکه گرم شده استوانه ای بلند که یک پیچ تزریق بزرگ در آن قرار دارد. دروازه ای که در انتهای بشکه قرار دارد. و ابزار قالب انتخابی که گیت به آن متصل است.

برای شروع فرآیند، ساچمه خام ترموپلاستیک انتخاب شده به قیف در بالای دستگاه وارد می شود. با چرخش پیچ، این گلوله ها به تدریج وارد بشکه دستگاه می شوند. چرخاندن پیچ و حرارت از بشکه به تدریج گرمانرم را گرم کرده و ذوب می کند تا ذوب شود.

حفظ دمای مناسب در این بخش از فرآیند برای اطمینان از تزریق موثر پلاستیک و تشکیل دقیق قسمت نهایی، کلیدی است.

تزریق پلاستیک به قالب

هنگامی که پلاستیک مذاب به انتهای بشکه رسید، دروازه (که تزریق پلاستیک را کنترل می کند) بسته می شود و پیچ به عقب حرکت می کند. این مقدار پلاستیک را از بین می برد و فشار را در پیچ آماده برای تزریق افزایش می دهد. در عین حال، دو قسمت ابزار قالب به هم نزدیک می شوند و تحت فشار بالا نگه داشته می شوند 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 می شود، پیچ به سمت جلو حرکت می کند و پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق می شود.

زمان نگهداری و خنک شدن

هنگامی که بیشتر پلاستیک به داخل قالب تزریق می شود، برای مدت معینی تحت فشار نگه داشته می شود. این به عنوان “زمان نگهداری” شناخته می شود و بسته به نوع ترموپلاستیک و پیچیدگی قطعه می تواند از میلی ثانیه تا دقیقه متغیر باشد. این زمان نگهداری کلیدی است برای اطمینان از اینکه پلاستیک ابزار را بسته بندی کرده و به درستی شکل گرفته است.

پس از مرحله نگه‌داشتن، پیچ به عقب کشیده می‌شود و فشار را آزاد می‌کند و اجازه می‌دهد قطعه در قالب خنک شود. این زمان به عنوان «زمان خنک‌سازی» شناخته می‌شود، همچنین می‌تواند از چند ثانیه تا چند دقیقه متغیر باشد و اطمینان حاصل می‌کند که قطعه قبل از بیرون ریختن و تکمیل در خط تولید به درستی تنظیم می‌شود.

فرآیندهای تخلیه و تکمیل

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