فرآیند تزریق پلاستیک

فرایندی برای تولید قطعات پلاستیکی

تزریق پلاستیک یکی از پرکاربردترین روش‌های تولید قطعات پلاستیکی است که در آن، مواد مذاب پلاستیک با فشار به درون یک قالب فلزی تزریق شده و پس از سرد شدن و جامد شدن، قطعه‌ی مورد نظر از قالب خارج می‌شود. این فرایند برای تولید انبوه قطعات با دقت و کیفیت بالا بسیار مناسب است.

فرآیند تزریق پلاستیک شامل مراحل زیر است:

1. آماده‌سازی مواد:

• ذوب کردن پلاستیک: پلاستیک خام (پودر، گرانول یا شمش) در یک دستگاه تزریق پلاستیک (که به آن تزریق کننده یا ماشین تزریق نیز گفته می‌شود) ذوب می‌شود. این ذوب در یک سیلندر گرم می‌شود که دمای آن به نوع پلاستیک بستگی دارد. سیستم‌های کنترل دمای دقیق برای دستیابی به دمای مناسب و جلوگیری از تجزیه یا تغییر خواص پلاستیک بسیار مهم هستند.
• پاک کردن مواد: اگر مواد پلاستیکی آلودگی داشته باشند (مانند قطعات فلزی)، این آلودگی‌ها باید قبل از ورود به سیلندر حذف شوند.
• خشک کردن مواد: برای برخی از پلاستیک‌ها، خشک کردن مواد قبل از ذوب کردن آن‌ها ضروری است تا رطوبت که می‌تواند منجر به مشکلات در فرآیند شود، از بین برود.

2. تزریق پلاستیک:

• وارد کردن مواد به قالب: مواد ذوب‌شده از طریق یک نازل (مخروط) به داخل قالب تزریق می‌شوند. قالب، که از فولاد یا آلیاژهای مشابه ساخته شده است، به شکل قطعه مورد نظر طراحی شده و در دستگاه تزریق قرار دارد.
• فشار و دمای کنترل شده: فشار و دما در سیلندر و داخل قالب برای شکل‌دهی مناسب پلاستیک کنترل می‌شوند. این کنترل‌ها به نوع پلاستیک، ضخامت قطعه و طراحی قالب بستگی دارند.

3. سرد شدن و جداسازی:

• سرد شدن: قطعه پلاستیکی در داخل قالب سرد می‌شود و به شکل نهایی خود در می‌آید. سرعت سرد شدن تأثیر مستقیمی بر کیفیت قطعه دارد.
• جداسازی قطعه: پس از سرد شدن کامل، قالب باز می‌شود و قطعه پلاستیکی از قالب خارج می‌شود.

4. بررسی و کنترل کیفیت:

• کنترل ابعاد و شکل: قطعات تولید شده از نظر ابعاد، شکل و کیفیت سطح بررسی می‌شوند.
• آزمایش‌های مکانیکی: در برخی موارد، قطعات تولید شده از نظر مقاومت مکانیکی، سختی، استحکام و دیگر ویژگی‌های مورد نیاز آزمایش می‌شوند.

عوامل کلیدی در فرآیند:

• طراحی قالب: طراحی قالب نقش بسیار مهمی در کیفیت و عملکرد قطعه دارد.
• نوع پلاستیک: خواص فیزیکی و شیمیایی پلاستیک تأثیر مستقیمی بر فرآیند تزریق و کیفیت قطعه دارد.
• کنترل دما و فشار: کنترل دقیق دما و فشار در سیلندر و قالب بسیار مهم است.
• سرعت تزریق: سرعت تزریق و زمان ماندگاری در قالب بر کیفیت قطعه تأثیر می‌گذارد.

در کل، فرآیند تزریق پلاستیک، یک فرآیند پیچیده است که نیازمند دانش فنی و تجهیزات پیشرفته است. کنترل دقیق پارامترهای مختلف، از مواد اولیه گرفته تا مراحل تولید و کنترل کیفیت، برای تولید قطعات با کیفیت بالا ضروری است.

فرآیند تزریق پلاستیک شامل مراحل متعددی است که در ادامه به طور خلاصه توضیح داده شده اند:

1. طراحی و آماده سازی:

• طراحی قالب: طراحی دقیق قالب تزریق پلاستیک یکی از مراحل کلیدی است. قالب باید به گونه ای طراحی شود که قطعه مورد نظر با دقت و کیفیت مطلوب تولید شود. این شامل در نظر گرفتن ابعاد، شکل، و ویژگی های مکانیکی قطعه، ضخامت دیواره ها، و محل قرارگیری سوراخ ها و سایر ویژگی های خاص است.
• طراحی قطعه: طراحی قطعه در نرم افزارهای CAD انجام می شود. این طراحی باید به گونه ای باشد که در قالب تزریق پلاستیک، به راحتی و به طور کامل تولید شود.
• ساخت قالب: قالب تزریق پلاستیک از فولادهای مقاوم در برابر سایش و حرارت ساخته می شود و فرآیند ساخت آن پیچیده و زمانبر است. ساخت قالب نیازمند دقت و تجربه بالا است.

2. آماده سازی مواد:

• انتخاب گرید پلاستیک: انتخاب نوع پلاستیک مناسب برای کاربرد مورد نظر بسیار مهم است. گریدهای مختلف پلاستیک خواص متفاوتی دارند که باید با نیازهای پروژه مطابقت داشته باشند.
• پاک سازی مواد: پلاستیک ها گاهی اوقات نیاز به پاک سازی دارند تا از وجود ناخالصی های احتمالی جلوگیری شود.
• ذخیره سازی: مواد باید در دمای مناسب و به دور از رطوبت و آلودگی نگهداری شوند.

3. فرآیند تزریق:

• گرمایش پلاستیک: پلاستیک به کمک دستگاه های حرارتی، ذوب و آماده تزریق می شود. دمای ذوب پلاستیک بستگی به نوع آن دارد.
• تزریق پلاستیک به قالب: مواد مذاب پلاستیک با فشار از طریق نازل وارد قالب می شود.
• انجماد و خنک سازی: قطعه تزریق شده در قالب، سرد شده و جامد می شود.
• باز کردن قالب: پس از خنک شدن کامل قطعه، قالب باز می شود و قطعه از آن خارج می شود.

4. پس از فرآیند:

• بررسی کیفیت: قطعات تولیدی از نظر ابعاد، شکل، و کیفیت بررسی می شوند.
• تمیز کردن قالب: قالب پس از هر بار استفاده باید تمیز شود تا از چسبیدن مواد و ایجاد مشکل در فرآیندهای بعدی جلوگیری شود.
• کنترل و نگهداری: کنترل پارامترهای فرآیند مانند دما، فشار، سرعت تزریق و … برای بهبود کیفیت و بهینه سازی فرآیند بسیار مهم است.
• کنترل کیفیت قطعات: بررسی پارامترهای فیزیکی قطعات مانند مقاومت در برابر ضربه، کشش، و … انجام می شود.

عوامل مهم در فرآیند تزریق پلاستیک:

• دما: دما در مراحل مختلف فرآیند بسیار مهم است و باید به دقت کنترل شود.
• فشار: فشار تزریق بر کیفیت و شکل قطعه تاثیر دارد.
• سرعت تزریق: سرعت تزریق بر زمان تولید و کیفیت قطعه تاثیر می گذارد.
• طراحی قالب: طراحی قالب نقش اساسی در کیفیت و کارایی فرآیند دارد.
• نوع پلاستیک: نوع پلاستیک و خواص آن، بر فرآیند تزریق و کیفیت قطعه تاثیر می گذارد.

این توضیحات کلی است و جزییات بیشتر به نوع ماشین تزریق، نوع پلاستیک مورد استفاده، و پیچیدگی قطعه بستگی دارد.

انواع مواد اولیه در تزریق پلاستیک:

در فرایند تزریق پلاستیک، از انواع مختلفی از مواد اولیه پلاستیکی استفاده می‌شود که هر کدام دارای خواص و کاربردهای متفاوتی هستند. برخی از پرکاربردترین آنها عبارتند از:

• پلی اتیلن (PE): پلاستیکی با انعطاف پذیری بالا، مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی
• پلی پروپیلن (PP): پلاستیکی با مقاومت بالا در برابر حرارت، مواد شیمیایی و سایش
• پلی استایرن (PS): پلاستیکی شفاف و سبک وزن با قابلیت شکل‌دهی آسان
• پلی وینیل کلراید (PVC): پلاستیکی مقاوم در برابر مواد شیمیایی و آب، اما با دوام کمتر نسبت به برخی پلاستیک‌های دیگر
• پلی کربنات (PC): پلاستیکی با مقاومت ضربه بالا، استحکام و شفافیت
• ABS: یک کوپلیمر با مقاومت بالا در برابر ضربه، گرما و مواد شیمیایی

مزایای تزریق پلاستیک:

• تولید انبوه: این روش برای تولید انبوه قطعات با سرعت و راندمان بالا بسیار مناسب است.
• دقت بالا: قطعات تولید شده با این روش دارای دقت ابعادی بالایی هستند.
• تنوع در شکل و اندازه: می‌توان با تغییر قالب، قطعات با اشکال و اندازه‌های مختلف تولید کرد.
• قیمت مناسب: هزینه تولید قطعات با این روش نسبتاً پایین است.
• استفاده از مواد مختلف: می‌توان از انواع مختلف مواد پلاستیکی در این روش استفاده کرد.

معایب تزریق پلاستیک:

• هزینه اولیه بالا: هزینه تهیه قالب‌های تزریق پلاستیک بالا است.
• محدودیت در طراحی: طراحی برخی قطعات ممکن است با محدودیت‌های این روش روبرو باشد.
• نیاز به تخصص: به نیروی انسانی ماهر و متخصص نیاز دارد.

کاربردهای تزریق پلاستیک:

تزریق پلاستیک در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، الکترونیک، پزشکی، بسته‌بندی و… کاربرد فراوان دارد. از قطعات کوچک مانند پیچ و مهره تا قطعات بزرگ مانند بدنه خودرو، با استفاده از این روش تولید می‌شوند.