انواع قالب گیری در فرآیند تزریق پلاستیک

با گسترش و نفوذ صنعت پلاستیک در تمام صنایع اصلی و استفاده گسترده از قطعات پلاستیکی انواع قالب گیری در صنعت تزریق و فرم دهی پلاستیک به کار می‌رود که در این مقاله به انواع قالب گیری پلاستیک و مزایای هرکدام می‌پردازیم.

انواع قالب‌گیری:

قالب‌گیری بادی تزریقی (تزریقی بادی) – Injection Blow Moulding

در قالب‌گیری تزریقی ( اینجکشن مولدینگ ) ، مواد پلیمری با فشار زیاد در قالب تزریق شده و سپس با فشار باد شکل می گیرند. در این فرآیند بنا به قالب طراحی شده محصولات پلاستیکی متنوعی تولید می شوند. اینجکشن مولدینگ رایج ترین نوع قالب‌گیری می باشد.

قالب‌گیری بادی اکستروژن (اکستروژن بادی) – Extrusion Blow Moulding

در قالب‌گیری بادی اکستروژن (اکستروژن بلومولدینگ)، انواع مواد اولیه ذوب شده به داخل یک لوله توخالی ( پاریزون ) اکسترود می‌شود. سپس قالب فلزی روی آن پاریزون (ها) بسته می شود. حال هوا به داخل پاریزون (ها) دمیده شده و آن را به شکل قالب، ولی توخالی در می آورد.

کویته قالب

کویته به همان حفره موجود در قالب گفته می‌شود.
قالب‌های تزریق پلاستیک از لحاظ کویته به دو دسته تقسیم می شوند.

۱- قالب تزریق پلاستیک تک کویته
۲- قالب تزریق پلاستیک چند کویته

وقتی تعداد کویته قالبی ۳ باشد، بدین معناست که با یکبار تزریق ۳ محصول با آن قالب بدست خواهد آمد.
همان طور که گفته شد قطعات پلاستیکی یکی از پرکاربردترین قطعات در دنیا هستند. ساخت این قطعات به وسیله قالب های تزریق پلی‌اتیلن 52518 پلاستیک امکان پذیر است. دستگاهی که این قالب بر روی آن نصب می شود دستگاه تزریق پلاستیک نام دارد. این دستگاه از دو بخش تزریق و قالب گیری ساخته شده است .
بخش تزریق شامل بخش های متنوعی است .نازل ، سیلندر قیف ، قیف مواد پلاستیکی ، گرم‌کن ، حرارت سنج و ترموکوپل از مهم‌ترین بخش های قسمت تزریق پلاستیک است .
بخش قالب گیری نیز از یک محفظه بزرگ تشکیل شده است در این محفظه دو بخش نصب می شوند که یکی ثابت است و دیگری متحرک . هر دو یک بخش ها شامل قالب تزریق پلاستیک می شوند. یک قالب بخش بیرونی را تشکیل می دهد . قالب دیگر بخش درونی را تشکیل می دهد .

فرآیند ساخت یک قطعه پلاستیکی با استفاده از انواع قالب پلاستیکی

برای ساخت یک قطعه پلاستیکی ابتدا باید مواد پلاستیکی که به آن‌ها ترموپلاست گفته می‌شود را ذوب کرد . این کار در بخش تزریق دستگاه انجام می شود. مواد از طریق قیف وارد دستگاه شده و با نسبت های تعیین شده با یکدیگر ترکیب می شوند و سپس توسط گرم‌کن ذوب شده و بعد وارد یک قیف به نام قیف سیلندر تزریق وارد می شود. سپس این مواد کم کم وارد سیلندر تزریق می شود. سپس سیلندر تزریق این موارد را به سمت دو قالب بیرونی و داخلی هدایت می کند و مواد بین دو قالب تزریق می شوند.
بعد از سپری شده مدتی این مواد سرد شده و بخش متحرک قالب گیری جدا می شود و قطعه پلاستیکی آماده است .

مزیت استفاده از قالب‌سازی تزریق پلاستیک

همان طور که گفته شد ساخت قطعات پلاستیکی با روش های مختلف امکان پذیر است . متداول ترین و مقرون به صرفه ترین روش قالب‌سازی تزریق پلاستیک است . ویژگی های این کار باعث شده است که استفاده از قالب های تزریق پلاستیک بسیار محبوب و همه گیر شود .
حتی می توان کارگاه های کوچکی را پیدا کرد که در آن‌ها تنها یک قالب وجود دارد و تنها با یک نفر اپراتور دستگاه فرآیند تزریق پلاستیک و ساخت قطعه پلاستیکی انجام می شود . به همین دلیل است که امروزه استفاده از قطعات پلاستیکی برای کارخانه جات و بخش های تولیدی بسیار مقرون به صرفه و مناسب است .

طراحی انواع قالب تزریق پلاستیک

طراحی انواع قالب تزریق پلاستیک مناسب و عالی برای انواع ماشین آلات تزریق پلاستیک نیازمند دانش و تجربه بسیار بالا در تولید قالب های صنعتی می باشد؛ و برای ساخت این نوع قالب ها شما باید در ابتدا مدل قطعه پلاستیکی را طراحی نمایید. 
طراحی قالب تزریق پلاستیک نیازمند انجام یک محاسبات خاص و رعایت کردن اصول و استاندارد های بالایی است. طراحی قالب تزریق پلاستیک نسبت به تولید قطعه پلاستیکی هزینه بالایی دارد و به همین دلیل باید در نهایت دقت و کارایی انجام شود. با رعایت و استفاده از این اصول می‌توان بهترین قالب های تولید پلاستیک را تولید و روانه بازار کرد.

مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک

همانطور که گفته شده مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک امروزه بسیار آسان تر و کوتاه شده است با استفاده از طرح و برنامه های کامپیوتری شما به راحتی می توانید مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک را انجام داده و این مراحل را با سرعت بیشتری نسبت به گذشته به سرانجام برسانید. مراحل ساخت قالب تزریق پلاستیک با توجه به قطعه مورد نظر می تواند در مدت زمان های مختلفی انجام شود. اگر قطعه دارای پیچیدگی های ظاهری و هندسی بالایی باشد برای ساخت آن زمان بیشتری مورد نیاز است. امروزه استفاده از خدمات تزریق پلاستیک برای ساخت قطعات پلاستیکی بسیار مرسوم است.

از مهم‌ترین ویژگی‌ها و دلایل استفاده از قالب‌های تزریق پلاستیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تولید آسان انواع قطعات پلاستیکی با استفاده از قالب سازی تزریق پلاستیک
• تولید آسان قطعات با طرح های متنوع ( تقریباً هر طرحی را می توان اجرا کرد )
• تولید آسان قطعات پلاستیکی با ریزه کاری های فراوان و طرح های هندسی پیچیده
• زمان کاری نسبتاً کوتاه با توجه به تولید هر قطعه پلاستیکی در چند دقیقه
• تولید بسیار انبوه در صورت بالا بودن حجم سفارش ( می توان چندین میلیون قطعه را در سال تولید کرد)
• نیروی کار نسبتاً کم ( تقریباً هر دستگاه قالب تزریق پلاستیک به یک نفر اپراتور نیاز دارد)
• ساخت خودکار قطعه پلاستیکی در قالب های تزریق پلاستیک و بدون نیاز به دخالت انسان و نیروی کار
• ‌کم بودن حجم ضایعات و تلفات دور ریز در ساخت قطعات پلاستیکی و امکان بازیافت و استفاده مجدد از آن‌ها
• قابلیت کار دستگاه قالب تزریق پلاستیک با چند مواد به صورت همزمان ( این دستگاه ها طیف گسترده ای از مواد پلاستیکی را شامل می شوند)

 از مواد اولیه پلاستیک که در تزریق پلاستیک بسیار رایج هستند میتوان به موارد زیر اشاره داشت

1. 1- پلی‌پروپیلن- پلی‌پروپیلن C30S- پلی‌پروپیلن MR230
2. 2- پلی اتیلن سنگین- پلی اتیلن 5110- پلی اتلین F7000
3. 3- ای بی اس- ABS
4. 4- پلی کربنات و…

اشاره کرد.البته باید به این نکته اشاره کرد که برای خرید محصولات پتروشیمی در تناژ بالا(حداقل 22 تن) باید در بورس کالا ثبت نام کنید . معمولا تولید کنندگان جز، مواد اولیه خود را از بازار و یا تولید کنندگان گرانول پلاستیک های بازیافتی تهیه میکنند.

تنوع در تولید محصولات

همانطور که گفته شد تقریبا تمام قطعات پلاستیکی ، توسط فرآیند تزریق تولید میشوند.بنابراین در این صنعت همواره میتوان ایده های تازه ای خلق کرد و محصول یا کالای جدیدی به بازار عرضه کرد.اما فقط تولید محصولات متنوع شما را در این صنعت به موفقیت نمیرساند بزرگترین چالش شما فروش محصولات است
شرکت های بزرگ که قطعات را در تیراژ بالا تولید میکنند ، نیازمند این هستند که  از دانش کافی و همچنین دقت بالا برخوردار باشند زیرا که کوچکترین اشکال ممکن است ضرر هنگفتی را به  شرکت مذکور وارد کند.گرچه به نظر میرسد تزریق پلاستیک یک فرآیند ساده است اما پیچیدگی هایی در تولید وجود دارد که در صورت عدم توجه متواند کسب و کار شما را زمین گیر کند.

برخی مشکلات رایج در تزریق پلاستیک 

در این مقاله به بررسی  برخی از مشکلات رایج در فرآیند تزریق پلاستیک و راهکار های آن میپردازیم:
بیشتر این مشکلات ناشی از خطای انسانی (به علت نبودن دانش کافی ) وهمچنین استفاده از ابزار نا مناسب ایجاد میشود.

خطوط جریان FLOW LINES  

خطوط جریان، خطوط و یا رگه هایی هستند که بر روی محصول نهایی دیده میشوند. این خطوط هنگام حرکت مذاب پلیمر در راهگاهها جهت پرکردن  قالب و در طی فر ایند خنک شدن در قالب تزریق پلاستیک به وجود می ایند. پلاستیک مذاب از طریق بخش ورودی به نام “دروازه”(gate) وارد قالب میشود. سپس از طریق حفره و راهگاهها در داخل قالب حرکت کرده  و پس از پر کردن قالب سرد میشود.

علل تغییر سرعت جریان در قالب تزریق پلاستیک

یکی از علل، “تغییر سرعت جریان مذاب هنگامی که  مذاب پلیمر برای پر کردن  قالب تزریق پلاستیک،  مجبور به تغییر مسیر حرکت در راهگاه ها میشود” است. همچنین هنگامی رخ می دهند که پلاستیک مذاب به بخش هایی از قالب با ضخامت دیواره متغییر وارد شود و یا هنگامی که سرعت تزریق بسیار کم است .

راه حل

• 1- سرعت و فشار تزریق با استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک را به سطح مطلوب افزایش دهید، که اطمینان حاصل شود حفره ها به درستی پر می شوند (و به پلاستیک مذاب اجازه خنک شدن در نقاط اشتباه را ندهیم). دمای پلاستیک مذاب یا خود قالب رانیز می توان افزایش یابد تا اطمینان حاصل شود که پلاستیک در طی مسیر خنک نشود.
• 2- در هنگام ساخت قالب باید دقت شود که  درگوشه های گرد و مکان هایی که در آن ضخامت دیواره قالب تغییر می کند از تغییرات ناگهانی جهت  راهگاه و جریان اجتناب کرد

انواع فرورفتگی قطعه در قالب تزریق پلاستیک

این ایراد معمولا در قسمت های ضخیم قطعه روی میدهد. فرآیند خنک شدن در قسمت های ضخیم ، کندتر از مابقی قسمت ها است و همین امر موجب ایجاد پدیده جمع شدگی در لایه های مرکزی میشود. این حالت بسیار شبیه فروچاله در زمین میباشد با این تفاوت  که فروچاله به علت فرسایش به وجود می اید ولی در پلاستیک به علت انقباض است.

علل

• 1- یکی از دلایل،عملکرد و زمان دهی نامناسب در فرآیند خنک شد ن قالب تزریق   است . همچنین می تواند ناشی از دمای بالای مذاب پلیمر باشد
• 2- در واقع، بخش های ضخیم دیرتر از بخش هایی با ضخامت کم خنک میشوند .بنابراین این مورد در قطعات ضخیم معمولا بیشتر دیده میشود

راه حل ها

• 1- دمای قالب باید کاهش یابد، فشار افزایش یابد و زمان بیشتری برای خنک شدن به قطعه داده شود.
• 2- در صورت امکان ضخامت ضخیم ترین دیواره را کاهش میدهیم .

حباب Vacuum voids    

حباب ها هوای محبوس شده در پلاستیک است .که معمولا این حباب نزدیک سطح در قسمت ضخیم قطعه به وجود می اید. تشکیل این  حباب ها موجب تمرکز تنش در ان ناحیه میشود.که در نتیجه موجب شکننده شدن قطعه میشود.

علل

• 1- فضاهای خلاء اغلب ناشی از انجماد ناهموار بین سطح و بخش های داخلی قطعه است
• 2- همچنین فشار پایین تزریق موجب میشود هوای داخل قالب به طزر کامل تخلیه نشود

راه حل

• 1- گیت ورود مواد را در ضخیم ترین قسمت قطعه بگذاریم.
• 2- فشار و زمان تزریق را افزایش دهیم .
• 3- از مواد با ویسکوزیته ی پایین(جریان پذیر تر) استفاده کنیم. در این صورت میتوان اطمینان حاصل کرد که گازهای کمتری به دام افتاده زیرا گازها قادر به فرار سریعتر میباشند.
• 4- از هم تراز بودن قسمت های قالب در هنگام نصب  اطمینان حاصل نمایید.

خط جوش Weld lines   

این حالت هنگامی رخ میدهد که دو جریان مذاب در قالب تزریق از دو جهت مختلف به هم میرسند.

علت

• هنگامی که پیوند نامناسب در حین فرایند انجماد بین 2 یا چند جریان مذاب که به هم میرسند ایجاد شود این خطوط ظاهر میگردند.

راه حل

• 1- درجه حرارت قالب یا پلاستیک مذاب را افزایش دهید
• 2- سرعت تزریق را افزایش دهید.
• 3- طراحی برای الگوی جریان را در قالب تزریق به صورتی تنظیم کنیم که منبع جریان وجود داشته باشد
• 4- از پلاستیک با ویسکوزیته ی و دمای ذوب پایین استفاده کنیم

ناقص بودن قطعه Short shot   

انواع قطعه ی پلاستیکی به صورت ناقص تولید میشود و قالب تزریق پلاستیک به طور کامل پر نمی‌شود.

علل

• 1- تنظیم نبودن فشار تزریق
• 2- استفاده از مواد با ویسکوزیته بالا
• 3- گازگیری نامناسب مواد

راه‌حل‌ها

• 1- استفاده از پلاستیک هایی با ویسکوزیته پایین تر و جریانپذیری بالاتر تا مذاب بتواند به طور کامل خلل و فرج قالب را پرکند.
• 2- افزایش دمای قالب یا مذاب به طوری که افزایش جریان را در بر داشته باشد.
• 3- طراحی مناسب قالب به صورتی که گاز محبوس شده در قالب به طور کامل تخلیه شود.
• 4- افزایش خوراک دهی به  دستگاه.
• انحراف یا خمیدگی در قطعه انحراف زمانی رخ می دهد که جمع شدگی ناهموار در قسمت های مختلف قطعه وجود داشته باشد. نتیجه یک شکل پیچ خورده، ناهموار یا خم است که مد نظر نمیباشد. 
  • علل
  • خنک نشدن یکنواخت قسمت های مختلف قطعه.نرخ خنک شدن متفاوت در قسمت های مختلف قطعه موجب ایجاد تنش در آن میشود. راه حل
  • 1- اطمینان حاصل کنید که زمان خنک شدن به اندازه کافی طولانی است و به اندازه کافی آهسته برای جلوگیری از ایجاد تنش ها درقسمت های مختلف.
  • 2- قالب را با ضخامت یکنواخت دیواره طراحی کنید تا مذاب پلاستیک در یک جهت جریان یابد
  • 3- مواد پلاستیکی را انتخاب کنید که احتمال تغییر شکل کمتری دارند. مواد نیمه کریستالی به طور کلی بیشتر در معرض پدیده انحراف هستند.  اثرات سوختگی Burn marks    عالئم سوختگی، تغییر رنگ است، معمولا  مانند رنگ زنگ زده، که بر روی سطح نمونه های تزریقی شکل می گیرد. علل
  • علائم سوختگی ناشی از تخریب مواد پلاستیکی به علت گرمای بیش از حد یا سرعت تزریق سریع است راه حل
  • سرعت تزریق را کاهش دهید.
  • بهینه سازی گاز گیر.
  • کاهش دمای قالب و مذاب جتینگ Jetting   جتینگ حالتی است که در آن پلاستیک مذاب با توجه به سرعت تزریق،از نواحی با سطح مقطع کوچک و باریک وارد ناحیه ضخیم شده و مذاب پلیمر  روی سطح قالب قرار نمی گیرد. علل
  • 1- جتینگ بیشتر زمانی اتفاق می افتد که دمای ذوب خیلی پایین باشد و ویسکوزیته پلاستیک مذاب بالا می رود. در نتیجه مذاب در مقابل جریان یافتن مقاومت میکند .
  • 2- هنگامی که پلاستیک در تماس با دیوارهای قالب قرار می گیرد، به سرعت شروع به سرد شدن میکند و ویسکوزیته افزایش می یابد.از طرفی موادی که در پشت مذاب خنک شده  قرار دارند ان را به سمت جلو حرکت میدهند و همین امر موجب ایجاد لکه هایی میشود که ما از ان به عنوان جتینگ یاد میکنیم.

جهت مشاوره و تهیه مواد اولیه تزریق پلاستیک در ساعات اداری با کارشناسان ما در پلاستوایران تماس حاصل فرمایید.