تکنولوژی تزریق پلاستیک برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی یکسان با خطای پایین استفاده میشود.

در تزریق پلاستیک ابتدا گرانول های پلیمر ذوب می شوند و سپس تحت فشار به درون یک قالب تزریق می شوند. پلاستیک مایع درون قالب خنک شده و جامد می شود.

مواد اولیه تزریق پلاستیک پلیمرهای ترموپلاستیکی هستند که قابلیت رنگ آمیزی و پر شدن توسط افزودنی های دیگر را دارند.

تقریبا همه قطعات پلاستیکی که به طور روزمره از آنها استفاده می کنیم با استفاده از تکنولوژی تزریق پلاستیک ساخته شده اند و از قطعات خودرو و محفظه دستگاه های الکترونیکی گرفته تا لوازم آشپزخانه.

دلیل محبوبیت و استفاده گسترده از تزریق پلاستیک، هزینه بسیار پایین ساخت هر قطعه در تیراژهای بالا است.

تزریق پلاستیک تکرار پذیری بالا را در کنار آزادی بالای طراحی ارایه می کند. محدودیت های اصلی تزریق پلاستیک از نوع اقتصادی هستند. چون با اینکه تولید با استفاده از تزریق پلاستیک در تیراژ بالا بسیار به صرفه است، اما در مقابل سرمایه اولیه به نسبت بالایی برای شروع پروسه لازم است.

از دیگر محدودیت های تزریق پلاستیک زمان نسبتا بالای رسیدن از طرح به تولید قطعه است.

در مقاله زیر به طور دقیق تر به مکانیک تکنولوژی تزریق پلاستیک وارد می شویم، تاثیر این طرز کار روی هزینه های ساخت با این تکنولوژی را بررسی می کنیم و قابلیت های و محدودیت های کلیدی آن را بر می شماریم.

طرز کار تزریق پلاستیک

خدمات تزریق پلاستیک در شرکت امیران پلاست پیشرو

ما در شرکت امیران پلاست پیشرو، خدمات تزریق پلاستیک از 60 تن الی 3200 تن را ارائه میدهیم.

مشتریان ما میتوانند از خدمات ارائه مشاوره تولید و ساخت قطعات پلاستیکی بهره مند شوند.

شرکت امیران پلاست پیشرو با دارا بودن بیش از 70 دستگاه تزریق پلاستیک و بهره مندی از تولید دانش بنیان توانسته است به شرکت های مختلفی نظیر: امرسان – دیپوینت – سام – اسنوا – فراکام – صنام – بیت پرداز – محیط آرا – صنایع جودکی – سما طب – مادو – مهرکام پارس و.. خدمات تزریق پلاستیک با تناژهای مختلف ارائه نماید.

این شرکت با حضور بیش از 200 نفر پرسنل در بخش های تولید، برنامه ریزی، انبار، تعمیر ونگهداری(نت)، طراحی، مهندسی مواد، کنترل کیفیت، قالب سازی، مالی، بازرگانی، منابع انسانی و انفورماتیک آماده ارائه خدمات و راهکارهای تولید قطعات پلاستیکی میباشد.

عواملی چون کیفیت، قیمت رقابتی، تحویل به موقع، بهبود مستمر و توسعه پایدار، مسیر این شرکت را با شرکت های نامی کشور هموار نموده است.

امیران پلاست در کنار روند رو به رشد خود موفق به اخذ گواهینامه های سیستم مدیریت کیفی    ISO9001 : 2015 ,  IATF16949 : 2016    گردیده است.

این شرکت همواره در مسیر توسعه دانش و تخصص فنی همسو با پیشرفت های روز دنیا، اقدام به هوشمندسازی خط تولید نموده است.

تولید با دستگاه تزریق پلاستیک

1) تولیدات پلاستیکی و تزریق در صنعت رنگ

از محصولاتی که دستگاه تزریق پلاستیک قادر به تولید آن بوده می توان به سطل و قوطی های صنعت رنگ اشاره کرد. تولید سطل و قوطی به این صورت است که ابتدا گرانول های پلیمر ذوب می شوند و بعد از آن تحت فشار بسیار زیاد به درون یک قالب تزریق پلاستیک ریخته می شوند. پلاستیک های مایع درون قالب کم کم خنک می شوند و شکل می گیرند.

مواد اولیه پلاستیک مورد استفاده جهت تولید سطل و قوطی های رنگ پلیمرهای ترموپلاستیکی بوده که قابلیت رنگ آمیزی و پر شدن توسط افزودنی های دیگر را دارند. از مهمترین فاکتور های استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک هزینه پایین ساخت هر قطعه در تیراژهای بالا می باشد. البته باید هزینه های بالا جهت تامین دستگاه تزریق پلاستیک و ساخت قالب را در نظر گرفت.در تولید سطل های رنگ معمولا از پلی اتیلن با گریدهای 0035 و یا BL3  استفاده میشود.

2) کاربرد دستگاه های تزریق پلاستیک در صنایع نظامی

یکی از مهمترین قطعات تولیدی توسط دستگاه تزریق پلاستیک کانکتورهای صنایع نظامی می باشد. کانکتورهای نظامی دارای طرح های گوناگون بوده و که با توجه به طراحی های انجام شده مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع کانکتورها نظامی نوع خاصی از اتصال دهنده ها هستند که برای شرایط و محیط های دشوار طراحی شده و مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به نوع طراحی کانکتورها امکان استفاده در فضاهای مختلفی وجود دارد. به عنوان مثال کانکتورهای دایره ای در محیط هایی مانند: تجهیزات تلفن، صنایع نفت و گاز به علت تقویت دوام و مقاومت در برابر لرزش و خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد.معمولا از پلی پروپیلن گرید PP440L و یا پلی پروپیلن R40  استفاده میکنند.

3) تولیدات پلاستیکی صنایع ارتباطی با کمک ماشین تزریق

در صنایع ارتباطی قطعات زیر با دستگاه تزریق پلاستیک قابل ساخت هستند:

پوسته پلاستیکی تلفن های هوشمند(موادABS) رادیو پلاستیکی قطعات پلاستیکی برای تلفن قطعات پلاستیکی کامپیوتر قطعات پلاستیکی شارژر انواع داکت پلاستیکی پلاستیکی تلفن همراه قطعات مخابراتی قطعات پلاستیکی رادیو، تلویزیون، رایانه جعبه پست مخابراتی

4) تولیدات پلاستیکی صنایع هوایی با استفاده از ماشین آلات تزریق پلاستیک

قطعات مختلف صنایع هوایی از قطعات پلاستیکی به روش تزریق پلاستیک ساخته می گردد. قطعات هواپیما که به روش تزریق پلاستیک ساخته می گردد شامل مواد زیر است:

نواحی کناری اتاقک خلبان محفظه های نگهداری موادغذایی قسمتهای مختلف صندلی

مواد تقویت کننده پلی کربنات بوده که در صنایع هوایی مورد استفاده قرار می گیرد. از ماده پلی کربنات برای فرآیند قالب گیری و اکسترودر استفاده می شود.

5) استفاده از تجهیزات تزریق پلاستیک در صنعت راهسازی و شهرسازی

در صنایع راهسازی و شهرسازی قطعاتی که می توان توسط دستگاه تزریق پلاستیک تولید نمود به شرح زیر است:

تولید قطعات ماشین آلات راه سازی سرعت گیر ها(پلی اتیلن 3840) چراغ ها و علائم راهنمایی رانندگی سرعت گیرها به دو دسته تقسیم بندی می شود: سرعت‌گیر لاستیکی سرعت‌گیر پلاستیکی

6) تزریق پلاستیک و تولیدات صنعت ساختمان

محصولات پلاستیکی ساختمانی که با روش تزریق پلاستیک ساخته می شود به صورت زیر است که بسته به نوع محصول و قالب مورد نیاز تولید می گردد:

پنجره ها درهای منازل کف سازی سقف سازی ساختمان ها و منازل

قطعات ساختمانی با دستگاه های تزریق پلاستیک پی وی سی (PVC) تولید می شوند. پلی وینیل کلراید یا پی وی سی از جمله پلاستیک های بسیار پرکاربرد می باشد. از این ماده ی پلاستیکی در 50-60 درصد از سازه های پلاستیکی استفاده می شود.

7) ساخت لوازم تزئینی با استفاده از دستگاه های تزریق پلاستیک

قطعات تزیینی پلاستیکی از پرکاربردترین تولیدات دستگاه تزریق پلاستیک بوده که میتواند سخت یا نرم یا مات باشد. اکثر لوازم تزینی داخل خانه از جمله محصولات دستگاه تزریق پلاستیک می کنید. مواد اولیه خامی که برای تهیه پلاستیک به جهت روش تزریق پلاستیک و تولید محصولات پلاستیکی مانند لوازم تزئینی منزل مرود استفاده قرار می گیرد، نفت و گاز می باشند. با ترکیب این سوخت های فسیلی با اکسیژن و کلر می توان انواع پلاستیک و محصولات پلاستیکی مانند لوازم تزئینی منزل را تولید کرد.

8) تولیدات صنعت باغبانی و کشاورزی با کمک ماشین آلات تزریق پلاستیک

یکی دیگر از صنایع که قطعات پلاستیکی در آن مورد استفاده قرار می گیرد، صنعت کشاورزی و باغبانی می باشد.

سبدهای پلاستیکی میوه (پلی اتیلن 52518) سطل های پلاستیکی (پلی اتیلن EX5) گلدان های پلاستیکی

9) تولید قطعات صنعت خودرو با کمک ماشین آلایت تزریق پلیمر و پلاستیک

قطعات پلاستیکی صنعت خودرو در دو گروه زیر تولید می گردد:

قطعات پلاستیکی مستقل قطعات پلاستیکی مورد نیاز در خط تولید

از جمله قطعات خودرویی که با دستگاه تزریق پلاستیک ساخته می شود به صورت زیر است:

انواع سپرهای خودرو(PPR40) کاور و محفظه های دکوراتیو داخلی خودرو دینام خودرو فرمان ساخت روکش درب ها

مواد اولیه که کاربرد بیشتری برای تولید قطعات پلاستیکی خودرو استفاده می شود شامل  POM, PP, ABS, PA,PA-NLE,ABS-SD150 می شود.

10) کاربرد دستگاه های تزریق پلاستیک و پلیمر در تولید لوازم خانگی

اکثر لوازم خانگی از تولیدات به روش تزریق پلاستیک می باشد از جمله این لوازم می توان با روش تزریق پلاستیک تولید نمود به صورت زیر است:

انواع سبدها و آبکش ها پلاستیکی تخته گوشت جعبه کمکهای اولیه مینی فایل جعبه گنجینه جعبه ابزار ظروف یکبار مصرف(کریستال1540)(هایمپک 7240) 11) تزریق پلاستیک و ساخت لوازم پزشکی

در ساخت لوازم پزشکی ساخت قطعات و قالب دستگاه تزریق بسیار با اهمیت می باشد. با توجه به گستردگی استفاده از لوازم پزشکی و فروش بالای آن می توان اطمینان داشت که فروش این تجهیزات بسیار مهم است. از جمله قطعاتی که با روش تزریق پلاستیک در صنعت لوازم پزشکی مورد توجه است می توان به انواع لوله های آزمایشگاهی و سرنگ ها و … اشاره کرد.

12) ظرف های پلاستیکی تولید شده با استفاده از دستگاه های تزریق پلاستیک

به دو روش کلی می توان ظروف پلاستیکی را تولید نمود:

نیمه فرمینگ یا PS (کریستال1540)

ترموفرمینگ یا (PPZ30S)

میان دو روش بالا تفاوت اصلی در قیمت و روش و مواد تولیدی می باشد. روش تولید ظروف یک بار مصرف به این صورت است که ابتدا گرانول مذاب شده و در مرحله بعد مواد ذوب شده تبدیل ورق شده و طی فرآیند پرس و شکل گیری به شکل ظروف مختلف در می آید. در روش اول از مواد با جنس پلی استایرن و به صورت یکپارچه انجام می گردد. ظروف تولیدی این دستگاه ها معمولا شکننده می باشند ولی با این حال اکثر ظروف پلاستیکی با استفاده از این دستگاه تولید می شوند. در روش دوم از مواد پلی پروپیلن به علت ارزان تر بودن و در دسترس بودن استفاده می گردد. به دلیل این که این دستگاه ها از دوبخش مجزا تولید ورق و پرس تشکیل شده اند، می توان از ورق های تولیدی این دستگاه در دیگر صنایع نیز استفاده کرد.

13) استفاده از ماشین آلات تزریق پلاستیک برای تولید قطعات صنعت آب و فاضلاب

انواع محصولاتی که در صنعت آب و فاضلاب به روش تزریق پلاستیک می توان تولید نمود:

انواع واشر های لاستیکی لرهای بتونی مسلح واشر سایز های 600 میلیمتر – 800 میلیمتر – 1000 میلیمتر – 1200  میلیمتر اورینگ های مخصوص لوله های فاضلاب انواع واشرهای مخصوص لوله های آب و فاضلاب انواع واشر های مخصوص آب بندی لوله های بتونی انواع واشر های مانشون انواع دریچه های فاضلاب انواع آبندهای لاستیکی مخصوص حوضچه های آب و فاضلاب واشرهای لوله های پلی اتیلن(پلی اتیلن EX3)  واشر و اورینگ های مخصوص آبندنمودن لوله های آبرسانی و قطره ای وآبیاری فضا سبز شهری واشر وگسکت های لاستیکی و اورینگ جهت آبند نمودن لوله های فولادی در سایزهای مختلف 14) تولید اسباب بازی با استفاده از دستگاه های تزریق پلاستیک

تولید اسباب بازی مستلزم وجود دستگاه تزریق پلاستیک برای تولید وسایلی همچون اسباب بازی کودکان،  عروسک های پلاستیکی، اسباب بازی های چرخ دار می باشد. مواد خامی که برای تهیه پلاستیک به کار می روند شامل نفت و گاز می شوند. این سوخت های فسیلی معمولا با اکسیژن و کلر ترکیب می شوند و برای ساخت انواع قطعات پلاستیکی مانند اسباب بازی های پلاستیکی و عروسک های پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرند.

منبع: اقتصاد آنلاین

ویژگی های سیستم تزریق پلاستیک

یک قالب مثل تصویر نگاتیو یک عکس است:  هندسه و الگوی سطح قالب به طور مستقیم روی شکل قطعه تزریق پلاستیک شده تاثیر می گذارد.

معمولا بیشتر هزینه اولیه صرف ساخت قالب تزریق پلاستیک می شود: ساخت یک قالب معمول از حدود ۲۰۰۰-۵۰۰۰دلار برای قالب های ساده و تیراژ های نسبتا پایین (بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰) شروع شده و می تواند برای قالب های تیراژ بالا تا ۱۰۰هزاردلار بالا رود.(۱۰۰هزار قطعه یا بیشتر).

این هزینه به خاطر تخصص بالایی است که برای ساخت یک قالب باکیفیت لازم است.قالبی که بتواند به طور دقیق هزاران(یا صدها هزار) قطعه را تولید کند.

قالب های تزریق پلاستیک معمولا با ماشین CNC از آلومینیوم یا استیل ساخته می شوند و سپس تا استانداردهای بالا پولیش، پرداخت و پست پروسس می شوند.  به جز نگاتیو قطعه، قالب های تزریق پلاستیک قابلیت هایی مثل سیستم تزریق ، کانال های داخلی خنک کننده با آب و… را که به سرعت پروسه کمک می کنند در خود جای می دهند.

پیشرفت های اخیر در مواد اولیه پرینت سه بعدی، امکان ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی را فراهم کرده است.

قالب های تزریق پلاستیک پرینت سه بعدی ، بسیار ارزان تر از قالب های معمول هستند اما تنها برای تزریق پلاستیک در تیراژ پایین( کمتر از ۱۰۰ قطعه) کاربرد دارند.

تولید در این تیراژهای پایین در گذشته بدون استفاده از پرینت سه بعدی در تزریق پلاستیک امکان پذیر نبود چرا که هزینه ساخت قالب با روش های سنتی بسیار بالاست و محصول نهایی نمی تواند به صرفه به بازار ارایه شود.

یک قالب صنعتی برای تولید ده ها هزار قطعه پلاستیکی. قالب سمت راست هسته قالب سمت چپ را تشکیل می دهد. (تصویر متعلق به شرکت  Promolding است.)

آناتومی یک قالب تزریق پلاستیک

ساده ترین قالب تزریق پلاستیک، قالب Straight-pull است. این قالب از دو نیمه تشکیل شده است: قسمت Cavity یا حفره و Core یا هسته.

این قالب ها پر استفاده ترین قالب ها در تزریق پلاستیک هستند. طراحی و ساخت آنها آسان است که کل هزینه را به نسبت پایین می آورد. در مقابل طراحی این قالب ها با محدودیت مواجه است: قطعه حتما باید روی هر طرف هندسه دوبعدی داشته و بیرون زدگی نداشته باشد(حجم هایی که از زیر ساپورت نمی شوند.).

اگر هندسه های پیچیده تری مدنظر است، لازم است از قالب هایی با هسته Side-Action یا  دیگر اینسرت ها استفاده شود.

هسته های Side-Action المان های متحرکی هستند که از بالا یا پایین وارد قالب شده و ساخت قسمت های بیرون زده را امکان پذیر می کنند(برای مثال یک سوراخ و یا حفره. این هسته ها باید بهینه استفاده شوند چرا که موجب بالا رفتن هزینه می شوند. در قسمت بعدی توضیحات بیشتری در مورد اینگونه هسته ها می دهیم.

یک قالب با هسته های side-action در حین بیرون آوردن قطعه

دو قسمت یک قالب: ساید A و ساید B

قطعات تزریق پلاستیک دو طرف دارند: ساید A که مقابل حفره است (نیمه جلویی قالب) و ساید B که مقابل هسته(نیمه پشتی قالب) است. این دو قسمت معمولا کاربردهای متفاوتی دارند:

• قسمت A معمولا ویژگی های ظاهری بهتری داشته و قسمت Cosmetic نامیده می شود. سطوح قسمت A نرم بوده و بافتی متناسب با طراحی شما خواهند داشت.
• قسمت B معمولا شامل المان های سازی ای و پنهان قطعه (مثل ستون ها و…) می شود. به همین دلیل به این قسمت سایدِ کاربردی یا Functional می گویند. سایدِ B معمولا سطوح خشن تری دارد و جای پین های انژکتور روی آن دیده می شود.

تزریق ماده به درون قالب: سیستم تزریق

سیستم تزریق پلاستیک یا Runner System کانالی است که پلاستیک ذوب شده را به فضای خالی قالب هدایت می کند. این سیستم میزان جریان و فشار ورود پلاستیک مایع به درون قالب را کنترل می کند و پس از تزریق از قالب خارج می شود.

سیستم تزریق از سه بخش تشکیل شده است:  حلقه تزریق (Sprue) ، گردنده سیستم تزریق (Runner) و ورودی (Gate).

• حلقه تزریق کانال اصلی است که پلاستیک ذوب شده هنگام ورود به قالب از آن عبور می کند.
• گردنده تزریق – runner – پلاستیک ذوب شده را روی صفحه ای که دو نیمه قالب به هم متصل می شوند توزیع کرده و حلقه تزریق – Spur – را به ورودی متصل می کند. هر قالب می تواند شامل یک یا چند تزریق کننده باشد. این رانر ها ماده اولیه را می توانند به سمت یک یا چند بخش قالب هدایت کنند.
• ورودی – gate – دروازه ورودی ماده به درون فضای خالی قالب است. هندسه و مکان گِیت از اهمیت زیادی برخوردار است. این ورودی تعیین کننده ی شیوه جریان یافتن پلاستیک درون قالب است.

پلاستیک ذوب شده از حلقه تزریق به سمت گردنده تزریق جریان پیدا کرده و از طریق ورودی ها به قالب وارد می شود تا در هر نوبت تزریق پلاستیک چهار قطعه تولید شود.

در تزریق پلاستیک چهار نوع ورودی – گِیت – استفاده می شود:

• ورودی های کناری – Edge Gates : ورودیه های کناری پلاستیک را در نقاط اتصال بین دو نیمه قالب تزریق می کنند و پر استفاده ترین نوع ورودیه است. سیستم تزریق می تواند پس از پروسه به طور دستی حذف شود. روی قطعه در نقاط تزریق نقص های کوچکی دیده می شود که می توانند با پرداخت و پولیش اصلاح شوند.
• ورودی های تونلی – Tunnel Gates پلاستیک مایع را در زیر خط اتصال تزریق می کنند. سیستم تزریق این نوع از ورودیه ها به محض خروج قطعه از قالب به طور خودکار از قالب بیرون می آید و نیازی به حذف دستی آن نیست. این مسئله این نوع از ورودی ها را برای تزریق پلاستیک قطعات بزرگ بسیار مناسب می کند.
• ورودی سرقلم یا Hot tip به حلقه تزریق متصل است و پلاستیک را از بخش فوقانی قالب تزریق می کند.  با این نوع ورودی تقریبا هیچ پلاستیکی به هدر نمی رود به همین دلیل برای تولید در تیراژ بالا سیستم های ایده آلی هستند. تنها مشکل اینگونه ورودی ها این است که یک گودی ریز روی قطعه در نقطه تزریق دیده می شود.

برگرفته از : 3dfast.ir