تعریف هوشمندسازی خط تولید و اهمیت آن در صنایع

هوشمندسازی در واقع به این معناست که از تکنولوژی‌ها و ابزارهای جدید در راستای بهبود فرایندهای مختلف استفاده شود.

امروزه تکنولوژی‌‌های مختلف هوشمند که در حوزه‌های مختلفی مانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و همزاد دیجیتال و … وجود دارند، می‌توانند عملیات مختلف را در صنایع خودکارسازی کرده و عملکرد بهتری را به همراه داشته باشند.

کاربردها

از جمله مهم‌ترین کاربردهای هوشمندسازی می‌توان به ایجاد خط تولید هوشمند اشاره کرد که فرایند تولید را بهینه می‌کند. هوشمند سازی نه‌تنها عملکرد را بهینه می‌کند؛ بلکه به کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه‌ها، ارتقا سطح زندگی، شتاب بخشیدن به اجرای دقیق عملیات و … کمک شایانی خواهد کرد.

مزایای هوشمندسازی خط تولید

خط تولید هوشمند می‌تواند از جهات مختلف برای صنعت تولید و کارخانه‌ها مفید باشد. از مهم‌ترین مزایای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حل سریع‌تر مشکلات خط تولید: زمانی که از تجهیزات هوشمند در خط تولید استفاده می‌شود، باعث خواهد شد تا روند تشخیص و حل مشکلات با سرعت بالاتری انجام شود. سنسورهایی که در خط تولید استفاده می‌شوند، می‌توانند با سرعت بالایی مشکلات را شناسایی کرده و آن‌ها را برطرف کنند.
• گزارش‌گیری راحت‌تر در خط تولید: مزیت بسیار مهم دیگر هوشمند سازی خط تولید این است که گزارش‌گیری از روند تولید سریع‌تر و با دقت بالاتری انجام خواهد شد. این مسئله می‌تواند اطلاعات خوبی را در خصوص روند تولید ارائه داده و از طرفی دیگر باعث دست یافتن به بینشی کامل درباره روند تولید خواهد شد.
• امنیت بیشتر خط تولید: با توجه به تکنولوژی‌های مبتنی بر هوش مصنوعی که در خط تولید استفاده می‌شوند می‌توان انتظار داشت که امنیت خط تولید افزایش پیدا کند. افزایش امنیت خط تولید به این معناست که دیگر نیازی به نگران بودن درباره امنیت کارکنان و نیروی انسانی وجود ندارد؛ چراکه در صورت بروز هرگونه خطری سیستم‌های هشداردهنده هشدارهای لازم را ارائه می‌دهند.

• بهبود کیفیت محصولات: ازآنجایی‌که تکنولوژی‌های هوشمند دقت بالایی دارند، معمولاً می‌توان انتظار داشت که کیفیت محصولات تولیدی افزایش پیدا کند. کنترل دقیق مواد اولیه، دقت بالاتر تجهیزات هوشمند نسبت به نیروی انسانی، کنترل روند تولید و … همگی از جمله عواملی هستند که روی کیفیت محصولات در خط تولید هوشمند تأثیرگذار هستند.
• اطمینان نسبت به زمان تحویل: زمان تحویل محصولات در یک کارخانه از اهمیت زیادی برخوردار است. با هوشمندسازی عملیات خط تولید می‌توان تا حد زیادی نسبت به تحویل به‌موقع محصولات اطمینان حاصل کرد. این مسئله در زنجیره تأمین نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.
• کاهش خطاهای انسانی: یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از تجهیزات هوشمند در خط تولید کارخانه‌ها این است که می‌توان خطای انسانی را در فرایند تولید تا حد زیادی کاهش داد.
• افزایش کارایی مصرف انرژی: مصرف انرژی در کارخانه‌ها بسیار مهم است؛ چراکه اگر مصرف انرژی بالا باشد می‌تواند هزینه زیادی را برای یک کارخانه و خط تولید به وجود آورد. با استفاده از تجهیزات هوشمند مصرف انرژی را نیز می‌توان مدیریت کرد. در صورت تمایل به داشتن اطلاعات بیشتر درباره مفهوم کارخانه هوشمند، پیشنهاد می‌شود مقاله اینفورتک در این زمینه را مطالعه کنید.

ما در شرکت امیران پلاست پیشرو از سال 1401 شروع به هوشمندسازی خط تولید کردیم و راندمان تولید را افزایش دادیم.

 

از جمله اصلی‌ترین مزیتی که روش تزریق پلاستیک دارد این است که می‌توان از مواد تزریق پلاستیک زیادی برای این منظور استفاده کرد. تقریبا می‌توان گفت تمامی مواد که در زیرمجموعه ترموپلاستیک‌ها هستند را می‌توان برای این هدف استفاده کرد. از جمله رایج‌ترین مواد اولیه تزریق پلاستیک را در ادامه جمع‌آوری کرده‌ایم.

• ABS

ABSها یکی از رایج‌ترین ترموپلاستیک‌ها هستند. آنچه باعث شده است تا مهندسان این مواد تزریق پلاستیک را انتخاب کنند، مقاومت و استحکام بالای قطعاتی هستند که توسط آن‌ها تولید می‌شوند. همچنین تهیه‌ی ABS هزینه زیادی ندارد.

اگر قرار است قطعه تولید شده در معرض انواع حلال‌ها قرار بگیرد، استفاده از این ترموپلاستیک‌ها پیشنهاد نمی‌شود.

• Nylon

در بازار امروزی Nylonها برای ساخت چرخ‌دنده‌ها و وسایل مربوط به اتومبیل‌ها استفاده می‌شوند. این مواد مزیت‌های بسیار زیادی از جمله استحکام و مقاومت شیمیایی بالا دارند. همچنین در برابر رطوبت قدرت جذب بسیار خوبی دارند.

• HDPE

یکی دیگر از ترموپلاستیک‌هایی که در تزریق پلاستیک استفاده می‌شوند مواد HDPE هستند. این مواد با توجه به ویژگی‌هایی مثل توانایی در ساخت قطعات ظریف و مقاومت بالا در برابر ضربه که دارند در حوزه‌ی ساخت قطعات پزشکی و محصولات مصرفی استفاده می‌شوند. تنها ایرادی که می‌توان به HDPE نسبت داد استحکام پایین آن‌ها است.

• DELRIN

از جمله دیگر مواد اولیه تزریق پلاستیک DELRIN است. انجام تزریق پلاستیک توسط این مواد کمی دشوار است. زیرا احتمال زیادی برای تاب برداشتن در حین تزریق دارند. اما از طرفی دیگر آنچه باعث محبوبیت این مواد شده است استحکام ، سختی بالا و ویژگی خود روان کنندگی آن است.

• POLYCARBONATE

معمولا چراغ خودروها و بسیاری از محصولات مصرفی با استفاده از POLYCARBONATE ها تولید می‌شوند. عیب این مواد در قابلیت ترک برداشتن آن‌ها در اثر فشار یا ضربه است. اما مزیت‌هایی مثل مقاومت در برابر ضربه و گرما آن‌ها را محبوب کرده است.

• ABS/PC

یکی دیگر از مواد اولیه تزریق پلاستیک ترکیبی از دو ماده ABS و POLYCARBONATE است. این ترکیب در برابر ضربه و گرما مقاومت بالایی دارد. همچنین دارای سختی بالایی هستند. تنها ایراد اصلی این مواد آسیب‌پذیری آن‌ها در برابر حلال‌ها است.

• PEI

PEI یکی از بهترین و با کیفیت‌ترین مورد استفاده در روش تزریق پلاستیک می‌باشند. اما هزینه‌ی بسیار بالایی که دارند کمی مشکل ساز است. این مواد در برابر آتش و گرما بسیار مقاوم‌اند. قطعاتی که از جنس PEI ساخته می‌شوند طول عمر بسیار بالایی خواهند داشت.

• PEEK

این مواد خواص مکانیکی و مقاوت در برابر مواد شیمیایی بسیار بالایی دارند. همچنین قطعات ساخته شده در این روش طول عمر زیادی دارند. تنها ایراد این مواد در هزینه‌ی بسیار بالای آن‌ها است.

• Polystyrene

تهیه این مواد اولیه هزینه بسیار کمی دارند. مسلما کیفیت و خواص مکانیکی بسیار پایینی نیز دارند. از این رو بیشتر برای مصارف غیر حرفه‌ای استفاده می‌شوند.

• Polypropylene

این یکی از بد قلق‌ترین مواد اولیه تزریق پلاستیک به حساب می‌آیند. چرا که خطای بالایی در حین ساخت خواهند داشت. ولی از طرفی دیگر مقاومت شیمیایی و رطوبتی خوبی از خود نشان می‌دهند.

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

قالب گیری تزریق پلاستیک بر فرآیند تولید محصولات پلاستیکی تزریقی – بر مبنای ترموپلاستیک و ترموست‌ها – اطلاق می‌گردد مواد پس از وارد شدن به سیلندری داغ، میکس و سپس توسط مارپیچ به داخل کویته‌ی قالب، جایی که قطعه‌ی قالب گیری شده در آن سرد و سخت می‌گردد، رانده می‌شود. پس از طراحی یک قطعه توسط مهندس یا طراح صنعتی، قالب متناسب با قطعه توسط قالب‌ساز ساخته می‌شود. قالب‌های تزریق عموما از فولاد یا آلومینیوم و طی ماشین‌کاریِ دقیقی ساخته شده تا منعکس‌کننده‌ی ویژگی‌های قطعه طراحی‌شده باشند. قالب‌گیری تزریق به منظور تولید طیف وسیع محصولات از کوچکترین اشیاء تا بدنه کامل اتومبیل‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از رایج ترین و مهم ترین روشهای ساخت قطعات پلاستیکی، استفاده از ماشین تزریق است.

ماشین‌آلات تزریق

دستگاه‌های تزریق پلاستیک متشکل از قیف تغذیه، مته‌ی مارپیچی تزریق و واحد حرارتی می‌باشند. قالب‌ها در صفحات گیره‌ی دستگاه قفل شده و سپس پلاستیک از دهانه اسپرو به قالب داخل و قطعه تزریقی ایجاد می‌گردد.

دستگاه‌های تزریق بسته به میزان نیروی اعمالی صفحات گیره‌ی آنها به تناژهای مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند. این نیرو، قالب را هنگام فرآیند تزریق ثابت و بی‌حرکت نگاه می‌دارد. تناژِ دستگاه می‌تواند محدوده‌ای مابین ۵ تا ۶۰۰۰ تن را در بر گرفته و البته تناژهای بسیار بالا از کاربرد نسبتا کمتری برخوردار می‌باشند.

نیروی گیره‌ی موردنیاز توسط مساحت تصویر‌شده‌ی قطعه تعیین می‌گردد. سپس، به ازای هر اینچ‌مربع از این ناحیه تصویر‌شده، ضریبی مابین ۲ تا ۸ تن در آن ضرب شده و نیروی گیره موردنیاز حاصل می‌گردد. به عنوان قاعده‌‌ای کلی، ۴ یا ۵ تن بر اینچ‌مربع عددی قابل قبول برای اکثریت قطعات تزریقی محسوب می‌شود.

اگر پلاستیک مورد استفاده بسیار خشک باشد، به فشار تزریق بیشتری برای پر نمودن قالب نیاز خواهیم داشت و نتیجتا نیروی گیره بالاتری نیز برای نگاه داشتن قالب مد نظر خواهد بود. همچنین، نیروی گیره‌ی مورد نیاز ممکن است بواسطه‌ی نوع مواد مصرفی و ابعاد قطعه تعیین گردد: قطعات پلاستیکی بزرگتر نیروی گیره‌ی بیشتری را نیاز خواهند داشت.