فرآیند تزریق چیست؟

فرآیند تزریق یکی از روش‌های پرکاربرد در صنعت پلاستیک است که به منظور تولید قطعات پلاستیکی با شکل‌ها و اندازه‌های دقیق استفاده می‌شود. 

دستگاه های تزریق اولیه پلاستیک

دستگاه‌های تزریق اولیه پلاستیک ابزارهای اساسی در فرایند تزریق پلاستیک هستند که نقش کلیدی در تولید قطعات با کیفیت ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر یک وظیفه خاصی را در فرایند تزریق انجام می‌دهند. در ادامه به بررسی اجزای اصلی و عملکرد هر کدام از این دستگاه‌ها می‌پردازیم:

• سیستم تزریق (Injection Unit):

• سیستم تزریق مسئول ذوب کردن و انتقال مواد پلاستیکی به قالب است. این بخش شامل شفت‌ها، هیترها و سیستم‌های کنترل دما می‌شود تا مواد پلاستیکی به درستی ذوب شده و به قالب تزریق شوند.

• سیستم قالب (Mold Unit):

• سیستم قالب شامل قالب‌های متحرک و ثابت است که شکل نهایی قطعه پلاستیکی را تعیین می‌کنند. قالب‌ها معمولاً از فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شوند و به دقت بالایی طراحی می‌شوند تا قطعات با کیفیت و بدون نقص تولید شوند.

• سیستم هیدرولیک یا الکتریکی (Hydraulic/Electric System):

• سیستم هیدرولیک یا الکتریکی برای کنترل حرکت قالب‌ها و اعمال فشار لازم در فرآیند تزریق استفاده می‌شود. این سیستم‌ها باید به دقت تنظیم شوند تا از تولید قطعات با کیفیت و بدون عیوب اطمینان حاصل شود.

• سیستم کنترل (Control System):

• سیستم کنترل شامل پنل‌های الکترونیکی و نرم‌افزارهای پیشرفته‌ای است که فرآیند تزریق را نظارت و تنظیم می‌کنند. این سیستم‌ها امکان تنظیم دما، فشار، سرعت تزریق و سایر پارامترهای مهم را فراهم می‌کنند.

سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی

سازوکار فرایند قالب گیری تزریقی شامل چندین مرحله کلیدی است که به دقت هماهنگ می‌شوند تا قطعات پلاستیکی با کیفیت تولید شوند. این مراحل عبارت‌اند از بارگیری مواد پلاستیکی، ذوب کردن و همسان سازی مواد، تزریق مواد به قالب، خنک سازی و سخت شدن مواد، بازکردن قالب و خارج کردن قطعه، تصفیه و کنترل کیفیت. در این بخش از متن به بررسی کامل هرکدام از این موارد می‌پردازیم.

1. بارگیری مواد پلاستیکی (Material Loading):

در این مرحله، مواد اولیه پلاستیکی که به صورت گلوله‌ای یا پودر هستند، به داخل دستگاه تزریق وارد می‌شوند. این مواد می‌توانند از انواع پلیمرها مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، PVC و غیره باشند.

1. ذوب کردن و همسان‌سازی مواد (Melting and Homogenization):

سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی شامل ذوب کردن مواد پلاستیکی در سیستم تزریق است. این مواد با استفاده از حرارت و فشار به حالت مایع درمی‌آیند و به طور یکنواخت در سراسر شفت تزریق پخش می‌شوند تا از هم‌سان‌سازی مواد اطمینان حاصل شود.

1. تزریق مواد به قالب (Injection into Mold):

پس از ذوب شدن، مواد پلاستیکی مایع با فشار بالا به داخل قالب تزریق می‌شوند. این مرحله یکی از مهم‌ترین بخش‌های سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی است که تعیین‌کننده کیفیت و دقت قطعه نهایی می‌باشد. دستگاه‌های تزریق اولیه پلاستیک با استفاده از فشار مناسب، مواد پلاستیکی را به داخل قالب تزریق کرده و اطمینان حاصل می‌کنند که تمام بخش‌های قالب به خوبی پر شوند.

1. خنک‌سازی و سخت شدن مواد (Cooling and Solidification):

بعد از تزریق مواد به داخل قالب، آن‌ها باید به مدت مشخصی خنک شوند تا به حالت جامد بازگردند. سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی شامل سیستم‌های خنک‌سازی است که با کنترل دما و جریان هوا یا آب، فرآیند خنک‌سازی را بهینه می‌کنند؛ همچنین خنک‌سازی سریع و یکنواخت از ایجاد تنش‌های داخلی و عیوب در قطعه جلوگیری می‌کند.

1. باز کردن قالب و خارج کردن قطعه (Mold Opening and Part Ejection):

پس از سخت شدن مواد، قالب باز می‌شود و قطعه پلاستیکی خارج می‌گردد. سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی شامل سیستم‌های اگزکشن است که قطعات را به صورت خودکار از قالب خارج می‌کنند. دستگاه تزریق اولیه پلاستیک با دقت بالا، قالب‌ها را باز کرده و قطعات را بدون آسیب رساندن به آن‌ها خارج می‌کند.

1. تصفیه و کنترل کیفیت (Trimming and Quality Control):

در این مرحله، قطعات پلاستیکی از هرگونه اضافه‌سازی یا عیوبی که ممکن است در فرآیند تزریق رخ داده باشد، پاک‌سازی می‌شوند. سازوکار فرآیند قالب گیری تزریقی شامل مراحل تصفیه و کنترل کیفیت است تا قطعات نهایی با استانداردهای مورد نظر تولید شوند. بررسی دقیق کیفیت قطعات، از طریق ابزارهای مختلفی مانند اندازه‌گیری دقیق، تست‌های مکانیکی و بررسی بصری انجام می‌شود.

مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند قالب گیری تزریقی

مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند قالب گیری تزریقی نقش بسیار مهمی در کیفیت و ویژگی‌های نهایی قطعات پلاستیکی دارند. انتخاب صحیح مواد اولیه باعث می‌شود که قطعات تولید شده دارای خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی مطلوبی باشند. برخی از مواد اولیه اصلی مورد استفاده در این فرآیند عبارتند از پلیمرها، افزودنی‌ها، پکننده‌ها، رنگ‌ها و رنگ‌دهنده‌ها. در زیر به بررسی کامل هرکدام از این مواد اولیه مودر استفاده در فرآیند قالب گیری تزریقی پرداخته ایم.

• پلیمرها (Polymers):

• پلیمرها مواد اصلی مورد استفاده در فرآیند تزریق پلاستیک هستند. این مواد می‌توانند از انواع مختلفی مانند پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌وینیل کلراید (PVC)، پلی‌استایرن (PS) و غیره باشند.

• افزودنی‌ها (Additives):

• افزودنی‌ها مواد افزودنی هستند که به پلیمرها اضافه می‌شوند تا خواص آن‌ها را بهبود بخشند یا ویژگی‌های جدیدی به آن‌ها اضافه کنند. این مواد می‌توانند شامل پلاستیسایزرها، آنتی‌اکسیدان‌ها، مواد ضد UV، مواد رنگی و مواد ضد باکتریال باشند.

• پرکننده‌ها (Fillers):

• پرکننده‌ها موادی هستند که به پلیمرها اضافه می‌شوند تا هزینه تولید را کاهش دهند و خواص مکانیکی و حرارتی پلاستیک را بهبود بخشند. این مواد می‌توانند شامل کلسیم کربنات، فلدسپار، سیلیکا و غیره باشند.

• رنگ‌ها و رنگ‌دهنده‌ها (Colors and Dyes):

• رنگ‌ها و رنگ‌دهنده‌ها برای ایجاد رنگ‌های مختلف در قطعات پلاستیکی استفاده می‌شوند. این مواد به طور مستقیم به پلیمرها اضافه می‌شوند و امکان تولید قطعات با رنگ‌های متنوع را فراهم می‌کنند.

نتیجه‌گیری

فرایند تزریق یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین روش‌های تولید قطعات پلاستیکی است که به دلیل دقت بالا، سرعت تولید سریع و قابلیت تولید قطعات پیچیده، در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، الکترونیک، بسته‌بندی و پزشکی به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه‌های تزریق اولیه پلاستیک با ترکیب اجزای مختلف مانند سیستم تزریق، سیستم قالب، سیستم هیدرولیک یا الکتریکی و سیستم کنترل، امکان تولید قطعات با کیفیت بالا را فراهم می‌کنند. سازوکار فرایند قالب گیری تزریقی شامل مراحل بارگیری، تزریق، خنک‌سازی، خارج کردن قطعه و کنترل کیفیت است که با هماهنگی دقیق انجام می‌شوند تا از تولید محصولی بدون نقص و مطابق با استانداردهای مورد نظر اطمینان حاصل شود.