میتوان گفت دستگاه تزریق پلاستیک چگونه کار میکند ؟ تزریق پلاستیک روشی است که در آن برای تولید یک قطعه پلاستیکی، ذرات ریز پلاستیک ذوب شده و در قالب فولادی تزریق می شود. این قالب به پلاستیک ذوب شده شکل می دهد و سپس پلاستیک قالب گیری شده سرد شده و از قالب خارج می شود. این تکنیک برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی با طرح های پیچیده مناسب است. درصد بسیار بالایی از تمام قطعات پلاستیکی که در اطراف خود می بینید و استفاده می کنید به این شکل ساخته شده اند.

در تصویر زیر به طور کلی و با یک طرح ابتدایی،  روند تزریق پلاستیک را میبینید. در این مقاله قصد داریم به طور دقیق تر ببینیم دستگاه تزریق پلاستیک چگونه کار میکند؟

اجزای دستگاه تزریق پلاستیک و عملکرد آن

دستگاه تزریق پلاستیک دارای دو واحد است: واحد تزریق و واحد بست  یا گیر. 

واحد بست یا گیر

در واحد تزریق، پلاستیک ذوب می شود و به درون قالب، تزریق می شود. اما در واحد بست (گیر) ، قالب فولادی که دارای دو قسمت کلی است. ابتدا بسته می شود تا پلاستیک در آن تزریق شود و سپس باز می شود تا قطعه پلاستیکی توسط مکانزم “پران” به بیرون دستگاه رانده شود و دوباره قالب برای تزریق بعدی بسته می شود.

باز و بسته شدن قالب می تواند توسط یک سیستم لولایی یا یک سیستم هیدرولیکی انجام شود. نوعی که در تصویر زیر میبینید لولایی است:

 نوع دیگری از واحد بست هم از نوع هیدرولیکی است. که در آن قالب مستقیما توسط یک سیلندر هیدرولیکی باز و بسته می شود. به تصیر زیر نگاه کنید. سیستم هیدرولیکی دارای یک شفت که به آن ستون دستگاه تزریق نیز گفته می شود.

عملکرد دیگر واحد بست، غیر از باز و بسته کردن قالب، این است که پلاستیک سرد شده درون قالب را به بیرون هدایت کند. این کار توسط بخشی به نام “پران” انجام می شود. پران ها انواع مختلفی مانند اتوماتیک  و دستی دارند. نوع پران قالب هم در زمان ساخت، هم هزینه ساخت  قالب و هم سرعت عملکرد تولید، موثر است.

واحد تزریق ماشین آلات

در واحد تزریق، ابتدا  ریز دانه های پلاستیکی یا رزین از طریق یک قیف وارد دستگاه می شود.  در تصویر زیر دانه های خام پلاستیکی که از آن برای تزریق پلاستیک استفاده می شود را میبینید:

همانطور که در تصویر زیر میبینید در واحد تزریق یک قطعه ی مارپیچی به نام ماردون وجود دارد که در اطراف آن المنت هایی قرار دارند. این المنت ها داغ می شوند و دانه های جامد پلاستیک را که از طریق قیف وارد سیلندر می شوند،  به مایع خمیری شکل تبدیل می کنند. این خمیر پلاستیکی توسط ماردون یکدست شده و به سمت نازل هدایت می شود.

بعد از آن که مقادیر کافی از خمیر پلاستیکی یا پلاستیک مایع در پشت نازل جمع شد، روند تزریق پلاستیک مایع به داخل قالب تزریق شروع می شود. پلاستیک مایع از طریق نازل به داخل قالب هدایت می شود.

دستگاه تزریق پلاستیک حرکت ماردون و همچنین سرعت تزریق را کنترل می کند. از سوی دیگر زمانی که پلاستیک مایع، تمامی حفره های داخل قالب را پر کرد (حرکت مایع متوقف شد)، فشار در حالت سکون نیز کنترل می شود.

بنابراین دستگاه تزریق پلاستیک در ابتدا سرعت و سپس فشار را کنترل می کند. تغییر از حالت کنترل سرعت به کنترل فشار به موقعیت مکانی ماردون و فشار تزریق بستگی دارد. این تنظیمات توسط اپراتور دستگاه تزریق باید به دقت تنظیم شوند. در قسمت بعدی خواهیم دید که مواد پلاستیکی با ورود به قالب چه مراحلی را پشت سر می گذارند.

تزریق پلاستیک مایع در قالب و اجزای قالب

قالب پلاستیک چیست؟ قالب پلاستیک یک قطعه فولادی بزرگ است که دارای دو قسمت است و این دو قسمت روی هم قرار میگیرند و کاملا فیکس می شوند. درون هر کدام از دو قسمت از قالب تزریق پلاستیک به نحوی (توسط دستگاه سی ان سی) تراش داده شده که شکل قطعه پلاستیکی مورد نظر را دارد. تصویر زیر را ببینید:

همانطور که میبینید قالب پلاستیک، سوراخ های بسیاری نیز دارد که اینها برای کنترل دما هستند. کنترل دما از طریق جریان گرفتن آب داغ روغن یا مواد دیگردر این حفره ها انجام می گیرد.

به پروسه ی کار دستگاه تزریق پلاستیک بازگردیم… در آخرین مرحله، پلاستیک مذاب آماده ی ورود به قالب پلاستیک بود.

مایع از طریق نازل وارد قالب می شود.  لازم است بدانید که پلاستیک از نازل مستقیما وارد حفره اصلی قالب نمیشود و از راه ها و دریچه هایی عبور میکند. در داخل قالب ابتدا راهی به نام بوش اسپرو وجود دارد که مستقیما به نازل وصل است و سپس بوش اسپرو  به راه های فرعی به نام درگاه ها می رود (در مقالات بعدی در مورد انواع درگاه های سرد و گرم توضیح خواهیم داد) . پلاستیک پس از عبور از درگاه ها به گِیت میرسد. و از طریق گِیت وارد حفره اصلی قالب شده که قطعه پلاستیکی را شکل می دهند.

پس از پر شدن قالب،  قالب سرد می شود و توسط بست (گیر) هیدرولیکی یا مفصلی (در بالا گفته شد) قالب باز می شود. یک وسیله به نام پران (اجکتور) قطعه ی پلاستیکی را از داخل قالب به بیرون می راند.

اما چرا مواد پلاستیکی مستقیما وارد حفره اصلی قالب (به نام کَویت Cavit ) نمیشود و از این چندین راه مختلف عبور میکند. در ادامه به این موضوع پی میبرید:

اجزای داخلی قالب تزریق پلاستیک

اسپرو در واقع شاه راه اصلی ورود پلاستیک به قالب است. اما اسپرو مستقیما به حفره اصلی قالب وصل نیست. دلایل مختلفی برای وجود چندین درگاه مختلف برای ورود پلاستیک به حفره اصلی قالب وجود دارد…

اولین دلیل، هواگیری کامل  و صحیح قالب و جدا سازی پلاستیک مرغوب از نا مرغوب است.  دومین دلیل این است که به لحاظ بهره وری صنعتی، تولید تنها یک قطعه در یک شات تزریق چندان به صرفه نیست پس در صورت امکان سعی می شود که در هر شات تزریق چند قطعه همزمان شکل دهی شوند. پس می توان با ایجاد چند درگاه کاری کرد که در یک شات تزریق پلاستیک چند قطعه، همزمان در قالب درست شوند. پس در واقع در هر قالب تزریق تنها یک حفره اصلی (به شکل قطعه) وجود ندارد بلکه چندین حفره وجود دارد و این حفره ها از طریق همان راهگاه ها و گیت ها به اسپرو متصل هستند و پلاستیک به درون آنها هدایت می شود.

استفاده از پلاستیک های هدر رفت

متوجه شدید که پلاستیک از اسپرو و درگاه ها عبور میکند تا به حفره اصلی قالب برسد. پس، بعد از سرد شدن قالب، مقداری پلاستیک در اسپرو و در گاه وجود دارد که در واقع جزئی از قطعه اصلی ما نیست.

در صورتی که در گاه ها از نوع گرم باشند، این بدین معناست که پلاستیک درون آنها سرد نمی شود و میزان پِرتی پلاستیک بسیار کمتر و سرعت تزریق هم بسیار بالاتر است. البته طراحی و تولید راهگاه گرم در قالب تزیق پلاستیک هزینه تولید آن را نیز بالا میبرد.

در صورتی که راهگاه از نوع سرد باشد، مواد پلاستیکی درون راهگاه هم همراه با دیگر مواد سرد می شود. در برخی موارد این قسمت ها صرفا بریده می شوند. و دور ریخته می شوند. اما در اغلب موارد این پلاستیک ها مجددا ذوب شده و به عنوان ماده خام برای تولید قطعات بعدی مورد استفاده قرار میگیرد.

باید توجه داشت که پلاستیکی که یکبار ذوب شده کیفیت اولیه را ندارد. پس این مواد جمع آوری می شوند و با پلاستیک خام و مرغوب ترکیب می شوند تا کیفیت انها بالا برود. نسبت ترکیب پلاستیک پروسس شده با پلاستیک خام نباید بیشتر از ۳۰ درصد باشد. در غیر این صورت کیفیت قطعه تولید شده پایین می آید.

شرایط تزریق پلاستیک

هرچند دستگاه تزریق پلاستیک یک دستگاه اتوماتیک است اما دارای تنظیمات بسیار گسترده ای است. فشار داخل سیلندر تزریق، سرعت تزریق، دمای قالب و .. تنها سه مورد از ده ها تنظیم تخصصی هستند که هر یک به نوع قالب، شکل قطعه، نوع درگاه ها و نوع مواد اولیه بستگی دارد. این تنظیمات برای هر پروسه تولید و هر قطعه یا قالبی به طور چشمگیری متفاوت است. از سوی دیگر این تنظیمات تاثیر حیاتی در کیفیت تولید نهایی دارد. بنابراین باید همیشه مطمئن باشید که شرکت تزریق پلاستیک و قالبسازی که انتخاب کرده اید دارای نیرویهای متخصص و با تجربه است.