دستگاه تزریق پلاستیک چگونه کار می کند؟

نحوه کار دستگاه تزریق پلاستیک

تزریق پلاستیک یکی از مهمترین و پرکاربردترین روشهای شکل دهی پلاستیـک و تـــولید محصـــولات پلاستیکی در صنایــع محســوب می شود. در این روش مــاده  اولیــه کــه یکی از انـــواع تــرموپلاستها می‌باشد، طی عملیات خاصی به داخل کویتیهای ( Cavity ) قالب رانده شده و پس از خنک کاری از قالب بیـرون می آیند.

اما این تنها بخشی از فرآیند تزریق پلاستیک می‌باشد. در شرکت های ارائه دهنده خدمات تزریق پلاستیک، پرسنل کار با دستگاه ها می‌باست به طور کامل با نحوه کار دستگاه تزریق پلاستیک آشنا باشند تا در طول فرآیند ساخت یک قطعه پلاستیک با مشکل روبرو نشود. در ادامه این مقاله از بسکو قصد داریم به بررسی شیوه کار با دستگاه های تزریق پلاستیک بپردازیم.

مراحل کار دستگاه تزریق پلاستیک

در ادامه ۶ مرحله از یک پروسه تزریق پلاستیک معرفی و بررسی می شود:

۱- Clamping

یک ماشین تزریق از سه قسمت اصلی تشکیل شده است،‌ قالب، clamping و فاز تزریق. در بررسی نحوه کار دستگاه تزریق پلاستیک متوجه می‌شویم که Clamping قسمتی از دستگاه را شامل می‌شود که در حین پروسه تزریق قالب را بسته نگه می دارد و پس از آن باز می کند. اساسا قالبها از دو نیمه تشکیل می شوند که در هنگام تزریق باید توسط این بخش در کنار هم فیکس شوند.

۲- Injection (تزریق)

در فاز تزریق مواد پلاستیک که معمولا به فرم گرانول ( دانه دانه ) می‌باشند، وارد قیفی در قسمت بالایی دستگاه می شوند و از آنجا وارد سیلندری می شوند که توسط هیترهایی احاطه شده است .گرانولها پس از حرارت دیدن به حالت مذاب یا رزین در می آیند .در داخل سیلندر مواد به وسیله مارپیچی زیر و رو می شوند .

با چرخش  مارپیچ مواد نیز به سمت جلو رانده می شوند .و هنگامی که ماده کافی در قسمت جلویی مارپیچ ذخیره شد ، عملیات تزریق توسط نازل صورت می گیرد .و مواد مذاب به داخل راهگاه قالب رانده می شوند. سرعت و میزان فشار وارده به میزان چرخش مارپیچ  و نیز قطر نازل بستگی دارد .در نحوه کار برخی از دستگاه های تزریق پلاستیک به جای مارپیچ از یک پیستون منگنه ای استفاده می شود .

۳- Dwelling

هنگام آشنایی با نحوه کار دستگاه تزریق پلاستیک، یاد می‌گیریم که فاز Dwelling شامل یک مکث در پروسه تزریق میشود تا هم مواد مذاب در داخل کویتی ها به صورت کامل پر شود و هم گازهای ایجاد شده از محفظه های تعبیه شده خارج شوند .

۴- Cooling (خنک کاری)

در این مرحله مذاب خنک می شود تا به حالت جامد در آمده و قابلیت خروج از قالب را پیدا کند . در غیر این صورت احتمال تغییر شکل محصول زیاد می‌باشد.

۵- Mold opening (باز شدن قالب)

در این قسمت بخش Clamping  از هم باز می‌شود تا دو نیمه قالبها نیز از هم باز شوند و آماده بیرون اندازی شوند .

۶ -Ejection (بیرون اندازی)

در نحوه کار دستگاه تزریق پلاستیک هنگام خارج کردن قطعه، چند میله به همراه یک صفحه عملیات خروج قطعه از قالب را انجام می دهند. رانرها و راهگاه های قطعه کار که به صورت غیر استفاده و زاید می باشند از قطعه جدا و تمیزسازی می شوند تا مجددا برای ذوب شدن آماده شوند .

مزایای تزریق پلاستیک

• سرعت بالای تولید
• تنوع وسیع مواد مورد استفاده در این روش
• صرفه جویی در نیروی انسانی
• کمترین میزان اتلاف مواد
• کاهش عملیات بعد از تزریق در تولید محصول
• کاربری آسان

تزریق پلاستیک چیست؟

تزریق پلاستیک روشی است که در آن برای تولید کردن یک قطعه ی پلاستیکی، ذرات کوچک پلاستیک را ذوب کرده و در یک قالب فولادی تزریق می کنند. این قالب به پلاستیک ذوب شده شکل می دهد و سپس پلاستیکی که شکل گرفته است سرد شده و از قالب خارج می شود.

این تکنیک برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی با طراحی های پیچیده مناسب است. در صد بسیار بالایی از تمامی قطعات پلاستیکی که در اطراف خود میبینید و به کار می برید از همین طریق ساخته می شوند.

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. و نوع دیگری از واحد بست هم از نوع هیدرولیکی است که در آن قالب مستقیما توسط یک سیلندر هیدرولیکی باز و بسته می شود. سیستم هیدرولیکی دارای یک شفت است 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

در واحد تزریق، ابتدا  ریز دانه های پلاستیکی یا رزین از طریق یک قیف وارد دستگاه می شود. 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.

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

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.

در قالبسازی با کیفیت، در صد ترکیب پلاستیک ذوب شده با پلاستیک خام اولیه بسیار کمتر از سی درصد است تا اطمینان حاصل شود که قطعه تولیدی بالاترین کیفیت را دارد. تنها راه اطمینان از این که قطعه تولیدی شما با کیفیت است، این است که به یک قالبسازی معتبر و مورد اطمینان بسکو مراجعه کنید.

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.