قالب گیری تزریقی؟ (فرآیند تزریق پلاستیک و معرفی سایر پلیمرها)

قالب گیری تزریقی (به انگلیسی: Injection Moulding) یکی از پرکاربردترین و پرهزینه‌ترین روش‌های شکل دهی به محصولات پلیمری است که در آن مواد مذاب با فشار به داخل قالب تزریق می‌شوند. اولین دستگاه تزریق در سال ۱۸۷۲ در آمریکا ساخته شده و این روش، بهترین راه تولیدِ یک قطعه محکم پلاستیکی است. فرآیند تزریق، امروزه گسترش زیادی در تولیدات خودرو، ساختمان‌سازی، کارخانجات و بسیاری از صنایع دیگر پیدا کرده و بهترین روش برای تولید انبوه و سریع قطعات نیز به شمار می‌رود. در این مقاله؛ چگونگی انجام فرآیند قالب گیری تزریقی و روش‌های مختلف آن را در کنار دستگاه‌های فرآیند قالب گیری تزریقی، اجزای تشکیل دهنده آنها و همینطور بخش‌های مختلف قالب تزریق را بررسی می‌کنیم.

فرآیند قالب گیری تزریقی چیست؟

قالب گیری تزریقی از روش‌های تولید قطعات پلاستیکی و فلزی است که با تزریق مواد به داخل حفره‌ی یک قالب انجام می‌شود، سپس مواد تزریق شده درون قالب، سرد و سخت می‌شوند و شکل هندسی آن را می‌گیرند. موادی که قابلیت تزریق در این روش را دارند شامل: الاستر، پلیمر سخت و گرم، فلزات و شیشه هستند که از طریق دستگاه قالب گیری و از طریق اهرم و پیستون‌ها، با فشار مشخصی به درون قالبِ از پیش ساخته شده، تزریق می‌شوند.

فرآیند قالب گیری تزریقی؛ یک روش تولید قطعات پلاستیکی و فلزی

دستگاه قالب گیری و اجزای آن

دستگاه تزریق از یک قالب تشکیل شده که در ابتدا به کمک یک وسیله‌ی طراح صنعتی، توسط مهندس طراح، طراحی می‌شود و سپس توسط قالبساز ساخته می‌شود. این قالب‌ها طوری طراحی می‌شوند که بخارهای ناشی از مواد ذوب و گرما از دریچه‌های تهویه آنها خارج شوند و اجزای تشکیل دهنده آنها شامل موارد زیر هستند:

• برل
• پیچه‌ها
• نازل
• گیره

معرفی اجزای دستگاه قالب گیری تزریقی

فرآیند قالب گیری تزریقی

1. مواد پلیمری توسط قیف داخل دستگاه تزریق ریخته می‌شود و سپس واحد تزریق، مواد را وارد محفظه اصلی دستگاه می‌کند.
2. در محفظه دستگاه، یک پیچ قرار داده شده که مواد را به صورت چرخشی وارد محفظه اصلی دستگاه می‌کند.
3. در محفظه اصلی فلزی دستگاه، مواد در معرض گرما و حرارت قرار می‌گیرند.
4. پس از تزریق ماده ذوب شده، دستگاه خنک می‌شود و تا آن زمان قالب بسته می‌ماند.
5. در مرحله آخر، پس از خنک شدن، باید از پین‌های موجود، برای جداسازی محصول از قالب استفاده می‌شود.

مواد پلاستیکی استفاده شده در فرآیند قالب گیری تزریقی

مواد پلاستیکی برای قالب گیری تزریقی، معمولا از جنس پلیمر با ویژگی‌های مختلف استفاده می‌شود. انواع مختلف مواد پلاستیکیِ مورد استفاده در این زمینه شامل پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی کربنات و پلی استایرن است.

کاربرد و مزایای قالب گیری تزریقی

از این روش قالب گیری برای ساخت انواع قطعات پلاستیکی استفاده می‌شود، از جمله قطعات خودرو، لوازم خانگی، اسباب بازی و محصولات الکترونیکی. مزیتی که روش تزریق پلاستیک نسبت به دیگر روش‌ها دارد، شامل موارد زیر است:

• امکان تولید انبوه و مداوم
• اجرای دقیق طراحی مهندسی
• تنوع محصول با استفاده از قالب‌های مختلف

از دیگر روش‌های قالب گیری و تولید قطعات پلاستیکی می‌توان به قالب گیری فشاری و قالب گیری دورانی اشاره داشت.

توضیح با شکل هندسی انواع بخش‌های دستگاه قالب گیری تزریقی

روش‌های قالب گیری تزریقی

قالب گیری تزریقی را می‌توان به روش‌های مختلف انجام داد و برخی از آنها دارای پیچیدگی‌های زیادی هستند. اما این فرآیند شامل ۳ روش کلی می‌شود که در ادامه آنها را بیان می‌کنیم:

قالب گیری تزریقی تک جزئی

در این روش، قالب گیری به صورت یک تکه انجام می‌شود و قطعه پلاستیکی پس از سرد شدن از قالب خارج می‌شود که ساده‌ترین نوع قالب گیری تزریقی می‌باشد.

قالب گیری تزریقی دو جزئی

در این روش، قالب از دو دهانه؛ کف و درب تشکیل می‌شود که مواد پلاستیکی از طریق دهانه درب به قالب تزریق می‌شوند، سپس محصول خنک شده از دهانه کف دستگاه خارج می‌شوند.

قالب گیری تزریقی چند جزئی

در این روش، قالب دستگاه بیشتر از دو قسمت است و فرآیند قالب گیری در آن به صورت متحرک و به طور همزمان با تزریق مواد پلاستیکی به یکدیگر نزدیک می‌شوند و شکل نهایی را به وجود می‌آورند. این روش برای تولید قطعات با ساختارهای پیچیده و تزریق مواد پلاستیکی با ویژگی‌های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سوالات متداول