امروزه زندگی بشر به شکل گستردهای به محصولات ساخته شده از پلاستیک وابسته است و بخش بزرگی از وسایلی مانند تلفن همراه، خودرو، رایانه، لوازم خانگی و حتی پوشاک ما از پلاستیک ساخته شده است. قطعاً تا به حال از خود پرسیدهاید که محصولات پلاستیکی دنیای اطرافتان چگونه ساخته میشوند، جالب است بدانید که احتمال بسیار زیادی وجود دارد که آنها با استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک ساخته شده باشند.
این دستگاه بخش بسیار مهمی از فرآیند تولید قطعات پلاستیکی گوناگون است و تقریباً همه چیز از اسباب‌بازی و ظروف آشپزخانه گرفته تا قطعات خودرو و تجهیزات پزشکی را تولید میکند. در این مقاله، نگاهی به دنیای دستگاههای تزریق پلاستیک میاندازیم و طرز کار، انواع مختلف و مزایایی که ارائه میدهند را توضیح می‌دهیم.
دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟
دستگاه تزریق پلاستیک (Injection Molding Machine) یک ماشین صنعتی است که برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی استفاده میشود و بر اساس ذوب پلاستیک و تزریق آن به درون قالب، کار میکند. این روش یکی از رایج‌ترین روشهای تولید قطعات پلاستیکی است و میتوان آن را برای تولید انواع قطعات با اندازه‌‌ها و شکل‌های گوناگونی مورد استفاده قرار داد.
دستگاه تزریق پلاستیک در ساده‌ترین شکل، از سیلندر، ماردون و واحد گیره تشکیل شده است. سیلندر حاوی پلاستیک ذوب شده است و ماردون، پلاستیک را از سیلندر به قالب منتقل میکند. واحد گیره وظیفه باز و بسته کردن قالب را بر عهده دارد. قالب حاوی یک فضای خالی است که پلاستیک ذوب شده به آن تزریق میشود، سپس دمای آن کاهش می‌یابد تا شکل نهایی قطعه را بگیرد.
دستگاه تزریق پلاستیک چگونه کار میکند؟
پیش از اینکه به جزئیات بیشتری درباره دستگاه تزریق پلاستیک بپردازیم، اجازه دهید ابتدا در مورد فرایند تزریق پلاستیک و اصول عملکرد دستگاه تزریق صحبت کنیم. تزریق پلاستیک یک فرآیند تولیدی است که آغاز آن تزریق مواد پلاستیک مذاب به داخل قالب است. سپس مواد سرد و جامد می شوند و در پایان محصول نهایی به شکل حفره قالب ایجاد می شود. این فرایند واحد که به صورت پیوسته و در قالب یک سیکل یا چرخه انجام میشود را میتوان به شش مرحله اصلی تقسیم کرد:
- تغذیه: مواد اولیه معمولاً به شکل دانه های گرد کوچکی به نام گرانول به داخل قیف دستگاه تزریق پلاستیک ریخته می شوند.
- بارگیری: گرانولها تا زمانی که به حالت مذاب برسند، معمولاً در محدوده 200-300 درجه سانتیگراد گرم میشوند. این عملیات در داخل واحد تزریق که از یک ماردون و یک سیلندر تشکیل شده است انجام میشود.
- تزریق: مواد ذوب شده با استفاده از حرکت ماردون در طول سیلندر به داخل حفره قالب تزریق می شوند. فشار تزریق مواد گاهی تا بیش از 2000 بار یا 200 مگاپاسکال نیز میرسد که این فشار می تواند به آسانی دو نیمه قالب را از هم باز کند و باعث خروج مواد از حفره قالب شود. برای جلوگیری از این مشکل واحد گیره دستگاه تزریق پلاستیک وظیفه دارد تا با اعمال نیرو، دو نیمه قالب را محکم در جای خود نگه دارد.
- خنک سازی: دو نیمه قالب توسط واحد گیره در جای خود نگه داشته میشود، در همین حال مواد درون قالب جامد میشوند و شکل حفره قالب را به خود میگیرند.
- پران: پس از انجماد مواد، واحد گیره قالب را باز میکند و قطعات تولید شده از قالب بیرون انداخته میشوند.
- تکرار سیکل: تمام این مراحل مجدداً تکرار میشوند و دستگاه مواد بیشتری را به داخل حفره قالب تزریق میکند تا قطعات جدیدی تولید شوند.
دستگاه تزریق پلاستیک از چه بخشهایی تشکیل شده است؟
دستگاه تزریق پلاستیک از چندین جزء اصلی شامل واحد تزریق، واحد گیره، سیستم تولید قدرت و سیستم کنترل تشکیل شده است. هر یک از بخش های دستگاه تزریق پلاستیک به طور خلاصه در زیر معرفی شده اند:
- واحد تزریق: واحد تزریق وظیفه ذوب و تزریق مواد پلاستیکی به داخل قالب را بر عهده دارد و از سیلندر، ماردون، کالسکه تزریق، قیف، هیدروموتور بارگیری و جکهای تزریق تشکیل میشود. در دستگاههایی مانند دستگاههای تزریق برقی یا هیبریدی این بخش میتواند به جای هیدروموتور و جکهای هیدرولیکی، از عملگرهای برقی استفاده کند.
- واحد گیره: این بخش مسئول بسته نگه داشتن قالب در طول فرآیند تزریق است و مانع از باز شدن قالب در اثر تزریق مواد میشود که تحت فشار صورت میگیرد. باز شدن قطعه و انجام عملیات پران نیز از دیگر وظایف واحد گیره هستند.
- سیستم تولید قدرت: این بخش از دستگاه بسته به نوع دستگاه اعم از هیدرولیکی، هیبریدی یا برقی میتواند شامل عملگرهای دورانی و خطی برقی و یا سیستم هیدرولیکی متشکل از الکتروموتور، پمپ، شیرهای هیدرولیکی، جکهای هیدرولیک، هیدروموتورها، لولهها و شیلنگهایی باشد. وظیفه اصلی این سیستم تامین نیروی مورد نیاز برای حرکت اجزاء متحرک دستگاه مانند ماردون، کالسکه و گیره است.
- سیستم کنترل: این بخش که کنترلر نیز نامیده میشود همانند مغز که وظیفه کنترل فرایندها و کارکرد بدن را بر عهده دارد، تمامی فرایندهای عملکرد دستگاه را کنترل میکند. کنترلر دستگاه تزریق پلاستیک می تواند از نوع PLC و یا DSP اختصاصی باشد که به طور ویژه برای دستگاه تزریق طراحی شدهاند و سرعت پاسخگویی بسیار بالایی دارند.
انواع دستگاههای تزریق پلاستیک
انواع مختلفی از دستگاه های تزریق پلاستیک موجود است که هر کدام برای فراوری انواع خاصی از مواد اولیه و تولید محصولات خاصی طراحی شدهاند. برخی از رایج ترین انواع دستگاه تزریق پلاستیک عبارتند از:
- دستگاههای تزریق پلاستیک هیدرولیکی: این دستگاهها از نیروی هیدرولیک برای حرکت دادن ماردون، گیره و دیگر اجزاء متحرک خود استفاده میکنند. دستگاههای هیدرولیکی به قدرت بسیار زیاد شناخته شدهاند و اغلب برای تولید قطعات پلاستیکی بزرگ استفاده میشوند.
- دستگاههای تزریق پلاستیک برقی: این دستگاهها از موتورهای الکتریکی سروو برای حرکت استفاده میکنند و از دقت و تکرارپذیری فوق العادهای برخوردارند. دستگاههای برقی اغلب برای تولید قطعات کوچک و پیچیده استفاده میشوند.
- دستگاه تزریق پلاستیک هیبریدی: این دستگاهها مزایای دستگاههای هیدرولیک و برقی را با هم ترکیب میکنند و همزمان هم از قدرت سیستم هیدرولیک هم از دقت سیستم برقی بهره میبرند. دستگاههای هیبریدی معمولاً برای تولید قطعات پلاستیکی خاص و در اندازه متوسط استفاده میشوند.
- دستگاههای تزریق پلاستیک دو صفحه ای: این دستگاهها از واحد گیرهای با مکانیزم ویژه استفاده میکنند که نیروی قفل را مستقیماً توسط نیروی هیدرولیک تامین میکند و از دقت بسیار بالایی برخورداند. مهمترین ویژگیهای این دستگاه ها این است که فضای کمتری اشغال میکنند و امکان نصب قالبهای بسیار بزرگ را فراهم میآورند، از این رو برای تولید قطعات بسیار بزرگ کاربرد دارند.
- دستگاههای تزریق پلاستیک های-اسپید: این دستگاهها از طراحی ویژهای برخوردارند که آنها را قادر میسازد تا مواد پلاستیکی را با سرعتی بسیار زیاد تزریق کنند که برای تولید قطعات پلاستیکی جداره نازک ضروری است.
- دستگاههای تزریق پلاستیک تزریقی دو رنگ: از این دستگاهها برای تولید قطعات با دو رنگ یا دو جنس مختلف استفاده میشود. به صورت کلی این دستگاهها ابتدا یک ماده را به داخل حفره قالب تزریق میکنند، سپس قالب را می چرخانند و ماده دوم را روی ماده اول تزریق میکنند و به این صورت قطعه پلاستیکی دو رنگ یا دارای دو جنس متفاوت را تولید میکنند.
- دستگاه تزریق سیلیکون مایع: این دستگاهها به طور خاص برای تولید قطعات ساخته شده از لاستیک سیلیکون مایع طراحی شدهاند که مزایای زیادی نسبت به سایر دستگاههای فراوری لاستیک دارند. فرایند تزریق LSR (تزریق سیلیکون مایع) یکی از فناوریهای نوین در حوزه تزریق پلاستیک به شمار میرود که کاربردهای آن به طور روزافزونی در حال گسترش است.
- دستگاههای تزریق پلاستیک میکرو: این دستگاهها برای تولید قطعات پلاستیکی بسیار کوچک استفاده میشود که ممکن است فقط چند میلی گرم وزن داشته باشند.
- دستگاههای تزریق پلاستیک عمودی: واحد گیره این دستگاهها نسبت به سطح زمین در وضعیت عمودی قرار دارد و همین ویژگی باعث میشود تا نیروی جاذبه زمین اینسرتهای درون قالب را در جای خود ثابت نگه دارد. واحد تزریق در این دستگاه ها میتواند افقی یا عمودی باشد که هر یک کاربردهای متفاوتی دارند.
مزایای دستگاه تزریق پلاستیک
استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی مزایای متعددی دارد. برای نمونه، این دستگاهها فوق العاده کارآمد هستند به طوری که بسته به محصولی که قصد تولید آن را دارید، ممکن است قادر باشید تا هزاران عدد محصول را در ساعت تولید کنید. دستگاههای تزریق پلاستیک همچنین درجه بالایی از دقت و کیفیت را ارائه میدهند و امکان ایجاد قطعات پیچیده با تلرانسهای بسته را فراهم میکنند. علاوه بر این، این دستگاهها قابلیت تنظیمپذیری فوق العادهای دارند و با طیف گستردهای از مواد اولیه، رنگ‌ها و شرایط مختلف تولید قابل انطباق هستند.
علاوه بر مزایایی که تاکنون گفته شد، استفاده از دستگاه های تزریق پلاستیک برای تولید قطعات پلاستیکی چند مزیت کلیدی دیگر نیز به شرح زیر دارند:
- ضایعات کم: فرایند تزریق پلاستیک ضایعات و دورریز بسیار کمی تولید میکند، و در اغلب مواقع ضایعات تولید شده را میتوان ذوب کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد.
- هزینه کارگر کم: هنگامی که دستگاه تزریق پلاستیک راه اندازی و قابل بهرهبرداری شود، برای تولید محصول به نیروی کار کم با تخصص پایینی نیاز دارد که میتواند به کاهش هزینه های تولید کمک کند.
- تکرارپذیری بالا: دستگاههای تزریق پلاستیک بسیار دقیق هستند، به این معنی که میتوانند قطعاتی با تلرانسهای بسیار کم را به‌صورت پی در پی و با کیفیت پایدار تولید کنند.
- انعطاف‌پذیری طراحی: دستگاههای تزریق پلاستیک میتوانند قطعاتی با اندازه و اشکال هندسی پیچیده تولید کنند که ساخت آنها با استفاده از روشهای دیگر تولید دشوار یا غیرممکن است.
بهترین مرکز خرید دستگاه تزریق پلاستیک در ایران
دستگاههای تزریق پلاستیک گوناگونی از حیث برند، نوع و کارایی در بازار وجود دارند، با این همه هر تولیدکننده‌ای انتخاب بهترین دستگاه تزریق پلاستیک را به‌گونه‌ای که بتواند به نیازهای گوناگون تولید محصول پاسخ دهد، کاری کم و بیش دشوار ارزیابی میکند.
برای خرید دستگاه تزریق پلاستیک، نکو بهینه ماشین همانند شرکت ENGEL و ARBURG انواع مختلفی از دستگاه تزریق پلاستیک با تکنولوژی برتر و خدمات پس از فروش معتبر را ارائه می‌دهد.
نتیجه گیری
دستگاههای تزریق پلاستیک بخش مهمی از فرایند تولید هستند و طیف گستردهای از محصولات پلاستیکی را تولیدمی‌کنند که ما هر روز از آنها استفاده می‌کنیم. بسته به اینکه قصد تولید لوازم خانگی، قطعات خودرو یا تجهیزات پزشکی را داشته باشید، یکی از انواع دستگاه تزریق پلاستیک میتواند نیازهای شما را برآورده کند. با وجود مزایای چشمگیر این دستگاهها، جای تعجب ندارد اگر بیابیم که دستگاههای تزریق پلاستیک انتخاب اول برای تولید کنندگان پلاستیک در سراسر جهان هستند.
دستگاههای تزریق پلاستیک صنعت را متحول کرده‌اند و تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت را به آسانی، در تیراژ بالا و به روشی مقرون به صرفه ممکن می‌سازند. با وجود انواع گسترده دستگاه تزریق پلاستیک و گزینه های موجود برای انتخاب، تولیدکنندگان میتوانند به سادگی دستگاه مناسبی برای نیازهای تولید خاص خود را بیابند.