دستگاه تزریق پلاستیک; بررسی تخصصی + مزایا و معایب

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.