آیا تا به حال از خود پرسیده‌اید که تمامی این قطعات پلاستیکی و فلزی موجود در منازل و محل کارمان چگونه به وجود آمده‌اند؟ قطعا تولید آن‌ها بسیار سخت و طاقت فرسا بوده است و تولید کنندگان برای رسیدن به چنین کیفیت و استحکامی خون دل‌ها خورده‌اند!
اما واقعیت این است که در دنیای تولید قطعات روش‌هایی وجود دارند که به شما اجازه می‌دهند بدون کمترین سختی و ناراحتی، و تنها با کمک فکر و مهارت، بیشترین و بهترین قطعات موجود در بازار را تولید کنید. یکی از این روش‌ها قالب گیری تزریقی است که می‌تواند برترین محصولات را به‌صورت انبوه تولید نماید. می‌خواهید بیشتر با این فرآیند آشنا شوید؟ مقاله‌ی امروز را از دست ندهید.
درباره چیستی قالب گیری تزریقی
قالب گیری تزریقی یکی از روش‌های ساخت قطعات فلزی یا پلاستیکی با کمک مواد اولیه‌ای همچون شیشه، انواع پلیمر، انواع الاستومر و فلزات است. در این روش مواد اولیه‌ی موردنیاز برای ساخت قطعه، به صورت مذاب در می‌آیند و از طریق دستگاه قالب‌گیری و با کمک اهرم‌ها و پیستون‌ها با فشار مشخصی به درون قالب از پیش تهیه‌شده تزریق می‌شوند.
![قالب گیری تزریقی]()
قالب‌های به کار رفته در دستگاه‌های قالب گیری به روش تزریقی، اغلب به شکلی طراحی شده‌اند که بخارات مواد مذاب و گرمای آن را از طریق دریچه‌های تهویه به بیرون هدایت می‌کنند. به این ترتیب به خنک شدن و شکل‌گیری هرچه بهتر مواد مذاب درون قالب کمک خواهند کرد. این مواد پس از سرد شدن شکل قالب را به خود می‌گیرند و به شکل یک قطعه‌ی کاربردی از دستگاه قالب گیری خارج می‌شوند.
کاربردهای قالب گیری تزریقی
تقریبا بیشتر قطعات و لوازمی که در اطراف خود مشاهده می‌کنید با روش قالب گیری تزریقی تهیه شده‌اند. پس می‌توان گفت که کاربرد این روش از تولید قطعات با زندگی روزمره‌ی ما عجین شده است.
اما اگر بخواهیم کاربردهای این روش را به شکل دقیق‌تری بررسی کنیم، باید بگوییم که قالب گیری به روش تزریق در صنایع بسیار متنوعی از قبیل تولید قطعات خودرو، صنایع الکتریکی و لوازم برقی، تولید اسباب بازی، لوازم خانگی یک تکه، ظروف نگهدارنده، صنایع بسته‌بندی و همچنین در تولید میز یا مبلمان پلاستیکی یا فلزی یکپارچه و صدها صنعت دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد و یکی از رایج‌ترین راهکارها برای تولید انبوه قطعات و لوازمی است که در دنیای مدرن مورد استفاده‌ی بشر قرار می‌گیرد.
انواع قالب گیری تزریقی
قالب گیری به روش تزریق یکی از بهترین راهکارها برای تولید انبوه و سریع قطعات است که به روش‌های بسیار گوناگون و با کمک دستگاه‌های تزریق متنوعی انجام می‌شود. اما تفاوت در نحوه‌ی اجرای تزریق باعث شده است که این فرآیند تولیدی به دو گروه قالب گیری پیچشی و قالب گیری پیستونی تقسیم شود. حالا بیایید ببینیم این روش‌های تزریق چه هستند و چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟
- قالب گیری پیچشی (Screw): در این شیوه‌ی تزریق مواد به درون قالبها، اهرم تزریق به صورت چرخشی عمل می‌کند و با هم زدن رزین در محفظه‌ی گرم و حرکت رو به جلو آن را به سمت قالب هدایت می‌کند.
![انواع قالب گیری تزریقی]()
هنگامی که رزین مذاب اولیه به درون قالب وارد شد، اهرم تزریق به حالت چرخشی به عقب برمی‌گردد تا مواد بیشتری به داخل قالب راه پیدا کنند. مواد باقی مانده با کمک دوران اهرم تزریق به سمت قالب حرکت می‌کنند و به این ترتیب قالب به‌طور کامل از مواد مذاب پر می‌شود.
- قالب گیری پیستونی (Ram or Plunger): در این شیوه از تزریق، ماشین قالب‌گیری از اهرم فشار برای انتقال مواد مذاب به درون قالب کمک می‌گیرد. هنگامی که مواد اولیه به درون قیف ریخته می‌شوند و در آن به شکل مذاب در می‌آیند، اهرم یا بازوی تزریق به جای چرخش و به گردش در آوردن ماده‌ی مذاب، آن را با فشار به سمت قالب هدایت می‌کند. به همین خاطر این روش از قالب‌گیری به نام قالب‌گیری پیستونی شناخته می‌شود. در این سیستم از آب برای خنک کردن هرچه سریع‌تر مواد مذاب درون قالب استفاده می‌کنند.
جنس قالبها در قالب گیری تزریقی
معمولا در فرآیند تزریق از دو نوع ماده‌ی گرمانرم و گرماسخت استفاده می‌شود که هر یک از آن‌ها در مواجهه با گرما واکنش مولکولی خاصی از خود نشان می‌دهند. برخی از این مواد در معرض گرما نرم می‌شوند و برخی دیگر با گرما دیدن سخت‌تر از قبل می‌شوند.
به همین خاطر انتخاب جنس مناسب برای قالب تزریق یکی از مهم‌ترین بخش‌‌های قالب گیری به روش تزریق است. به‌طور کلی قالب‌هایی که در فرآیند قالب‌گیری و به‌خصوص قالب گیری مواد پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جنس فلز هستند. چرا که فلزها می‌توانند سحی صاف و یکدست را در محصول نهایی ایجاد نمایند.
اما نوع فلزات به کار رفته در قالبها تماما به نوع مواد اولیه، ترموست یا ترموپلاست بودن آن‌ها و همچنین استانداردهای تولید وابسته است. با همه‌ی این‌ها متداول‌ترین فلز برای ساخت قالب‌های این پروسه، آلیاژی از فولاد و کروم است. هرچه درصد کروم به کار رفته در این آلیاژ بیشتر باشد، با قابلیت پوشش دهی بالاتر سطح صاف‌تری را برای محصول نهایی شما ایجاد خواهد کرد.
ساختار قالب‌های تزریقی
هر قالب تزریق دارای دو بخش اصلی به نام‌های نیمه‌ی پران و نیمه‌ی تزریق است. این دو نیمه با قرار گرفتن در کنار یکدیگر شکل کلی و اصلی قالب را ایجاد می‌کنند و فضای مناسب برای شکل‌گیری مذاب پلاستیک را تشکیل می‌دهند.
![قالب گیری تزریقی]()
این فضا به خودی خود شامل دو مولفه به نام‌های ماهیچه و کویته است. ماهیچه به بخش اصلی و هسته‌ی قالب و کویته به حفره‌های قالب گفته می‌شود. درواقع هنگامی که دو بخش قالب به یکدیگر می‌رسند، ماهیچه و کویته فضای لازم برای تشکیل قطعه را فراهم می‌کنند.
مراحل ساخت یک قالب تزریقی
برای ساخت قالب تزریقی پیش از هر چیز باید شکل ظاهری قالب و تعداد حفره‌های مورد نیاز آن مشخص شود. قالبها معمولا بسته به نوع و تعداد قطعه‌‌های تولیدی می‌توانند یک یا چند حفره‌ای باشند. قالب‌های تک حفره‌ای برای تولیدات کم حجم و تکی و قالب‌های چند حفره‌ای برای تولیدات انبوه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پس از تعیین شکل و تعداد حفره‌ها، باید آلیاژ مورد نیاز برای ساخت قالب را انتخاب کنید. همانطور که گفتیم برای تولید قطعات پلاستیکی، ترکیبی از فولاد وکروم مي‌تواند انتخاب مناسبی باشد. هرچند که آلومینیوم نیز یکی از فلزات ارزان‌قیمت و به‌صرفه در فرآیند تولید قالب است.
در این مرحله، باید بسته به جنس و نوع قالبها و همچنین زمان مورد نیاز برای تولید هریک، ماشین‌آلات مناسب را برای تولید این قطعات انتخاب کرد. معمولا ماشین‌هایی از قبیل دریل، فرز، ماشین تراش، دستگاه cnc و همچنین اسپارک در بخش ساخت این قالبها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پس از تولید هر بخش از قالب، قطعات در بخش مونتاژ آزمایش می‌شوند و درصورت تایید شدن سرهم خواهند شد. پس از مونتاژ قالب، نمونه‌ی اولیه برای تست کیفیت در فرآیند قالب گیری به روش تزریق مورد استفاده قرار می‌گیرد تا در صورت بروز مشکل سریعا اصلاح شود.
در ادامه دو نوع قالب گیری را معرفی خواهیم کرد:
قالب گیری تزریقی پودر
قالب گیری تزریقی پودر روشی نوین برای تولید قطعاتی با جنسی شبیه به سرامیک است. در این فرآیند پودر فلز یا سرامیک با یکی از انواع پلیمر ترکیب می‌شود تا ماده‌ای خام با قابلیت شکل‌گیری در قالب به دست بیاید.
این ماده با ورود به دستگاه قالب گیری وارد قالب مورد نظر می‌شود و در آنجا تحت عملیات بایندر زدایی یا خارج‌سازی ماده‌ی پلیمری پیوند دهنده قرار می‌گیرد. پس از خروج ماده‌ی پلیمری از ترکیب، مخلوط باقی مانده با قرار گرفتن در معرض دما در طول زمانی مشخص به شکل نهایی و مورد انتظار در خواهد آمد.
![قالب گیری تزریقی پودر]()
قالب گیری تزریقی واکنشی
قالب گیری تزریقی واکنشی یا RIM شباهت بسیار زیادی به قالب گیری به روش تزریق ساده دارد. تنها تفاوت این دو روش از قالب گیری در استفاده از مواد اولیه است. مواد اولیه‌ی این فرآیند برخلاف فرآیند قالب گیری ساده، از نوع ترموست یا گرماسخت هستند و برای شکل‌گیری نهایی به شوک نیاز دارند.
در پروسه قالب گیری تزریقی واکنشی، پلیمرها تحت فشار تزریق با یکدیگر مخلوط می‌شوند و پس از ترکیب، تحت فشاری کمتر به درون قالبها تزریق می‌شوند. مخلوط به دست آمده تا خنک شدن و رسیدن به شکل مناسب درون قالبها استراحت خواهد کرد.
قالب گیری تزریقی که امروزه یکی از محبوب‌ترین و متداول‌ترین روش‌های تولید قطعات پلاستیکی است به شما اجازه می‌دهد تا با کمترین هزینه و به ساده‌ترین شکل ممکن، محصول نهایی خود را به صورت انبوه تولید کنید.متدهای متنوعی که در این فرآیند در اختیارتان قرار دارند و همچنین ابزارهای موجود، احتمال بروز خطا و تولید انبوه محصولی بی کیفیت را به صفر می‌رساند. پس اگر می‌خواهید در تولید قطعات پلاستیکی حرفی برای گفتن داشته باشید، حتما از این روش استفاده کنید.
:reference
bit.ly/3lTq79O