مبتکر شوید و با تزریق پلاستیک به سود بیشتری دست پیدا کنید

 قالب گیری تزریق پلاستیک

 

در این مقاله، فرآیند تزریق پلاستیک به عنوان یکی از روش‌های تولید قطعات صنعتی مورد بررسی قرار می‌گیرد. با معرفی روش‌های بهینه‌سازی و تکنیک‌های حرفه‌ای، کیفیت و دقت در تولید قطعات پلاستیکی افزایش می‌یابد. همچنین، در این مقاله به قلم سایت  به معرفی فن‌آوری‌های جدید و رویکردهای آینده در تولید قطعات پلاستیکی پرداخته می‌شود

تاریخچه قالب گیری تزریق پلاستیک چیست؟

قالب‌گیری تزریق پلاستیک یکی از روش‌های تولید قطعات پلاستیکی است که در دهه ۱۹۳۰ میلادی در ایالات متحده آمریکا به وجود آمد. در ابتدا، این روش برای تولید قطعات کوچک و ساده مانند دکمه‌ها و پنل‌های کوچک استفاده می‌شد.

 

در دهه ۱۹۴۰ میلادی، با توسعه مواد پلاستیکی و ماشین‌آلات تزریق پلاستیک، این روش برای تولید قطعات پیچیده و بزرگتر مانند بشقاب‌های پلاستیکی و قطعات خودرو استفاده شد. در دهه ۱۹۵۰ میلادی، با توسعه تکنیک‌های جدیدی مانند تزریق چندجداره و مواد پلاستیکی جدید، این روش به صورت گسترده‌تری در صنعت مورد استفاده قرار گرفت

 

تزریق پلاستیک چیست؟

تزریق پلاستیک یک فرآیند تولیدی است که برای تولید قطعات پلاستیکی در مقادیر زیاد استفاده می شود. این فرآیند شامل ذوب گلوله های پلاستیکی و تزریق پلاستیک مذاب به داخل قالب تحت فشار بالا است. سپس پلاستیک مذاب سرد و جامد می شود و قالب باز می شود تا قسمت تمام شده آزاد شود. فرآیند تزریق پلاستیک را می توان برای تولید طیف گسترده ای از قطعات با اشکال پیچیده و ابعاد دقیق، از قطعات کوچک مانند درب بطری تا قطعات بزرگتر مانند سپر خودرو استفاده کرد. این فرآیند به طور گسترده در صنایع مختلف، از جمله صنایع خودروسازی، الکترونیک، پزشکی و کالاهای مصرفی و غیره استفاده می شود. تزریق پلاستیک چندین مزیت از جمله راندمان تولید بالا، دقت و توانایی تولید قطعات با طیف گسترده ای از مواد، رنگ ها و پرداخت ها را ارائه می دهد.

 

مواد اولیه تزریق پلاستیک

 

مواد اولیه تزریق پلاستیک

مواد اولیه استفاده شده در فرایند تزریق پلاستیک می‌تواند شامل چندین نوع مختلف باشد، اما چندین مواد اولیه رایج در این فرایند عبارتند از:

1- پلی‌اتیلن: پلی‌اتیلن یکی از پرکاربردترین مواد اولیه در صنعت تزریق پلاستیک است. این پلاستیک دارای مقاومت بالا در برابر ضربه، خوردگی و حرارت است و می‌تواند در تولید محصولات متنوعی مانند لوازم آشپزخانه، بطری‌ها، کیسه‌های پلاستیکی و غیره استفاده شود.

 

2- پلی‌پروپیلن: پلی‌پروپیلن یکی دیگر از مواد اولیه پرکاربرد در تزریق پلاستیک است. این پلاستیک دارای مقاومت بالا در برابر حرارت، خوردگی و تأثیرات محیطی است و می‌تواند در تولید انواع محصولاتی مانند بطری‌های آب، لوازم آرایشی، قطعات خودرو و غیره مورد استفاده قرار گیرد.

 

3- پلی‌ستایرن: پلی‌ستایرن یک پلاستیک سبک و سخت است که دارای خواص عایقی و مقاومت بالا در برابر شوک و ضربه است. این پلاستیک می‌تواند در تولید قطعات الکترونیکی، سبد‌های خرید و ظروف یکبار مصرف مورد استفاده قرار گیرد.

 

4- پلی‌کربنات: پلی‌کربنات یک پلاستیک شفاف و سخت است که دارای مقاومت بالا در برابر شکستگی و ضربه است. این پلاستیک می‌تواند در تولید قطعات الکترونیکی، ساعت‌های دیجیتالی، عینک‌ها و غیره استفاده شود.

 

5- پلی‌اتر: پلی‌اتر یک پلاستیک شفاف و مقاوم است که دارای خواص مقاومت در برابر حرارت و شیمیایی است. این پلاستیک می‌تواند در تولید قطعات الکترونیکی، قطعات خودرو و غیره استفاده شود.

 

این تعدادی از مواد اولیه تزریق پلاستیک هستند، اما هنوز مواد دیگری مانند پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، پلی‌ورتان (PU) و پلی‌فنیل اتر (PPE) نیز در صنعت تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

 کاربردهای تزریق پلاستیک

قالب گیری تزریق پلاستیک یکی از رایج‌ترین روش‌های تولید انبوه قطعات پلاستیکی است و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به برخی کاربردهای قالب گیری تزریق پلاستیک اشاره شده است:

 

1- صنعت خودرو سازی: در این صنعت از قطعات پلاستیکی برای ساخت جزئیات داخلی و خارجی خودروها استفاده می‌شود. این قطعات شامل داشبورد، سیستم‌های گرمایش و سرمایش، سیستم‌های صوتی، قطعات درب و پنجره و غیره می‌شوند.

 

2- صنعت الکترونیک: قطعات پلاستیکی در تولید محصولات الکترونیکی مانند تلویزیون، رایانه، تلفن همراه و دیگر دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند.

 

3- صنعت پزشکی: قطعات پلاستیکی در تولید تجهیزات پزشکی مانند سرنگ، پروتزهای پزشکی، دستگاه‌های پزشکی و غیره استفاده می‌شوند.

 

4- صنعت لوازم خانگی: قطعات پلاستیکی در تولید لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی، یخچال و غیره استفاده می‌شوند.

 

5- صنعت بازیافت: قطعات پلاستیکی مورد استفاده در صنعت بازیافت برای تولید محصولات جدید استفاده می‌شوند.

 

6- صنعت بسته‌بندی: قطعات پلاستیکی برای تولید بسته‌بندی محصولات مانند بطری‌ها، جعبه‌ها، کیسه‌ها و غیره استفاده می‌شوند.

 

7- صنعت ورزشی: قطعات پلاستیکی در تولید تجهیزات ورزشی مانند تجهیزات بوکس، تنیس و دوچرخه‌سواری استفاده می‌شوند.

 

در کل، قالب گیری تزریق پلاستیک در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و به دلیل سرعت، دقت و هزینه کم تولید، به عنوان یکی از اصلی‌ترین روش‌های تولید قطعات پلاستیکی شناخته می‌شود.

 

فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک چیست؟

  فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک روشی است که برای تولید مقادیر زیادی از قطعات پلاستیکی با دقت و قوام بالا استفاده می شود. این فرآیند معمولاً شامل مراحل زیر است:

 

 مواد پلاستیکی معمولاً به شکل گلوله‌های کوچک یا گرانول‌ها به داخل یک قیف و سپس به یک بشکه گرم شده وارد می‌شوند.

 

 مواد پلاستیکی با حرارت و فشار داخل بشکه ذوب شده و سپس تحت فشار بالا به داخل حفره قالب تزریق می شود.

 

مواد پلاستیکی داخل قالب خنک می شود تا جامد شده و شکل دلخواه را به خود بگیرد.

 

 قالب باز می شود و قسمت تمام شده از قالب خارج می شود.

 

فرآیند قالب گیری تزریقی را می توان برای تولید قطعات با اندازه ها و اشکال مختلف، از اجزای کوچک تا قطعات ساختاری بزرگ استفاده کرد. قالب ها را می توان برای تولید قطعات پیچیده با جزئیات و ویژگی های پیچیده سفارشی کرد.

 

این فرآیند را می توان برای تولید با حجم بالا به صورت خودکار و بهینه سازی کرد و امکان تولید مقادیر زیادی از قطعات یکسان با راندمان و سرعت بالا را فراهم کرد. این فرآیند همچنین حداقل ضایعات را تولید می کند، زیرا هر ماده اضافی را می توان برای چرخه های قالب گیری بعدی دوباره استفاده کرد.

 

دستگاه تزریق پلاستیک

 

طرز کار تزریق پلاستیک به شرح زیر است:

 1- طراحی قالب: ابتدا باید یک قالب فلزی یا پلاستیکی طراحی شود که شامل دو قسمت است، یک قسمت برای تزریق مواد پلیمری و دیگری برای خروجی قطعه.

 

 2- آماده‌سازی مواد پلیمری: مواد پلیمری مانند پلی‌استر، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و... باید به صورت گرانول یا پودر در دسترس باشند.

 

 3- تزریق مواد پلیمری: در این مرحله، مواد پلیمری در دستگاه تزریق پلاستیک قرار می‌گیرند و با فشار مواد پلیمری به داخل قالب تزریق می‌شوند.

 

 4- سرمایش و سخت شدن: پس از تزریق مواد پلیمری به داخل قالب، قالب به سرعت خنک می‌شود تا قطعه به سرعت سخت شود و از داخل قالب خارج شود.

 

5- خروج قطعه: بعد از اینکه قطعه سخت شد، باید از داخل قالب خارج شود. قطعه با کمک یک مکانیزم خروجی از قالب خارج می‌شود.

 

 6- تمیز کردن و پسماند: پس از خروج قطعه از قالب، باید قطعه تمیز شود و پسماند پلاستیکی از دستگاه تزریق جمع‌آوری شود.

 

  7- تکمیل: در این مرحله، قطعه نهایی باید برای استفاده و یا اتصال به قطعات دیگر آماده شود.

 

این فرآیند برای تولید انواع قطعات پلاستیکی مانند قطعات الکترونیکی، قطعات خودرو، قطعات پزشکی و قطعات خانگی استفاده می‌شود.

 

 نمونه های اولیه قالب گیری تزریق پلاستیک چیست؟

تولید نمونه های اولیه با استفاده از قالب گیری تزریق پلاستیک یکی از کاربردهای مهم این فرایند است. با تولید نمونه های اولیه، می‌توان از قبل از تولید انبوه، طراحی و عملکرد قطعات پلاستیکی را بررسی کرد و نیاز به هزینه‌های بالای تولید انبوه کاست. در زیر به برخی از نمونه های اولیه قالب گیری تزریق پلاستیک اشاره شده است:

 

1- قالب ساده: برای تولید نمونه های اولیه، معمولاً از قالب‌های ساده استفاده می‌شود که قابلیت تنظیم آن‌ها به راحتی و با هزینه کمتری امکان پذیر است. این نمونه ها معمولاً بدون تزریق مواد پلاستیکی به دست می‌آیند و از جنس موادی مانند سیلیکون یا پلی‌یورتان سفید ساخته می‌شوند.

 

2- قالب چند روشی (Multi-Cavity): در این نوع قالب، چندین قطعه از یک قالب به صورت همزمان تزریق می‌شوند. این روش باعث کاهش زمان تولید و هزینه های مربوط به تزریق پلاستیک می‌شود.

 

3- قالب برجسته (Overmolding): در این نوع قالب، قطعه جدیدی روی قطعه اولیه تزریق می‌شود. این کاربرد معمولاً در تولید قطعات پلاستیکی با ویژگی‌های خاص مانند قطعات ابزار دستی، دسته‌های لوازم خانگی و غیره به کار می‌رود.

 

4- قالب پروتوتایپ (Prototype): در این نوع قالب، تعداد کمی از قطعات پلاستیکی تولید می‌شود تا بتوان طراحی و عملکرد قطعات را بررسی کرد و در صورت نیاز، آن‌ها را اصلاح کرد. این نوع تولید نمونه عموماً با هزینه کمتر و زمان کوتاهتری نسبت به تولید انبوه قطعات پلاستیکی انجام می‌شود.

 

5- قالب فلزی: در این نوع قالب، از قالب‌های فلزی استفاده می‌شود که قابلیت ساخت و تولید انبوه قطعات پلاستیکی با دقت بالا را دارند. این نوع قالب گیری تزریق پلاستیک معمولاً در تولید انبوه قطعات پلاستیکی به کار می‌رود.

 

در کل، تولید نمونه های اولیه با استفاده از قالب گیری تزریق پلاستیک می‌تواند به طراحان و سازندگان کمک کند تا قبل از تولید انبوه، طراحی و عملکرد قطعات پلاستیکی را بررسی کرده و بهبود بخشید.

 

ماشین های قالب گیری تزریق پلاستیک

 

 ماشین های قالب گیری تزریق پلاستیک چیست؟

ماشین‌های قالب‌گیری تزریق پلاستیک، دستگاه‌هایی هستند که برای تزریق مواد پلاستیکی به داخل قالب‌هایی با شکل و ابعاد مشخص، استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها شامل سه بخش اصلی هستند:

 

1- بخش تزریق: در این بخش، مواد پلاستیکی به صورت دانه‌ای به داخل دستگاه تزریق می‌شوند و با تحت فشار قرار گرفتن، به حالت ذوب در می‌آیند.

 

2- بخش قالب‌گیری: در این بخش، مواد پلاستیکی ذوب شده به داخل قالب‌هایی با شکل و ابعاد مشخص تزریق می‌شوند و با سرعت و فشار مناسب، قالب‌ها پر می‌شوند.

 

3- بخش خنک‌کننده: پس از تزریق مواد پلاستیکی به داخل قالب‌ها، بخش خنک‌کننده شروع به کار می‌کند و قطعات پلاستیکی با شکل و ابعاد مورد نظر شکل می‌گیرند. سپس، قالب‌ها باز شده و قطعات پلاستیکی به بیرون خارج می‌شوند.

 

 نحوه محاسبه هزینه قالب گیری تزریق پلاستیک

محاسبه هزینه قالب‌گیری تزریق پلاستیک، به عوامل مختلفی مانند اندازه و پیچیدگی قالب، تعداد قطعات تولیدی، نوع مواد پلاستیکی و ماشین‌آلات مورد استفاده بستگی دارد. با این حال، معمولاً هزینه قالب‌گیری تزریق پلاستیک به صورت زیر محاسبه می‌شود:

 

1- هزینه طراحی قالب: این هزینه شامل هزینه طراحی و ساخت قالب پلاستیکی است و به صورت یکباری برای هر قالب پرداخت می‌شود.

 

2- هزینه مواد اولیه: این هزینه شامل هزینه خرید مواد پلاستیکی است که برای تزریق به داخل قالب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

3- هزینه تزریق و خنک‌کنندگی: این هزینه شامل هزینه تزریق مواد پلاستیکی به داخل قالب و همچنین هزینه خنک‌کنندگی قطعات پلاستیکی است.

 

4- هزینه نگهداری قالب: این هزینه شامل هزینه نگهداری و تعمیرات قالب پلاستیکی است که برای تولید قطعات پلاستیکی استفاده می‌شود.

 

5- هزینه ماشین‌آلات و نیروی انسانی: این هزینه شامل هزینه استفاده از ماشین‌آلات قالب‌گیری تزریق پلاستیک و هزینه نیروی انسانی برای کنترل و نظارت بر فرایند تولید است.

 

با توجه به موارد فوق، هزینه قالب‌گیری تزریق پلاستیک می‌تواند بسیار متفاوت باشد و باید بر اساس شرایط خاص هر پروژه تخمین زده شود

 

آیا قالب گیری تزریق پلاستیک ارزان است؟

قالب گیری تزریق پلاستیک می‌تواند یکی از روش‌های ارزان و موثر برای تولید قطعات پلاستیکی باشد، اما برای تعیین هزینه نهایی، باید به عوامل مختلفی مانند اندازه و پیچیدگی قالب، تعداد قطعات تولیدی، نوع مواد پلاستیکی، هزینه ماشین‌آلات و نیروی انسانی و هزینه طراحی و تولید قالب، توجه شود.

 

در مقایسه با روش‌های دیگر تولید قطعات پلاستیکی، قالب گیری تزریق پلاستیک می‌تواند ارزان‌تر باشد، زیرا در این روش، فرایند تولید به صورت خودکار و با سرعت بالا انجام می‌شود و نیاز به دست‌کاری دستی ندارد. همچنین، با توجه به قابلیت تنظیم فشار و دما در این روش، می‌توان به راحتی قطعات پلاستیکی با شکل و اندازه‌های مختلف تولید کرد.

 

با این حال، برای رسیدن به هزینه‌های پایین‌تر در قالب گیری تزریق پلاستیک، می‌توان از روش‌های مختلفی مانند طراحی قالب ساده، تعداد بالای قطعات تولیدی و استفاده از مواد اولیه با قیمت مناسب استفاده کرد. همچنین، با استفاده از ماشین‌آلات با تکنولوژی جدید و کارآمد، می‌توان هزینه‌های تولید را کاهش داد.

 

قالب های تزریقی چقدر دوام می آورند؟

دوام قالب‌های تزریقی پلاستیکی به عوامل زیادی مانند نوع مواد پلاستیکی، شکل و اندازه قطعات تولیدی، فرآیند تزریق، تنش‌های مکانیکی و حرارتی و نگهداری و تعمیرات قالب‌ها بستگی دارد.

 

قالب‌های تزریقی پلاستیکی معمولاً از فولادهایی با دوام بالا مانند فولاد P20، H13 یا صفحات فولادی 420SS تولید می‌شوند. با استفاده از این فولاد‌ها و با رعایت شرایط بهینه تزریق، قالب‌های تزریقی می‌توانند تا چندین هزار دوره تزریق در دماها و فشارهای مختلف را تحمل کنند.

 

با این حال، قالب‌های تزریقی پلاستیکی با استفاده مداوم و بدون رعایت شرایط بهینه، ممکن است خراب شوند. برای حفظ دوام قالب‌های تزریقی، باید از روش‌های نگهداری مناسب استفاده کرد، مانند تعمیرات دوره‌ای، تعویض قطعات شکسته و رعایت شرایط بهینه تزریق مانند فشار و دما. همچنین، استفاده از مواد پلاستیکی با کیفیت مناسب و تزریق به صورت صحیح نیز می‌تواند به دوام قالب‌های تزریقی کمک کند.

 

مزایا و معایب تزریق پلاستیک

استفاده از تزریق پلاستیک، مزایایی مانند سرعت بالا در تولید، کیفیت بالا و تولید قطعات پیچیده با شکل‌های مختلف، هزینه کمتر و بازدهی بالاتر را داراست. همچنین، این روش امکان تولید قطعات با وزن کمتر و حجم بیشتر را نیز فراهم می‌کند. با این حال، معایبی نیز برای تزریق پلاستیک وجود دارد. برای مثال، این روش ممکن است در تولید قطعات بزرگ غیرعملی باشد و همچنین، تولید قطعات پلاستیکی با استفاده از این روش، باعث تولید زباله پلاستیکی نیز می‌شود.

 

نتیجه‌گیری

 تزریق پلاستیک به عنوان یکی از روش‌های مهم و پرکاربرد در تولید قطعات پلاستیکی، با مزایا و معایب خود، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به اینکه تزریق پلاستیک باعث تولید قطعات با کیفیت بالا و بازدهی بالاتر می‌شود، استفاده از این روش در تولید قطعات صنعتی، به دلیل مزایایی که دارد، رواج بیشتری پیدا کرده است. در ضمن، توسعه فناوری تزریق پلاستیک نیز در آینده، باعث بهبود کیفیت و افزایش بازدهی در تولید قطعات پلاستیکی خواهد شد.

 

سوال های  متداول

آیا موادی که برای تزریق پلاستیک در صنایع پزشکی استفاده می‌شوند، قابلیت تجزیه زیستی دارند؟

بله، برخی از موادی که برای تزریق پلاستیک در صنایع پزشکی استفاده می‌شوند، قابلیت تجزیه زیستی دارند. این مواد با تجزیه توسط آنزیم‌های بدن، به مواد غیرسمی و بی‌خطر تبدیل می‌شوند و از بدن دفع می‌شوند.

 

به عنوان مثال، برخی از پلیمرهای بیوقابل تجزیه مانند پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی گلیکولید (PGA)، پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) و پلی کاپرولاکتون (PCL)، در صنایع پزشکی برای تزریق پلاستیک استفاده می‌شوند. این مواد قابلیت تجزیه زیستی دارند و بعد از استفاده از بدن دفع می‌شوند.

 

چه صنایع دیگری از تزریق پلاستیک استفاده می کنند؟

تزریق پلاستیک فرایندی گسترده است که در صنایع مختلفی به کار می‌رود. مانند صنعت خودروسازی,صنعت مصرفی,صنعت ورزش وتفریح ,صنعت هواپیمایی و....

 

مزایای استفاده از قالب تزریق پلاستیک نسبت به سایر روش ها چیست؟

قطعات با کیفیت بالا: قالب‌گیری تزریق پلاستیک قطعات با کیفیت بالا با تحمل‌های محکم و پرداخت‌های سطح عالی تولید می‌کند. این امر آن را به یک فرآیند ایده آل برای تولید قطعاتی تبدیل می کند که به دقت و قوام بالایی نیاز دارند.

 

گزینه‌های مواد: قالب‌گیری تزریقی پلاستیک می‌تواند از طیف گسترده‌ای از مواد گرمانرم، از جمله پلاستیک‌های مهندسی استفاده کند که استحکام، دوام و مقاومت عالی در برابر دما و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی را ارائه می‌دهند.

 

آیا می توان از تزریق پلاستیک درامد بالایی کسب کرد؟

استفاده از تزریق پلاستیک می‌تواند درامد بالایی را برای تولید کنندگان و تامین کنندگان فراهم کند. از آنجا که تزریق پلاستیک فرایندی کارآمد و تکرارپذیر است، با تولید تعداد زیادی محصول، می‌توان درآمد بالایی را به دست آورد.

 

همچنین، استفاده از تزریق پلاستیک به دلیل کارآیی بالا و صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید، می‌تواند برای شرکت‌ها سودآور باشد. با تولید بسیاری از قطعات، هزینه‌های ماشین آلات و قالب‌ها به صورت توزیع شده در طول زمان پرداخت می‌شود و هزینه تولید هر قطعه کاهش می‌یابد. همچنین، با کاهش هزینه‌های تولید، می‌توان رقابتی‌تر بود و به بازاریابی و فروش بیشتری دست یافت.

 

در نهایت، درآمدی که از تزریق پلاستیک بدست می‌آید، به عوامل مختلفی مانند نوع محصول، تعداد و حجم تولید، هزینه تولید و هزینه فروش، بازاریابی و فروش وابسته است. به طور کلی، با توجه به مزایای تزریق پلاستیک و صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید، می‌توان درآمد بالایی را از این روش به دست آورد.

 

گردآوری:بخش علمی و آموزشی