تزریق پلاستیک برای اولین بار در سال 1867 میلادی توسط John W\.H انجام شد، زمانی که او سلولوئید را به درون قالبی تزریق کرد و موفق شد شکل مورد نظر خود را بسازد. این روش ابتدا برای تولید توپ بازی بیلیارد استفاده شد و پنج سال بعد، اولین دستگاه تزریق پلاستیک توسط همین فرد و برادرش اختراع گردید. هرچند این دستگاه ابتدایی و ساده بود و شباهتی به تجهیزات پیشرفته امروزی نداشت، اما زمینه‌ساز تولید قطعات متنوع و ظریف با استفاده از تزریق پلاستیک شد.
رشد واقعی صنعت تزریق پلاستیک در دهه 1940 و همزمان با جنگ جهانی دوم رخ داد، زمانی که Jim Hendry دستگاهی را برای ساخت قطعات مارپیچ و پیچیده از طریق تزریق پلاستیک ابداع کرد. در ادامه این مقاله با فرآیند تزریق پلاستیک، کاربردها و مزایای آن بیشتر آشنا خواهید شد.
تزریق پلاستیک چیست؟
تزریق پلاستیک یکی از پرکاربردترین روش‌های شکل‌دهی به مواد پلیمری بوده که در صنعت پلاستیک‌سازی کاربرد فراوان دارد. این روش با استفاده از دستگاهی به نام ماشین تزریق انجام می‌شود که مواد اولیه پلیمری به شکل دانه یا گرانول را ابتدا ذوب کرده و سپس به صورت سیال به داخل قالب تزریق می‌کند. پس از پر شدن قالب و سرد شدن ماده، قطعه پلاستیکی به شکل دلخواه تولید می‌شود.
مراحل اصلی فرآیند تزریق پلاستیک
در ادامه با مراحل اصلی روش تزریق پلاستیک آشنا می‌شویم:
1. آماده‌سازی مواد پلاستیکی
در این مرحله، مواد اولیه پلاستیکی که اغلب به‌صورت دانه‌های ریز یا گرانول‌های پلیمری هستند، انتخاب و آماده‌سازی می‌شوند. بسته به نوع قطعه‌ای که قرار است تولید شود، مواد پلیمری مختلف یا ترکیب‌هایی از آن‌ها به کار می‌رود. همچنین، افزودنی‌هایی مانند رنگدانه‌ها، پایدارکننده‌ها یا نرم‌کننده‌ها نیز در همین مرحله به مواد اضافه می‌شوند تا ویژگی‌های مورد نظر در محصول نهایی ایجاد شود.
2. گرم کردن و ذوب کردن مواد
پس از ورود مواد اولیه به داخل قیف دستگاه تزریق، این مواد به داخل سیلندر دستگاه هدایت شده و در آن‌جا توسط المنت‌های گرم‌کننده و حرکت مکانیکی مارپیچ (اسکرو)، به‌تدریج گرم و ذوب می‌شوند. این روش به‌گونه‌ای طراحی شده که مواد به‌صورت یکنواخت و بدون تخریب حرارتی، به حالت مذاب درآیند و برای تزریق آماده شوند.
3. تزریق مواد مذاب به قالب
در مرحله سوم، مواد مذاب با فشار زیاد توسط مارپیچ یا پیستون به داخل قالب بسته‌شده تزریق می‌شوند. این قالب دارای حفره‌هایی بوده که شکل نهایی قطعه را تعیین می‌کند. فشار و سرعت تزریق به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که تمام بخش‌های قالب به‌درستی و به‌طور کامل با مواد مذاب پر شود و هیچ حباب یا نقصی در قطعه نهایی به‌وجود نیاید.
4. خنک‌سازی و سخت شدن قطعه
پس از پر شدن قالب از مواد مذاب، مرحله خنک‌سازی آغاز می‌شود. قالب دارای کانال‌های خنک‌کننده‌ای بوده که با عبور آب یا روغن خنک، به سرعت حرارت مواد را کاهش می‌دهد. این کار باعث می‌شود مواد مذاب به‌تدریج سخت شده و شکل نهایی خود را حفظ کنند. مدت زمان خنک‌سازی به نوع ماده و ضخامت قطعه بستگی دارد.
5. خارج کردن قطعه از قالب
پس از اطمینان از خنک شدن کامل مواد و سفت شدن قطعه، قالب باز می‌شود و قطعه تولید شده با استفاده از «سیستم پران» از قالب خارج می‌گردد. در این مرحله، در صورت وجود زوائد اضافی مانند پلیسه‌ها یا بخش‌هایی که به‌علت طراحی قالب ایجاد شده‌اند، آن‌ها از قطعه جدا می‌شوند. پس از این مرحله، قطعه آماده استفاده یا مراحل تکمیلی دیگر مانند مونتاژ یا بسته‌بندی است.
کاربردهای تزریق پلاستیک
کاربردهای تزریق پلاستیک بسیار گسترده و متنوع بوده و در صنایع مختلف به دلیل سرعت بالا، دقت شکل‌دهی و قابلیت تولید انبوه، نقش مهمی ایفا می‌کند. از صنعت خودرو گرفته تا تجهیزات پزشکی و بسته‌بندی‌های مصرفی، تزریق پلاستیک یکی از اصلی‌ترین فناوری‌های ساخت محسوب می‌شود.
برخی از مهم‌ترین کاربردهای تزریق پلاستیک عبارت‌اند از:
- صنایع خودروسازی: تولید قطعات داخلی و خارجی خودرو مانند داشبورد، دنده، قاب چراغ‌ها و قطعات تزئینی
- صنایع الکترونیکی: ساخت قاب‌ها و بدنه دستگاه‌های الکترونیکی، کلیدها، پریزها و قطعات کوچک حساس
- تولید قطعات پزشکی: ساخت سرنگ‌ها، لوله‌های آزمایش، قطعات تجهیزات پزشکی و ابزارهای جراحی
- بسته‌بندی و محصولات مصرفی: تولید انواع بطری‌ها، درپوش‌ها، ظروف بسته‌بندی، اسباب‌بازی‌ها و لوازم خانگی کوچک
مزایا و معایب تزریق پلاستیک
شیوه تزریق پلاستیک یکی از پرکاربردترین روش‌های تولید قطعات پلاستیکی در صنعت بوده که به دلیل سرعت بالا و دقت در تولید، محبوبیت زیادی یافته است. با این حال، مانند هر فناوری دیگری، این روش دارای مزایا و محدودیت‌هایی بوده که در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم.
مزایای روش تزریق پلاستیک:
- سرعت بسیار بالای تولید قطعات
- امکان استفاده از تنوع گسترده‌ای از مواد پلاستیکی
- صرفه‌جویی در نیروی انسانی به دلیل فرآیند خودکار
- کمترین میزان ضایعات و اتلاف مواد اولیه
- کاهش نیاز به عملیات پس از تزریق و ساده‌تر شدن مراحل تولید نهایی
محدودیت‌های تزریق پلاستیک:
- هزینه‌های بالای خرید و نگهداری تجهیزات و دستگاه‌ها
- هزینه‌های نسبتا زیاد تولید و انجام فرآیند تزریق
نیاز به طراحی و ساخت قالب‌های مخصوص که به نوع قطعه بستگی دارد و هزینه‌بر می‌شود.
انواع مواد تزریق پلاستیک
مواد اولیه تزریق پلاستیک از پلیمرهای صنعتی تشکیل شده‌اند که ویژگی‌های خاصی مانند شکل‌پذیری، مقاومت، سختی و قیمت مناسب دارند. البته همه پلیمرها برای مراحل تزریق مناسب نیستند و واکنش آن‌ها به گرما و ذوب شدن در انتخاب ماده اولیه تاثیر دارد. پلی اتیلن‌ها به عنوان رایج‌ترین مواد اولیه در این صنعت شناخته می‌شوند که به دلیل در دسترس بودن و سهولت استفاده، بیشترین کاربرد را دارند. علاوه بر پلی اتیلن، پلیمرهای دیگری مانند نایلون، پلی پروپیلن، ABS، پلی کربنات و مواد ترکیبی نیز در تزریق پلاستیک استفاده می‌شوند. همچنین فایبرگلاس به عنوان ماده‌ای تقویت‌کننده برای افزایش مقاومت قطعات پلاستیکی به کار می‌رود.
مواد اولیه رایج در تزریق پلاستیک شامل موارد زیر می‌شود:
- پلی اتیلن (PE) با انواع مختلف
- ABS
- نایلون (PA6, PA66, PA11)
- پلی پروپیلن (PP)
- پلی کربنات (PC)
- درلین (POM)
- پلی استایرن (PS)
- پلیمرهای مهندسی مانند PEI (Ultem) و PEEK
- فایبرگلاس
| انواع دستگاه تزریق از نظر شکل | عمودی افقی |
| انواع دستگاه تزریق از جهت سیستم انتقال مواد | پیستونی ماردونی (پیچی) |
| انواع دستگاه تزریق از جهت حرکت صفحه متحرک | دستگاه‌های بازویی دستگاه‌های جکی |
جهت سفارش انواع قالب‌های تزریق پلاستیک با شماره مندرج در سایت تماس بگیرید. شرکت پارس صنعت نیز در زمینه تولید انواع قالب های صنعتی ، جیک و فیکسچر ، ساخت مدار های هیدرولیک و نیووماتیک و سایر قطعات دقیق صنعتی فعالیت می‌نماید.
