دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟ راهنمای جامع برای درک این ماشین شگفت انگیز

امروزه زندگی بشر به شکل گسترده‌­ای به محصولات ساخته شده از پلاسیتک 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 می شوند، جالب است بدانید که احتمال بسیار زیادی وجود دارد که آن‌ها با استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک ساخته شده باشند.

دستگاه تزریق پلاستیک 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 دستگاه ­های تزریق پلاستیک می­‌اندازیم و طرز کار، انواع مختلف و مزایایی که ارائه می‌دهند را توضیح می‌دهیم.

دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟

شاید بتوان این پرسش را در کوتاه ترین حالت این گونه پاسخ داد که “دستگاه تزریق پلاستیک یک کارخانه کامل برای تولید انواع قطعات پلاستیکی است”. برای درک بهتر دستگاه تزریق پلاستیک، بهتر است آن را با سایر ماشین­آلات و فرایندهای تولیدی مقایسه کنیم. برای نمونه نگاهی کوتاه به فرایند تولید سپر فلزی خودروهای قدیمی و مقایسه آن با تولید سپر پلاستیکی خودروهای جدید خواهیم داشت تا با توانایی­های حیرت انگیز دستگاه تزریق پلاستیک بهتر آشنا شویم.

روش تولید سپر فلزی خودرو:

1.        برش اولیه ورق: ورق فولادی به عنوان ماده اولیه معمولاً به صورت رول وارد کارخانه تولید سپر شده و در مرحله نخست، رول ورق باز شده و در ابعادی که برای مراحل بعدی تولید قابل استفاده باشد برش می­خورد.

2.      برش ثانویه ورق: ورق باز شده، سپس توسط دستگاه برش لیزر یا پانچ به ابعاد دقیق تر برش می خورد.

3.    فرمینگ: تکه­های بریده شده ورق توسط دستگاه پرس فرم دهی و خم زده می­شوند. بسته به فرم هندسی سپر، فرم­دهی می­تواند در طی چند مرحله انجام شود که برای هر کدام قالب و دستگاه پرس جداگانه­ای مورد نیاز است.

4.     جوشکاری: براکت نگهدارنده سپر و برخی دیگر از قطعات آن که به طور جداگانه­ای طی فرایند برش و فرمینگ ساخته شده­اند، با استفاده از جوشکاری به یکدیگر متصل می­شوند.

5.    پرداخت­کاری: برای آنکه سطح خارجی سپر صاف و فاقد زبری شود، با استفاده از روش­های مختلفی مانند سنگ­زنی یا پولیش­کاری، پرداخت می­شود.

6.     آبکاری: به منظور دستیابی به سطحی براق و مقاوم در برابر عوامل خورنده، در بسیاری از موارد سپرهای فلزی تحت آبکاری الکتروشیمیایی قرار می­گیرند.

7.     پوشش دهی: در بعضی از موارد تمام یا بخشی از سپر فلزی خودرو با استفاده از رنگ یا مواد دیگر پوشش داده می­شود.

8.     کنترل کیفیت: در پایان، سپرهای تولید شده تحت آزمون­های کنترل کیفی قرار می­گیرند و پس از اخذ تایید، برای بسته­بندی و عرضه به بازار آماده می­شوند.

روش تولید سپر پلاستیکی:

1.        تزریق سپر: ماده اولیه به داخل قیف دستگاه تزریق پلاستیک ریخته شده و دستگاه دوزینگ رنگ و مواد افزودنی را به مقدار تنظیم شده به آن اضافه می­کند. ماده اولیه و افزودنی­ها در داخل سیلندر ذوب و با یکدیگر ترکیب می­شوند و سپس به داخل قالب تزریق می­شوند. پس از خنک شدن مواد در قالب، قالب باز شده و سپر تولید شده از دستگاه خارج می­شود. سیستم پردازش تصویر محصول تولید شده را مورد ارزیابی کنترل کیفی قرار داده و در صورت تایید، سپر برای بسته بندی و عرضه به بازار آماده خواهد شد.

آیا در این مثال نکته خاصی توجه شما را جلب نکرد؟ احتمالاً این نکته برای شما نیز جالب توجه است که تولید قطعه پلاستیکی تنها در یک فرایند و توسط یک دستگاه انجام شد! در­حالی­که تولید قطعه فلزی نیازمند انجام چندین فرایند و استفاده از تعداد زیادی ماشین شامل رول بازکن، گیوتین، دستگاه برش CNC، دستگاه پرس، دستگاه جوش، دستگاه سنگ، خط آبکاری، خط رنگ و … است، قطعه مشابه پلاستیکی فقط با یک دستگاه (دستگاه تزریق پلاستیک مجهز به لوازم جانبی مانند دوزر مواد و اسکنر پردازش تصویر) و در یک فرایند واحد و پیوسته انجام می­شود. حتی دستیابی به پرداخت سطحی در تولید سپر پلاستیکی نیازی به عملیات تولید ثانویه ندارد، بلکه به راحتی در هنگام ساخت قالب سپر می­توان چنین ویژگی­هایی را پیش­بینی و اعمال کرد.

در بحث آشنایی با دستگاه تزریق پلاستیک توجه به این نکته ضروری است که شما تنها با یک دستگاه یا ماشین مواجه نیستید، بلکه با یک خط تولید انبوه و یک کارخانه کامل سر و کار دارید.

دستگاه تزریق پلاستیک چگونه کار می کند؟

پیش از اینکه به جزئیات دستگاه تزریق پلاستیک بپردازیم، اجازه دهید ابتدا در مورد فرآیند تزریق پلاستیک و اصول عملکرد دستگاه تزریق صحبت کنیم.

تزریق پلاستیک یک فرآیند تولیدی است که شامل 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 را می توان 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 می شوند و دستگاه مواد بیشتری را به داخل حفره قالب تزریق می کند تا قطعات جدیدی تولید شوند.

 

دستگاه تزریق پلاستیک از چه بخش هایی 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 دستگاه تزریق پلاستیک

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 دستگاه تزریق پلاستیک

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 دستگاه تزریق پلاستیک

 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 دستگاه تزریق پلاستیک

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 دستگاه­ های تزریق پلاستیک چیست؟

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:

دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی

این دستگاه­ ها از نیروی هیدرولیک برای حرکت دادن ماردون، گیره و دیگر اجزاء متحرک خود استفاده می­کنند. دستگاه­ های هیدرولیکی به قدرت بسیار زیاد شناخته شده ­اند و اغلب برای تولید قطعات پلاستیکی بزرگ استفاده می­ شوند.

دستگاه­ تزریق پلاستیک برقی

 این دستگاه­ ها از موتورهای الکتریکی سروو برای حرکت استفاده می‌کنند و از دقت و تکرارپذیری فوق العاده­ ای برخوردارند. دستگاه­ های برقی اغلب برای تولید قطعات کوچک و پیچیده استفاده می­ شوند.

دستگاه­ تزریق پلاستیک هیبریدی

این دستگاه­­ ها مزایای دستگاه‌های هیدرولیک و برقی را با هم ترکیب می‌کنند و همزمان هم از قدرت سیستم هیدرولیک هم از دقت سیستم برقی بهره می­برند. دستگاه ­های هیبریدی معمولاً برای تولید قطعات پلاستیکی خاص و در اندازه متوسط استفاده می­ شوند.

دستگاه­ تزریق پلاستیک دو صفحه ­ای

این دستگاه­ ها 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 ویژگی­ های این دستگاه ها این است که فضای کمتری اشغال می­کنند و امکان نصب قالب­ های بسیار بزرگ را فراهم می­ آورند، از این رو برای تولید قطعات بسیار بزرگ کاربرد دارند.

دستگاه­ تزریق پلاستیک های-اسپید

این دستگاه ­ها از طراحی ویژه ­ای 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.

دستگاه­ تزریق پلاستیک تزریقی دو رنگ

از این دستگاه­ ها برای تولید قطعات با دو رنگ یا دو جنس مختلف استفاده می ­شود. به صورت کلی این دستگاه­ ها 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 دستگاه­ ها به طور خاص برای تولید قطعات ساخته شده از لاستیک سیلیکون مایع طراحی شده­ اند که مزایای زیادی نسبت به سایر دستگاه­ های فراوری لاستیک دارند. فرایند تزریق LSR (تزریق سیلیکون مایع) یکی از فناوری­ های نوین در حوزه تزریق پلاستیک به شمار می­رود که کاربردهای آن به طور روزافزونی در حال گسترش است.

دستگاه ­تزریق پلاستیک میکرو

این دستگاه ­ها برای تولید قطعات پلاستیکی بسیار کوچک استفاده می­ شود که ممکن است فقط چند میلی گرم وزن داشته باشند.

دستگاه­ تزریق پلاستیک عمودی

واحد گیره این دستگاه­ ها نسبت به سطح زمین در وضعیت عمودی قرار دارد و همین ویژگی باعث می­شود تا نیروی جاذبه زمین اینسرت ­های 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 چیست؟

استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی مزایای متعددی دارد. برای نمونه، این دستگاه­ ها 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. دستگاه­ های تزریق پلاستیک همچنین درجه بالایی از دقت و کیفیت را ارائه می‌­دهند و امکان ایجاد قطعات پیچیده با تلرانس­ های بسته را فراهم می­کنند. علاوه بر این، این دستگاه ­ها قابلیت تنظیم­ پذیری فوق العاده­ ای 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 بهره ­برداری شود، برای تولید محصول به نیروی کار کم با تخصص پایینی نیاز دارد که می­تواند به کاهش هزینه های تولید کمک کند.
• تکرارپذیری بالا: دستگاه­ های 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: دستگاه­ های 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.

نتیجه گیری

دستگاه ­های 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 دستگاه­ تزریق پلاستیک می‌تواند نیازهای شما را برآورده کند، با وجود مزایای چشمگیر این دستگاه ­ها، جای تعجب ندارد اگر بیابیم که دستگاه­ های تزریق پلاستیک انتخاب اول برای تولید کنندگان پلاستیک در سراسر جهان هستند.

دستگاه­ های 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.

در صورت تمایل به کسب اطلاعات بیشتر درباره خرید دستگاه تزریق پلاستیک و یا مشاهده لیست قیمت دستگاه تزریق به این لینک مشاهده لیست قیمت و خرید دستگاه تزریق پلاستیک مراجعه کنید.