قالب تزریق پلاستیک چیست؟

همانطور که قبلا در مطلبی با عنوان همه چیز در مورد قالب تزریق پلاستیک به طور کامل در مورد این قطعه با شما سخن گفته ایم. در ادامه نیز به ارائه مطالب دیگری در این رابطه می پردازیم.

قالب تزریق پلاستیک نوعی از قالب می باشد که محصول خروجی از داخل آن، جنسی از خانواده پلاستیک خواهد داشت. برای مثال جارو برقی، خودکار، اسباب بازی و …

این نوع قالب ها از پرکابردترین قالب های موجود در دنیا می باشند که به دلیل نوع استفاده محصول، بعضاً می بایست از زیبایی و کیفیت سطح بالایی برخوردار باشد.

اجزای تشکیل دهنده ی قالب پلاستیک عبارتند از: کفشک، پل، کور و کویتی، پران، صفحه پران اسپرو، هات رانر و …

دستگاه هایی که برای تولید قطعات پلاستیکی از قالب تزریق پلاستیک استفاده می شود به نام ماشین های تزریق پلاستیک معروف می باشند که انواع مختلفی مثل ۵۰گرم، ۱۰۰گرم، ۱کیلوگرم و بالاتر را در بر می گیرند.

دستگاه‌های تزریق پلاستیک با استفاده از قالب‌های مختلف قادر به تولید قطعات پلاستیکی با شکل، اندازه و خواص متفاوت هستند. انتخاب نوع قالب مناسب برای دستگاه تزریق پلاستیک بستگی به نیازهای تولید، هزینه‌های تولید و سایر پارامترهای مربوطه دارد. دستگاه‌های تزریق پلاستیک از جمله ابزارهای صنعتی هستند که به طور گسترده‌ای در تولید قطعات پلاستیکی به کار می‌روند. این دستگاه‌ها از یک قالب مخصوص بهره‌برداری می‌کنند تا پلاستیک را با استفاده از فشار و گرما به شکل مورد نظر برسانند.

در این مقاله به بررسی انواع مختلف قالب‌های دستگاه تزریق پلاستیک و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم:

عموماً قالب های تزریق پلاستیک برای تولید انبوه از یک قطعه پلیمری (پلاستیکی) استفاده می شود، هر قطعه پلاستیکی که در اطراف ما وجود دارد مطمئناً از یک قالب بوجود آمده است.

این قالب ها یکی از پرکاربردترین قالب ها می باشند و محصول خروجی از این قالب ها در زندگی ما به وفور یافت می شوند.

ساختمان قالب های تزریق پلاستیک

شامل تقسیم بندی کلی و ساختمانی می شود.

قالب های پلاستیك از نظر كلی به دونوع تقسیم می شوند:

1. قالب های با راهگاه سرد
2. قالب های با راهگاه گرم

 از نظر ساختمانی بر دو نوع می باشند:

1. قالب های دو صفحه ای: در قالب های دو صفحه ای پلاستیک، راهگاه بین دو صفحه سنبه و ماتریس جایگذاری شده است.
2. قالب های سه صفحه ای: که تعداد صفحات قالب و خط جدایش آن ها بر اساس عواملی مانند تعداد حفره های قالب، شكل قطعه پلاستیكی، نوع ماشین تزریق، نوع مواد مصرفی و سیستم خروجی هوا و … تعیین می شوند.

اصولاً در هر قالب تزریقی دو بخش اصلی وجود دارد:

• 1- بخش ثابت قالب (نیمه ثابت) كه در این نیمه مواد گرم تزریقی پلاستیك تزریق می شوند.
• 2- بخش متحرك (نیمه محرك) كه در قسمت متحرك ماشین تزریق بسته می شوند و سیستم و مكانیزم بیرون اندازی قطعات اكثرا در آن قرار دارد.

تعیین تعداد حفره ها و محفظه های قالب از نكات مهم طراحی قالب های تزریقی می باشد.

قالب های پلاستیك در این زمینه بر دو نوع هستند:

• 1- قالب های تك حفره ای:

  در مواردی از قالب های تك حفره ای استفاده می شوند كه مقدار تولید قطعه پلاستیكی محدود می باشند. بنابراین طراحی و ساخت قالب های تك حفره ای از نظر زمان ساخت و مسائل اقتصادی ارزان تر تمام خواهد شد.

• 2- قالب های چند حفره ای:

  اگر تعداد فرآورده های تولیدی زیاد باشد، بالاخص در مواردی كه قطعه هم كوچك باشد از روش طراحی و ساخت قالب های چند حفره ای استفاده می شود.

انواع قالب های تزریق پلاستیک

1. قالب‌های دوتکه‌ای

قالب‌های دوتکه‌ای از جمله معروف‌ترین و پرکاربردترین انواع قالب‌های دستگاه تزریق پلاستیک هستند. این قالب‌ها از دو نیمه، یعنی نیمه‌ی ثابت و نیمه‌ی متحرک تشکیل شده‌اند. هنگامی که دستگاه تزریق پلاستیک فعال می‌شود، نیمه‌های قالب به یکدیگر فشار داده می‌شوند و پلاستیک مذاب از طریق سوراخ‌های مخصوص وارد فضای بین دو نیمه می‌شود. پس از گذشت زمانی کوتاه و خنک شدن پلاستیک، قطعه‌ی تولید شده از قالب خارج می‌شود.

2. قالب‌های چندحفره

قالب‌های چندحفره به منظور افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید طراحی شده‌اند. این قالب‌ها دارای چندین حفره هستند که به طور همزمان قادر به تولید چندین قطعه پلاستیکی می‌باشند. قالب‌های چندحفره برای تولید انبوه و سریع قطعات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند و به خصوص در صنایعی که نیاز به تولید قطعات یکسان با تعداد زیاد دارند، مورد توجه قرار می‌گیرند.

3. قالب‌های تغییرپذیر

قالب‌های تغییرپذیر به منظور کاهش هزینه‌های تغییر قالب در دستگاه‌های تزریق پلاستیک طراحی شده‌اند. این قالب‌ها از چندین بخش قابل جداسازی تشکیل شده‌اند که به راحتی می‌توانند تعویض شوند. بدین ترتیب، به جای ساخت یک قالب کاملاً جدید برای هر قطعه متفاوت، تنها باید بخش‌هایی از قالب را تعویض کرد. این قالب‌ها در صنایعی که نیاز به ساخت قطعات متنوع با شکل و اندازه‌های متفاوت دارند، بسیار مفید هستند.

4. قالب‌های سه‌بعدی‌پرینت شده

با پیشرفت تکنولوژی‌های چاپ سه‌بعدی، قالب‌های سه‌بعدی‌پرینت شده نیز وارد عرصه تزریق پلاستیک شده‌اند. این قالب‌ها با استفاده از دستگاه‌های چاپ سه‌بعدی و مواد مختلف ساخته می‌شوند. قالب‌های سه‌بعدی‌پرینت شده می‌توانند به صورت دقیق و با جزئیات بالا طراحی شوند و برای تولید نمونه‌های اولیه و قطعات با تعداد کم استفاده می‌شوند. این روش قالب‌سازی به‌خصوص برای کسب‌وکارهای کوچک و استارتاپ‌ها مناسب است.

5. قالب‌های مواد مرکب

قالب‌های مواد مرکب از ترکیب چندین ماده مختلف ساخته می‌شوند. این نوع قالب‌ها به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی قطعات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مواد مرکب می‌توانند شامل الیاف شیشه، الیاف کربن، نانوذرات و یا مواد دیگر باشند. این قالب‌ها به طور گسترده‌ای در صنایع هواپیما-فضایی، خودروسازی و ورزشی به کار می‌روند.

6. قالب‌های انعطاف‌پذیر

قالب‌های انعطاف‌پذیر به منظور تولید قطعات پلاستیکی با خواص انعطاف‌پذیری و ارتجاعی خاص طراحی شده‌اند. این قالب‌ها از موادی مانند الاستومرها و ترموپلاست‌های انعطاف‌پذیر ساخته می‌شوند و در تولید قطعات مانند لاستیک‌ها، لنگه‌ها و چرخ‌های پلاستیکی استفاده می‌شوند.

جنس قالب

پس از اینكه قالب به صورت تئوری یعنی با استفاده از فرمول و نقشه آماده شد، نوبت به ساخت عمقی قالب می رسد اما قبل از ساخت مراحل دیگری نیز وجود دارد كه عبارتند از انتخاب مواد و جنس قالب كه برحسب نوع قطعه ای كه در نهایت مطلوب می باشد تعیین می شود.

انتخاب فلز برای كاربرد خالص به ویژگی های خود قطعه مورد نظر، هزینه ساخت آن و دسترس پذیری فلز بستگی داد. ضابطه های فنی قطعات با هم فرق می كند ممكن است در مورد قطعه ای داشتن استحكام و در مورد قطعه ای دیگر، جلوه ظاهری شرط اول باشد.

فولادی كه برای قالب های پلاستیك استفاده می شود می بایست دارای قالبیت پوشش بالا باشد، لذا وجود كرم با درصد بالا در آن فولاد لازم می باشد دلیل انتخاب نوع فولاد این قالب ها، صافی سطح بالا برای قطعه پلاستیك و جدایش آسان قطعه از سطح قالب می باشد.

برای مثال میزان كیفیت مورد نظر بیانگر تعداد حفره ها در قالب های پلاستیك می باشد، به طوری كه قالبی با یك حفره در خیلی از موارد حتی جواب گوی برق، استحكاك و نیروی انسانی دستگاه تزریق نیز نمی باشد در صورتی كه همان قالب با تعداد حفره های بیشتر می تواند مطلب فوق را كاملاً تغییر دهد.

ساخت قالب

اما آخرین مرحله برای تولید یك قالب ساخت قالب می باشد.

ساخت قالب با تعیین زمان كاری، نوع ماشین ابزار مورد نیاز و نیروی متخصص انجام می گیرد.

باید كلیه اجزاء قالب از نظر زمان كاری مورد بررسی قرار گیرد تا زمان مشخص ساخت قالب به طور تقریب تعیین گردد.

در مرحله بعد تعیین انواع ابزار مورد نیاز جهت ماشین كاری مناسب قطعات قالب مهیا گردد.

ماشین ابزارهای مورد نیاز جهت ساخت قالب ها بطور معمول عبارتند از:

• ماشین تراش
• ماشین فرز
• دریل
• اسپارك
• وایرکات
• ماشین های فرز و تراش CNC

ساختن تك تك اجزاء قالب در واحد ماشین كاری صورت می گیرد.

واحد مونتاژ

در واحد مونتاژ پس از كنترل ابعادی قطعات و دقت در تلرانس های مورد درخواست کار مونتاژ قالب شروع می شود.

پس از مونتاژ و آماده سازی نهایی، قالب آماده تست و نمونه گیری است.

پس از كنترل قطعه آزمایشی در صورت داشتن مشکل، قالب جهت اصلاح به واحد ماشین كاری بر می گردد.