مقدمه
قالب‌گیری تزریقی پلاستیک و لاستیک جایگاه حیاتی در صنعت تولید مدرن دارد. چه محصولات پلاستیکی رایج در زندگی روزمره باشند و چه محصولات لاستیکی که به طور گسترده در حوزه صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند، فناوری قالب‌گیری تزریقی نقش کلیدی ایفا می‌کند. هدف این مقاله بررسی تفاوت‌های بین قالب‌گیری تزریقی پلاستیک و لاستیک است تا به خوانندگان در درک بهتر این دو فرآیند مهم تولید کمک کند.
قالب‌گیری تزریقی پلاستیک فرآیندی است که در آن پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق می‌شود، که پس از سرد شدن و جامد شدن، به شکل یک محصول با شکل خاص در می‌آید. طبق آمار، تعداد محصولات پلاستیکی تولید شده توسط قالب‌گیری تزریقی پلاستیک در جهان هر ساله بسیار زیاد است. به عنوان مثال، بسیاری از اقلام پلاستیکی مورد استفاده توسط تولیدکنندگان خودرو، مانند قطعات داخلی، سپرها و غیره، با قالب‌گیری تزریقی پلاستیک تولید می‌شوند.
قالب گیری تزریقی لاستیکتزریق مواد لاستیکی به قالب، پس از ولکانیزاسیون و سایر فرآیندها، برای ساخت انواع محصولات لاستیکی است. محصولات لاستیکی همچنین به طور گسترده در خودرو، ماشین آلات، الکترونیک و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، لاستیک خودرو، درزگیر و غیره، محصولات معمولی قالب گیری تزریقی لاستیک هستند.
اهمیت دو فرآیند قالب‌گیری تزریقی نه تنها در تولید کارآمد محصولات با اشکال پیچیده است، بلکه در تضمین دقت و کیفیت محصولات نیز می‌باشد. با کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما، فشار و زمان در حین تزریق، می‌توان محصولاتی با دقت ابعادی بالا و کیفیت سطحی خوب تولید کرد. در عین حال، این دو فرآیند از مزایای راندمان تولید بالا و هزینه پایین نیز برخوردارند و می‌توانند نیازهای تولید در مقیاس بزرگ را برآورده کنند.
نمای کلی از قالب گیری تزریق پلاستیک
(1) اصل و جریان فرآیند
اصل فرآیند قالب گیری تزریقی پلاستیک این است که مواد اولیه پلاستیکی دانه ای یا پودری را به قیف دستگاه تزریق اضافه کنید، مواد اولیه در حالت روان گرم و ذوب می شوند، توسط پیچ یا پیستون دستگاه تزریق هدایت می شوند، از طریق نازل و سیستم ریختن قالب به داخل حفره قالب هدایت می شوند و در حفره قالب خنک و جامد می شوند.
این فرآیند خاص عمدتاً شامل مراحل زیر است: ابتدا، آماده‌سازی مواد اولیه، با توجه به نیازهای محصول، مواد اولیه پلاستیکی مناسب مانند پلی‌استایرن معمولی، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و غیره انتخاب می‌شوند. این مواد اولیه معمولاً دارای ویژگی‌های عملکردی متفاوتی مانند استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت و غیره هستند تا نیازهای محصولات مختلف را برآورده کنند. سپس مواد اولیه برای گرم کردن و ذوب شدن به دستگاه تزریق اضافه می‌شوند، در این فرآیند، لازم است دمای گرمایش به شدت کنترل شود، به طور کلی، مواد اولیه پلاستیکی مختلف دارای محدوده دمای ذوب متفاوتی هستند. به عنوان مثال، دمای ذوب پلی‌اتیلن معمولاً بین ۱۲۰ تا ۱۴۰ درجه سانتیگراد است، در حالی که دمای ذوب پلی‌استایرن حدود ۱۸۰ تا ۲۲۰ درجه سانتیگراد است.
وقتی ماده اولیه ذوب و جاری می‌شود، توسط پیچ یا پیستون دستگاه تزریق از طریق نازل و سیستم ریختن قالب به داخل حفره قالب رانده می‌شود. در این فرآیند، فشار تزریق یک پارامتر کلیدی است که باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بر مقاومت مذاب در حین جریان غلبه کند و اطمینان حاصل شود که مذاب می‌تواند حفره قالب را پر کند. به طور کلی، فشار تزریق می‌تواند بین ده‌ها تا صدها مگاپاسکال باشد.
در نهایت، در مرحله خنک‌سازی، پلاستیک از طریق سیستم خنک‌کننده قالب، در حفره قالب خنک و جامد می‌شود. مدت زمان خنک‌سازی به نوع پلاستیک، ضخامت محصول و سایر عوامل بستگی دارد. به طور کلی، زمان خنک‌سازی محصولات نازک‌تر کوتاه‌تر است که ممکن است بین ده‌ها ثانیه تا چند دقیقه باشد. زمان خنک‌سازی محصولات ضخیم‌تر نیز به همین ترتیب افزایش می‌یابد.
(2) ویژگی‌ها و مزایا
قالب‌گیری تزریقی پلاستیک ویژگی‌ها و مزایای زیادی دارد. اول اینکه می‌تواند اشکال پیچیده‌ای ایجاد کند. از آنجایی که پلاستیک در حالت مذاب سیالیت خوبی دارد، می‌توان حفره‌های قالب با اشکال پیچیده را در آن پر کرد تا محصولات پلاستیکی با اشکال پیچیده مختلف مانند محصولاتی با حفره‌های داخلی و ساختارهای معکوس تولید شوند.
ثانیاً، دقت بالاتر است. با کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما، فشار و زمان در طول فرآیند تزریق، می‌توان محصولاتی با دقت ابعادی بالا تولید کرد و تلرانس‌های ابعادی را می‌توان بین چند تا ده‌ها سیم کنترل کرد. به عنوان مثال، برخی از پوسته‌های محصولات الکترونیکی دقیق می‌توانند از طریق قالب‌گیری تزریقی پلاستیک به الزامات دقت ابعادی بالا دست یابند.
علاوه بر این، قالب‌های تزریق پلاستیک متنوع هستند و برای انواع اشکال تجاری فرآوری مناسب می‌باشند. قالب‌های تزریق مختلفی را می‌توان برای محصولات مختلف با توجه به شکل، اندازه و الزامات عملکرد آنها طراحی کرد. علاوه بر این، قالب‌های تزریق را می‌توان با راندمان تولید بالا به صورت انبوه تولید کرد و برای اشکال مختلف تجارت فرآوری، مانند OEM (تولیدکننده تجهیزات اصلی) و ODM (تولیدکننده طرح اصلی) مناسب هستند.
در عین حال، قالب‌گیری تزریقی پلاستیک طیف وسیعی از سازگاری را دارد. می‌توان از آن برای تولید انواع محصولات پلاستیکی، از مایحتاج روزانه مانند کارد و چنگال، اسباب‌بازی گرفته تا محصولات صنعتی مانند محفظه‌های الکتریکی، قطعات خودرو و غیره استفاده کرد. طبق آمار، حدود ۷۰٪ از محصولات پلاستیکی جهان با قالب‌گیری تزریقی تولید می‌شوند.
نمای کلی دستگاه تزریق لاستیک
(1) اصل و جریان فرآیند
دستگاه قالب گیری تزریقی لاستیکنوعی فناوری پردازش است که مواد را از طریق یک اکسترودر لاستیکی با کارایی بالا به قالب تشکیل دهنده ارسال می کند و پس از فشار و دمای مشخص، مواد اولیه لاستیکی شکل و اندازه مورد نیاز را در قالب تشکیل می دهند.
فرآیند خاص به شرح زیر است:
کارهای مقدماتی: شامل غربالگری مواد اولیه لاستیکی، خشک کردن، پیش گرم کردن و سایر عملیات، و همچنین طراحی قالب، ساخت و اشکال زدایی. غربالگری مواد اولیه لاستیکی برای اطمینان از اینکه کیفیت و عملکرد مواد اولیه مطابق با الزامات محصولات است، بسیار مهم است. به عنوان مثال، برای برخی از محصولات لاستیکی با کارایی بالا، مانند لاستیک خودرو، درزگیر و غیره، لازم است مواد اولیه لاستیکی با کیفیت بالا انتخاب شوند تا از استحکام، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر پیری محصولات اطمینان حاصل شود. در فرآیند خشک کردن و پیش گرم کردن، دما و زمان باید به شدت کنترل شوند تا از خشک شدن بیش از حد یا پیش گرم شدن ناکافی مواد اولیه لاستیکی جلوگیری شود. طراحی و ساخت قالب باید با توجه به شکل، اندازه و الزامات عملکرد محصول به دقت طراحی شود تا از دقت و کیفیت قالب اطمینان حاصل شود.
تولید مواد: ذرات لاستیک خشک به اکسترودر لاستیک اضافه می‌شوند و مواد توسط یک سری فرآیندها مانند گرمایش و اکستروژن پیش‌تیمار می‌شوند. در این فرآیند، عملکرد و تنظیمات پارامتر اکسترودر لاستیک بسیار حیاتی هستند. به عنوان مثال، دمای اکسترودر، سرعت پیچ و سایر پارامترها مستقیماً بر اثر نرم‌کنندگی و کیفیت مواد لاستیکی تأثیر می‌گذارند. به طور کلی، دمای اکسترودر می‌تواند بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد و سرعت پیچ می‌تواند بین ده‌ها تا صدها دور در دقیقه باشد و پارامترهای خاص باید با توجه به نوع و الزامات عملکرد مواد لاستیکی تنظیم شوند.
قالب‌گیری: مواد لاستیکی پیش تصفیه شده توسط دستگاه تزریق برای فرآیند قالب‌گیری به قالب تغذیه می‌شوند. در این زمان، فشار و دمای خاصی باید اعمال شود تا مواد اولیه لاستیکی به محصول با شکل و اندازه مورد نظر تبدیل شوند. فشار و دما در فرآیند قالب‌گیری پارامترهای کلیدی هستند، فشار معمولاً می‌تواند بین ده‌ها تا صدها مگاپاسکال و دما می‌تواند بین ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد باشد. محصولات لاستیکی مختلف نیازهای متفاوتی به فشار و دما دارند، به عنوان مثال، برای برخی از محصولات لاستیکی بزرگ، مانند غربال‌های درام لاستیکی، کمک فنرهای پل و غیره، فشار و دمای بالاتری برای اطمینان از کیفیت قالب‌گیری محصولات مورد نیاز است.
خروج از قالب با فشار: پس از اتمام قالب‌گیری، خنک شدن و خروج از قالب برای خارج کردن محصولات لاستیکی از قالب ضروری است. فرآیند خنک‌سازی باید به آرامی انجام شود تا از تغییر شکل یا ترک خوردن محصولات به دلیل تغییر سریع دما جلوگیری شود. هنگام خروج از قالب مراقب باشید تا از آسیب دیدن محصول جلوگیری شود.
(2) ویژگی‌ها و مزایا
ظرفیت تولید واحد: ظرفیت تولید واحد دستگاه قالب گیری تزریقی لاستیک عموماً بین ده ها گرم تا چند کیلوگرم است که خروجی محصولات نهایی را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
دقت بالای محصول: دستگاه قالب گیری تزریقی لاستیک می‌تواند دما، فشار و سایر پارامترهای مواد را در طول فرآیند قالب‌گیری به طور دقیق کنترل کند و در نتیجه دقت محصول را تا حد زیادی بهبود بخشد.
چرخه قالب‌گیری کوتاه: از آنجا که قالب‌گیری تزریقی لاستیک می‌تواند چندین محصول را همزمان تشکیل دهد و ظرفیت تولید زیاد است، چرخه قالب‌گیری نسبتاً کوتاه است. به عنوان مثال، در تولید برخی از قطعات خودرو، استفاده از فرآیند قالب‌گیری تزریقی لاستیک می‌تواند راندمان تولید را تا حد زیادی بهبود بخشد و چرخه تولید را کوتاه کند.
کیفیت بالای محصول نهایی: قالب‌گیری تزریقی لاستیک می‌تواند به دلیل شکل‌گیری ناهموار، حباب و سایر مشکلات، کیفیت محصول را کاهش دهد، به طوری که کیفیت محصول تا حد زیادی بهبود می‌یابد. به عنوان مثال، آب‌بندهای خودرو تولید شده توسط فرآیند قالب‌گیری تزریقی لاستیک دارای آب‌بندی خوب و مقاومت در برابر سایش هستند که می‌تواند به طور موثر عملکرد و عمر مفید خودروها را بهبود بخشد.
تفاوت بین قالب تزریق پلاستیک و لاستیک
(1) تفاوت در ویژگی‌های مواد اولیه
ماده اولیه پلاستیک معمولاً رزین ترموپلاستیک یا ترموست است که سختی و استحکام بالایی دارد و مواد اولیه پلاستیکی مختلف دارای ویژگی‌های عملکردی متفاوتی مانند استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت و غیره هستند. به عنوان مثال، پلی‌اتیلن مقاومت شیمیایی و عایق الکتریکی خوبی دارد، اما استحکام و مقاومت حرارتی آن نسبتاً کم است. پلی‌استایرن شفافیت و سختی بالایی دارد، اما شکننده است. این ویژگی‌ها تعیین می‌کنند که پلاستیک در طول قالب‌گیری تزریقی به محدوده دما و فشار خاصی نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که ماده اولیه می‌تواند به طور کامل ذوب شده و حفره قالب را پر کند.
ماده اولیه لاستیک، لاستیک طبیعی یا لاستیک مصنوعی است که خاصیت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری بالایی دارد. لاستیک معمولاً در حالت ولکانیزه نشده نرم و به راحتی تغییر شکل می‌دهد، در حالی که پس از ولکانیزه شدن، استحکام و مقاومت سایشی بالاتری دارد. خواص الاستیک لاستیک، در نظر گرفتن میزان انقباض و انعطاف‌پذیری ماده در فرآیند قالب‌گیری تزریقی را ضروری می‌سازد تا از دقت ابعادی و پایداری شکل محصول اطمینان حاصل شود. به عنوان مثال، هنگام طراحی قالب برای محصولات لاستیکی، لازم است در نظر گرفته شود که میزان انقباض لاستیک زیاد است، معمولاً بین ۱٪ تا ۵٪، در حالی که میزان انقباض پلاستیک عموماً بین ۰.۵٪ تا ۲٪ است.
(2) تفاوت در پارامترهای فرآیند
از نظر دما، دمای قالب‌گیری تزریقی پلاستیک معمولاً بالاتر است و مواد اولیه پلاستیکی مختلف محدوده دمای ذوب متفاوتی دارند. به عنوان مثال، دمای ذوب پلی‌اتیلن معمولاً بین ۱۲۰ تا ۱۴۰ درجه سانتیگراد و دمای ذوب پلی‌استایرن حدود ۱۸۰ تا ۲۲۰ درجه سانتیگراد است. دمای قالب‌گیری تزریقی لاستیک نسبتاً پایین است، عموماً بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد و دمای خاص به نوع و الزامات عملکرد لاستیک بستگی دارد. به عنوان مثال، دمای ولکانیزاسیون لاستیک طبیعی معمولاً بین ۱۴۰ تا ۱۶۰ درجه سانتیگراد است و دمای ولکانیزاسیون لاستیک مصنوعی ممکن است متفاوت باشد.
از نظر فشار، قالب‌گیری تزریقی پلاستیک به فشار تزریق بالایی، عموماً بین ده‌ها تا صدها مگاپاسکال، نیاز دارد تا بر مقاومت مذاب در فرآیند جریان غلبه کند و اطمینان حاصل شود که مذاب می‌تواند حفره قالب را پر کند. فشار قالب‌گیری تزریقی لاستیک نسبتاً کم است، عموماً بین ده‌ها تا صدها مگاپاسکال، اما برای برخی از محصولات لاستیکی بزرگ، ممکن است فشار بالاتری مورد نیاز باشد. به عنوان مثال، هنگام تولید محصولات لاستیکی بزرگ مانند توری‌های درام لاستیکی و ضربه‌گیرهای پل، فشار بالایی برای اطمینان از کیفیت قالب‌گیری محصولات مورد نیاز است.
(3) تفاوت در ویژگی‌های محصول
از نظر شکل، قالب گیری تزریقی پلاستیک می تواند انواع محصولات با اشکال پیچیده مانند محصولات پلاستیکی با حفره های داخلی، ساختارهای معکوس و غیره تولید کند. به دلیل خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری بالا، محصولات لاستیکی معمولاً از نظر شکل نسبتاً ساده هستند که بیشتر شامل آب بندها، لاستیک ها و غیره می شوند.
از نظر دقت، قالب گیری تزریقی پلاستیک می‌تواند محصولاتی با دقت ابعادی بالا تولید کند و تلرانس ابعادی را می‌توان بین چند سیم و ده‌ها سیم کنترل کرد. دقت محصولات قالب گیری تزریقی لاستیک نسبتاً کم است، اما برای برخی از محصولات لاستیکی با کارایی بالا، مانند آب‌بندهای خودرو و غیره، می‌توان به الزامات دقت بالاتری نیز دست یافت.
از نظر کاربرد، محصولات پلاستیکی به طور گسترده در مایحتاج روزانه، محصولات صنعتی و سایر زمینه‌ها مانند کارد و چنگال، اسباب‌بازی، پوسته الکتریکی، قطعات خودرو و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. محصولات لاستیکی عمدتاً در خودرو، ماشین‌آلات، الکترونیک و سایر زمینه‌ها مانند لاستیک، درزگیر، کمک‌فنر و غیره استفاده می‌شوند.
نتیجه‌گیری
تفاوت‌های آشکاری بین قالب‌گیری تزریقی پلاستیک و لاستیک در ویژگی‌های مواد اولیه، پارامترهای فرآیند و ویژگی‌های محصول وجود دارد.
از دیدگاه ویژگی‌های مواد اولیه، مواد اولیه پلاستیک معمولاً رزین‌های ترموپلاستیک یا ترموست هستند که سختی و استحکام بالایی دارند و پلاستیک‌های مختلف خواص متفاوتی دارند. ماده اولیه لاستیک، کائوچوی طبیعی یا کائوچوی مصنوعی است که خاصیت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری بالایی دارد.
از نظر پارامترهای فرآیند، دمای قالب گیری تزریقی پلاستیک بالاتر است، محدوده دمای ذوب پلاستیک های مختلف متفاوت است و فشار تزریق بالاتر است تا اطمینان حاصل شود که مذاب پر از حفره قالب است. دمای قالب گیری تزریقی لاستیک نسبتاً پایین است، فشار نیز نسبتاً پایین است، اما محصولات لاستیکی بزرگ ممکن است به فشار بالاتری نیاز داشته باشند.
ویژگی‌های محصول، قالب‌گیری تزریقی پلاستیک می‌تواند محصولاتی با اشکال پیچیده، دقت بالا و کاربرد گسترده در زندگی روزمره و زمینه‌های صنعتی تولید کند. به دلیل خاصیت ارتجاعی بالا، محصولات لاستیکی معمولاً از نظر شکل نسبتاً ساده و از نظر دقت نسبتاً کم هستند، اما محصولات لاستیکی با کارایی بالا همچنین می‌توانند الزامات دقت بالا را برآورده کنند که عمدتاً در خودرو، ماشین‌آلات، الکترونیک و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شود.
این دو فرآیند قالب‌گیری تزریقی برای صنایع مرتبط حیاتی هستند. در صنعت محصولات پلاستیکی، قالب‌گیری تزریقی پلاستیک کارآمد و کم‌هزینه است، می‌تواند نیازهای تولید در مقیاس بزرگ را برآورده کند و انواع غنی از محصولات را برای زمینه‌های مختلف فراهم می‌کند. در صنعت محصولات لاستیکی، ظرفیت تولید واحد قالب‌گیری تزریقی لاستیک زیاد، دقت محصول بالا، چرخه قالب‌گیری کوتاه و محصول نهایی با کیفیت بالا است که قطعات و درزگیرهای کلیدی و سایر محصولات را برای خودرو، ماشین‌آلات و سایر صنایع فراهم می‌کند و توسعه پایدار این صنایع را تضمین می‌کند. به طور خلاصه، قالب‌گیری تزریقی پلاستیک و لاستیک نقش غیرقابل جایگزینی در تولید مدرن ایفا می‌کنند و ویژگی‌ها و مزایای مربوط به آنها نیز پشتیبانی قوی برای توسعه صنایع مختلف فراهم می‌کند.
زمان ارسال: نوامبر-08-2024