آشنایی با دستگاه وایرکات و کاربرد آن در ساخت قالب تزریق پلاستیک
در چند دهه‌ی اخیر استفاده از وسایل پلاستیکی بسیار رواج پیدا کرد. ساخت و تولید وسایل پلاستیکی بسیار ارزان‌تر بوده و سرعت تولید این محصولات هم بسیار بالاتر از وسایل چوبی و یا فلزی است. بحث قیمت محصولات پلاستیکی هم بسیار پایین‌تر بوده و برای تولیدکنندگان و حتی مصرف‌کنندگان هم بسیار به‌صرفه‌تر است. یکی از روشهای رایجی که توسط آن، محصولات پلاستیکی تولید می‌شود، تزریق پلاستیک است. با استفاده از این روش، مواد اولیه و خام پلاستیک به یک درجه حرارت بسیار بالایی رسیده و سپس از طریق حفره‌ها و منفذ‌های مخصوص داخل قالب می‌شود. به همین دلیل، به این روش تزریق پلاستیک گفته می‌شود. چرا که مواد مذاب پلاستیک از طریق این منفذها به داخل قالب اصلی تزریق می‌شوند.در این میان از دستگاه هایی استفاده می شود که یکی از آنها دستگاه وایرکات است.
پس از وارد شدن مواد مذاب پلاستیک به داخل قالب، همه جای آن پر شده و شکل محصول مورد نظر را می‌گیرد. پس از این که پلاستیک سرد شد، قالب باز شده و محصول نهایی و شکل گرفته، به قسمت بیرون از آن منتقل می‌شود. این یک فرایندیست که بسته به نوع تکنولوژی دستگاه، قطعه و حتی قالب، می‌تواند سرعت بسیار بالایی داشته باشد. بسیاری از قطعات پلاستیکی امروزه با استفاده از همین روش با سرعت بسیار بالا و کیفیت عالی تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع روش تزریق پلاستیک، یکی از بهترین، سریع‌ترین و به‌صرفه‌ترین راه‌های تولید پلاستیک است که کاربردهای بسیار زیادی دارد.
چرا روش تزریق پلاستیک بسیار مهم است؟
در واقع بسیاری از قطعات مهم در لوازم خانگی، گجت‌های هوشمند، وسایل برقی و… وجود دارند که بخش عظیمی از پیکره‌شان از همین قطعات پلاستیکی تولید می‌شوند. اما بحث مهمی که در تولید این قطعات وجود دارد، دقت و ظرافت آن‌هاست. بسیاری از جزئیات مهم در قطعه وجود دارند که باید به همان شکل دقیق خودشان تولید شوند. در واقع در اینجا حتی خطای صدم میلی‌متری هم می‌تواند طراحی قطعه را به هم بزند. در نتیجه همه چیز به طراحی قالب قطعه باز می‌گردد که باید کاملا دقیق و درست باشد و انطباقات قطعات به درستی تعیین شود تا در هنگام مونتاژ قالب تزریق پلاستیک با مشکل عدم انطباق قطعات و هزینه ماشین کاری مجدد مواجه نشویم. برای طراحی قالب تزریق پلاستیک روشهای بسیار مختلفی وجود دارد. با استفاده از این روش‌ها معمولا سعی می‌شود که قالب تزریق پلاستیک، به بهترین شکل ممکن و کاملا دقیق تولید شود.
همانطور که می‌دانید بحث دقت در محاسبه‌ی ابعاد قالب تزریق پلاستیک بسیار مهم بوده و می‌تواند در پروسه‌ی نهایی تاثیرات بسزایی بگذارد. در نتیجه باید از روشهای بسیار دقیق برای تراشکاری و یا شکل دادن صفحات قالب تزریق پلاستیک استفاده شود. همانطور که در بالا هم توضیح دادیم بحث دقت و ظرافت در برخی قطعات، بسیار مهم بوده و باید کاملا دقیق اجرا شود. در نتیجه، طراحی قالب تزریق پلاستیک توسط نرم‌افزارهای بسیار پیشرفته و عالی انجام می‌شود. در این نرم‌افزارها همه چیز با دقت بسیار بالایی انجام می گیرد. این دقت بالا در حد چند صدم میلی‌متری است. وقتی بحث طراحی یک قالب کاملا دقیق و اصولی می‌شود، باید دقت طراحی و ماشینکاری آن قطعه هم بسیار بالا باشد. یکی از این روش‌ها استفاده از دستگاه وایرکات است که در ادامه در مورد آن توضیح خواهیم داد.
آشنایی با دستگاه وایرکات و نحوه‌ی کارکرد آن
همانطور که از نام این دستگاه مشخص است، وایر به معنای سیم بود و کات به معنای بریدن است. یعنی این دستگاه به وسیله‌ی تخلیه‌ی الکتریکی سیمی کار ماشین کاری و شکل‌دهی فرم مدنظر در صفحات قالب را انجام می‌دهد. اما روش کارکرد این دستگاه به شکل ایجاد هزاران جرقه در کمترین زمان ممکن است. به وسیله‌ی جرقه‌های ایجاد شده روی قطعه‌ی فلزی، کار برش با دقت بسیار بالایی انجام می‌شود. اما لازم به ذکر است که قطعه مدنظر حتما باید یک فلز رسانا باشد و جریان برق را از خودش عبور بدهد. در غیر این صورت امکان ماشینکاری به وسیله‌ی دستگاه وایرکات برایش وجود نخواهد داشت.
نکته‌ی دیگر در مورد دستگاه وایرکات این است که در چنین روشی، قطعه هرگز برش داده نمی‌شود، بلکه به نوعی ذوب می‌شود. به عبارتی دیگر، این دستگاه مانند واترجت و یا سایر دستگاه‌های لیزری نیست که به طور کلی قطعه را سوراخ و یا جدا کند. بلکه با استفاده از جرقه‌های بسیار زیادی در آن واحد، باعث ذوب شدن بخش مورد نظر در آن می‌شود. معمولا قطعاتی که از آلیاژهای مانند برنج، تیتانیوم، استیل و سایر فلزهای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلزها که کاملا رسانا هستند، می‌توانند توسط دستگاه وایرکات به خوبی و با دقت بسیار بالایی به حالت‌های مورد نظر تبدیل شوند. این دستگاه با استفاده از طرح‌های از پیش تعیین شده، کار ذوب کردن قسمت‌های مدنظر قطعه را انجام می‌دهد.
چرا از دستگاه وایرکات برای ساخت برخی از بخشهای صفحات قالب تزریق پلاستیک انجام می‌شود؟
همانطور که در بالا توضیح دادیم بحث دقت و ظرافت طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک بسیار بالا بوده و نمی‌توان آن را به روشهای بسیار معمولی انجام داد. البته قطعات بسیار ساده‌ی دیگری هم وجود دارند که حتی به روش ریخته‌گری و بسیار سطحی و بدون حساسیت‌های زیاد تولید می‌شوند. برای مثال، یک قطعه پلاستیکی که هم از قیمت و کیفیت پایینی برخوردار است و نیاز به ظرافت بالایی در تولید ندارد، احتیاجی به طراحی قالب پیشرفته نداشته و درست کردن آن هم بسیار آسان است. اما در سایر قطعات بسیار حساس که متعلق به محصولات گران‌قیمت هستند، باید حتما از روشهای بسیار پیشرفته برای ساخت قالب تزریق پلاستیک استفاده شود. معمولا این نوع قالب‌ها از قطعات متعددی تشکیل شده‌اند که هر کدام باید به صورت جداگانه تولید شوند. حتی اندازه‌ی حفره‌های این قطعات هم باید به صورت صدم میلی‌متری و با دقت بسیار بالایی انجام شود.
از آنجایی که معمولا قالب تزریق پلاستیک چنین قطعات حساسی از جنس یکی از فلزاتی که در بالا توضیح دادیم است، می‌تواند به خوبی توسط دستگاه وایرکات ماشین کاری شود. این دستگاه می‌تواند مدل‌های سه‌بعدی و بسیار پیچیده‌ای که عملیات کنده‌کاری‌شان بسیار سخت است را به راحتی انجام بدهد. این دستگاه توسط یک سیم فشرده، جرقه‌های بسیار زیادی را روی نقطه‌ی مورد نظر در قطعه ایجاد می‌کند و سپس مواد اضافی فلز از روی آن شسته می‌شوند و در نتیجه قطعه و پروسه نهایی بسیار تمیز و کاملا دقیق تولید می‌شود. در نتیجه هر چقدر که یک قطعه کوچک‌تر و یا طراحی آن بسیار حساس‌تر و پیچیده‌تر شود، معمولا از دستگاه وایرکات برای برش دادن آن استفاده می‌شود به این دلیل که دستگاه‌های دیگر قادر به انجام چنین کاری با حساسیت و دقت بسیار بالا نیستند.
کاربرد دستگاه وایرکات
در بالا به این موضوع اشاره کردیم که صرفا از دستگاه وایرکات برای قطعاتی که ظرافت بسیار بالایی دارند، استفاده می‌گردد. چرا که ممکن است استفاده از روشهای دیگر برای برشکاری قطعات حساس و ظریف، موجب خراب‌شدنشان شود. در نتیجه برای اعمال ظرافت و دقت بالا در برشکاری قطعات، نیاز به دستگاه وایرکات است تا قطعه مورد نظر دقیقا با توجه همان طراحی اولیه و دقیقی که توسط نرم‌افزارهای مخصوص و کاملا تخصصی انجام شده است، تولید شود. اما اگر بخواهیم به طور کلی به کاربردهای دستگاه وایرکات اشاره کنیم، می‌توانیم به موارد زیر بپردازیم:
- برش و یا ایجاد سوراخ‌های بسیار باریک
- برش دادن و یا ایجاد اشکال بسیار پیچیده
- ایجاد تغییر و یا برش در قطعات بسیار گران، سختکاری شده، ظریف و یا شکننده
- برش دادن قطعاتی که احتمال آسیب‌دیدن‌شان با روشهای دیگر بسیار زیاد است
- تولید قالب‌های تزریق پلاستیک با مکانیزم کشویی با استفاده از پین مورب
- تولید قطعاتی که نیاز به ایجاد حفره های زاویه دار بادقت بسیار بالایی دارند
- تولید قطعات بزرگ‌تری که نیاز به حفظ تلورانس دارند
کلام آخر
همانطور که در این مقاله خواندیم، می‌توان از دستگاه وایرکات برای ساخت صفحات قالب تزریق پلاستیک استفاده کرد. معمولا برخی از قالب‌های تزریق پلاستیک نیاز به حساسیت و دقت بالایی در برشکاری دارند که می‌توانند به استفاده از دستگاه وایرکات به بهترین شکل ممکن انجام شوند. البته روشهای دیگری هم برای ساخت قالب‌های تزریق پلاستیک وجود دارد که معمولا برای قطعاتی استفاده می‌شوند که نیاز به حساسیت و یا دقت بسیار بالایی ندارند. اما دستگاه وایرکات دقیقا برای قطعاتی ساخته شده است که نیاز به دقت و ظرافت بسیار بالایی دارد.
مقالات مشابه این مقاله را در ادامه میتوانید مطالعه کنید :
