یکی از مهم‌ترین روش‌های تولید محصولات پلاستیکی، روش قالب گیری تزریق پلاستیک است. قالب تزریق پلاستیک در سال‌های اخیر تحولات بسیار زیادی در صنایع مختلف ایجاد کرده است. چرا که با استفاده از این روش امروزه قطعات پلاستیکی بسیار زیادی تولید شده و نیاز قطعه‌سازان را به طور کلی، رفع کرده است. تولید قطعات پلاستیک فقط به محصولات ساده‌ای نظیر شانه، قاب آینه، مسواک، صندلی و… نمی‌شود، بلکه محصولات بسیار زیادی در صنایع مختلف هستند که وابسته به تولیدات محصولات پلاستیکی هستند.

یکی از این موارد مربوط به لوازم خانگی می‌شود. بسیاری از لوازم خانگی توسط تولیدات پلاستیک تهیه می‌شود که از لحاظ کیفیت عالی هستند. به خاطر این که برخی از این قطعات توسط پلاستیک‌های باکیفیت و سخت تولید می‌شوند که هم از ظاهری جذاب و هم از جنس بادوام برخوردار هستند. بسیاری از لوازم الکترونیکی هم به همین روش تولید می‌شوند و کاملا وابسته صنعت قالب گیری تزریق پلاستیک هستند. با استفاده از روش قالب گیری تزریق پلاستیک می‌توان تمام نیازهای صنایع مختلف را رفع کرده و کیفیت و کمیت تولیداتشان را ارتقا داد. ما در این مقاله قصد داریم با بخش‌های مختلف قالب گیری تزریق پلاستیک و همچنین اهمیت بسزای پولیش قالب‌ تزریق پلاستیک صحبت کنیم. پس برای اطلاعات بیشتر، با ما همراه باشید.

قالب گیری تزریق پلاستیک چیست؟

قالب‌گیری تزریق پلاستیک یک روش بسیار موثر و نوین در تولید قطعات پلاستیکی است که توسط یک دستگاه مخصوص انجام می‌گردد. دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک انواع مختلفی داشته و به دو شکل کلی عمودی و افقی است. رایج‌ترین دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک به شکل افقی بوده که کاربرد بسیار زیادی دارد. در این دستگاه‌ها معمولا یک صفحه نمایشگر برای کنترل اپراتور وجود دارد که از طریق آن می‌تواند بخش‌های مختلف مربوط به تولیدات پلاستیک را کنترل نمود. معمولا به روش دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک می‌توان به راحتی قطعات مورد نظر را تهیه و تولید کرد.

در یک بخش از دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک، معمولا مواد پلاستیکی خام، داخل قسمت مخصوص خود ریخته می‌شود. در اصطلاح به این مواد پلیمر هم گفته می‌شود. این پلاستیک‌های خام از مواد پلیمری تشکیل شده‌اند که پس از حرارت دیدن می‌توانند از شکل جامد به حالت مایع تبدیل گردند. بخش دیگری از دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک دارای المنت‌هاییست که حرارت بسیار بالایی دارند. این المنت‌ها مواد پلیمری را داغ کرده و آن را به شکل مذاب در می‌آورند. سپس پلیمرهای مذاب‌شده به حالت یکنواخت درآمده و داخل حفره‌های بسیار باریک حرکت می‌کنند و وارد قالب اصلی می‌شوند.

چرا از واژه تزریق برای این روش استفاده می‌گردد؟

واژه تزریق همیشه ما را به یاد استفاده‌های پزشکی می‌اندازد. اگر با دقت به تزریق موارد پزشکی توجه کنید، متوجه خواهید شد که در آن یک دارو به شکل مایع از طریق سوزن سرنگی به بدن تزریق می‌شود. حالا دقیقا از چنین روشی برای تولید قطعات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این تفاوت که به جای دارو مواد مذاب و به جای بدن انسان، قالب اصلی قطعات پلاستیکی را خواهیم داشت. داخل دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک، حفره‌ها و مسیرهای بسیار باریکی وجود دارند که همان نقش سرنگ را ایفا می‌کنند. مواد مذاب شده از داخل این مسیرهای باریک رد شده و وارد قالب اصلی می‌شوند.

پس از عبور مواد مذاب از این مسیرهای باریک، این ماده پلاستیکی داخل قالب اصلی شده و سپس حالت اصلی و نهایی را به خودش می‌گیرد. بدین معنا که موارد مذاب مایعی شکل، پس از وارد شدن به قالب تزریق پلاستیک، داخل آن جای گرفته و حالت درون قالب را به خودش می‌گیرند. معمولا قالب تزریق پلاستیک باید به سرعت سرد شود، تا مذاب پلاستیکی به سرعت به سرد شده و حالت جامد به خودش بگیرد. قطعه مورد نظر پس از سرد شدن حالت اصلی نهایی را به خودش گرفته و پس از باز شدن قطعه به بیرون از محل قالب هدایت می‌گردد.

مزایای روش قالب گیری تزریق پلاستیک چیست؟

اولین مزایایی که این روش دارد، سرعت بسیار بالای تولید قطعات پلاستیکی است. شاید فرایندی که در بالا توضیح دادیم به صورت کلامی زمان زیادی صرف کنند، اما در عمل چنین روشی کاملا سریع انجام می‌شود. بدین معنا که دستگاه قالب‌گیری تزریق پلاستیک قادر است در کمترین زمان ممکن بیشترین تعداد قطعات را تولید کند. این موضوع می‌تواند یک مزیت کلی برای اکثر تولیدکنندگان صنایع مختلف به شمار بیاید. چرا که می‌توان در کمترین زمان ممکن انتظار تهیه و تولید قطعات بیشماری را داشت.

همیشه زمانی که صحبت از زمان کمتر می‌شود، کیفیت قطعات می‌تواند تحت تاثیر قرار گرفته و افت کند! این در حالیست که نمی‌توان چنین اصلی را برای روش قالب‌گیری تزریق پلاستیک در نظر گرفت. چرا که در این روش، سرعت بالای تولید قطعات پلاستیکی نه تنها باعث کاهش پیدا کردن کیفیت قطعات نمی‌شود، بلکه حتی تمام قطعات از کیفیت بسیار بالایی برخوردار هستند. در واقع قطعاتی که معمولا به این روش تولید می‌شوند همیشه از کیفیت کاملا یکسان و بسیار بالایی برخوردار هستند که رضایت تمام تولیدکنندگان را به خوبی جلب می‌کنند.

قالب تزریق پلاستیک چه ویژگی‌هایی دارد؟

قالب تزریق پلاستیک طراحی بسیار جالبی دارد که همیشه مخصوص این روش ساخته می‌شود. یکی از برترین ویژگی‌های قالب تزریق پلاستیک، قابلیت باز و بسته شدن آن توسط دستگاه است. یعنی این قالب طوری طراحی می‌گردد که علاوه بر انجام دادن شکل‌دهی درست قطعات، بتواند باز و بسته شود. عمل باز و بسته شدن قالب تزریق پلاستیک، می‌تواند بسیار مهم باشد. چرا که دقیقا از طریق باز شدن قالب، قطعه سفت شده به داخل قسمت مخصوص قطعات نهایی هدایت می‌شود و سپس پس از بسته شدن، عمل تزریق پلاستیک به داخل آن انجام می‌گردد.

در واقع قالب تزریق پلاستیک باید به نوعی طراحی شود که بتواند به راحتی چنین عملی را بدون هیچ خللی انجام بدهد. به همین دلیل طراحی قالب تزریق پلاستیک یکی از سخت‌ترین و تخصصی‌ترین مراحلیست که باید توسط متخصصان و مهندسان این حوزه انجام شود. به خاطر این که طراحی برخی قطعات بسیار حساس بوده و نیاز به ظرافت و دقت بسیار بالایی برای طراحی دارند. حالا دقت و حساسیت طراحی قطعات از یک طرف و شکل اصولی و درست قالب هم از طرفی دیگر، می‌تواند عملیات ساخت قالب تزریق پلاستیک را کمی سخت‌تر کند که در ادامه بیشتر راجع به آن توضیح خواهیم داد.

قالب تزریق پلاستیک چگونه طراحی می‌شود؟

در واقع قالب تزریق پلاستیک ارتباط مستقیم با قطعه‌ای دارد که قرار است آن را تولید کنیم. پس در نتیجه قبل از قالب تزریق پلاستیک، قطعه پلاستیکی باید طراحی شود. برای طراحی قطعه پلاستیکی طراحان صنعت در ابتدا اتودهایی را روی کاغذ برای قطعه مورد نظرشان انجام می‌دهند و سپس آن را توسط نرم‌افزارهای مخصوص طراحی سه‌بعدی اجرا می‌کنند. این کار باعث می‌شود تا بتوانند قطعه مورد نظرشان را به صورت ملموس و سه‌بعدی مشاهده کنند و بتوانند تغییرات زیادی را روی آن اعمال کنند. در بیشتر مواقع حتی یک پرینت سه‌بعدی هم از قطعه مورد نظر گرفته می‌شود تا در مراحل بعدی کمک بسزایی در ساخت قالب تزریق پلاستیک همان قطعه کرده باشد.

پس از آن، قالب تزریق پلاستیک بر اساس قطعه‌ای که مد نظرمان است، باید به دقت طراحی شود. طراحی این قالب تزریق پلاستیک باید با استفاده از نرم‌افزارهای کاملا تخصصی و توسط افراد کاملا ماهر انجام شود. چرا که این نرم‌افزارها بر حسب میلی‌متری عمل کرده و قطعا را کاملا دقیق تولید می‌کنند. حساسیت تولید برخی قطعات پلاستیکی صنعتی برای لوازم خانگی، الکترونیکی و… بسیار بالا بوده و به همین دلیل است که باید کاملا دقیق و میلی‌متری انجام شود. پس از اتمام طراحی قالب تزریق پلاستیک، نوبت به مرحله تولید و اجرای آن می‌رسد.

آشنایی با فرایند تولید قالب تزریق پلاستیک

در بالا اشاره کردیم که قالب تزریق پلاستیک باید توسط نرم‌افزارهای کاملا تخصصی طراحی شود. این نرم‌افزارها می‌توانند نقش بسزایی در تولید قطعه یا همان قالب تزریق پلاستیک هم داشته باشند. چرا که فرایند تولید قالب تزریق پلاستیک معمولا توسط دستگاه‌های CNC انجام می‌شود. این دستگاه‌ها فرایند تولید قطعات را توسط نرم‌افزارهای مخصوص خودشان با دقت میلی‌متری انجام می‌دهند. برای این کار دستگاه فرز CNC با استفاده از نرم‌افزار دستورات مخصوص برش را روی قطعه دریافت کرده و آن را به خوبی انجام می‌دهد.

اپراتور دستگاه فرز CNC هم توسط یک مانیتور مخصوص می‌تواند سایر فرایند را از این طریق کنترل کند. بدین معنا که در صورت تعویض ابزار برش، فرایند تولید قطعه پلاستیکی را متوقف کرده و این کار را انجام بدهد و سپس مرحله تولید را از سر بگیرد. اما به طور کلی می‌توان گفت که اپراتور در برش دادن قطعات دخالت دستی ندارد و تمامی این فرایند به صورت کاملا خودکار و با استفاده از دستورات نرم‌افزار اجرا می‌شود. همین موضوع، یعنی عدم دخالت نیروهای انسانی و کمک گرفتن از هوش مصنوعی بسیار قدرتمند نرم‌افزار باعث می‌شود تا تمامی مراحل به صورت کاملا دقیق و عالی پیش برود.

اهمیت نقش پولیش در قالب تزریق پلاستیک

قبل از این که به اهمیت نقش پولیش در قالب تزریق پلاستیک بپردازیم، خالی از لطف نیست که به طور خلاصه با بحث پولیش آشنا شویم. پولیش (polish) یک نوع اصطلاح است که معمولا برای حذف و یا بهبود برخی ایرادهای سطح قالب و یا بهبود کیفیت ظاهر قطعات مختلف به کار رفته می‌شود. شاید تا به حال پولیش سطح خودرو را دیده باشید و یا در مورد آن مطالب زیادی شنیده باشید. حتی برخی این کار را روی نقره و سایر فلزات هم ممکن است انجام بدهند. روش پولیش در قطعات مختلف می‌تواند کاملا متفاوت باشد. اما تمامی آن‌ها یک نقطه اشتراک دارد و آن هم این است که سطح قطعات کاملا براق شده و ایرادهایش می‌تواند به طور کلی برطرف شود.

پولیش معمولا پس از اتمام مرحله تولید قطعه برای بهبود کیفیت آن انجام می‌شود. به عبارت دیگر می‌توان گفت که پولیش مرحله نهایی برای یک قطعه به عنوان مهر تایید کیفیت آن انجام می‌شود. چرا که می‌تواند تضمین کند که قطعه هم از لحاظ ظاهری و هم از لحاظ کیفی می‌تواند به بهترین شکل ممکن کار خودش را انجام بدهد. اما حالا بپردازیم به نقش مهم پولیش در قالب‌های تزریق پلاستیک و به طور دقیق نقش آن را در چنین قطعاتی بررسی کنیم.

هدف از پولیش در قالب تزریق پلاستیک چیست؟

در بالا به طور کلی در مورد نقش و اهمیت پولیش قطعات مختلف توضیح دادیم و این موضوع شامل حال قطعات قالب تزریق پلاستیک هم می‌شود. معمولا برای ارتقا کیفیت نهایی قالب تزریق پلاستیک و یا چه بسا جهت آب‌بندی آن، از روش پولیش استفاده می‌شود. با این که در بالا توضیح دادیم که ابزارهای دستگاه CNC به صورت صدم میلی‌متری و دقیق طراحی قالب تزریق پلاستیک را انجام می‌دهند، اما این موضوع برای ارتقا 100 درصدی کیفیت قالب تزریق پلاستیک کافی نخواهد بود. چرا که تمام قطعات پلاستیکی از حساسیت بسیار بالایی برخوردار بوده و شکل کاملا دقیق قالب را به خودشان می‌گیرند.

حالا تصور کنید که سطح داخل قالب که توسط ابزارهای مخصوص CNC به تازگی برش داده شده، سطوح کاملا ناصافی داشته باشد و ما هم بخواهیم قالب را بدون پولیش دادن، داخل دستگاه قرار بدهیم. در چنین شرایطی، طبیعیست که سطح قطعات پلاستیکی، ناهمواری‌های قالب را به خودشان گرفته و از کیفیت مطلوب برخوردار نخواهند شد. برای همین منظور، معمولا قالب تزریق پلاستیکی را به صورت کاملا اصولی پولیش می‌ کنند تا ناهمواری‌های سطوح قالب از بین رفته و دارای یک سطح کاملا صیقلی و صاف شود. این کار باعث خواهد شد تا کیفیت قطعات پلاستیکی هم ارتقا پیدا کنند.

آیا پولیش برای قالب تزریق پلاستیک ضروری است؟

اگر بخواهیم در یک کلام به این سوال پاسخ بدهیم، باید بگوییم بله، کاملا ضروری است. در بالا خواندیم که باید تمام سطوح ناهموار قالب تزریق پلاستیک رفع شده و تمام سطح آن تبدیل به یک قطعه کاملا استاندارد شود. این کار معمولا برای تولید قطعات پلاستیکی باکیفیت ضرورت دارد. به خاطر این که در کل هدف از طراحی قالب، تولید قطعات پلاستیکی است. یعنی در واقع قالب تزریق پلاستیک یک واسطه برای تولید نهایی قطعات باکیفیت است. پس از هر چیزی که روی قالب تزریق پلاستیک تاثیرگذار باشد، می‌تواند کیفیت نهایی قطعات پلاستیکی را هم تحت‌تاثیر خود قرار بدهد. در نتیجه، استفاده از روش پولیش می‌تواند، کیفیت نهایی قطعات پلاستیکی را هم ارتقا بدهد. از سوی دیگر جهت سهیل در روندگی مواد پلاستیک مذاب و توزیع متناسب مواد در کل قطعه به پولیش قالب نیازمندیم. اگر بخواهیم دقیق تر بررسی کنیم هر قالب تزریق پلاستیک برای جلوگیری از چسبندگی مواد به داخل حفره یا کویته قالب باید به صورت آیینه ای پولیش شود. پولیش آیینه ای یعنی هیچ اثری از رد ابزار روی سطح فولاد باقی نمانده و فولاد خاصیت آیینه ای پیدا کرده است. در چنین شرایطی هم مواد به آسانی درون حفره توزیع می شود هم هنگام جدا شدن قطعه کاملا رها می شود.

کلام آخر

ما در این مقاله به طور کلی راجع به روش قالب گیری تزریق پلاستیک، روش انجام آن، قالب تزریق پلاستیک و طراحی‌اش صحبت کردیم. سپس به اهمیت پولیش قالب تزریق پلاستیک هم پرداختیم و راجع به آن توضیح دادیم. این روش برای بالا بردن سطح کیفی قطعات پلاستیکی که دارای حساسیت بسیار بالایی هستند، کاملا لازم و ضروری است. البته لازم به ذکر است که، شاید برای تمامی قطعات پلاستیکی نیازی به پولیش دادن قالب آن نباشد. به خاطر این که بسیاری از قطعات ممکن است از لحاظ کیفی نیاز به صیقلی بودن سطحشان نداشته باشند. اما برای قطعاتی که از حساسیت بسیار بالایی برخوردار هستند، پولیش دادن قالب می‌توان آن را از لحاظ کیفی، به بهترین سطح ممکن برساند.