آشنایی با انواع قالب تزریق پلاستیک
تا قبل از این که بحث تولید وسایل پلاستیکی در دنیا مطرح باشد، حتی ساخت کوچک‌ترین وسیله‌ها هم بسیار سخت بود. چرا که معمولا تمام وسیله‌ها یا فلزی بودند و یا به وسیله چوب ساخته می‌شدند، که به مرور زمان بعضی از جنس‌های نامرغوب دچار زوال و پوسیدگی هم می‌شدند. اما به مرور زمان بحث تولید پلاستیک پا به عرصه گذاشته و تولید گسترده‌ی آن باعث شد تا بازار تولید محصولات پلاستیکی داغِ داغ شود. از طرفی دیگر تولید محصولات پلاستیکی وارد عرصه صنعت شد. یعنی صنعت‌گران دیگر نیازی به سختی کشیدن بابت تولید لوازم جانبی محصولاتشان نداشته و از بهترین مواد پلاستیکی برای این کار استفاده می‌کردند. در این مقاله بیشتر با انواع قالب های تزریق پلاستیک آشنا می‌شوید.
فرآیند تولید و تزریق پلاستیک به طور اجمالی
از همان ابتدای کار همه چیز با تولید حباب‌های درخت کریسمس شروع شد! یعنی یک قالبی وجود داشت که با تزریق پلاستیک ذوب شده به داخل آن وسیله مورد نیاز به راحتی تولید می‌شد. سپس به طور آزمایشی وسیله‌های دیگری هم مورد قالبگیری قرار گرفت. در نتیجه، سازندگان قطعات پلاستیک به این نتیجه رسیدند که می‌توان قالبی به جز حباب ساده‌ی دایره‌ای شکل هم تولید کرده و برای سایر قطعات هم مورد استفاده قرار داد. در نتیجه، فرآیند ساخت قالب و آزمون خطاهای آن آغاز گردید. در ابتدا دستگاه قالب تزریق پلاستیک و قالب‌ها مشکلات بسیار زیادی داشتند و به مرحله تکمیل نرسیده بودند. اما با گذشت و مرور زمان، تکنولوژی دستگاه تزریق پلاستیک و همچنین طراحی قالب ها هم تکمیل‌تر و پیشرفته‌تر شد.
مشخصات فنی ساخت قالب تزریق پلاستیک
همان‌طور که می‌دانید، برای تولید قطعه‌ای جدیدتر نیاز به طراحی قالب متفاوت‌تر وجود دارد. امروزه قالب‌ها با استفاده از تکنولوژی برتر و نرم‌افزارهای بسیار قدرتمند طراحی می‌شوند. این نرم‌افزارها با دقت یک صدم میلی‌متر کار می‌کنند و یکی از دقیق‌ترین و بی‌نقص‌ترین قطعات را می‌توانند طراحی کنند. چرا که قطعات زیادی وجود دارند که باید به صورت دقیق ساخته شوند و به همین دلیل بسیار مهم است که قالب طراحی شده توانایی تولید این قطعات را داشته باشد. سپس، از جنس فولاد بسیار مقاوم برای ساخت قالب پلاستیکی استفاده می شود که فرایند طراحی و تولید آن بسیار زمان‌بر بوده و زحمت زیادی می‌طلبد. چرا که بر اساس طرح و نقشه‌ی اولیه‌ای که توسط نرم‌افزارهای طراحی تولید شده، فرایند ساخت آن شکل می‌گیرد.
با استفاده از دستگاه CNC فولادی که برای طراحی قالب در نظر گرفته شده است، توسط مته‌ّهایی از جنس الماس فرزکاری می‌شود. این پروسه فرزکاری کاملا متفاوت و متنوع است. در ابتدا از مته‌های بزرگ‌تری استفاده می‌شود تا شکل کلی کار تکمیل شود. به این روش خشن‌کاری گفته می‌شود. چرا که روش ساخت انواع قالب تزریق پلاستیک معمولا از جز به کل است. یعنی، در ابتدا شکل کلی کار توسط مته‌های بزرگ‌تر تکمیل شده و سپس، مرحله به مرحله اندازه مته‌ها بسیار کوچک‌تر می‌شود. چرا که برخی قسمت‌ها میلی‌متری و بسیار ظریف قالب نیاز به استفاده از مته‌های کوچک‌تر دارد تا با همان دقتی که طراحی شده است، اجرا شود. طراحی قالب‌های فولادی بدین شکل بوده و البته از چند قطعه تشکیل می‌شود که سپس به یکدیگر متصل و یا به اصطلاح مونتاژ شده و تبدیل به قالب نهایی واحد می‌شوند.
هواگیری در قالب تزریق پلاستیک
معمولا داخل قالب نباید هوا به شکل محبوس شده باقی بماند. چرا که هوای محبوس شده در قالب می‌تواند با تزریق مواد مذاب به داخل قالب و پر شدن فضای داخلی به سمت گوشه‌های کویته جمع شود و در نهایت نقص‌های زیادی را در تولید قطعات پلاستیکی به وجود بیاورد. این موضوع دقیقا مانند یک پلاستیکی است که داخل آن شکلات آب شده ریخته شده است. اگر داخل پلاستیک هنوز هوای محبوس شده وجود داشته باشد، متوجه خواهید شد که گوشه‌های پلاستیک پر از شکلات آب شده نبوده و هنوز خالی است که با سوراخ کردن آن، گوشه‌های پر می‌شوند. در تولید قطعات پلاستیکی هم ماجرا به همین شکل بوده و هوای محبوس داخل قالب باید حتما توسط حفره‌های هوای تعبیه شده در مرز قطعه‌گیری قالب به بیرون از آن انتقال پیدا کند تا قطعات دچار مشکل نشوند.
انواع قالب و روش تزریق پلاستیک
همان‌طور که در بالا گفتیم، هر چقدر که بشر بیشتر از قبل در علم و فناوری پیشرفت کرد، بحث روش‌های تزریق پلاستیک او هم به طور کلی دست خوش تغییر قرار گرفت. به همین دلیل، بر حسب نیازهای متنوع و قطعات مختلف، روش‌های تزریق پلاستیک هم کاملا مجزا شد. به عبارتی دیگر، بحث تولید قطعات پلاستیکی امروزه تنوع بسیار زیادی دارد و فقط از یک روش برای تولید این قطعات استفاده نمی‌شود. در نتیجه طبیعیست که برای هر کدام از انواع قطعات قالب های تزریق پلاستیک و روش‌های متنوعی هم در نظر گرفته شود که در ادامه این مقاله به چند مورد از آن‌ها اشاره خواهیم کرد:
قالب پرسی یا فورجینگ
یکی از قالب‌ها و روش‌های رایج در ساخت قطعات پلاستیکی قالب پرسی است. در این روش، همان‌طور که از نام آن مشخص است، با استفاده از یک دستگاه پرس، قطعات تولید می‌شوند. یعنی کاملا به روش پرسی تمام قطعات مورد نظرمان تولدی میگردد. لازم به ذکر است که مواد خام باید دارای انعطاف‌پذیری بسیار بالا باشند، تا بتوان از این روش برای تولید قطعات استفاده کرد. یعنی معمولا از پلاستیک و یا سیلیکون‌های بسیار نرم و انعطاف‌پذیر برای روش پرسی مورد استفاده قرار می‌گیرد که پس از پرس شدن توسط دستگاه به همان شکل و طرح مورد نظرمان در می‌آیند.
قالب تزریق پلاستیک
یکی از محبوب‌ترین روش‌های تولید قطعات پلاستیک که هزینه‌ی بسیار کمتری داشته و سرعت بالایی دارد، تولید قطعات به سبک تزریق پلاستیک است. در این روش پلاستیک‌ها وارد یک دستگاه می‌شوند تا مواد اولیه با حرارت دیدن بسیار زیاد به حالت مذاب دربیایند. پس از آن، مذاب با استفاده از فشار دستگاه، وارد حفره‌های ریز می‌شوند و از طریق این حفره‌ها به داخل قالب هدایت می‌گردند. پس از این که پلاستیک به داخل قالب ریخته شد، مدت زمان کمی برای سرد شدن نیاز دارد تا سفت و مستحکم شود. پس از این مرحله پلاستیک تولید شده و به بیرون قالب پرت می‌شود. سرعت انجام این فرایند بسیار زیاد بوده و قطعات متعددی می‌توانند از این طریق، در کمترین زمان ممکن تولید شوند.
قالب بادی
قبل از این که بخواهیم روش تولید قطعات پلاستیکی به سبک بادی را برایتان توضیح بدهیم، بهتر است یک مثال خوب بزنیم تا راحت‌تر با این شیوه آشنا شوید. بدون شک شما هم در تلویزیون مراحل شیشه‌گری را دیده‌اید که در آن صنعتگر شیشه مذاب شده را برداشته و توسط یک لوله‌ی دراز مدام درون آن می‌دمد و شکل شیشه مذاب هم تغییر پیدا کرده و بزرگ‌تر می‌شود. سپس او بر اساس طرحی که در نظر دارد، تغییراتی را روی فرایند نهایی انجام می‌دهد. در روش ساخت قطعات پلاستیک به روش بادی هم این روش صدق می‌کند
اکنون که مثال بالا را خوانده‌اید می‌توانید به راحتی فرایند ساخت قطعات پلاستیکی به این روش را در ذهنتان مجسم کنید. جریان هوا موجب منبسط شدن پلاستیک و شکل‌گیری آن میگردد. چرا که پلاستیک ذوب شده‌ی انعطاف‌پذیر سریعا به دیواره‌های قالب چسبیده و شکل نهایی را به خودش می‌گیرد. معمولا این روش در سرد شدن و استحکام قطعه‌ی نهایی هم تاثیر بسزایی دارد. چرا که پس از دمیدن هوا پلاستیک سریعا سفت و به حالت جامد تبدیل می‌شود. معمولا از این روش برای تولید بطری آب معدنی، روغن مایع و سایر نوشیدنی‌های یک‌بار مصرف استفاده می‌شود.
ساخت قطعات به روش قالب فشار اکستروژن
در این روش همان‌طور که از نام آن مشخص است، برای تزریق پلاستیک مذاب به داخل قالب‌ها از فشار گاز اکستروژن استفاده می‌شود. سرعت تولید قطعات پلاستیکی به روش قالب فشار اکستروژن می‌تواند بسیار بالا بوده و البته از دقت و ظرافت نسبتا کمی هم برخوردار باشد. به همین روش هم هرگز برای قطعاتی که نیاز به ظرافت بلایی دارند از روش قالب فشار اکستروژن استفاده نمی‌شود. به خاطر این که این روش ظرافت لازم را در قطعات ایجاد نکرده و نمی‌تواند مناسب قطعات ظریف و دقیق باشد. اما از این روش برای تولید قطعات پلاستیکی که می‌توانند با سرعت بالا تولید شوند، می‌توان استفاده کرد.
قالبگیری دورانی
نام دیگر این روش تولید پلاستیک روتو هم گفته می‌شود. در روش قالبگیری دورانی دو عامل بسیار مهم در تولید پلاستیک نقش مهمی دارد: 1. حرکت دورانی، 2. حرارت بسیار بالا. یعنی در این روش ابتدا مواد اولیه یا پودر پلیمری داخل قالب ریخته می‌شود و سپس با استفاده از حرارت بسیار بالا ذوب شده و پس از آن حرکات دورانی روی مواد ذوب شده انجام می‌گیرد که آن را تبدیل به قطعه مورد نظرمان می‌کند. چیزی که در این جا بسیار مهم است بدانید این است که روش قالبگیری دورانی با تزریق پلاستیک بسیار متفاوت است. چرا که ممکن است با خودتان چنین تصور کنید که در هر دو روش ما پلاستیک ذوب شده داریم که داخل قالب شکل می‌گیرند.
بله، شاید از این لحاظ هر دو روش شباهت‌هایی با یکدیگر داشته باشند، اما این گونه نیست که دو روش نامبرده شبیه به یکدیگر باشند. چرا که در روش تزریق پلاستیک، ما مواد مذابی داریم که از قبل به حالت ذوب درآمده‌اند. حالا این مواد مذاب به شکل تزریقی وارد حفره‌هایی شده و سپس داخل قالب قرار می‌گیرند و سریعا سرد می‌شود. اما در بحث قالبگیری حفره‌ای، ابتدا پودر پلیمر که به شکل کاملا سرد است، وارد قالب شده و سپس حرارت می‌بیند. این در حالیست که پس از حرارت دیدن و تبدیل شدن مواد اولیه به حالت مذاب، باید روی آن حرکات دورانی انجام شود تا قطعه شکل نهایی خودش را پیدا کرده و حالت ثابت به خودش بگیرد. در نتیجه، می‌توان با استفاده از این توضیح ساده پی به تفاوت این دو روش برد.
کلام آخر
تقریبا هر چیزی که در جهان پیرامون ما وجود دارد و از جنس پلاستیک است، به وسیله یکی از روش‌های قالب تزریق پلاستیک که در بالا توضیح دادیم انجام می‌گیرند. یعنی از قاب گوشی سیلیکونی گرفته تا لیوان پلاستیکی که در دست داریم همگی به این روش‌ها ساخته شده‌اند. ما در این روش با صفر تا صد قالب تزریق پلاستیک آشنا شدیم و در مورد تفاوت‌هایشان هم خواندیم. اما روش تزریق پلاستیک همیشه یکی از پرطرفدارترین راه‌های تزریق پلاستیک بوده است. چرا که هم، زمان کمتری برای تولید قطعات پلاستیکی نیاز است و هم سرعت تولید بسیار بالایی دارد.
دستگاه سنگ مغناطیس در ساخت قالب
آشنایی با قطعات دستگاه فرز CNC
