اصل کار دستگاه قالب گیری تزریقی چیست؟ چگونه مواد خام پلاستیکی را به محصولات قالبی تبدیل می کند؟

دستگاه قالب گیری تزریقی نوعی تجهیزات است که معمولاً برای تولید محصولات پلاستیکی استفاده می شود. به طور گسترده ای در بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، الکترونیک، بسته بندی و محصولات روزانه استفاده می شود. مواد خام پلاستیکی را با گرمایش در دمای بالا و تزریق فشار بالا به محصولات پلاستیکی دقیق تبدیل می کند. فرآیند قالب گیری تزریقی کارآمد و خودکار است و می تواند قطعات پلاستیکی با اشکال، اندازه ها و پیچیدگی های مختلف تولید کند. این مقاله به طور مفصل به اصول اصلی کار دستگاه قالب گیری تزریقی و چگونگی تبدیل مواد خام پلاستیکی به محصولات قالب گیری می پردازد.

1. ساختار اساسی دستگاه قالب گیری تزریقی
دستگاه قالب گیری تزریقی عمدتاً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

واحد تزریق: مسئول گرمایش، ذوب و تزریق مواد اولیه پلاستیک است. از جمله پیچ، منطقه گرمایش، سیستم پلاستیک سازی و غیره.
سیستم قالب: برای تعیین شکل و اندازه محصول نهایی استفاده می شود. قالب از دو قسمت قالب ثابت و قالب متحرک تشکیل شده است.
واحد بستن قالب: مسئول بستن دو قسمت قالب به طور محکم به یکدیگر برای اطمینان از آب بندی فرآیند تزریق است.
سیستم کنترل: کل فرآیند قالب گیری تزریق را از طریق کامپیوتر یا سیستم PLC شامل پارامترهایی مانند دما، فشار و سرعت تزریق کنترل کنید.
2. فرآیند کار دستگاه قالب گیری تزریقی
فرآیند کار ماشین قالب گیری تزریقی را می توان به چندین مرحله کلیدی تقسیم کرد که هر یک شامل فرآیندهای مکانیکی و ترمودینامیکی پیچیده است.

2.1 تهیه مواد اولیه پلاستیک
ابتدا ذرات پلاستیکی (مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن، ABS و ...) را در قیف دستگاه قالب گیری تزریق قرار دهید. ذرات پلاستیک از طریق قیف وارد پیچ ​​می شوند و پیچ با چرخش ذرات پلاستیک را به جلو می راند.

2.2 فرآیند پلاستیک سازی
تحت فشار پیچ، ذرات پلاستیک تا دمای ذوب گرم می شوند. معمولاً پیچ بین 200 تا 300 درجه سانتیگراد گرم می شود (دمای خاص بسته به مواد پلاستیکی مختلف متفاوت است). در این زمان، ذرات پلاستیک به طور کامل ذوب شده و به حالت مذاب یکنواخت تبدیل می شوند. در طی فرآیند پلاستیک سازی، پیچ نه تنها مسئول گرم کردن و ذوب پلاستیک است، بلکه پلاستیک مذاب را از طریق چرخش و حرکت رو به جلو یکنواخت نگه می دارد تا از توزیع ناهموار مواد جلوگیری کند.

2.3 فرآیند تزریق
هنگامی که پلاستیک کاملا ذوب شد، دستگاه قالب گیری تزریق فرآیند تزریق را آغاز می کند. چرخش پیچ متوقف می شود و پلاستیک مذاب را با سرعت بالا از طریق سیستم هیدرولیک به داخل قالب می راند. این فرآیند معمولاً در عرض چند ثانیه تکمیل می شود و پلاستیک تحت فشار زیاد به داخل حفره قالب تزریق می شود تا کل حفره قالب را پر کند.

فشار در طول فرآیند تزریق معمولاً می تواند به چند صد مگاپاسکال برسد و سرعت تزریق نیز بسیار بالا است و این اطمینان را ایجاد می کند که پلاستیک می تواند به سرعت کل قالب را پر کند و از فضای خالی یا ناهمواری جلوگیری کند.

2.4 نگه داشتن فشار و خنک کننده
پس از تزریق پلاستیک به قالب، دستگاه قالب‌گیری تزریقی پلاستیک مذاب تزریق شده را نگه می‌دارد، فشار خاصی را حفظ می‌کند، اطمینان حاصل می‌کند که پلاستیک تمام جزئیات قالب را پر می‌کند و از عیوب ناشی از انقباض جلوگیری می‌کند. در طی فرآیند فشار نگه داشتن، پلاستیک مذاب شروع به سرد شدن می کند و به تدریج جامد می شود تا یک قسمت پلاستیکی جامد را تشکیل دهد.

زمان خنک شدن به نوع مواد پلاستیکی، ضخامت قالب و عوامل دیگر بستگی دارد. فرآیند خنک‌سازی بسیار مهم است که بر ثبات ابعادی و کیفیت سطح محصول قالب‌گیری شده تأثیر می‌گذارد. معمولاً کانال های آب خنک کننده در قالب وجود خواهد داشت و جریان آب خنک کننده انجماد پلاستیک را تسریع می کند.

2.5 تخریب و حذف محصول
هنگامی که پلاستیک به طور کامل خنک و جامد شد، واحد گیره قالب را به دو قسمت تقسیم می کند: یک قالب ثابت و یک قالب متحرک. در این زمان محصول پلاستیکی قالب گیری شده از قالب به بیرون رانده می شود. این فرآیند معمولاً توسط یک میله فشار یا بازوی رباتیک تکمیل می شود تا اطمینان حاصل شود که محصول به طور کامل از قالب خارج می شود.

3. عوامل کلیدی کنترل در فرآیند قالب گیری تزریقی
اثر قالب گیری ماشین قالب گیری تزریقی با عوامل متعددی به ویژه پارامترهای کلیدی زیر ارتباط نزدیکی دارد:

3.1 فشار تزریق و سرعت تزریق
فشار تزریق و سرعت تزریق مستقیماً بر کیفیت محصول قالب گیری شده تأثیر می گذارد. فشار تزریق مناسب می تواند تضمین کند که پلاستیک مذاب به طور کامل قالب را پر می کند تا از حباب، کمبود مواد یا فضای خالی جلوگیری شود. سرعت تزریق خیلی سریع یا خیلی آهسته منجر به اثر قالب گیری ضعیف می شود، بنابراین کنترل دقیق مورد نیاز است.

3.2 کنترل دما
کنترل دما بسیار مهم است. دمای خیلی بالا یا خیلی پایین باعث واکنش های نامطلوب پلاستیک در طی فرآیند قالب گیری تزریقی می شود. سیستم گرمایش دستگاه قالب گیری تزریقی وظیفه گرم کردن پلاستیک را تا دمای ذوب مناسب بر عهده دارد، در حالی که کنترل دمای قالب بر سرعت خنک شدن و کیفیت محصول تأثیر می گذارد.

3.3 طراحی قالب
طراحی قالب تعیین کننده ظاهر و کیفیت محصول نهایی است. طراحی سیستم خنک کننده، طراحی دونده و طراحی اگزوز قالب بر سیالیت و سرعت خنک کننده پلاستیک تأثیر می گذارد و در نتیجه بر دقت و کیفیت سطح محصول نهایی تأثیر می گذارد.

3.4 زمان چرخه
زمان چرخه فرآیند قالب گیری تزریقی معمولاً از ده ها ثانیه تا چند دقیقه متغیر است. یک چرخه طولانی مدت بر راندمان تولید تأثیر می گذارد، در حالی که زمان چرخه بسیار کوتاه ممکن است منجر به قالب گیری ناقص محصول شود. بنابراین، زمانبندی چرخه معقول هم برای راندمان تولید و هم برای کیفیت محصول بسیار مهم است.