همه چیز درباره تزریق پلاستیک (آیا می توان در خانه انجام داد؟)

تزریق پلاستیک چیست؟

تزریق پلاستیک یک فرآیند تولید است که در آن پلاستیک ذوب شده در قالبی تحت فشار قرار می گیرد تا شکل مورد نظر ایجاد شود. این فرآیند یکی از رایج ترین روش های تولید قطعات پلاستیکی است و برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده می شود، از جمله قطعات خودرو، لوازم خانگی، بسته بندی و اسباب بازی.

در ساخت پلاستیک استفاده از فرایند تزریق سبب تولید تعداد زیادی قطعات پلاستیک می شود. روش کار به این صورت است که ماده ذوب شده پلاستیکی، که هم قابلیت رنگ پذیری دارد و هم پر شدن توسط مواد افزودنی، در یک قالب تزریق می شود و بعد از خنک شدن به شکل قالب در می آید. امتیاز این روش به سایر روش ها قیمت پایین، درصد خطای کم و تولید انبوه است اما در کنار محاسن ذکر شده محدودیت هایی همچون هزینه بالای سرمایه گذاری و زمان طولانی پروسه را نیز دارد.

مزایای تزریق پلاستیک

انعطاف پذیری: این فرآیند می تواند برای تولید طیف گسترده ای از قطعات با اشکال و اندازه های مختلف استفاده شود.
دقت: قطعات تزریق پلاستیک معمولاً دارای دقت بالایی هستند.
سرعت: این فرآیند می تواند برای تولید قطعات با سرعت بالا استفاده شود.

معایب تزریق پلاستیک

هزینه قالب: هزینه ساخت قالب برای تزریق پلاستیک می تواند بالا باشد.
مواد: این فرآیند فقط برای تولید قطعات از مواد پلاستیکی قابل استفاده است.
محدودیت های طراحی: برخی از محدودیت های طراحی در مورد قطعاتی که می توان با تزریق پلاستیک تولید کرد وجود دارد.

تاریخچه تزریق پلاستیک

تاریخچه تزریق پلاستیک به اوایل قرن نوزدهم باز می گردد، زمانی که اولین دستگاه تزریق پلاستیک در سال 1868 توسط جان وسلی هایت، تولید کننده توپ های بیلیارد، اختراع شد. این دستگاه از یک پیستون برای تزریق پلاستیک ذوب شده به داخل قالب استفاده می کرد.

در سال 1872، هایت و برادرش اولین دستگاه تزریق پلاستیک تجاری را تولید کردند. این دستگاه برای تولید توپ های بیلیارد از سلولوئید استفاده می کرد. سلولوئید یک ماده پلاستیکی اولیه بود که از نیشکر یا پنبه ساخته می شد.

در سال های بعد، پیشرفت های زیادی در زمینه تزریق پلاستیک انجام شد. در دهه 1930، مواد پلاستیکی جدیدی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن توسعه یافتند. این مواد برای تولید طیف گسترده ای از محصولات از جمله قطعات خودرو، لوازم خانگی و بسته بندی مناسب بودند.

در دهه 1940، تقاضا برای محصولات پلاستیکی به دلیل جنگ جهانی دوم افزایش یافت. این امر منجر به توسعه فناوری های جدید تزریق پلاستیک شد. در سال 1946، جیمز هندری اولین دستگاه تزریق مارپیچی را اختراع کرد. این دستگاه از یک مارپیچ برای مخلوط کردن مواد پلاستیکی قبل از تزریق استفاده می کرد.

در دهه های بعد، تزریق پلاستیک به یکی از رایج ترین روش های تولید قطعات پلاستیکی تبدیل شد. این فرآیند برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده می شود و مزایای زیادی مانند انعطاف پذیری، دقت، سرعت و هزینه دارد.

برخی از نقاط عطف کلیدی در تاریخچه تزریق پلاستیک عبارتند از:

1868: جان وسلی هایت اولین دستگاه تزریق پلاستیک را اختراع می کند.
1872: اولین دستگاه تزریق پلاستیک تجاری تولید می شود.
1930: مواد پلاستیکی جدیدی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن توسعه می یابد.
1946: جیمز هندری اولین دستگاه تزریق مارپیچی را اختراع می کند.
دهه 1950: تزریق پلاستیک به یکی از رایج ترین روش های تولید قطعات پلاستیکی تبدیل می شود.
دهه 1960: پیشرفت های جدید در زمینه مواد پلاستیکی و ماشین آلات تزریق پلاستیک انجام می شود.
دهه 1970: تزریق پلاستیک برای تولید قطعات پیچیده تر و دقیق تر استفاده می شود.
دهه 1980: پیشرفت های جدید در زمینه کنترل فرآیند تزریق پلاستیک انجام می شود.
دهه 1990: تزریق پلاستیک برای تولید قطعات با حجم بالا استفاده می شود.
دهه 2000: پیشرفت های جدید در زمینه مواد پلاستیکی سازگار با محیط زیست انجام می شود.
دهه 2010: تزریق پلاستیک برای تولید قطعات با ویژگی های پیشرفته مانند قابلیت بازیافت و قابلیت اتصال استفاده می شود.

تزریق پلاستیک یک فرآیند تولید مهم است که برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده می شود. این فرآیند دارای تاریخچه طولانی و پربار است و در حال حاضر نیز به طور مداوم در حال پیشرفت است.

محصولات تزریق پلاستیک

محصولات تزریق پلاستیک بسیار متنوع هستند و می توان آنها را برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده کرد. برخی از محصولات رایج تزریق پلاستیک عبارتند از:

قطعات خودرو: قطعات خودرویی مانند چراغ ها، سپرها و صندلی ها
لوازم خانگی: لوازم خانگی مانند یخچال ها، اجاق گازها و ماشین لباسشویی
بسته بندی: بسته بندی پلاستیکی مانند بطری ها، قوطی ها و ظروف
بازی ها و سرگرمی ها: اسباب بازی ها، اسباب بازی ها و لوازم جانبی الکترونیکی
تجهیزات پزشکی: تجهیزات پزشکی مانند لوله ها، کاتترها و پروتزهای پزشکی
لوازم الکترونیکی: لوازم الکترونیکی مانند تلفن های همراه، رایانه ها و تلویزیون ها

فرایند تزریق پلاستیک

فرایند تزریق پلاستیک یک فرآیند تولید است که در آن پلاستیک ذوب شده در قالبی تحت فشار قرار می گیرد تا شکل مورد نظر ایجاد شود.

فرآیند تزریق پلاستیک به طور کلی شامل مراحل زیر است:

ذوب پلاستیک: پلاستیک اولیه (به عنوان مثال، گرانول یا پودر) در یک اکسترودر ذوب می شود.
تزریق پلاستیک مذاب به قالب: پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق می شود.
خنک شدن پلاستیک: پلاستیک تزریق شده در قالب خنک می شود تا شکل مورد نظر را بگیرد.
باز شدن قالب: قالب باز می شود تا قطعه پلاستیکی تولید شده آزاد شود.

مراحل دقیق فرآیند تزریق پلاستیک به شرح زیر است:

ذوب پلاستیک

در مرحله اول، پلاستیک اولیه (به عنوان مثال، گرانول یا پودر) در یک اکسترودر ذوب می شود. اکسترودر یک دستگاه است که پلاستیک را از طریق یک مارپیچ چرخان گرم می کند. پلاستیک ذوب شده سپس به یک نازل منتقل می شود.

تزریق پلاستیک مذاب به قالب

در مرحله دوم، پلاستیک مذاب از نازل به داخل قالب تزریق می شود. قالب یک ابزار فلزی است که دارای حفره ای به شکل قطعه مورد نظر است. پلاستیک مذاب تحت فشار زیاد به داخل قالب تزریق می شود تا شکل مورد نظر ایجاد شود.

خنک شدن پلاستیک

در مرحله سوم، پلاستیک تزریق شده در قالب خنک می شود تا شکل مورد نظر را بگیرد. قالب معمولاً از فلزاتی مانند فولاد یا آلومینیوم ساخته می شود که می توانند گرما را به سرعت منتقل کنند. پلاستیک پس از خنک شدن جامد می شود و قطعه تولیدی را تشکیل می دهد.

باز شدن قالب

در مرحله چهارم، قالب باز می شود تا قطعه پلاستیکی تولید شده آزاد شود. قطعه سپس از قالب خارج می شود و برای بررسی کیفیت آماده می شود.

عوامل موثر در فرایند تزریق پلاستیک

چندین عامل بر فرایند تزریق پلاستیک تاثیر می گذارد، از جمله:

نوع پلاستیک: نوع پلاستیک مورد استفاده بر دمای ذوب، فشار تزریق و زمان خنک شدن تأثیر می گذارد.
اندازه و شکل قطعه: اندازه و شکل قطعه بر میزان پلاستیک مورد نیاز و زمان تزریق تأثیر می گذارد.
سرعت تزریق: سرعت تزریق بر کیفیت قطعه تولیدی تأثیر می گذارد.
فشار تزریق: فشار تزریق بر شکل قطعه تولیدی تأثیر می گذارد.
زمان خنک شدن: زمان خنک شدن بر کیفیت قطعه تولیدی تأثیر می گذارد.

روش کار تزریق پرس

در قدم اول گرانول های پلاستیک خشک شده و به قیف تزریق می شود و همزمان مواد افزودنی، پودرها، پگیمنت های رنگی و … نیز اضافه می شود. بعد از قیف، بشکه تغذیه قرار دارد که مواد تزریق شده به آن در اثر حرارت دهی ذوب و ترکیب می شوند سپس مواد حاصل شده به وسیله پیچ چرخان به سمت قالب هدایت می گردد. با حرکت کردن تلمبه به جلو ماده مذاب به قالب تزریق می شود به طوری که هیچ فضای خالی باقی نماند.

بعد از سرد شدن پلاستیک به شکل قالب درآمده و با بازکردن قالب می توان به محصول مورد نظر دست یافت. محصول ساخته شده در کانوایر یا مخزن نگهدارنده قرار می گیرد. مدت زمان این پروسه می تواند بین ۳۰ تا ۹۰ ثانیه متغیر باشد. اما حسن آن در این است که محصول بعد از خروج از قالب دیگر نیاز به پولیش کاری، پرداخت و … ندارد.

قالب گیری تزریقی

قالب گیری تزریقی برای مواد ترموست و ترموپلاستیک کاربرد دارد و حاصل آن مواد پلاستیکی تزریقی است. روش کار به این شرح است که مواد ذوب شده بعد از ترکیب شدن با مواد افزودنی توسط مارپیچی به درون قالب هدایت و بعد از سرد شدن و شکل گرفتن در قالب محصول، آماده استفاده می شود.

جنس قالب ها اصولا از آلومینیوم یا فولاد است و این قالب ها بسته به شکل محصول مورد نظر توسط مهندسین طراحی و ساخته می شوند و قابلیت ساخت محصولات بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را دارند.

دستگاه های تزریق پلاستیک

دستگاه های تزریق پلاستیک ماشین آلاتی هستند که برای تولید قطعات پلاستیکی با استفاده از فرآیند تزریق پلاستیک استفاده می شوند. این ماشین آلات از دو بخش اصلی تشکیل شده اند:

واحد تزریق: این واحد پلاستیک را ذوب می کند و آن را به قالب تزریق می کند.
واحد گیره: این واحد قالب را در جای خود نگه می دارد تا پلاستیک ذوب شده به شکل مورد نظر خنک شود.

دستگاه های تزریق پلاستیک بر اساس اندازه، ظرفیت و نوع کنترلی که ارائه می دهند در انواع مختلفی وجود دارند.

انواع دستگاه های تزریق پلاستیک

دستگاه های تزریق پلاستیک بر اساس اندازه، ظرفیت و نوع کنترلی که ارائه می دهند در انواع مختلفی وجود دارند.

دستگاه های تزریق پلاستیک کوچک
دستگاه های تزریق پلاستیک متوسط
دستگاه های تزریق پلاستیک بزرگ

انواع کنترل

دستگاه های تزریق پلاستیک بر اساس نوع کنترلی که ارائه می دهند نیز در انواع مختلفی وجود دارند.

دستگاه های تزریق پلاستیک هیدرولیک: این دستگاه ها از فشار آب برای ایجاد نیروی مورد نیاز برای تزریق پلاستیک استفاده می کنند.
دستگاه های تزریق پلاستیک پنوماتیک: این دستگاه ها از فشار هوا برای ایجاد نیروی مورد نیاز برای تزریق پلاستیک استفاده می کنند.
دستگاه های تزریق پلاستیک تمام الکتریکی: این دستگاه ها از موتورهای الکتریکی برای ایجاد نیروی مورد نیاز برای تزریق پلاستیک استفاده می کنند.

انتخاب نوع دستگاه تزریق پلاستیک مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله اندازه قطعه مورد نظر، میزان تولید مورد نیاز و بودجه.

قیمت دستگاه تزریق پلاستیک چقدر است؟

قیمت دستگاه تزریق پلاستیک به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله اندازه دستگاه، ظرفیت تزریق، نوع کنترل و برند سازنده.

دستگاه های تزریق پلاستیک کوچک معمولاً ارزان تر از دستگاه های تزریق پلاستیک بزرگ هستند. دستگاه های تزریق پلاستیک با ظرفیت تزریق بالاتر نیز معمولاً گران تر هستند. دستگاه های تزریق پلاستیک با کنترل تمام الکتریکی معمولاً گران تر از دستگاه های تزریق پلاستیک هیدرولیک یا پنوماتیک هستند.

به طور کلی، قیمت دستگاه های تزریق پلاستیک از چند هزار دلار تا چند صد هزار دلار متغیر است.

علاوه بر عوامل ذکر شده در بالا، عوامل دیگری نیز می توانند بر قیمت دستگاه تزریق پلاستیک تأثیر بگذارند، از جمله:

کیفیت ساخت: دستگاه های تزریق پلاستیک با کیفیت ساخت بالاتر معمولاً گران تر هستند.
ویژگی های اضافی: دستگاه های تزریق پلاستیک با ویژگی های اضافی، مانند کنترل حرارت پیشرفته یا سیستم های خودکار، معمولاً گران تر هستند.
خدمات پس از فروش: دستگاه های تزریق پلاستیک با خدمات پس از فروش بهتر معمولاً گران تر هستند.

آشنایی با ماشین تزریق

برای تولید قطعه تزریقی ساختار ساده ای شامل قیف تغذیه، مته مارپیچی تزریق و واحد حرارتی تعبیه شده است که بعد از تزریق پلاستیک از دهانه اسپرو به قالب، محصول نهایی آماده می شود. قالب ها توسط صفحات گیره ای نگه داشته می شوند که نیروی متفاوتی را اعمال می کنند اما این نیرو در طی فرایند ثابت می مانند. میزان این نیرو را مساحت قطعه تصویر شده تعیین می کند و هر اینچ مربع از این مساحت در ضریبی بین ۲ تا ۸ تن ضرب می شود تا نیروی نهایی محاسبه شود که عموما ۴ یا ۵ تن بر اینچ مربع است. میزان نیرو بستگی به نوع پلاستیک تزریق شده، ابعاد قطعه و مصرف نهایی آن نیز دارد.

فرایند ماشین تزریق پلاستیک

سیکل ۲ ثانیه تا ۲ دقیقه ای تزریق پرس شامل مراحل بستن، تزریق، خنک کردن و خروج قطعه است.

قالب گیری بادی

قالب گیری بادی یک فرآیند تولید است که در آن یک قطعه پلاستیکی توخالی با استفاده از فشار هوا تولید می شود. در این فرآیند، پلاستیک ذوب شده به داخل یک قالب توخالی تزریق می شود. سپس، هوا به داخل قالب دمیده می شود و پلاستیک را به شکل قالب می کشد. پس از خنک شدن پلاستیک، قطعه از قالب خارج می شود.

قالب گیری بادی یک فرآیند نسبتاً ساده است که می تواند برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده شود. برخی از محصولات رایج قالب گیری بادی عبارتند از:

بطری های پلاستیکی
ظروف پلاستیکی
لوله های پلاستیکی
قطعات خودرویی
لوازم خانگی

انواع قالب گیری بادی

قالب گیری بادی را می توان به سه دسته کلی تقسیم کرد:

قالب گیری بادی اکستروژن: در این روش، پلاستیک ذوب شده از طریق یک لوله به داخل قالب تزریق می شود.
قالب گیری بادی تزریقی: در این روش، پلاستیک ذوب شده ابتدا به صورت پاریسون تولید می شود. سپس، پاریسون به داخل قالب تزریق می شود و هوا به داخل آن دمیده می شود.
قالب گیری بادی تزریقی کششی: در این روش، پاریسون ابتدا به صورت یک لوله طولانی تولید می شود. سپس، لوله به داخل قالب تزریق می شود و هوا به داخل آن دمیده می شود. در این روش، پلاستیک به شکل قالب کشیده می شود و استحکام بیشتری پیدا می کند.

آیا می‌توان تزریق پلاستیک را در منزل انجام داد؟

بله، تزریق پلاستیک را می توان در منزل انجام داد. برای این کار می توان از دستگاه های تزریق پلاستیک کوچک و خانگی استفاده کرد. این دستگاه ها معمولاً ارزان تر و کوچک تر از دستگاه های تزریق پلاستیک صنعتی هستند.

برای تزریق پلاستیک در منزل، به موارد زیر نیاز دارید:

دستگاه تزریق پلاستیک کوچک
مواد اولیه پلاستیکی
قالب
تجهیزات ایمنی

دستگاه های تزریق پلاستیک کوچک معمولاً به برق شهری متصل می شوند. مواد اولیه پلاستیکی نیز در انواع مختلفی در بازار موجود هستند. قالب ها نیز می توانند از مواد مختلفی ساخته شوند، مانند فلز، پلاستیک یا سیلیکون.

قبل از شروع تزریق پلاستیک در منزل، مهم است که دستورالعمل های ایمنی را به دقت مطالعه کنید. تزریق پلاستیک می تواند خطرناک باشد، بنابراین مهم است که از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده کنید.

مزایای تزریق پلاستیک در منزل

صرفه جویی در هزینه: تولید قطعات پلاستیکی در منزل می تواند هزینه کمتری نسبت به خرید قطعات از تولیدکنندگان داشته باشد.
انعطاف پذیری: می توانید قطعات پلاستیکی مورد نیاز خود را با توجه به نیازهای خود تولید کنید.
سرگرمی: تزریق پلاستیک می تواند یک فعالیت سرگرم کننده و خلاقانه باشد.

معایب تزریق پلاستیک در منزل

هزینه اولیه: خرید دستگاه تزریق پلاستیک کوچک و قالب مناسب می تواند هزینه اولیه بالایی داشته باشد.
محدودیت های تولید: ممکن است نتوانید قطعات پیچیده یا با کیفیت بالا را با دستگاه تزریق پلاستیک کوچک تولید کنید.
خطرات ایمنی: تزریق پلاستیک می تواند خطراتی مانند سوختگی و آسیب دیدگی چشم داشته باشد.