استفاده از روش های قالب گیری پلاستیک، یکی از فرایندهای اساسی در تولید هر نوع ماده پلاستیکی و شیشه ای است. در حالی که تولید ظروف شیشه‌ای از هنر و زیبایی فرد تولیدکننده می‌گوید، برای اکثر تولیدات نیاز به قالب مناسب داریم. اگرچه طرح‌های اولیه می‌توانند بدون استفاده از قالب انجام شوند، اما در تولید انبوه قطعات، قالبگیری به یکی از تصمیمات اساسی تیم تولید تبدیل می‌شود. بنابراین، در تولیدات انبوه، به ویژه در تولید قطعات پلاستیکی، باید به بهترین روش قالبگیری توجه کنیم. قالبگیری به ما این امکان را می‌دهد که اشکال و قطعات مختلف را از مواد پلاستیکی ذوب شده بسازیم. برخی از این قالب‌ها برای استفاده انبوه طراحی شده‌اند، در حالی که برخی دیگر برای مصارف محدود استفاده می‌شوند.
برای دستیابی به این هدف، مدل تزریق ترموپلاستیک یکی از روش‌های رایج واقعی است. ترموپلاستیک، یک ساختار پلیمری است که می‌توان آن را چند بار ذوب و فرم داده و در نهایت آن را خشک کرد. این فرآیند تا زمانی ادامه می‌یابد که محصول نهایی آماده استفاده شود. این فرآیند بیشتر یک تأثیر فیزیکی است و به شکل‌دهی ماده ترموپلاستیک می‌پردازد، که یک تغییر شکل فیزیکی است و نیازی به تأثیر شیمیایی ندارد. تمامی این فرآیندها در مدل تزریق ترموپلاستیک صورت می‌گیرد، بنابراین بهتر است قبل از هر چیزی، نوع ترموپلاستیک را با محصول خود هماهنگ کنید. به همین دلیل، انتخاب قالب مناسب برای تزریق این مواد بسیار مهم است. هامون بسپار به عنوان تولید کننده مستربچ سفید در این مقاله به بررسی انواع روش های قالب گیری پلاستیک و مزایا و معایب آنها می پردازد.
روش های قالب گیری پلاستیک
مقاله حاضر به بررسی روش‌های قالب گیری پلاستیک و پلیمر می‌پردازد. این روش‌ها به تناسب مصارف خاص خود، مزایا و معایب خاصی دارند
قالب گیری ناحیه ای پلاستیک
قالبگیری ناحیه‌ای یا Overmolding، به فرایند تزریق پلیمر ذوب شده بر روی سطحی دیگر اشاره دارد. این سطوح می‌توانند تقریباً هر چیزی باشند و ممکن است از جنس فلزی باشند. هدف اصلی این فرایند، افزایش کارایی و عملکرد یک محصول است. استفاده از این نوع محصولات در زندگی روزمره ما بسیار رایج هستند و به طور گسترده در اطرافمان یافت می‌شوند. مواد اولیه معمولاً از نوع ترموپلاستیک الاستومر یا TPE استفاده می‌شود. این ماده در انواع روش‌های تزریق مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما کاربرد اصلی آن در قالب‌سازی ناحیه‌ای می باشد.
یک مثال ساده از این نوع تزریق پلاستیک، تولید قطعه‌های خودرو است. در برخی قطعات خودرو، ممکن است نیاز به جزئیات نرم و انعطاف‌پذیر داشته باشیم. برای مثال، در دسته‌های درب خودرو، قسمتی از دسته که با دست در دستگیره گرفته می‌شود، ممکن است از مواد نرم مانند TPE قالب‌سازی شود. این قسمت نرم بر روی قالب اصلی دسته تزریق می‌شود و اتصال محکمی را بین دو قسمت ایجاد می‌کند. این روش قالب‌سازی ناحیه‌ای در تولید قطعات خودرو برای بهبود راحتی و ایمنی کاربران بسیار مفید است.
روش بعدی در تزریق پلاستیک، فرآیند چسباندن دو یا چند جسم جداگانه به یکدیگر و تولید محصول نهایی با استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک است. این روش از تزریق به دلیل اینکه می‌تواند نیاز به استفاده از مواد دیگر برای اتصال قطعات را کاهش دهد، بسیار مهم است. این شیوه قالب گیری بهترین راه برای تولید فراورده‌های لاستیکی است. در ادامه ضمن معرفی محصول مستربچ رنگی هامون بسپار، به مزایای این روش می پردازیم.
مزایای قالب گیری ناحیه‌ای
صرفه‌جویی در مواد: در قالب گیری ناحیه‌ای، فقط ناحیه مورد نیاز قطعه توسط قالب پر می‌شود و مواد اضافی در اطراف آن استفاده نمی‌شود. این باعث صرفه‌جویی در مواد و کاهش هدررفت پلاستیک می‌شود.
زمان تولید کوتاه: قالب گیری ناحیه‌ای معمولاً زمان تولید کوتاه‌تری نسبت به روش‌های سنتی قالب گیری دارد. این امر می‌تواند منجر به افزایش سرعت تولید و کاهش هزینه‌ها شود.
کیفیت بالا: با استفاده از قالب گیری ناحیه‌ای، میزان دقت و کیفیت قطعات تولید شده بهبود می‌یابد. این روش به اندازه کافی دقیق است که از طریق آن می‌توان قطعاتی با ابعاد دقیق و جزئیات پیچیده تولید کرد.
معایب قالب گیری ناحیه‌ای
هزینه قالب گیری: قالب گیری ناحیه‌ای ممکن است نیاز به طراحی و ساخت قالب‌های پیچیده‌تری داشته باشد که موجب افزایش هزینه تولید می‌شود. همچنین، تعمیر و نگهداری قالب‌های ناحیه‌ای نیز می‌تواند هزینه بالایی را به همراه داشته باشد.
محدودیت در شکل‌دهی: در قالب گیری ناحیه‌ای، شکل‌دهی به قطعات با پیچیدگی‌های هندسی بالا و شکل‌های پیچیده ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشد. برای قطعات با ساختارهای پیچیده‌تر، روش‌های دیگر مانند قالب گیری تزریقی ممکن است مناسب‌تر باشند.
نیاز به تجهیزات خاص: برخی از قالب‌های ناحیه‌ای نیاز به تجهیزات خاصی مانند اتوکلاوها برای اعمال فشار و حرارت دارند. این تجهیزات ممکن است هزینه‌بر و پیچیده باشند.
محدودیت در اندازه قطعات: قالب گیری ناحیه‌ای معمولاً برای تولید قطعات کوچک و متوسط مناسب است. برای قطعات بزرگ، روش‌های دیگری مانند قالب گیری اکستروژنی ممکن است بهترین گزینه باشند.
قالب گیری پرسی پلاستیک
این روش قالب گیری به نام “قالب گیری تزریقی” شناخته می‌شود. در این روش، یک تکه پلاستیک داغ را درون یک قالب داغ قرار می‌دهند. سپس با فشردن قالب، می‌توان شکل دلخواه را از مواد اولیه پلاستیک به دست آورد. هنگامی که پلاستیک سرد می‌شود، از قالب جدا شده و به مرحله احیا می‌رود. در این مرحله، تیم تولید مطمئن می‌شود که کیفیت شیمیایی پلاستیک تغییر نکرده و شکل نهایی آن مطابق با دستورالعمل است.
این روش از قالب گیری یکی از راه‌های ایده‌آل برای تولید قطعات پلاستیکی است. از طرفی، این روش کم هزینه است و از طرفی دیگر، دارای کیفیت و ثبات بالا در تولید نهایی است. به همین دلیل، قالب گیری تزریقی معمولاً در برترین مراکز تولید قطعات خودرو و شرکت‌های تولید انبوه استفاده می‌شود.
مزایای قالبگیری پرسی
سرعت تولید بالا: قالبگیری پرسی به صورت پیوسته و سرعت بالا انجام می‌شود، که منجر به تولید سریع و اقتصادی قطعات می گردد.
دقت بالا: این روش قابلیت تولید قطعات با دقت بالا را فراهم کرده و جزئیات ریز و هندسه پیچیده را به خوبی بازتولید می‌کند.
استفاده از مواد متنوع: قالبگیری پرسی از طیف وسیعی از مواد پلاستیکی قابل استفاده است، از جمله پلاستیک‌های حرارتی و غیرحرارتی.
پیشنهاد مطالعه: مستربچ ضد حریق چیست
معایب قالبگیری پرسی
هزینه قالب گیری: تهیه قالب‌های پرسی برای این روش هزینه‌بر است، به ویژه برای قطعات پیچیده و تعداد محدود.
محدودیت در شکل‌دهی: قالبگیری پرسی برای قطعات با پیچیدگی‌های هندسی بالا و شکل‌های پیچیده مناسب نیست و ممکن است محدودیت‌هایی در شکل‌دهی به قطعات ایجاد کند.
نیاز به تجهیزات خاص: استفاده از قالبگیری پرسی ممکن است نیاز به تجهیزات خاصی مانند ماشین‌های پرس و دیگ‌های حرارتی داشته باشد که ممکن است هزینه و پیچیدگی را افزایش دهد.
محدودیت در اندازه قطعات: اندازه قطعات تولید شده در قالبگیری پرسی معمولاً محدود است و برای قطعات بزرگ‌تر، روش‌های دیگری مانند قالبگیری تزریقی ممکن است مناسب‌تر باشند.
قالب گیری اکستروژن در پلاستیک
این روش قالب گیری به نام “قالب گیری اکستروژن” شناخته می‌شود. در این روش، به جای استفاده از یک قالب داخلی، از قالبی با جداره باریک اطراف آن استفاده می‌شود. پلاستیک ذوب‌شده در میان جداره باریک قرار می‌گیرد و شکلی تیوبی و دراز به خود می‌گیرد. شکلی که اطراف قالب دیده می شود همان محصول نهایی است. هنگامی که پلاستیک سرد می‌شود، از قالب جدا می‌شود و آماده استفاده می گردد. این روش قالب‌سازی بیشتر برای تولید محصولات توخالی مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند لوله‌ها، نی‌ها، تیوب‌ها و ساختارهای مشابه. در این روش، تولیدکنندگان می‌توانند از اشکال مختلفی استفاده کنند، از جمله اشکال U، T، L و سایر اشکالی که برای تولید محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مزایای قالب گیری اکستروژن
تولید پیوسته: قالب گیری اکستروژن به صورت پیوسته انجام می‌شود، به این معنی که قابلیت تولید طولانی و بی‌نهایت قطعات را فراهم می‌کند. این روش برای تولید پروفیل‌ها، لوله‌ها، شیارها و قطعات طولانی دیگر بسیار مناسب است.
هزینه تولید کم: قالب گیری اکستروژن هزینه تولید کمتری نسبت به روش‌های دیگر دارد. این روش باعث کاهش هدررفت مواد و صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید می‌شود.
انعطاف‌پذیری شکل: با استفاده از قالب گیری اکستروژن، می‌توان قطعات با اشکال متنوع و پیچیدگی‌های هندسی مختلف تولید کرد. این روش انعطاف‌پذیری بالایی در شکل‌دهی به قطعات فراهم می‌کند.
پیشنهاد مطالعه: واکس پلی اتیلن چیست
معایب قالب گیری اکستروژن
محدودیت در دقت: قالب گیری اکستروژن معمولاً برای تولید قطعات با دقت بالا و جزئیات ریز مناسب نیست. تحت تأثیر فشار و حرارت قالب، دقت و جزئیات قطعات ممکن است کاهش یابند.
محدودیت در شکل‌دهی داخلی: قالب گیری اکستروژن به خوبی برای شکل‌دهی سطح خارجی قطعات مناسب است، اما شکل‌دهی به سطح داخلی قطعات با پیچیدگی بالا ممکن است دشوار باشد.
نیاز به تجهیزات خاص: قالب گیری اکستروژن ممکن است نیاز به تجهیزات خاصی مانند ماشین‌های اکستروژن و سیستم‌های خنک‌کننده داشته باشد. این تجهیزات ممکن است هزینه و فضای بیشتری بطلبند.
محدودیت در مواد: قالب گیری اکستروژن برای برخی مواد خاص مانند فلزات سنگین و سرامیک‌ها مناسب نیست و ممکن است محدودیت‌هایی در استفاده از مواد داشته باشد.
قالب گیری دورانی پلاستیک
این روش قالب یری به نام “قالب گیری روتومولدینگ Rotational Molding” شناخته می‌شود. در این روش، از حرارت بالا و حرکت‌های دورانی برای پر کردن قالب استفاده می‌شود. ابتدا، داخل قالب با پودر پلیمر پر می‌شود. سپس قالب شروع به چرخش می‌کند و با استفاده از دو انبر عمودی، پودر به داخل قالب چسبانده می‌شود. در نهایت، قالب سرد می‌شود و ماده‌ای که داخل آن شکل گرفته جدا می‌شود. این روش قالب گیری بیشتر برای ساخت کانتینرهای بزرگ و توخالی استفاده می‌شود. با این حال، این روش زمان‌بر است و هزینه زیادی برای تولید هر قطعه نیاز دارد. با وجود کاربردهای بسیار و کم هزینه بودنش، این روش اقتصادی نیست زیرا زمان زیادی برای تولید هر قطعه صرف می‌شود. با این وجود، این نکته را هم بگوییم که این روش کاهش ضایعات پلاستیک را در فرایند تولید و حداقل آسیب به محیط زیست را در پی دارد.
مزایای قالب گیری دورانی
دقت بالا: قالب گیری دورانی قابلیت تولید قطعات با دقت بالا و جزئیات ریز را دارد. این روش برای تولید قطعات با شکل‌های هندسی پیچیده و نیاز به دقت بالا مانند توربین‌ها، قطعات ماشین‌آلات دقیق و قطعات پزشکی مناسب است.
استفاده از مواد متنوع: قالب گیری دورانی از طیف وسیعی از مواد قابل استفاده از جمله پلاستیک‌ها، فلزات، المینیوم، و حتی مواد کامپوزیت است و این امکان را فراهم می‌کند تا قطعات با خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی مورد نظر تولید شوند.
ساخت قطعات پیچیده: قالب گیری دورانی قابلیت تولید قطعات با شکل‌های پیچیده و متنوع را دارد. این روش امکان تولید قطعات با سوراخ‌ها، شیارها، تناوب‌ها و سطوح منحنی را فراهم می‌کند.
عملکرد مکانیکی بهتر: قطعات تولید شده به وسیله قالب گیری دورانی معمولاً دارای عملکرد مکانیکی بهتری نسبت به روش‌های دیگر هستند. این روش بهبود مقاومت ساختاری و استحکام قطعات را افزایش می‌دهد.
معایب قالب گیری دورانی
هزینه قالب گیری: تهیه قالب‌های دورانی برای این روش هزینه‌بر است. قالب‌های دورانی معمولاً به دلیل پیچیدگی هندسی و نیاز به دقت بالا، هزینه‌های بالایی را می‌طلبند.
زمان تولید: عملیات قالب گیری دورانی پلاستیک زمان‌بر است و ممکن است طولانی‌تر از روش‌های دیگر باشد. این مسئله می‌تواند در تولید انبوه قطعات تأثیرگذار باشد.
محدودیت در اندازه قطعات: قالب گیری دورانی معمولاً برای تولید قطعات کوچک تا متوسط مناسب است و ممکن است برای قطعات بزرگ‌تر، روش‌های دیگری مانند قالب‌سازی تزریقی مناسب‌تر باشند.
پیچیدگی عملیات: قالب گیری دورانی نیاز به تجهیزات و ماشین‌های خاصی دارد و عملیات پیچیده‌ای دارد که شامل تجهیزات ماشینی نظیر ماشین‌های دورانی، تجهیزات سیستم کنترل و نیاز به مهارت و تخصص بالا برای عملیات قالب‌سازی است.
پیشنهاد مطالعه: دلایل تخریب پلاستیک مقابل نور خورشید
قالب گیری بادی پلاستیک
این شیوه قالب گیری پلاستیک شبیه به هنر شیشه‌سازی است و به آن پروسه بادگیری گفته می‌شود. در این روش، یک لوله برای انتقال هوا به توده‌ای از پلاستیک متصل می‌شود و با استفاده از باد، توده پلاستیکی به شکل و فرم نهایی خود می‌رسد. سپس توده پلاستیک سرد می‌شود و می‌توان آن را به راحتی از لوله بادگیر جدا کرد. در ادامه، محصول به مرحله بعدی تولید منتقل می‌شود. این روش اکثراً در ساخت بطری‌های پلاستیکی استفاده می‌شود و ترموپلاستیک‌های مختلفی از جمله پلی‌اتیلن کم چگال، پلی‌اتیلن چگال، پلی پروپیلن و پلی‌وینیل کلراید، در آن به کار می رود.
مزایای قالب گیری بادی پلاستیک
هزینه تولید کم: قالب گیری بادی به طور کلی هزینه تولید کمتری نسبت به روش‌های دیگر دارد. این روش از مواد ارزان قابل بازیافت مانند پلاستیک‌ها استفاده می‌کند و فرآیند ساده‌تری نسبت به روش‌های پیچیده‌تر مانند قالب‌سازی تزریقی دارد.
سرعت تولید: قالب گیری بادی یک فرآیند سریع است و می‌توان در مدت کوتاهی قطعات بزرگ را تولید کرد. این روش برای تولید انبوه قطعات یا قطعات با ابعاد بزرگ مناسب است.
انعطاف‌پذیری شکل: قالب گیری بادی به راحتی قطعات با اشکال مختلف و پیچیده را تولید می‌کند. با تغییر فشار هوا در داخل قالب، شکل قطعه قابل تنظیم است و می‌توان شکل‌های منحنی، توپر و حتی شکل‌های هندسی پیچیده‌تر را به دست آورد.
وزن سبک: قطعات تولید شده توسط قالب گیری بادی معمولاً وزن سبکی دارند. این مزیت به ویژه در صنایعی مانند خودروسازی و هواپیماسازی مورد توجه است که وزن کاهش یافته در قطعات می‌تواند به کاهش هزینه سوخت و افزایش کارایی کمک کند.
معایب قالب گیری بادی
محدودیت در مواد: قالب گیری بادی معمولاً برای تولید قطعات پلاستیکی مناسب است. این محدودیت ممکن است در برخی صنایع و برخی نیازها محدودیت‌هایی را ایجاد کند.
دقت محدود: قالب گیری بادی معمولاً دقت کمتری نسبت به روش‌های دیگر دارد. تحت تأثیر فشار هوا و عوامل دیگر، ممکن است دقت و جزئیات قطعات کاهش یابند.
محدودیت در قطعات سازگار: قالب گیری بادی به دلیل نیاز به مجاورت هوا برای شکل‌دهی قطعات، قطعات با دیواره‌های ضخیم سازگار نیست. این محدودیت ممکن است در برخی قطعات و نیازها به استحکام بالا مشکل ساز باشد.
پایداری در طول زمان: قطعات تولید شده توسط قالب گیری بادی ممکن است در طول زمان پایداری کمتری نسبت به روش‌های دیگر داشته باشند. مواد پلاستیکی استفاده شده در قالب گیری بادی ممکن است تحت تأثیر عوامل محیطی مانند حرارت، نور خورشید و تغییرات شیمیایی قرار گیرند و باعث تغییرات در خواص مکانیکی قطعات شوند.
پیچیدگی عملیات: قالب گیری بادی نیازمند تجهیزات و ماشین‌آلات خاصی مانند عملیات شامل تنظیم و کنترل فشار هوا، جذب و انتقال حرارت و سایر فرآیندهای مرتبط است. این ممکن است نیاز به تخصص و مهارت بالا در تنظیم و کنترل فرآیند داشته باشد.
محدودیت در اندازه قطعات: قالب گیری بادی معمولاً برای تولید قطعات کوچک تا متوسط مناسب است و برای قطعات بزرگ‌تر، روش‌های دیگری مانند قالب گیری تزریقی ممکن است مناسب‌تر باشند.
پراکندگی مواد: در فرآیند قالب گیری بادی، ممکن است پراکندگی مواد پلیمری در دیواره‌های قالب رخ دهد که می‌تواند منجر به عیوب سطحی و عدم یکنواختی قطعات شود.
تأثیر محیط زیستی: استفاده از مواد پلاستیکی در قالب گیری بادی ممکن است تأثیرات محیط زیستی منفی داشته باشد. تخریب طبیعت، مشکلات مرتبط با بازیافت و دفع پسماندها از جمله مسائلی هستند که باید در نظر گرفته شوند.
مستربچ سفید ۱۲ مرتبه متعدد بین ۲۰ تا ۸۰ درصد دارد. در هر کدام از این مرتبه ها اندازه مشخصی از موارد مخصوص وجود دارد. در واقع تیتانیوم دی اکسید موجب این مرتبه بندی می شود. می توان مرتبه بندی را با مواد اولیه مختلف تغییر داد تا تنوع خوبی به وجود بیاید. این مرتبه بندی منجر به تولید محصولات با کیفیت می شود.
بدون دیدگاه