مقدمه:
در عصر حاضر، پلاستیک در اکثر صنایع به‌عنوان یک جزء بسیار مهم شناخته میشود. از بسته‌بندی تا خودروسازی، از الکترونیک تا پزشکی، پلاستیک به عنوان یک ماده چندمنظوره با اهمیت بالا استفاده میشود. یکی از روش‌های متداول برای تولید محصولات پلاستیکی، تزریق پلاستیک است. در این مقاله، به بررسی دقیق تزریق پلاستیک می‌پردازیم و فرآیند، مواد و کاربردهای آن را بررسی خواهیم کرد.
تزریق پلاستیک چیست؟
تزریق پلاستیک یک روش فرایندی است که در آن ماده پلاستیکی به صورت گرم و نرم درون یک قالب تزریق میشود. این روش یکی از روش‌های پرکاربرد در صنعت تولید محصولات پلاستیکی است و به وسیله‌ی آن می‌توان محصولات پلاستیکی با شکل‌ها و ابعاد مختلف تولید کرد. در ادامه به تفصیل روش تزریق پلاستیک، مواد مورد استفاده و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.
تاریخچه تزریق پلاستیک
تزریق پلاستیک در دهه 1940 به عنوان روشی نوآورانه در تولید محصولات پلاستیکی معرفی شد. در آغاز، این روش به عنوان جایگزینی برای روش‌های قدیمی‌تر مانند فراوری پلاستیک با استفاده از حرارت و فشار بود. در سال‌های بعد، فناوری تزریق پلاستیک بهبود یافت و روند توسعه‌ای چشمگیری را طی کرد. در دهه‌های اخیر، تکنولوژی‌های جدیدی در زمینه تزریق پلاستیک توسعه یافته است. از جمله این نوآوری‌ها می‌توان به تزریق پلاستیک دو رنگ، تزریق پلاستیک با الاستومرها و استفاده از مواد قابل تجزیه اشاره کرد.
آینده صنعت تزریق پلاستیک
با پیشرفت تکنولوژی و روش‌های جدید، آینده تزریق پلاستیک بسیار امیدوارکننده است. استفاده از مواد پلاستیکی قابل بازیافت، کاهش هدررفت مواد و بهبود کارایی ماشین‌های تزریق پلاستیک توانایی تولید محصولات پلاستیکی با کیفیت بالا و استفاده بهینه از منابع را فراهم خواهد کرد.
به طور خلاصه، تزریق پلاستیک در طول سالیان متمادی تکامل یافته است و به یکی از روش‌های مهم و مؤثر در تولید قطعات پلاستیکی تبدیل شده است. استفاده از تکنولوژی‌های جدید و بهبود مواد پلاستیکی به روند توسعه این صنعت کمک کرده است.
فرآیند تزریق پلاستیک
تزریق پلاستیک یکی از روش‌های مهم و پرکاربرد در تولید قطعات پلاستیکی است. در این روش، مواد پلاستیکی از طریق یک ماشین تزریق به قالب‌های مخصوصی تزریق میشوند. در این بخش، به بررسی فرآیند تزریق پلاستیک می‌پردازیم.
1- آماده‌سازی ماده پلاستیکی
قبل از شروع فرایند تزریق، ماده پلاستیکی باید به صورت گرم و نرم درآماده شود. این ماده معمولاً به صورت گرانول‌ها یا پودر در دسترس است. برای آماده‌سازی ماده پلاستیکی، ابتدا آن را در دمای مشخصی گرم می‌کنند تا به حالت نرم برسد.
2- تزریق ماده پلاستیکی
پس از آماده‌سازی ماده پلاستیکی، آن را در دستگاه تزریق پلاستیک قرار می‌دهند. این دستگاه شامل یک قالب تزریق و یک واحد تزریق کننده است. ماده پلاستیکی به وسیله‌ی واحد تزریق کننده به داخل قالب تزریق تزریق میشود. در این مرحله، میزان و فشار تزریق، زمان مورد نیاز و سرعت تزریق ماده پلاستیکی تنظیم میشود.
3- سرد شدن و خارج کردن محصول
بعد از تزریق ماده پلاستیکی در داخل قالب، آن را باید سرد کرد تا به شکل نهایی خود برسد. در این مرحله، قالب تزریق در یک واحد خنک‌کننده قرار می‌گیرد تا ماده پلاستیکی بتواند از حالت مایع به حالت جامد تبدیل شود. سپس محصول تزریقی از داخل قالب خارج میشود و آماده استفاده میشود.
چرخه تزریق پلاستیک
مواد اولیه تزریق پلاستیک
در تزریق پلاستیک، مواد پلاستیکی مختلفی استفاده میشود که هر کدام خصوصیات و کاربردهای خاص خود را دارند. در زیر به برخی از مواد استفاده شده در تزریق پلاستیک می‌پردازیم:
پلی‌استایرن (Polystyrene)
نایلون یا پلی آمید (Polyamide) یکی از پلیمرهای پر کاربرد در تزریق پلاستیک است و برای ساخت بسیاری از وسایل مربوط به اتومبیل‌ها و قطعات خودرو مانند چرخدنده، بلبرینگ هرزگرد، منیفولد هوا، پروانه رادیاتور و قاب سنسور مپ استفاده میشود. پلی آمید الیاف دار یا بدون الیاف دارای مزایا و ویژگیهای قابل توجهی شامل مقاومت به ضربه، استحکام فوق العاده، ضریب اصطکاک پایین، قابلیت تحمل دمای بالا و مقاومت شیمیایی عالی است. نایلون در برابر جذب رطوبت آسیب پذیر است و خواص مکانیکی آن با از قرار گرفتن در معرض رطوبت آسیب میبیند.
پلی‌پروپیلن (Polypropylene)
پلی پروپیلن (Polypropylene) پس از پلی اتیلن، پر مصرف ترین پلیمر در تولید قطعات تزریقی است. مقاومت شیمیایی بالا، انعطاف پذیری بی نظیر، استحکام مناسب، چقرمگی و مقاومت به ضربه عالی پلی پروپیلن در کنار شفافیت و قیمت مناسبی که دارد باعث شده تا محصولات متنوعی مانند انواع لوازم خانگی، صندلی پلاستیکی، سطل، لگن، سبد پلاستیکی، پالت، سطل زباله بیمارستانی، ظروف پلاستیکی مایکروویو، سرنگ و قطعات تجهیزات پزشکی از پلی پروپیلن ساخته شوند.
پلی‌اتیلن (Polyethylene)
پلی اتیلن (Polyethylene) پر کاربرد ترین ماده اولیه تزریق پلاستیک است که معمولاً در دو گروه کلی HDPE و LDPE یا پلی اتیلن سنگین و پلی اتیلن سبک دسته بندی و عرضه میشود. پلی اتیلن انعطاف پذیری و مقاومت شیمیایی بسیار بالایی دارد و به لحاظ قیمت یکی از ارزان ترین مواد اولیه تزریقی است. از پلی اتیلن در ساخت انواع درب بطری، بطری شامپو، مایع ظرفشویی، انواع دبه و گالن پلاستیکی، سطل پلاستیکی و لوازم خانگی استفاده میشود.
پلی‌کربنات (Polycarbonate)
پلی کربنات (POLYCARBONATE) یکی از پلاستیک‌های شفاف و دارای مقاومت به ضربه است که به دلیل ویژگیهای اپتیکی منحصر به فردی که دارد در ساخت چراغ عقب و جلو خودرو، حباب لامپ LED، عینک ایمنی و لنز پلاستیکی کاربرد گستردهای دارد. تزریق پلی کربنات نیازمند استفاده از سیلندر و ماردون مخصوص و گازگیر است.
پلی‌اتر (Polyester)
کریستال یا پلی استایرن (Polystyrene) یک پلیمر شفاف اما شکننده است که به دلیل قیمت پایین و مقرون به صرفه، کاربردی وسیع در ساخت لیوان یکبار مصرف، قاشق و چنگال یکبار مصرف، تجهیزات پزشکی و لوازم مصرفی آزمایشگاهی دارد.
پلی اکسی متیلن (Polyoxymethylene)
پلی اکسی متیلن (Polyoxymethylene) که بیشتر با نام استال یا پلی استال شناخته میشود مادهای است با چقرمگی و استحکام بسیار بالا که حتی در دمای پایین نیز قابلیت مقاومت به ضربه دارد. بر خلاف پلی آمید به رطوبت حساسیت ندارد و به دلیل پایداری ابعادی و مقاومت به سایشی که دارد از آن برای تولید انواع چرخدندههای پلاستیکی استفاده میشود.
ای بی اس (Acrylonitrile butadiene styrene/ABS)
ای بی اس (Acrylonitrile butadiene styrene/ABS) یکی از مهم ترین ترموپلاستیک‌ها برای تزریق پلاستیک و تولید قطعات لوازم خانگی است و به دلیل پایداری ابعادی بالا، قابلیت جوشکاری، براق بودن و قابلیت آبکاری بالای آن بسیاری از لوازم خانگی، لوازم برقی و قطعات خودرو از آن ساخته میشوند.
پلاستیک (Polyethylene Terephthalate)
پلاستیک پت یا PET (Polyethylene Terephthalate) پلیمری هم خانواده با PBT است و یکی از شفاف ترین پلیمرهای تزریقی محسوب میشود. قابلیت قالبگیری بادی، مقاومت شیمیایی بالا به همراه مطلوبیت خواص مکانیکی از قبیل استحکام، چقرمگی و مقاومت به خزش باعث محبوبیت PET در ساخت پریفرم انواع بطری، بطری نوشابه، بطری روغن مایع، قوطی قرص و … شده است.
مواد اولیه تزریق پلاستیک
کاربردهای تزریق پلاستیک
تزریق پلاستیک در صنایع مختلفی استفاده میشود. این روش قابلیت تولید انبوه محصولات با کیفیت و قیمت مناسب را فراهم می‌کند. در زیر به برخی از کاربردهای تزریق پلاستیک اشاره می‌کنیم:
صنایع خودروسازی
تزریق پلاستیک در تولید قطعات خودرو مانند بامپر، داشبورد، سیستم‌های جلوبندی و سیستم‌های داخلی استفاده میشود. پلاستیک‌های مورد استفاده در این صنعت باید مقاومت و استحکام کافی را داشته باشند.
صنعت بسته‌بندی
محصولات بسته‌بندی پلاستیکی مانند بطری‌ها، ظروف، جعبه‌ها و سطل‌های بسته‌بندی از تزریق پلاستیک بهره می‌برند. این محصولات باید برای حفظ محتوا، مقاومت در برابر ضربه و ضدآب بودن برخوردار باشند.
صنعت پزشکی
در صنعت پزشکی، تزریق پلاستیک برای تولید وسایل پزشکی مانند سرنگ‌ها، نوارهای ترمیمی و قطعات پروتزها استفاده میشود. این قطعات باید استریل، قابل استفاده تکراری و ایمن باشند.
تولید تجهیزات پزشکی با تزریق پلاستیکمشاهده مقاله
صنعت الکترونیک
تزریق پلاستیک در تولید قطعات الکترونیکی مانند دستگاه‌های تلفن همراه، کابل‌ها و قطعات داخلی الکترونیک استفاده میشود. این قطعات باید عایق بوده و دارای دقت و صلابت مناسب باشند.
محصولات تولید شده با تزریق پلاستیک
مزایای تزریق پلاستیک
1.انعطاف‌پذیری طراحی
یکی از مزایای بزرگ تزریق پلاستیک، انعطاف‌پذیری بالای طراحی است. با استفاده از قالب‌های قابل تغییر، می‌توان قطعات پلاستیکی با شکل و اندازه‌های مختلف تولید کرد. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا طرح‌های خلاقانه و منحصربه‌فردی را در قالب قطعات پلاستیکی به واقعیت بپیوندند.
2. تولید انبوه
تزریق پلاستیک یکی از بهترین روش‌ها برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی است. با استفاده از ماشین‌های تزریق پیشرفته و فرآیند اتوماتیک، می‌توان به صورت مداوم قطعات پلاستیکی با کیفیت و بدون نیاز به تداخل انسانی تولید کرد. این روش باعث افزایش سرعت تولید، کاهش هزینه‌ها و حفظ کیفیت قطعات میشود.
3. زمان تولید کوتاه
تولید قطعات پلاستیکی به روش تزریق، زمان کمتری نسبت به روش‌های دیگر می‌برد. با استفاده از ماشین‌های تزریق پلاستیک، می‌توان در یک زمان کوتاه، تعداد زیادی قطعه پلاستیکی تولید کرد. این امر برای صنایعی که به تولید سریع و برخط قطعات نیاز دارند، بسیار ایده‌آل است.
4. کاهش هدررفت مواد
در فرآیند تزریق پلاستیک، مواد اولیه به صورت مستقیم در قالب تزریق میشوند و هیچ هدررفتی در این فرآیند اتفاق نمی‌افتد. این باعث میشود تا میزان هدررفت مواد به حداقل برسد و مواد اولیه به طور کامل استفاده شوند.
معایب تزریق پلاستیک
1. هزینه تجهیزات
یکی از معایب تزریق پلاستیک، هزینه بالای تجهیزات و ماشین‌آلات مورد نیاز است. برای راه‌اندازی خط تولید تزریق پلاستیک، نیاز به خرید و نصب ماشین‌های تزریق پلاستیک، قالب‌های مناسب، سیستم‌های خنک کننده و سایر تجهیزات است که هزینه زیادی را به همراه دارد.
2. وابستگی به قالب‌های تزریق
در تزریق پلاستیک، استفاده از قالب‌های تزریق اجتناب ناپذیر است. برای تولید قطعات پلاستیکی با شکل و اندازه‌های مختلف، نیاز به قالب‌های متفاوت است که این مسئله باعث وابستگی به قالب‌سازی و هزینه بالای طراحی و ساخت قالب‌ها میشود.
3. آلودگی محیطی
تزریق پلاستیک باعث تولید زیادی ضایعات پلاستیکی میشود که ممکن است باعث آلودگی محیطی شود. با توجه به عدم تجزیه طبیعی برخی پلاستیک‌ها، می‌توانند برای محیط زیست آسیب‌هایی به وجود بیاورند.
در نهایت، تزریق پلاستیک با مزایا و معایب خود، یکی از روش‌های حیاتی در تولید محصولات پلاستیکی است. برای استفاده بهینه از این روش، باید به دقت مزایا و معایب آن را مورد بررسی قرار داد و در صنعت‌های مختلف با شرایط متناسب استفاده شود.
درآمد تزریق پلاستیک
تزریق پلاستیک به عنوان یک روش تولید پرکاربرد در صنعت، از جنبه‌های مختلفی از جمله اقتصادی نیز اهمیت ویژه‌ای دارد. فعالیت‌های مرتبط با تزریق پلاستیک و تولید محصولات پلاستیکی می‌توانند به صورت مستقیم و غیرمستقیم درآمدزا باشند. درآمد ماهیانه تزریق پلاستیک در سال 1402 در بازه 30 تا 150 میلیون تومان به ازای هر دستگاه در هر ماه برآورد میشود، به عبارت دیگر می توان روزانه بین 1 تا 5 میلیون تومان از هر دستگاه تزریق پلاستیک کسب درامد کرد. کارخانه‌های تزریق پلاستیک با اضافه کردن تعداد دستگاه های خود می توانند درآمد خود چند برابر کنند.
ملاحظات تزریق پلاستیک
ملاحظات تزریق پلاستیک اهمیت بالایی در تولید محصولات پلاستیکی دارند. با رعایت این ملاحظات، می‌توان کیفیت محصولات نهایی را بهبود بخشید، راندمان تولید را افزایش داد و ضایعات را به حداقل رساند.
کیفیت محصول نهایی
یکی از اهمیت‌های ملاحظات تزریق پلاستیک، بهبود کیفیت محصولات نهایی است. با رعایت مواردی مانند دما و فشار مناسب، نرخ تزریق صحیح و جریان پلاستیک در قالب، می‌توان کیفیت سطح، دقت ابعادی و جزئیات محصول را بهبود داد.
بهبود راندمان تولید
ملاحظات تزریق پلاستیک نقش مهمی در بهبود راندمان تولید دارند. با تنظیمات درست دما، فشار و نرخ تزریق، می‌توان زمان تولید را کاهش داد و قدرت تولید را افزایش بخشید. همچنین، استفاده از قالب‌های بهینه شده و به روزرسانی تجهیزات نیز به بهبود راندمان تولید کمک می‌کند.
کاهش ضایعات
ملاحظات درست در تزریق پلاستیک می‌تواند به کاهش ضایعات کمک کند. با رعایت مواردی مانند بهینه‌سازی قالب، استفاده از مواد پلاستیکی با کیفیت، تنظیمات دما و فشار مناسب و جریان پلاستیک در قالب، می‌توان ضایعات را به حداقل رساند و هدر رفت منابع را کاهش داد.
ابزارهای مورد نیاز تزریق پلاستیک
در فرآیند تزریق پلاستیک، استفاده از ابزارهای مناسب بسیار اهمیت دارد. برخی از ابزارهای مورد نیاز عبارتند از:
دستگاه تزریق پلاستیک
دستگاه تزریق پلاستیک یکی از ابزارهای اصلی در تزریق پلاستیک است. این ماشین‌ها قابلیت تزریق مواد پلاستیکی را به دقت و با کنترل دما و فشار مناسب دارند.
قالب‌سازی
قالب دستگاه تزریق پلاستیک: بطور کلی قالب از فولاد ها ساخته میشود، قالب ها شامل قطعات مختلفی هستند که مهترین آنها اسپرو، راهگاه، گیت، میله پران و کویته هاست.
اسپرو به کانال هایی گفته می شود که پلاستیک مذاب را از نازل به سمت قالب هدایت می کند.
راهگاه بخشی از قالب است که شامل کانال هاییست که مواد مذابی را که به داخل وارد شده به سمت کویته های قطعه هدایت می کند. بطور کلی دو نوع راهگاه بر روی قالب ها وجود دارد 1-گرم 2-سرد.
گٍیت نیزگلویی قالب بشمار می رود که مواد مذاب از راهگاه وارد کویته ها می شوند.
ابزارهای اندازه‌گیری
در فرآیند تزریق پلاستیک، استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری دقیق برای کنترل کیفیت محصولات بسیار مهم است. این ابزارها شامل کالیپر، میکرومتر، سیستم‌های اندازه‌گیری اپتیکی و دیگر ابزارهای مشابه میشوند.
ملاحظات قبل از تزریق پلاستیک
قبل از شروع فرآیند تزریق پلاستیک، برخی از ملاحظات و راهکارهای قابل توجه وجود دارند که باید رعایت شوند. این موارد عبارتند از:
استفاده از مواد پلاستیکی با کیفیت
استفاده از مواد پلاستیکی با کیفیت بسیار مهم است. مواد پلاستیکی با کیفیت پایداری بیشتری دارند و در ایجاد محصولات با کیفیت و قابل قبول تاثیر مهمی دارند.
استفاده از تجهیزات ایمنی
در هنگام تزریق پلاستیک، استفاده از تجهیزات ایمنی ضروری است. استفاده از دستکش‌های محافظ، عینک و ماسک مناسب، جلوگیری از وقوع حوادث و صدمات جدی را تضمین می‌کند.
آموزش کارکنان
آموزش کارکنان در خصوص فرآیند تزریق پلاستیک و استفاده صحیح از تجهیزات ایمنی بسیار اهمیت دارد. آموزش کارکنان به کاهش خطرات و بهبود کیفیت محصولات نهایی کمک می‌کند.
کنترل کیفیت محصولات نهایی
کنترل کیفیت محصولات نهایی بسیار مهم است. با بررسی و ارزیابی محصولات پس از تزریق، می‌توان به اشکالات و مشکلات موجود پی برد و اقدامات بهبودی را انجام داد.
نتیجه‌گیری
تزریق پلاستیک یک روش مهم در تولید محصولات پلاستیکی است. با استفاده از این روش، می‌توان محصولات با کیفیت و با هزینه مناسب تولید کرد. مواد پلاستیکی مختلف با خصوصیات و کاربردهای متنوع در تزریق پلاستیک استفاده میشوند و این روش در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، بسته‌بندی، پزشکی و الکترونیک به کار می‌رود. با استفاده از روش تزریق پلاستیک، قطعات با دقت و استحکام بالا تولید میشوند و این امر باعث میشود تا محصولات پلاستیکی در بسیاری از صنایع بسیار مورد استفاده قرار بگیرند.
منبع: تزریق پلاستیک چیست؟