آشنایی کامل با فرآیند تزریق با کمک گاز و کاربردهای آن

فرآیند تزریق به کمک گاز یک روش مدرن و نوآورانه در صنعت تولید پلاستیک به شمار می‎آید. از این روش به منظور تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت که مقاطع توخالی، جدار نازک‌تر و طول بلند دارند یا دارای هندسه‌های پیچیده هستند، استفاده می‌شود. اگر برای تولید این قطعات از فرایند تزریق به کمک گاز استفاده نشود قطعات تولید‌ شده دچار عیوب ظاهری و دفرگی می‌شوند به عنوان مثال دچار شیرینکیج یا فرورفتگی می‌شوند و به درستی فرم قالب را نمی گیرند یا از لحاظ ابعادی مطابق با قالب ما نمی‌باشند. از طریق این فرایند می‌توان این مشکلات را برطرف کرد.

مراحل تزریق پلاستیک با کمک گاز به طور خلاصه به شرح زیر است.

• تزریق مواد پلیمری به داخل قالب
• تزریق گاز نیتروژن بلافاصله پس از تزریق مواد پلیمری، به داخل مواد پلاستیک
• سرد شدن
• خروج قطعه ساخته شده

اهداف ساخت قطعات پلاستیکی به وسیله تزریق با کمک گاز عبارتند از:

• کاهش هزینه‌ها و افزایش سودآوری
• ساخت تولید قطعات توخالی با کیفیت
• کاهش زمان تزریق و خنک کاری
• کاهش وزن محصول

در ادامه این مطلب قصد داریم تا به طور کامل به معرفی این روش تولید پلاستیک، کاربردها، مزایا و معایب استفاده از گاز در فرآیند تزریق بپردازیم.

فرآیند تزریق پلاستیک، روشی نوآورانه در صنعت تولید پلاستیک

فرآیند تزریق پلاستیک یک فرآیند صنعتی جدید و نوآورانه در حوزه تولید پلاستیک است. از این روش به منظور تولید قطعات پلاستیکی در حجم انبوه و با کیفیت و دقت بالا استفاده می‌شود. در فرآیند تزریق پلاستیک، در ابتدا گرانول‌های پلیمری ذوب شده و سپس تحت فشار به داخل یک قالب تزریق می‌شوند. در انتها نیز پس از خنک شدن درون قالب، پلاستیک به شکل جامد تبدیل می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه مقاله فرآیند تزریق پلاستیک را مطالعه کنید.
بسیاری از صنعتگران که تجربه استفاده از این دستگاه را دارند، معتقدند که دستگاه تزریق پلاستیک سبب افزایش درآمد، کاهش زمان تولید، کاهش هزینه‎ها و افزایش حجم تولید می‌شود. با این حال، ممکن است برای شما این سوال ایجاد شود که دستگاه تزریق پلاستیک چیست و چگونه عمل می‎کند. باید بدانید که این دستگاه در ساده‎ترین حالت خود دارای یک قیف است که مواد پلاستیکی را ذوب کرده و طی مراحل مختلف به قالب منتقل می‎کند. در ادامه و پس از سرد شدن قالب، قطعه نهایی ساخته و از قالب خارج می‎شود.

بررسی پروسه تزریق پلاستیک با استفاده از گاز

ساخت قالب پلاستیکی با کمک گاز یک روش مدرن و جدید در صنعت ساخت پلاستیک محسوب می‌شود. استفاده از -فرآیند تزریق به کمک گاز سبب تولید قطعات پلاستیکی بسیار با کیفیت‌تر نسبت به سایر روش‌های تولید پلاستیک می‌شود. علاوه بر این، استفاده از این روش منجر به صرفه جویی در هزینه‌ها نیز می‌شود. معمولا برای تولید قطعات تو خالی از دستگاه تزریق بادی استفاده می‌شود ولی به کمک روش تزریق پلاستیک با گاز می‌توان قطعاتی که پیچیدگی های فنی زیادی دارند و همچنین توخالی و دارای طول بلند هستند تولید کرد. در حقیقت، در پروسه ساخت قطعات توخالی بسیار مهم است که سطح پلیمر مواد مذاب به یکدیگر نچسبیده و به راحتی طرح قالب را به خود بگیرند. استفاده از گاز با فشار بالا این شرایط را فراهم می‌کند.

فرآیند تزریق با کمک گاز، بررسی گام به گام پروسه

در روش تزریق به کمک گاز مواد پلیمری به داخل قالب تزریق می‌شوند در این قالب ها برای عبور گاز کانال ها و یا شبکه های مهندسی شده تعبیه شده است تا گاز با فشار و حجم قابل تنظیم وارد قالب شود. در این بخش قصد داریم فرآیند ساخت قطعات پلاستیکی به وسیله تزریق گاز نیتروژن را به صورت گام به گام شرح دهیم.

• حجم کم و کنترل شده‌ای از مواد پلیمری به داخل قالب تزریق می‌شود.
• بلافاصله پس از آن نیز گاز نیتروژن به وسیله کانال های گازی به داخل قالب تزریق می‌شود. گاز نیتروژن وارد قطعه شده و فرآیند پر کردن کویته را تکمیل می‌کند.
• پس از پر شدن کویته، فشار بصورت یکسان به تمام قطعه منتقل می‎شود. این مرحله سبب ایجاد محفظه تو خالی در قطعه می‌شود.
• در ادامه، قطعه ابتدا از سطوح داخلی و سپس از بخش خارجی شروع به سرد شدن می‌کند.
• پس از خنک شدن کامل قطعه، گاز به داخل اتمسفر بیرون تخلیه می‌شود.
• در انتها نیز امکان خروج قطعه ساخته شده فراهم می‌شود.

مزایا تزریق پلاستیک با کمک گاز، گامی به سوی تولید قطعات با کیفیت و کاهش هزینه‌ها

تزریق پلاستیک با کمک گاز به عنوان یک روش جدید دارای مزایا و ویژگی‌های مثبت فراوانی است. بخشی از این مزایا شامل موارد اشاره شده در زیر هستند.

1. کاهش نیروی قفل گیره : کاهش حجم مواد پلیمری و پلاستیکی در تولید قطعه باعث کاهش نیروی وارد شده به قفل گیره میشود.
2. کاهش هزینه‌های مصرفی
3. کاهش مقدار مواد پلیمری تزریقی: به دلیل استفاده کمتر از مواد پلیمری و مواد پلاستیکی گران قیمت
4. بهینه شدن پروسه خنک کاری
5. افزایش کیفیت قطعات تولید شده
6. آزادی در طراحی قالب
7. کاهش زمان سیکل تولید
8. جلوگیری از ایجاد فرورفتگی در قطعه
9. ممانعت از ایجاد لک بر روی قطعه
10. در این پروسه می‌توان از دستگاه‌های تزریق با تناژ پایین‎تر استفاده کرد که سبب کاهش هزینه‎های اولیه می‌شود.

معایب استفاده از گاز در پروسه تزریق پلاستیک، چالش‌ها و محدودیت‎ها

مسلماً ساخت قطعات پلاستیکی به وسیله تزریق گاز دارای معایب و ویژگی‌های منفی است. با این حال باید بدانید که معایب این روش بسیار اندک هستند. معایب استفاده از گاز در فرآیند تزریق عبارتند از:

1. سخت و دشوار بودن این فرآیند برای تولید قطعات و قالب‌ها با حفره‌های متعدد و اندازه‌های مختلف
2. نیازمند قالب‌های ساخته شده بر اساس پارامترهای مهندسی که نسبت به سایر قالب‌ها گران‌تر هستند.
3. از آنجایی که نگهداری از این قالب‌ها سخت‌تر است، پس به اپراتور حرفه‌ای نیاز است.
4. مناسب نبودن این روش برای تولید تمامی انواع قطعات پلاستیکی
5. تولید قطعات با این روش نیازمند دسترسی به تجهیزات و تخصص خاص دارد.
6. افزایش هزینه تولید

بررسی و معرفی مواد مورد استفاده در قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز

موادی که به طور معمول از آن‌ها در قالب‌ گیری تزریقی به کمک گاز استفاده می‌شوند، شامل موارد بیان شده در زیر هستند.

1. پلی‌کربنات (PC)

پلی‌کربنات‌ها از جمله مواد با کیفیت، شفاف، مستحکم و مقاوم در برابر حرارت هستند. به همین دلیل، یک انتخاب فوق العاده برای قالب‌ گیری تزریقی به کمک گاز به شمار می‎آیند. این مواد در برابر مواد شیمیایی مختلف، ضربه و خراش مقاومت بسیار بالایی دارد. PC به دلیل اینکه عایق الکتریکی محسوب می‎شود، عموماً در صنعت الکتریکی و الکترونیکی پر کاربرد است.

2. آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)

آکریلونیتریل بوتادین استایرن و یا اصطلاحاً ABS، به عنوان یک ماده همه‌ کاره و پرکاربرد در فرآیندهای مختلف تولید پلاستیک شناخته می‎شود. بطور معمول از این ماده در پروسه قالب‌ گیری تزریقی به کمک گاز استفاده می‌شود. این ماده بسیار مستحکم، با دوام و دارای وزن سبک است. این ویژگی‌ها آن را به یک گزینه فوق العاده برای تولید قطعات مختلف خودرو، محفظه‌های محافظ و کالاهای مصرفی تبدیل کرده است.

HDPE .3 یا پلی‌اتیلن با چگالی بالا

HDPE به دلیل خواص مطلوبی که دارد به یک انتخاب ایده‌ال ‌برای قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز تبدیل شده است. این ماده به طور منحصر به فردی در برابر آب و هوا مقاوم است. از این رو، از HDPE برای ساخت قطعاتی که لازم است برای طولانی مدت در محیط خارجی و در معرض اشعه UV ، باران و غیره قرار گیرد، استفاده می‌کنند. از دیگر ویژگی‎های بسیار خوب HDPE می‌توان به مقاومت شیمیایی بالای آن در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی، استحکام و چقرمگی بالا آن اشاره کرد. این ویژگی‎ها سبب می‌شوند تا این ماده در شرایط محیطی سخت، خواص مکانیکی خود را حفظ کند.

4. HIPS یا پلی استایرن با مقاومت ضربه‌ای بالا

زمانی که نیاز به تولید قطعات مقاوم به ضربه در پروسه قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز وجود دارد، از پلی استایرن با مقاومت ضربه ای بالا (HIPS) استفاده می‌شود. در واقع، HIPS از استحکام ضربه‎ای و پایداری ابعادی بسیار خوبی برخوردار است. بر این اساس، قطعات ساخته شده به وسیله HIPS انتخاب مناسبی برای بسته ‌بندی، کالاهای مصرفی و غیره هستند.

قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز، نوآوری‌ها و کاربردهای آن

قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز در طیف گسترده‌ای از صنایع دارای کاربرد است. تعدادی از کاربردهای آن عبارتند از:

1. در صنایع خودروسازی از این پروسه به منظور تولید قطعات داخلی و خارجی خودرو مانند سپرها، داشبوردها و پانل‌های درب‌های ماشین استفاده می‌شود.
2. برخی از کالاهای مصرفی اعم از بطری‌ها، ظروف، اسباب‌بازی‌ها و اغلب لوازم خانگی با این روش تولید می‌شوند.
3. برای ساخت قطعات الکترونیک مختلف از جمله قطعات کامپیوتری، تلفن‌های همراه و تجهیزات الکتریکی از روش تولید با استفاده از تزریق گاز استفاده می‌شود.
4. فرآیند تزریق با کمک گاز در حوزه پزشکی نیز کاربرد دارد. این روش برای ساخت تجهیزات پزشکی، پروتزها، و ایمپلنت‌ها مورد استفاده قرار می‎گیرد.
5. به منظور ساخت انواع بسته ‌بندی مانند بطری‌ها، ظروف و فیلم‌های بسته ‌بندی نیز از روش تزریق با کمک گاز استفاده می‎شود.

معرفی محصولات تولید شده در پروسه قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز

به طور معمول محصولات قالب‌گیری تزریقی به کمک گاز، دارای بخش‌های توخالی یا حفره‌هایی در داخل قطعه قالب‌گیری شده هستند. برخی از نمونه‌ محصولات ساخته شده با این روش، شامل موارد اشاره شده در زیر هستند.

1. پانل‌های درب
2. داشبوردها
3. آرنج‌بندها
4. قاب‌های دوچرخه
5. سر چوب‌های گلف
6. محفظه‌های الکترونیکی
7. کلاه کاسکت موتورسیکلت
8. دسته‌ها و گریپ ابزار
9. مخازن ذخیره‌سازی

سوالات متداول