بررسی تخصصی انواع قالب تزریق پلاستیک :ویژگی‌ها، مزایا و معایب

انواع قالب‌ تزریق پلاستیک ابزارهایی هستند که به کمک آن‌ها می‌توان پلاستیک مذاب را به شکل دلخواه درآورد. این فرآیند شامل تزریق پلاستیک گرم به داخل قالب و سپس خنک شدن و شکل‌دهی به آن است. انواع قالب ‌های تزریق پلاستیک از اجزای متنوعی مانند حفره، سنبه، اسپرو، و سیستم‌های خنک‌کن تشکیل شده‌اند که هرکدام نقش خاصی در فرآیند تولید ایفا می‌کنند. طراحی صحیح قالب و شناخت دقیق اجزای آن تأثیر مستقیمی بر کیفیت و نرخ تولید دارد.

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس ۳ دسته‌بندی شامل موارد زیر است:

• قالب‌های دو صفحه‌ای
• قالب‌های سه صفحه‌ای
• قالب‌های اینسرتی
• قالب‌های تک کویته
• قالب‌های چند کویته
• قالب‌های ترکیبی
• قالب‌های راهگاه سرد
• قالب‌های راهگاه گرم

در فرآیند تزریق پلاستیک، استفاده از دستگاه‌های تزریق پلاستیک باکیفیت، تأثیر بسیار زیادی بر تولید قطعات بدون نقص دارد. شرکت فاران ماشین واردکننده ماشین‌های تزریق پلاستیک لیژو و ایرفا از بهترین برندهای چینی دستگاه تزریق در ایران است. کیفیت ساخت دستگاه‌های لیژو و ایرفا بسیار بالا بوده و دارای گارانتی و خدمات پس از فروش خوبی هستند. اگر به دنبال اطلاعات بیشتر و خرید دستگاه تزریق پلاستیک هستید، می‌توانید از طریق صفحه ماشین تزریق پلاستیک، اطلاعات لازم را به دست آورید.

قالب تزریق پلاستیک چیست؟

از گذشته انسان‌ها برای شکل‌دهی مواد مختلف از روش قالب‌گیری و انجماد استفاده می‌کردند. قالب ژله و قالب یخ نمونه‌هایی از این موضوع هستند. قالب تزریق پلاستیک ابزاری است که از موادی مانند فولاد یا آلومینیوم ساخته شده و وظیفه آن شکل‌دهی به پلاستیک مذاب است. وقتی پلاستیک گرم و ذوب شده وارد قالب می‌شود، پس از سرد شدن، قالب شکل نهایی محصول را به پلاستیک می‌دهد.
تصور کنید می‌خواهید یک مکعب یخی درست کنید؛ با ریختن آب در قالب و قرار دادن آن در محیط سرد، آب به شکل قالب درمی‌آید. همین فرآیند در قالب تزریق پلاستیک هم اتفاق می‌افتد، با این تفاوت که به جای آب، پلاستیک مذاب تحت فشار به قالب وارد شده و پس از خنک شدن، شکل موردنظر را می‌گیرد.
در این فرآیند، پلاستیک از طریق نازل باریکی که تحت فشار زیادی قرار دارد به قالب تزریق می‌شود. قالب تزریق پلاستیک از قطعات و اجزای متنوعی تشکیل شده است و آشنایی با این قطعات و اصطلاحات مربوط به آن‌ها می‌تواند به درک بهتر این فناوری کمک کند.
انواع قالب های تزریق پلاستیک یکی از مهم‌ترین مؤلفه‌های تأثیرگذار بر کیفیت و نرخ تولید است؛ به همین دلیل در زمان ساخت و طراحی قالب باید به نکات زیادی دقت کرد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم. همچنین اگر در رابطه با نحوه عملکرد دستگاه تزریق پلاستیک کنجکاو هستید؛ می‌توانید برای آشنایی بیشتر با عملکرد دستگاه تزریق پلاستیک و اصول کار آن مقاله دستگاه تزریق پلاستیک چیست را مطالعه فرمایید.

اجزاء تشکیل‌دهنده انواع قالب تزریق پلاستیک

انواع قالب های تزریق پلاستیک از اجزاء مختلفی تشکیل شده‌اند که هریک در فرآیند تزریق پلاستیک نقشی کلیدی بر عهده دارند.

صفحات قالب

قالب‌ها از صفحه‌های ثابت و متحرک تشکیل شده‌اند که سایر اجزا تشکیل‌دهنده قالب را در خود جای می‌دهند. استحکام این صفحات به دلیل فشار زیادی که در زمان فرآیند تولید به آن‌ها وارد می‌شود از اهمیت زیادی برخوردار است.

حفره(cavity)

به فضای توخالی داخل قالب که معمولاً در سمت ثابت قالب قرار گرفته و مشخصات ظاهری و فیزیکی سطح خارجی محصول را شکل می‌دهد، حفره یا کویته می‌گویند.

سنبه (core)

به سطح برجسته قالب که معمولاً در صفحه متحرک قرار می‌گیرد سنبه یا مغزی می‌گویند. این بخش از قالب، سطح داخلی محصول را تشکیل داده و بر متغیرهایی مانند زاویه خروج تأثیر می‌گذارد.

اسپرو(sprue)

اسپرو، مسیر ارتباطی برای انتقال مواد مذاب با فشار بالا میان نازل و راهگاه قالب است. برای ساخت اسپرو از آلیاژهای مقاوم استفاده می‌شود؛ زیرا مواد مذاب با فشار و دمای بالا از داخل اسپرو عبور می‌کنند.

راهگاه (runner)

مواد مذاب با فشار و حرارت بالا از اسپرو وارد راهگاه می‌شود. راهگاه‌ها شبکه ارتباطی برای انتقال مواد مذاب به داخل حفره قالب است. در قالب‌های چند حفره دقت و کارایی سیستم راهگاه از اهمیت بیشتری برخوردار است. از آنجا که راهگاه یکی از مهم‌ترین اجزای قالب تزریق پلاستیک است، آشنایی کامل با عملکرد آن ضروری است. اگر کنجکاو هستید تا در رابطه با راهگاه قالب تزریق پلاستیک بیشتر بدانید، می‌توانید مقاله «راهگاه قالب تزریق پلاستیک» را در سایت فاران ماشین مطالعه نمایید.

روزنه حفره (gate )

گیت‌ها یا روزنه حفره، نقطه ورودی مواد مذاب به داخل حفره قالب هستند. انتخاب نوع و محل قرارگیری گیت‌ها باعث به حداقل رسیدن عیوب و بهینه‌سازی تولید قطعات پلاستیکی می‌شود.

سیستم خنک کن (cooling system)

یکی از عوامل کلیدی در تولید محصول باکیفیت، کنترل دمای قالب است. برای این منظور، کانال‌هایی در قالب طراحی می‌شود که از طریق آن‌ها آب یا در برخی موارد روغن عبور می‌کند تا عملیات خنک‌سازی و تنظیم دمای قالب به‌درستی انجام شود.

پران (ejector pin)

پس از تکمیل فرآیند تولید و خنک شدن محصول، دو نیمه قالب از هم جدا می‌شوند. در این مرحله، میل‌های پران با اعمال نیرو به محصول کمک می‌کنند تا به طور کامل از قالب خارج شود.

خروجی هوا (venting system)

در حین تزریق مواد مذاب به داخل قالب، احتمال محبوس شدن هوا وجود دارد. همچنین، برخی مواد پلاستیکی در هنگام تزریق گاز تولید می‌کنند. هوای محبوس و گازهای تولید شده می‌توانند باعث کاهش کیفیت و ایجاد نقص در ظاهر محصول نهایی شوند. به همین دلیل، هنگام طراحی قالب، کانال‌های کوچکی برای خروج هوا در نظر گرفته می‌شود.

میل‌های راهنما (Guide Pin)

برای نصب صحیح و تراز کردن دو نیمه قالب، از میل‌های راهنما استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود انواع قالب تزریق پلاستیک به درستی در جای خود قرار گرفته است.

انواع قالب تزریق پلاستیک

پس از آشنایی با اجزای قالب تزریق پلاستیک، بهتر است با انواع مختلف آن نیز آشنا شویم. انواع قالب‌ های تزریق پلاستیک بسته به کاربرد و محصول نهایی، طراحی‌های متفاوتی دارند. نوع طراحی قالب و انتخاب صحیح آن، مستقیماً بر کیفیت و نرخ تولید تأثیر می‌گذارد. در ادامه به بررسی انواع قالب‌های تزریق پلاستیک می‌پردازیم.

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس ساختمان قالب

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس ساختمان قالب به سه دسته تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:

1. قالب‌های تزریق پلاستیک دو صفحه‌ای (Two-Plate Mold):

قالب‌های دو صفحه‌ای یکی از رایج‌ترین انواع قالب‌های تزریق پلاستیک هستند. این قالب‌ها دارای یک خط جداکننده هستند که نیمه‌های متحرک و ثابت قالب را از هم جدا می‌کند.

مزایا قالب‌های دو صفحه‌ای:

• قیمت مناسب
• طراحی ساده
• زمان ساخت و آماده‌سازی کوتاه
• سرعت تولید بالا

معایب قالب‌های دو صفحه‌ایدر قالب‌های چند کویته، یکنواخت کردن جریان مواد مذاب چالش‌برانگیز است.

2. قالب‌های تزریق پلاستیک سه صفحه‌ای:

یکی دیگر از انواع قالب های تزریق پلاستیک، قالب‌های سه صفحه‌ای است که دارای دو صفحه متحرک و یک صفحه ثابت هستند. صفحه متحرک دوم که به آن صفحه میانی نیز گفته می‌شود، به صفحه ثابت متصل است و همزمان با باز شدن قالب، به جلو حرکت می‌کند. قالب‌های راهگاه سوزنی از پشت، نمونه‌ای از این قالب‌ها هستند.

مزایا قالب‌های سه صفحه‌ای:

• انعطاف‌پذیری در محل قرارگیری گیت‌ها
• جایگزین اقتصادی برای سیستم راهگاه گرم

معایب قالب‌های سه صفحه‌ای:

• طولانی بودن سیکل تولید
• طراحی پیچیده
• نیاز به فشار تزریق بالا

3. قالب‌های اینسرتی (Insert Mold):

این نوع قالب‌ها برای تولید قطعات پلاستیکی دو جزئی به کار می‌روند. در این قالب‌ها، قطعات پیش‌ساخته در داخل قالب قرار داده شده و سپس مواد پلاستیکی بر روی آن‌ها تزریق می‌شود.

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس تعداد کویته

قالب‌های تزریق پلاستیک را می‌توان بر اساس تعداد کویته (حفره) نیز دسته‌بندی کرد. این دسته‌بندی به سه نوع قالب تک کویته، چند کویته و قالب‌های ترکیبی تقسیم می‌شود.

1. قالب‌های تک کویته (Single Cavity Mold):

ساده‌ترین و ارزان‌ترین نوع قالب‌ها هستند. این قالب‌ها از یک حفره و یک سمبه تشکیل شده‌اند و برای تولید قطعات بزرگ و با نرخ تولید پایین کاربرد دارند. معمولاً برای تولید محصولاتی مانند سبدهای میوه، سطل‌های رنگ و قطعات بزرگ خودرو مانند سپر استفاده می‌شوند.

2. قالب های چند کویته (multi cavity mold):

این قالب‌ها از دو یا چند حفره و سمبه مشابه تشکیل شده‌اند. با توجه به تعداد بیشتر کویته‌ها، نرخ تولید در این قالب‌ها در مقایسه با قالب‌های تک کویته بالاتر است؛ به همین دلیل برای تولید قطعات کوچک‌تر و با تیراژ تولید بالا از قالب‌های چند کویته استفاده می‌شود.

3. قالب‌های ترکیبی (Family Mold):

این نوع قالب‌ها زیرمجموعه‌ای از قالب‌های چند کویته هستند، اما تفاوتشان در این است که حفره و سمبه‌های متفاوتی برای تولید قطعات مختلف در یک محصول استفاده می‌شود. این قالب‌ها برای تولید محصولاتی که از چند قطعه تشکیل شده‌اند به کار می‌روند.

انواع قالب تزریق پلاستیک بر اساس سیستم راهگاه

در قالب‌های تزریق پلاستیک از سیستم‌های راهگاه متفاوتی استفاده می‌شود که در ادامه به بررسی سیستم‌های راهگاه و مزایا و معایب آن‌ها می‌پردازیم.

1. قالب راهگاه سرد(cold runner mold ):

در قالب‌های راهگاه سرد مسیر عبور مواد مذاب همراه با قطعه سرد و با محصول نهایی از قطعه خارج می‌شود. پس از خروج قطعه این راهگاه باید از محصول نهایی جدا شود.

مزایا راهگاه سرد:

• طراحی ساده
• قیمت پایین
• نگهداری آسان

معایب راهگاه سرد:

• اتلاف نیروی انسانی
• نرخ تولید پایین
• افزایش ضایعات تولید
• نیاز به بازیافت برای بازگشت به چرخه تولید
• ظاهر نامناسب محل تزریق بر روی محصول

2. قالب راهگاه گرم (hot ruuner mold ) :

برای رفع معایب استفاده از قالب‌های راهگاه سرد و افزایش نرخ تولید از قالب‌هایی استفاده می‌شود که مسیر عبور مواد مذاب در آن توسط هیترها و عایق‌ها گرم نگه داشته می‌شود. این موضوع سبب جداسازی محصول و راهگاه در هنگام خروج قطعه از قالب خواهد شد.

مزایا قالب راهگاه گرم:

• قابلیت هماهنگ‌سازی با سیستم‌های اتوماسیون
• افزایش نرخ تولید
• کاهش ضایعات تولید
• کاهش نیاز به نیروی انسانی

معایب قالب راهگاه گرم:

• قیمت بالا
• پیچیدگی فنی
• نیاز به مراقبت و نگهداری بیشتر

سایر انواع قالب تزریق پلاستیک

قالب‌های چند رنگ، گیربکسی، طبقه‌ای و جناقی از دیگر انواع قالب‌ های تزریق پلاستیک هستند که در فرآیند تزریق به کار می‌روند.

عمر مفید انواع قالب تزریق پلاستیک

یکی از چالش‌های تولیدکنندگان در زمان ساخت قالب، عمر مفید آن‌ها است. قالب‌ها با توجه به آلیاژ مواد اولیه، کیفیت ساخت و نحوه نگهداری، عمر مفید متفاوتی دارند. این عمر بر اساس تعداد ضرب‌هایی که از قالب استفاده می‌شود، قابل تعیین است. از این رو در زمان طراحی و سفارش قالب باید به عمر مفید قالب توجه کرد؛ در صورتی که قالب عمر مفید کمی داشته باشد به سرعت مستهلک شده و بر روی کیفیت نهایی محصول ما تأثیر می‌گذارد.

آلیاژهای مورد استفاده در ساخت قالب

یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر قیمت، نرخ تولید و عمر مفید قالب، آلیاژهای مورداستفاده در ساخت آن‌ها است. در جدول زیر آلیاژها و مواد اولیه مورداستفاده در قسمت‌های مختلف قالب را بررسی خواهیم کرد.

سؤالات متداول