تزریق پلاستیک چیست؟ آشنایی با انواع روش‌ها، کاربردها و درآمدزایی

تزریق پلاستیک که به آن قالب‌گیری تزریقی نیز گفته می‌شود؛ یکی از روش‌های پرکاربرد در تولید محصولات پلاستیکی محسوب می‌شود. روش تولید تزریق پلاستیک به وسیله دستگاه تزریق پلاستیک انجام می‌شود؛ این دستگاه انواع متفاوتی دارد و بسته به نوع محصولات تولیدی، آن را انتخاب می‌کنیم. روش تزریق پلاستیک به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و هزینه‌های مقرون‌به‌صرفه، به گزینه‌ای ایده‌آل برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی تبدیل شده است.

در روش تزریق پلاستیک مواد پلیمری اولیه به شکل مواد مذاب با فشار بالا به داخل قالب تزریق شده و سپس قطعه مورد نظر پس از سرد شدن، به شکل قالب درآمده و محصول نهایی آماده است. این روش در صنایع مختلفی نظیر صنایع بسته‌بندی مواد غذایی، تجهیزات پزشکی، ساختمان‌سازی، برق و الکترونیک و… برای تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی تزریق پلاستیک، سودآوری بالایی دارد اما میزان درآمد هر صنعت با صنعت دیگر کاملا متفاوت است. در این مقاله، روند اجرای این فرایند، مواد اولیه مورد استفاده، کاربرد تزریق پلاستیک در صنایع مختلف و فرصت‌های اقتصادی آن را بررسی خواهیم کرد.

تزریق پلاستیک چیست؟

تزریق پلاستیک (injection molding) یکی از روش‌های متداول برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی است. در این فرآیند، مواد پلیمری که از نوع ترموپلاستیک هستند، به شکل گرانول درآمده و تحت حرارت ذوب می‌شوند. سپس این مواد مذاب تحت فشار به داخل قالب تزریق می‌شوند و پس از سرد شدن، قطعه نهایی با دقت بالا و در بیشتر موارد بدون نیاز به پرداخت اضافی آماده استفاده خواهد بود.
این روش در تولید قطعات خودرو، تجهیزات پزشکی، لوازم خانگی و صنعت برق و الکترونیک کاربرد دارد. مهم‌ترین مزیت آن، کاهش هزینه تولید در تیراژ بالا و امکان ساخت قطعات پیچیده است. هرچند سرمایه اولیه برای طراحی قالب‌ها بالاست؛ اما پس از ساخت، هزینه هر قطعه بسیار پایین خواهد بود و به همین دلیل دوره بازگشت سرمایه نسبتا کوتاهی دارد.
شاید با خواندن همین بخش مقاله این سوال برایتان پیش آمده باشد که به طور کلی پلاستیک چیست و چه انواعی دارد؟ باید گفت بررسی این مبحث آنقدر گسترده است که در این مقاله نمی‌گنجد. اما می‌توانید برای درک بهتر فرایند تزریق پلاستیک و آشنایی با انواع پلاستیک، مقاله پلاستیک چیست را که در آن به زبان کاملا ساده و روان به توضیح این موضوع پرداخته‌ایم را مطالعه کنید.

تاریخچه تزریق پلاستیک

روش تزریق پلاستیک نخستین بار در سال ۱۸۶۷ برای تولید توپ بیلیارد به کار گرفته شد. در این فرآیند، فردی به نام جان دبلیو. اچ، سلولوئید را درون قالبی تزریق کرد و توانست قطعه‌ای با شکل دلخواه ایجاد کند.
چند سال بعد، او و برادرش اولین دستگاه تزریق را طراحی کردند. این دستگاه ساختار ساده‌ای داشت و با نمونه‌های امروزی قابل مقایسه نبود. اما با گذر زمان، تکنولوژی این صنعت پیشرفت کرد و امکان تولید قطعات پیچیده و متنوع فراهم شد.
رشد قابل توجه این صنعت از دهه ۱۹۴۰ آغاز شد، زمانی که جیم هندری دستگاهی برای قالب‌گیری قطعات مارپیچی و پیچیده ابداع کرد. این نوآوری مسیر توسعه سریع‌تر و گسترده‌تر را برای تزریق پلاستیک هموار ساخت.

کاربرد تزریق پلاستیک در صنایع

بسیاری از کسانی که به صنعت پلاستیک علاقه‌مند هستند، این پرسش را مطرح می‌کنند که به وسیله‌ی تزریق پلاستیک چه محصولاتی می‌توان تولید کرد؟ اگر کمی به اطراف خود دقت کنید، متوجه حضور گسترده قطعات پلاستیکی در زندگی روزمره خواهید شد. روش تزریق پلاستیک در صنایع زیادی کاربرد دارد که برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن در صنایع را در جدول زیر مشاهده می‌کنید:

البته کاربردهای تزریق پلاستیک در صنایع بسیار گسترده‌تر از موارد ذکر شده است که بررسی آن‌ها در این مقاله نمی‌گنجد. اگر کنجکاو هستید که بیشتر در رابطه با کاربردهای تزریق پلاستیک در صنایع مختلف بدانید؛ می‌توانید مقاله با دستگاه تزریق پلاستیک چی میشه تولید کرد، را مطالعه کنید.

میزان درآمد از تزریق پلاستیک

کسب درآمد از صنعت تزریق پلاستیک، مهم‌ترین انگیزه برای سرمایه‌گذاری در این صنعت است. محاسبه دقیق درآمد تزریق پلاستیک به درک عوامل متعددی نظیر درک فرایند تولید و اطلاعات جامع در رابطه با میزان سرمایه مورد نیاز، هزینه مواد اولیه پلیمری، هزینه‌های ثبت و هزینه‌های متغیر تولید است. از طرفی تعیین میانگین مقدار درآمدزایی از این صنعت، نقش مهم در تصمیم‌گیری برای سرمایه‌گذاران دارد؛ به همین دلیل توصیه می‌کنیم اطلاعات تکمیلی را از طریق مقاله درامد ماهیانه دستگاه تزریق پلاستیک، مطالعه کنید.

مواد اولیه صنعت تزریق پلاستیک

انتخاب درست مواد اولیه پلیمری برای دستیابی به محصولی باکیفیت و با دوام، ضروری است. برای انتخاب مواد اولیه تزریق پلاستیک باید به نکاتی نظیر خواص مکانیکی، مقاومت شیمیایی، مقرون به صرفه بودن، مقاومت در برابر دما و انطباق با استانداردهای مرتبط با محصول، دقت کنید. برخی از مهم‌ترین مواد اولیه استفاده شده در فرایند تزریق پلاستیک عبارت‌اند از:

در جدول بالا لیستی از پرکاربردترین مواد اولیه پلیمری را مشاهده کردید؛ اما مواد اولیه تزریق پلاستیک و خواص هرکدام بسیار گسترده‌تر از جدول بالا است. برای اینکه بتوانید اطلاعات تکمیلی و لازم را در رابطه با انواع مواد پلمیری و خواص هرکدام بدانید، می‌توانید مقاله مربوط به آن را از طریق لینک مطالعه کنید.

فرآیند تزریق پلاستیک

فرآیند تزریق پلاستیک شامل چند مرحله است؟ فرایند تولید تزریق پلاستیک شامل فرایند تکرارشونده‌ای که ماشین‌های تزریق برای تولید قطعات پشت سر می‌گذارند. این فرایند تزریق پلاستیک شامل ۶ مرحله اصلی و کلی است:

• بسته شدن واحد گیره: در مرحله اول، واحد گیره، دو نیمه قالب را برای بسته نگه داشتن آن، بهم متصل می‌کند و با اعمال نیروی مدنظر، از باز شدن دو نیمه قالب در حین تزریق مواد مذاب جلوگیری می‌نماید. عملکرد صحیح واحد گیره، بر کیفیت محصول نهایی تاثیر بسیاری می‌گذارد.

• تزریق ماده پلیمری به داخل قالب: مواد پلیمری در سیلندر دستگاه ذوب شده و با افزودنی‌ها ترکیب می‌شوند، سپس تحت فشار به داخل قالب تزریق می‌شوند.

• تحت‌فشار نگه‌داشتن مواد مذاب: مواد مذاب برای جلوگیری از تغییر شکل و اطمینان از پر شدن کامل قالب، برای مدتی تحت فشار باقی می‌مانند.

• خنک شدن قالب و جامد شدن ماده پلیمری: قالب با استفاده از سیستم خنک‌کننده سرد شده و مواد پلیمری به تدریج جامد می‌شوند تا محصول نهایی شکل بگیرد.
• باز شدن واحد گیره (باز شدن قالب): پس از خنک شدن، واحد گیره باز شده و دو نیمه قالب از هم جدا می‌شوند تا محصول آزاد شود.
• پران (خروج قطعه): حصول نهایی به کمک مکانیزم‌های پران از قالب جدا شده و چرخه تولید برای تزریق بعدی آماده می‌شود.

تجهیزات مورد نیاز برای ورود به صنعت تزریق پلاستیک

در فرآیند تزریق پلاستیک، استفاده کردم از ابزار و تجهیزات مناسب نقش بسیار زیادی بر موفقیت کسب و کار و میزان سود‌دهی شما دارد. برخی از مهم‌ترین تجهیزات برای ورود به صنعت تزریق پلاستیک و ساخت قطعات با کیفیت، عبارت‌اند از:

دستگاه تزریق پلاستیک

دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟ این دستگاه، مهم‌ترین ماشین مورد استفاده در این روش است. این دستگاه انواع گوناگونی دارد که وابسته به نوع محصول، باید آن را انتخاب کرد. برندهای مطرح بسیار زیادی نظیر سومی تومو، هاسکی، انگل و… این دستگاه را تولید کرده‌اند اما با توجه به قیمت بسیار بالایی که دارند، واردات آن‌ها در ایران کم شده است و تولیدکنندگان به سمت گزینه‌های مقرون به صرفه‌تر می‌روند.
دستگاه‌های تزریق چینی درجه یک، بهترین انتخاب در بازار حال حاضر ایران هستند. برند ایرفا و لیژو دو برند چینی درجه یک هستند که شرکت فاران ماشین، واردکننده انحصاری آن‌ها در ایران است. کیفیت ساخت دستگاه‌های ایرفا و لیژو بسیار بالا بوده و همین امر باعث تولید محصولات با کیفیت‌تر و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود. فاران ماشین این دستگاه‌ها را با دو سال گارانتی و ۱۰ سال خدمات پس از فروش به مشتریان خود ارائه می‌دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با دستگاه تزریق پلاستیک و خرید آن، بر روی لینک کلیک کنید.

قالب تزریق پلاستیک

قالب تزریق پلاستیک وسیله‌ای است که از آلیاژهای مختلفی ساخته شده و بر اساس مشخصات محصول و ابعاد مد نظر شما، سفارشی‌سازی می‌شود.

گازگیر مواد پلاستیکی

یکی از تجهیزات جانبی مهم در فرایند تزریق پلاستیک، گازگیر است. برخی مواد پلیمری رطوبت محیط را به خود جذب کرده و رطوبت به هسته آن ماده نیز نفوذ می‌کند؛ که این امر می‌تواند باعث ایجادرگه، حباب و عیوب ظاهری در محصول نهایی شود. گازگیر، رطوبت را از مواد پلیمری گرفته و باعث می‌شود محصول نهایی ما با کیفیت‌تر باشد. همچنین به دلیل حذف رطوبت سبب کاهش ضایعات و در نتیجه کاهش هزینه‌ها می‌شود. گازگیرهای مواد پلاستیکیِ فاران ماشین، از برند چینی نام آشنا و درجه یک SML در انواع ظرفیت از 15 تا 1000 کیلوگرم و در مدل‌های تک‌جداره و دوجداره هستند. برای مشاهده قیمت، جدول مشخصات و کاتالوگ گازگیرها به صفحه مربوطه مراجعه کنید.

آسیاب پلاستیک

از دیگر تجهیزات جانبی ضروری در تزریق پلاستیک، آسیاب پلاستیک است. به کمک آسیاب پلاستیک می‌توان ضایعات پلاستیکی یا همان محصولاتی که دچار نقص هستند را بازیافت کرده و به گرانول تبدیل کرد و مجدد به چرخه تولید برگرداند. از آنجا که مواد اولیه پلیمری بسیار گران قیمت هستند؛ آسیاب پلاستیک باعث می‌شود تا ضایعات ما دور ریخته نشود و دوباره بتوان از آن‌ها در فرایند تولید استفاده کرد. برای آشنایی بیشتر با آسیاب پلاستیک‌های موجود در فاران ماشین (برند SML) وارد صفحه مربوطه شوید. آسیاب‌های فاران ماشین دارای 8 سایز دهانه هستند، تیغه‌های آن‌ها از نوع چکشی و با استفاده از آلیاژهای مقاوم ساخته شده‌اند. همچنین میزان مصرف انرژی آن‌ها نسبت به سایر آسیاب‌های موجود در بازار بهینه‌تر است و به همین علت پروسه بازیافت ضایعات مقرون به صرفه‌تر تمام می‌شود.

سایر لوازم جانبی

برای تولید یک قطعه با روش تزریق پلاستیک، از تجهیزات مختلفی مانند چیلر، موادکش، میکسر، جرثقیل سقفی، ربات و کنترل‌کننده‌های دما استفاده می‌شود. هرچند استفاده از همه این ابزارها همیشه الزامی نیست، اما می‌تواند بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌های تولید را کاهش دهد.

انواع روش‌های انجام تزریق پلاستیک

فرآیند تزریق پلاستیک روش‌های مختلفی برای تولید قطعات پلاستیکی دارد که بسته به نوع محصول و هدف تولید، انتخاب می‌شوند. در ادامه به برخی از این روش‌ها به‌طور خلاصه اشاره می‌کنیم:

تولید قطعات اینسرتی (کاشتنی)

در این روش، یک قطعه پیش‌ساخته از جنس فلز یا پلاستیک در قالب قرار داده شده و سپس پلاستیک مذاب اطراف آن تزریق می‌شود. این تکنیک برای تولید قطعات ترکیبی مانند چاقوهای دسته‌دار کاربرد دارد.

تولید با برچسب داخل قالب (IML)

این روش بیشتر در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شود. ابتدا برچسب درون قالب قرار می‌گیرد و سپس پلاستیک روی آن تزریق می‌شود. حرارت باعث چسبیدن دائمی برچسب به محصول نهایی می‌شود.

تولید قطعات با دو رنگ مختلف

برای تولید محصولاتی که از دو نوع یا دو رنگ پلاستیک ساخته شده‌اند، از دستگاه‌های دارای دو واحد تزریق استفاده می‌شود. این روش در تولید چراغ‌های خودرو یا محصولات دارای بخش‌های نرم و سخت کاربرد دارد.

تزریق پلاستیک با گاز

در این روش، گاز به داخل پلاستیک مذاب تزریق می‌شود تا بخش‌هایی از محصول توخالی شوند. این کار باعث کاهش وزن قطعه و صرفه‌جویی در مواد اولیه می‌شود.

تزریق پلاستیک با آب

مشابه روش گاز، اما با استفاده از آب برای ایجاد حفره‌های داخلی در قطعه پلاستیکی. این روش باعث کاهش زمان خنک‌سازی و سبک‌تر شدن محصول می‌شود.

تولید به روش ترموفرمینگ هم جزئی از تزریق پلاستیک است؟

در این فرآیند، ورق‌های پلاستیکی حرارت داده شده و روی قالب شکل می‌گیرند. این روش برای ساخت بسته‌بندی‌های پلاستیکی و ظروف یک‌بارمصرف رایج است. البته که ترموفرمینگ روشی متفاوت از تزریق پلاستیک است و شما برای اطلاع بیشتر از آن می‌توانید مقاله مقایسه روش‌ ترموفرمینگ و تزریق پلاستیک در تولید قطعات پلاستیکی را مطالعه کنید.

مزایا تزریق پلاستیک

تولید به روش تزریق پلاستیک مزایا بسیاری دارد که مهم‌ترین موارد آن عبارت‌اند از:

• مقرون‌به‌صرفه برای تولید انبوه: پس از اینکه هزینه‌های اولیه طراحی و ساخت قالب پوشش داده شد، هزینه تولید هر قطعه بسیار کاهش می‌یابد. در واقع، هرچه تعداد قطعات تولید شده بیشتر باشد، هزینه ساخت هر واحد کمتر خواهد شد. این روش یکی از اقتصادی‌ترین گزینه‌ها برای تولید تعداد بالای قطعات پلاستیکی مشابه است.
• تنوع مواد اولیه: دامنه وسیعی از مواد پلیمری اولیه برای قالب‌گیری تزریقی در دسترس است که بسته به نیاز، می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.
• سرعت و دقت بالا: فرآیند تزریق پلاستیک تولید سریع و تکرارپذیری بالایی دارد، به‌طوری‌که یک چرخه تولید معمولاً کمتر از ۶۰ ثانیه طول می‌کشد.
• تکرار پذیری بالا: این فرآیند امکان تولید قطعات یکسان را به تعداد بالا فراهم می‌کند. در نتیجه، برای تولید قطعاتی با دقت بالا و تلورانس کم، بسیار مناسب است.
• نیاز کم به پردازش پس از تولید: در اغلب موارد، قطعات تولید شده از نظر ظاهری کیفیت بالایی دارند و نیازی به پردازش اضافی ندارند. همچنین، می‌توان قالب‌ها را با پرداخت‌های خاص تولید کرد تا مستقیماً روی قطعه قالب‌گیری شده اعمال شود.
• ضایعات کم: این روش در مقایسه با سایر روش‌های سنتی نظیر CNC، ضایعات کمتری تولید می‌کند.

اگر قصد سرمایه‌گذاری در این حیطه را دارید و می‌خواهید یک کارگاه تزریق پلاستیک راه‌اندازی کنید؛ حتما مقاله کارگاه تزریق پلاستیک را مطالعه کنید. در آن مقاله تمام نکات مهمی که برای راه اندازی کارگاه تزریق پلاستیک باید بدانید را به صورت کاملا جامع بیان کرده‌ایم.

معایب تزریق پلاستیک

روش تزریق پلاستیک دارای برخی معایب نیز است:

• هزینه اولیه بالا: هزینه طراحی و ساخت قالب گران است، بنابراین این روش بیشتر برای تولید تعداد با تیراژ بالا به‌صرفه خواهد بود.
• محدودیت در تغییر طراحی: ایجاد تغییرات در طرح قالب پس از ساخت قالب، پرهزینه و زمان‌بر است.
• محدودیت در تولید قطعات بزرگ: به دلیل محدودیت‌های اندازه دستگاه‌ها، قطعات بزرگ باید به چند بخش تقسیم شده و مونتاژ شوند.
• زمان‌بر بودن فرآیند اولیه: از آغاز طراحی قالب تا تولید محصول، ممکن است بین ۴ هفته تا چند ماه طول بکشد که این مدت به پیچیدگی قطعه و میزان تولید بستگی دارد.
• مقرون به صرفه نبودن تولید در مقیاس کم: برای تولیدات بسیار کم (چند صد قطعه یا کمتر)، استفاده از فناوری‌هایی مانند چاپ سه‌بعدی و ماشین‌کاری CNC می‌تواند گزینه بهتری باشد.

قبل از ورود به صنعت تزریق پلاستیک چه مواردی باید در نظر گرفت؟

پیش از ورود به صنعت تزریق پلاستیک باید چند نکته مهم را در نظر داشته باشید که این نکات مهم را از یک منبع معتبر برایتان گردآوری کرده‌ایم:

• هزینه‌های مالی
  هزینه اولیه برای تولید به روش تزریق پلاستیک می‌تواند بالا باشد؛ چرا که هم دستگاه‌های مورد نیاز و هم قالب‌ها قیمت بالایی دارند.
• تعداد تولید
  تعیین تعداد قطعات مورد نیاز در تولید بسیار مهم است. این موضوع کمک می‌کند تا مشخص شود که آیا روش تزریق پلاستیک از نظر اقتصادی روش مناسبی برای تولید شما هست یا خیر.
• عوامل طراحی
  کاهش تعداد قطعات و ساده‌سازی طراحی هندسی محصولات، فرآیند قالب‌گیری تزریقی را آسان‌تر می‌کند. علاوه بر این، طراحی مناسب قالب می‌تواند از بروز نقص‌های احتمالی در حین تولید جلوگیری کند.اگر نیاز به راهنمایی‌های بیشتری برای راه اندازی کارگاه تزریق پلاستیک دارید، می‌توانید مقاله «راه‌ اندازی کارگاه تزریق پلاستیک» را مطالعه کنید که در آن مقاله به صورت دقیق، تمام نکاتی که باید برای راه اندازی این کارگاه در نظر داشته باشید را بیان کرده‌ایم.

آیا می‌توان تزریق پلاستیک را در خانه انجام داد؟

اگر بخواهیم یک پاسخ کلی به این سوال بدهیم باید گفت بله؛ اما تزریق پلاستیک در خانه شرایط خاصی دارد. اگر قصد راه‌اندازی کارگاه تزریق را در خانه دارید؛ حتما از مشاوران فاران ماشین کمک بگیرید تا بتوانید بهترین مسیر را در پیش بگیرید.

ورود به صنعت تزریق پلاستیک

در این مقاله سعی کردیم پاسخ این سوال را که تزریق پلاستیک چیست؟ و چطور انجام می‌شود؟ را به شما بدهیم. ورود به صنعت تزریق پلاستیک، هرچند سودآور است؛ اما نیازمند دانش تخصصی، برنامه‌ریزی دقیق و انتخاب تجهیزات مناسب است. فاکتورهایی همچون شناخت مواد اولیه، آگاهی از فرآیندهای تولید، درک بازار هدف و تهیه دستگاه‌های باکیفیت، همگی بر میزان موفقیت و سودآوری تاثیر گذار هستند. بنابراین، افرادی که می‌خواهند وارد حوزه تزریق پلاستیک شوند، باید دانش کافی داشته باشند و از مشورت با متخصصان نیز غافل نشوند.
در مسیر ورود به صنعت تزریق پلاستیک، مشورت با کارشناسان باتجربه می‌تواند بسیاری از چالش‌های اولیه را کاهش دهد و مسیر سرمایه‌گذاری را هموارتر کند. فاران ماشین، به‌عنوان یکی از برترین واردکنندگان دستگاه و تجهیزات جانبی تزریق پلاستیک، با بهره‌گیری از تیمی مجرب، مشاوره تخصصی و ارائه محصولات با کیفیت، می‌تواند بهترین گزینه برای سرمایه‌گذاران و تولیدکنندگان این حوزه باشد. برای اینکه بتوانید به بهترین شکل این مسیر را آغاز کنید؛ کافیست تا مشاورین متخصص فاران ماشین تماس بگیرید.

منابع:

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-injection-moulding

https://www.polyplastics.com/en/support/mold/outline

https://www.protolabs.com/resources/blog/the-advantages-and-disadvantages-of-injection-molding/

سوالات متداول