قالب تزریق پلاستیک

قالب پلاستیک یا قالب تزریق پلاستیک ابزاریست که  برای تولید قطعات پلاستیکی استفاده می­‌شود. واحد آموزش و مشاوره گروه صنعتی مبتکران در این مقاله به بررسی این دسته از ابزارهای تولید پرداخته است.

قالب پلاستیک چیست؟

قالب پلاستیک از دو صفحه فولادی و اجزای دیگری تشکیل شده است که در یک ماشین قالب تزریقی مونتاژ می­‌شود. اغلب محصولات پلاستیکی قالب‌­گیری می­‌شوند. این قالب­‌ها بر مبنای خصوصیات پلاستیک قالب­‍‌گیری شده به دو گروه ترموست (گرماسخت) و ترموپلاست (گرمانرم) تقسیم می­‌شوند. قالب­‌های تزریق پلاستیک باید به شکل همزمان ملزومات زیادی را حین فرایند قالب­‌گیری برآورده کنند. پس از پر شدن قالب با مذاب پلیمری، انتقال حرارت از مذاب داغ پلیمر به سطح سرد قالب فولادی انجام شده و در نهایت قطعه منجمد شده از داخل قالب خارج خواهد شد.

همچنین این از ابزار باید قادر باشد تا سه وظیفه نگهداری و حفظ مذاب، انتقال حرارت و خارج کردن قطعات تولید شده را در کنار ملزومات دیگری مثل کیفیت سطح بالا برآورده سازد. ضروری است که قالب در برابر فشار بالای مذاب پلیمر مقاومت کافی داشته باشد.

اجزای قالب تزریق پلاستیک

اجزای قالب تزریق پلاستیک

 نیمه ثابت و نیمه متحرک از اجزای اصلی قالب تزریق پلاستیک هستند. نیمه ثابت قالب در جای خود ساکن است و نیمه متحرک بر روی آن بسته شده و پس از پایان فرایند باز می‌­شود تا قطعه پلاستیکی از داخل آن خارج شود.

بخش های مختلف قالب تزریق پلاستیک

قالب پلاستیک عمدتاً از بخش­‌های زیر تشکیل شده است:

• سیستم تزریق
• سیستم کنترل دما
• سیستم شکل دهی قطعه
• سیستم جدا کننده قطعه از قالب

سیستم‌­های تزریق و شکل‌دهی قطعه در تماس مستقیم با پلاستیک قرار دارند و جنس بر مبنای نوع پلاستیک قالب­‌گیری شده تغییر می‌­کند. این دو سیستم پیچیده‌­ترین و متنوع ­ترین قطعات در قالب بوده و نیازمند بالاترین دقت و کیفیت سطحی هستند.

فرآیند شکل‌دهی قطعه به تزریق پلاستیک مذاب به داخل قالب اشاره دارد که پس از سرد شدن و انجماد، قطعه نهایی از داخل قالب خارج می‌­شود.

جهت مشاهده انواع فولاد قالب پلاستیک کلیک نمایید.

قطعات قالب پلاستیک

قطعات قالب پلاستیک عموما عبارت‌اند از:

• پایه قالب (mold base): معمولاً از کارخانه­‌های سازنده به شکل استاندارد تهیه می­‌شوند.
• اجزای داخلی قالب (mold insert): برای شکل‌دهی به قطعات پلاستیکی استفاده می‌­شود. این اجزا معمولاً توسط خود کارخانه ساخته شده و بیشتر زمان ساخت قالب مربوط به آن­ها تعلق دارد.
• اجزای کمکی قالب (mold auxiliary parts): شامل رینگ، بوش نازل، ستون­‌های پشتیبانی، صفحات جدا کننده، بوش راهنما، پین راهنما، رینگ بالابر و غیره.
•  و همچنین چهار بخش اصلی:

1. سیستم تزریق (runner)
2. سیستم جدا کننده (ejection system)
3. سیستم حرارت‌­دهی و سرد کردن
4. سیستم هواگیری (venting system)

جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه فولاد مناسب برای این دسته از قالب‌ها بر روی لینک زیر کلیک نمایید.

انتخاب فولاد برای قالب تزریق پلاستیک

انواع قالب پلاستیک

بر اساس دسته‌بندی فوق، انواع قالب پلاستیک به دو گروه دو صفحه‌­ای و سه صفحه‌­ای تقسیم بندی می‌­شوند. مهمترین تفاوت قالب­‌های دو صفحه‌­ای و سه صفحه‌­ای در این است که قالب‌­های سه صفحه‌­ای یک صفحه رانر اضافه دارند (رانری که به شکل اتوماتیک جدا می­‌شود).

فولاد 1.2312، فولاد mo40 و فولاد Hcrs 135  از جمله فولادهای هستند که می‌توانند در ساخت انواع قالب پلاستیک مورد استفاده قرار بگیرند.

قالب های دو صفحه ای و سه صفحه ای

همچنین این قالب‌ها را بر مبنای فرایند قالب‌گیری نیز می‌­توان به شکل زیر تقسیم‌­بندی نمود:

• قالب­‌های تزریقی
• قالب­‌های دمشی
• قالب­‌های ریخته‌­گری
• قالب­‌های پرس و غیره

مشخصات فنی قالب تزریق پلاستیک

چنانچه بخواهیم به مشخصات فنی قالب تزریق پلاستیک اشاره نماییم در ابتدا، پلیمر مذاب از طریق اسپرو وارد قالب می‌شود. وظیفه بوش اسپرو (و حلقه جاگیری) محکم نگه داشتن قالب در مقابل نازل سیلندر تزریق است تا مواد مذاب از سیلندر به قالب وارد شوند. بوش اسپرو مواد مذاب را از طریق کانال‌هایی که در سطح صفحات وجود دارند، به سوی کویته هدایت می‌کند. مواد مذاب می‌توانند در داخل کانال‌های ذکر شده جریان پیدا کنند. از این رو به این کانال‌ها راهگاه (Runner) نیز گفته می‌شود.

لازم به ذکر است مطالعه انواع روش های قالب گیری پلاستیک می‌تواند به شما در درک لزوم وجود هر مشخصه در این قالب ها موثر باشد.

کانال های قالب تزریق پلاستیک

با عبور از میان راهگاه، مواد مذاب از گیت‌ یا گیت‌های ویژه طراحی‌شده عبور کرده و در نهایت جهت شکل‌گیری قطعه تزریقی به فضای کویته وارد می‌شود. مقدار مذاب لازم برای پر کردن اسپرو، راهگاه و کویته‌ قالب را به اصطلاح شات می‌­نامند. مواد مذابی که در داخل راهگاه سرد می‌شوند، در زمان خروج قطعه از قالب به بدنه اصلی قطعه چسبیده­‌اند و باید از آن جدا شوند. البته در برخی موارد سیستم ویژه­‌ای وجود دارد که با حرارت دادن راهگاه باعث ذوب و جدا شدن مواد باقی‌مانده در آنها از قطعه اصلی می­‌شود.

کانال­های خنک­سازی قالب

نوع دیگری از کانال‌های موجود در سطوح این قالب‌ها، کانال‌های خنک‌سازی هستند. روش استاندارد سرد کردن قطعه شامل عبور دادن ماده مبرد (مانند آب) از میان سوراخ‌های حفر شده در صفحات قالب است. ماده مبرد با گردش در نقاط مجاور کویته، حرارت قالب را جذب کرده و دمای آن را در سطح مناسبی حفظ می‌­کند تا مواد مذاب با یک سرعت بهینه منجمد شوند.

هواگیری قالب

در زمان بستن قالب، مقداری هوا بین کویته و ماهیچه حبس می‌­شود. این میزان هوا در طی فرآیند تزریق می­‌تواند باعث افزایش بیش از حد دما و سوختن مذاب پلیمری شود. با حبس شدن هوا در میان مواد مذاب، کیفیت نهایی قطعه به طور چشم‌گیری کاهش پیدا می­‌کند. به همین دلیل برای جلوگیری از این مشکل دریچه­‌های هواگیری قالب در بین دو صفحه قالب تعبیه شده است.

سیستم پران قالب پلاستیک

به دلیل چسبیدن قطعه به سطح قالب بعد از سرد شدن و انقباض، جدا شدن قطعه پس از پایان تزریق پلاستیک و قالب­گیری با مکانیزم خاصی انجام می­‌‌‌شود. مزیت این سیستم در این است که بر اثر جدا کردن قطعه از قالب آسیبی به آن وارد نمی­‌شود.

سیستم پران قالب پلاستیک یا همان صفحه پران قالب پلاستیک اجزای مختلفی دارد. این اجزا شامل: جعبه، صفحه­‌های پران، میله و تعدادی پین پران است که در قسمت پشتی ماهیچه قرار می‌­گیرند. بلافاصله پس از باز شدن گیره دستگاه، میله پران جابجا شده و باعث فعال شدن سیستم پران می­‌شود. در نهایت، صفحه پران به عقب حرکت کرده و قطعه توسط پین­‌های پران از سطح قالب جدا می‌­شود. برای تسهیل جدا سازی قطعه از قالب، اغلب پیش از شروع قالب­گیری مواد جدا کننده روی سطح ماهیچه اسپری می­‌شود. این مواد از چسبیدن قطعه به ماهیچه جلوگیری می­‌کنند.

هزینه ساخت قالب پلاستیک

 همانطور که تا این جای مطلب به آن اشاره شد، تزریق پلاستیک یکی از محبوب ترین و پرکاربردترین روش‌­ها برای تولید انواع قطعات و محصولات پلاستیکی در ابعاد و اندازه‌­های مختلف است. در این روش، ماده مذاب پلیمری به داخل محفظه قالب تزریق شده و پس از سرد شدن، شکل و فرم قالب را به خود می‌­گیرد. تنوع بسیار زیاد محصولات پلاستیکی تولید شده با استفاده از این روش باعث شده است تا تقاضا برای تولید قالب­‌های پلاستیکی روز به روز افزایش پیدا کند. بر همین اساس برآورد دقیق هزینه ساخت قالب تزریق پلاستیک یکی از مهم‌ترین بخش­‌ها در این صنعت است.

همچنین برای برآورد هزینه ساخت قطعات ساخته شده به روش تزریق پلاستیک، مواد اولیه ای که در این فرآیند استفاده می­‌شوند، اهمیت بسزایی دارند. از سوی دیگر، یکی از مهم‌ترین فاکتورهای دخیل در هزینه‌­های تولید، ماشینکاری است که یکی از هزینه های ساخت قالب پلاستیک محسوب می‌گردد. با توجه به تیراژ محدود قالب­‌ها، برای پایین آمدن قیمت هر قطعه، ترجیحاً باید قالب‌­هایی با تیراژ بالاتر تولید شوند. یک فرمول کلی برای برآورد هزینه نهایی وجود دارد:

هزینه هر قطعه = هزینه مواد اولیه + (هزینه ماشینکاری/تعداد قطعات) + (هزینه­های ساعتی/زمان کل تولید)