دستگاه تزریق پلاستیک یا (Injection molding machine) که به عنوان پرس تزریق نیز شناخته می‌شوند، دستگاهی برای تولید محصولات پلاستیکی توسط فرآیند قالب‌گیری تزریقی است. این دستگاه از دو قسمت اصلی، واحد تزریق و واحد گیرنده (بسته‌کننده) تشکیل شده است.
چرا از روش تزریق پلاستیک استفاده می‌شود؟
اگر این مطلب را می‌خوانید، احتمالاً در مورد فرآیند قالب‌گیری تزریق پلاستیک یک یا دو نکته اصلی را می‌دانید. دلایل بسیاری وجود دارد که چرا فرآیند قالب‌گیری تزریقی در زمینه تولید محصولات پلاستیکی بسیار محبوب است. علت رایج این است که این دستگاه بهترین وسیله برای تولید مقادیر زیاد و یکنواخت از قطعات پلاستیکی است. انواع متعددی از دستگاه‌ها برای قالب‌گیری وجود دارد، که انتخاب دستگاه مناسب به تولیدات شما و تأثیر آن بر محصول نهایی وابسته است.
روند فرآیند دستگاه تزریق پلاستیک
قالب‌گیری تزریقی فرآیند پرکاربردی در تولید محصولات پلاستیکی است. محصولات متنوعی با استفاده از این روش تولید می‌شوند که از نظر اندازه، پیچیدگی و کاربرد متفاوت هستند. در فرآیند تزریق پلاستیک از انواع مختلف ترکیبات پلاستیکی مانند پلی‌کربنات، پلی‌استایرن، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی وینیل‌کلراید، اکریلیک و تفلون برای تولید محصولات نهایی استفاده می‌شود.
ساختار دستگاه تزریق پلاستیک
قالب‌گیری تزریقی دستگاه تزریق پلاستیک را به دو بخش تقسیم می‌کند: بخش اول بخش گیره دستگاه و بخش دوم قسمت تزریق.
عملکرد بخش گیره، شامل باز و بسته کردن قالب و خارج کردن محصولات است. دو نوع روش برای باز و بسته کردن وجود دارد. مکانیزم این دستگاه به این صورت است که ابتدا در بخش گیره ، گیره به صورت دستی و در ادامه قسمت تزریق قالب مستقیماً با یک سیلندر هیدرولیکی باز و بسته می‌شود.
اجزای اصلی دستگاه قالب‌گیری تزریقی
دستگاه‌های تزریق پلاستیک از قیف تغذیه، مته پیچی و واحد گرمایشی تشکیل شده‌اند. در واقع قالب‌ها در صفحات گیره‌ی دستگاه قفل می‌شوند و سپس پلاستیک از دهانه اسپرو به داخل قالب تزریق می‌شود و در نهایت قطعه تزریقی ساخته می‌شود. به طور دقیق‌تر اجزا این دستگاه به شرح زیر است:
واحد تزریق
از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:
موتور اسکرو یا موتور با پیچ بیرونی (اصطلاح خاص)
پیچ و بشکه رفت و برگشتی
بخاری، ترموکوپل، پیستون حلقه‌ای
ورق صفحه‌ای (پیچ RR)
واحد گیره
از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
قالب
گیره بیرونی موتور
میله‌های گیره (میله‌های راهنما)
کاربرد دستگاه تزریق پلاستیک
در قالب تزریق پلاستیک از رزین‌های پلاستیکی گرانول یا گلوله‌ای شکل برای تولید محصولات متنوع از اجزای خودرو و هواپیما گرفته تا ظروف نگهداری، قطعات آلات موسیقی و شانه‌های مو استفاده می‌شود. دستگاه تزریق پلاستیک برای تولید قطعات پلاستیکی با دیواره نازک برای کاربردهای بسیار متنوع از جمله لوازم خانگی، وسایل الکترونیکی مصرفی، ابزارهای برقی و همچنین در ساخت داشبورد خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. محفظه‌های پلاستیکی که معمولاً دارای دیواره نازک هستند، در محصولات مختلفی از جمله لوازم خانگی، وسایل الکترونیکی مصرفی، وسایل برقی و همچنین در ساخت داشبورد خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند. در کاربردهای دیگر، دستگاه تزریق برای تولید محصولات روزمره‌ای مانند مسواک‌ها یا اسباب بازی‌های کوچک پلاستیکی نیز به کار می‌رود. همچنین بسیاری از وسایل پزشکی از جمله دریچه‌ها و سرنگ‌ها نیز با استفاده از این دستگاه تولید می‌شوند.
در ایران، استفاده‌های اصلی این دستگاه‌ها به تولید انواع سبدهای میوه، گلدان‌ها، سطل‌ها، ظروف آشپزخانه پلاستیکی، قطعات خودرو و موارد مشابه محدود می‌شود. به همین دلیل معمولاً نام دستگاه تزریق پلاستیک همراه با نوع محصول تولیدی نیز ذکر می‌شود. به عنوان مثال، دستگاه تزریق پلاستیک سبد میوه و …
یکی از دستگاه های مهم و پرکابرد در این حوزه دستگاه گازگیر مواد پلاستیک می باشد.
انواع دستگاه قالب‌گیری تزریقی
دستگاه‌های تزریق پلاستیک بر اساس قدرت گیره به طبقه بندی می‌شوند. به طور کلی، دستگاه‌هایی با قدرت گیره بالاتر، امکان تولید قطعات بزرگتر و سنگین‌تر را فراهم می‌کنند. پارامترهای مهم این دستگاه‌ها عبارتند از:
قدرت گیره
ظرفیت واحد تزریق
فاصله بین میله‌های راهنما
کورس بازشوی گیره
حداقل و حداکثر ارتفاع قالب
انواع دستگاه‌های قالب‌گیری تزریقی به سه دسته کلی هیدرولیکی، برقی و هیبریدی تقسیم می‌شوند. در ادامه به طور خلاصه با این سه نوع آشنا می‌شویم.
۱- دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی
دستگاه قالب‌گیری هیدرولیکی در گذشته تنها گزینه‌ای بوده است که برای سازندگان در دسترس بوده است. تا اینکه در اوایل دهه ۱۹۸۰، یک شرکت تولیدکننده از ژاپن اولین دستگاه‌های الکتریکی را معرفی کرده است. در زیر برخی از مزایای دستگاه تزریقی هیدرولیکی آورده شده است:
هزینه کمتر
هزینه پایه این دستگاه‌ها به طور قابل توجهی کمتر از گزینه‌های دیگر است.
قطعات با هزینه کمتر
در صورت خرابی قطعه‌ای که نیاز به تعویض دارد یا طول عمر قطعات به پایان می‌رسد، قطعات جایگزین با هزینه کمتری قابل تهیه هستند.
قوی‌ترین قطعات
قطعات هیدرولیکی از نظر مقاومت در مقابل سایش، از دیگر نوع قطعات پلاستیکی تقویت شده تر هستند، بنابراین دارای دوام بیشتری هستند.
نیروی قوی
دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی دارای نیروی بستن قوی و استثنایی است.
۲- دستگاه تزریق پلاستیک الکتریکی
همانگونه که در بالا اشاره شد، دستگاه‌های تزریق پلاستیک الکتریکی ابتدا در دهه ۱۹۸۰ به بازار عرضه شدند و به سرعت محبوبیت یافتند. در ادامه برخی از مزایای دستگاه قالب‌گیری تزریقی الکتریکی آورده شده است:
بهره وری انرژی
این دستگاه‌ها تنها زمانی کار می‌کنند که از انرژی برق استفاده شود، به این معنی که خروجی موتور فقط با توجه به بار مورد نیاز تنظیم می‌شود.
زمان کمتر
در این مدل، هیچ نشتی روغنی وجود ندارد و همچنین عدم استفاده از روغن به معنی عدم نیاز به تعویض فیلتر است که خود باعث کاهش هزینه‌های مصرفی می‌شود.
فرآیند سریع تر
این دستگاه‌ها به صورت دیجیتالی کنترل می‌شوند، به این معنی که فرآیند به‌طور کامل قابل تکرار است و نیازی به نظارت مداوم ندارد.
کارکرد تمیز
با توجه به عدم استفاده از روغن، استفاده از این دستگاه‌ها برای تولید قطعات پزشکی کاملاً ایمن است. این مهم به خصوص برای قطعاتی است که باید در محیط‌های پاک و تمیز تولید شوند.
۳- دستگاه تزریق پلاستیک هیبریدی (ترکیبی)
به نظر برخی از کارشناسان، دستگاه‌های تزریقی هیبریدی با ترکیب ویژگی‌های دستگاه‌های الکتریکی و هیدرولیکی بهترین عملکرد را به تولیدکنندگان ارائه می‌دهند. در زیر برخی از مزایای دستگاه تزریق هیبریدی آورده شده است:
تنوع
میکس و تطبیق این دستگاه‌ها، میزان بیشتری از انعطاف پذیری در طراحی ارائه می‌کند.
بهترین مزایای هر دو
دستگاه تزریق هیبریدی، مزایای مدل الکتریکی در زمینه صرفه‌جویی انرژی و دقت را با ظرفیت تولید نیروی مدل هیدرولیکی ترکیب می‌کند.
موتور تعویض شده
در مدل‌های هیبریدی، سرعت ثابت موتورهای پمپ DC با درایوهای AC که با سرعت متغیر هستند، تغییر می‌کند، به این ترتیب پمپ فقط زمانی کار می‌کند که لازم است و از مصرف روغن بهره‌بری بهتری دارد.
کمتر خراب می‌شوند
این دستگاه‌ها نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و کمتر از مدل‌های تمام هیدرولیک یا تمام الکتریکی دچار آسیب می‌شوند.
قیمت مناسب
در نظر گرفتن هزینه‌ها، این مدل از دستگاه‌ها به خوبی در میان دستگاه‌های هیدرولیکی تمام و دستگاه‌های الکتریکی تمام قرار دارد و به یک گزینه مقرون به صرفه تبدیل می‌شود، به ویژه برای تولید کنندگان محصولات پزشکی.
کلام اخر
در حال حاضر، با ورود دستگاه‌های تزریق الکتریکی، زمینه برای دستگاه‌های تزریق هیدرولیکی دارای محدودیت‌های بیشتری می‌شود. شرکت‌ها در این زمینه، به دلیل کاهش مصرف انرژی تا ۸۰ درصد و همچنین دقت تکرارپذیری تقریباً ۱۰۰ درصد که به واسطه حضور برخی موتور ها امکان پذیر شده است، دستگاه‌های تزریق الکتریکی را به جای دستگاه‌های هیدرولیکی رایج، ترجیح می‌دهند.
با این وجود، هزینه یک دستگاه تزریق الکتریکی تقریباً ۳۰ درصد بیشتر از یک دستگاه هیدرولیکی معمولی است که این امر به چالش کشیدن تقاضای گسترده برای محصولات پلاستیکی می‌پردازد. پیش‌بینی می‌شود که تا ۲۰ سال آینده، دستگاه‌های تزریق پلاستیک هیدرولیکی از بازار کم رنگ شوند، چرا که با گذشت زمان، جابجایی از دستگاه‌های هیدرولیکی به دستگاه‌های الکتریکی در حال افزایش است.
