اجزای دستگاه تزریق پلاستیک و نقش فشار تزریق در کیفیت تولید

دستگاه‌ تزریق پلاستیک از بخش‌ها و اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هرکدام نقش حیاتی در عملکرد صحیح دستگاه دارند. نقص یا نبود هر قطعه می‌تواند فرآیند تولید را متوقف کرده و هزینه‌های قابل‌توجهی به همراه داشته باشد.

در این مقاله، شما را با اجزای دستگاه‌ تزریق پلاستیک و اهمیت هرکدام آشنا می‌کنیم. همچنین خدمات حرفه‌ای و تخصصی ارائه شده توسط اطلس ماشین پلیمر را بررسی خواهیم کرد؛ جایی که بهترین دستگاه‌ها و راه‌حل‌های تولید محصولات پلاستیکی در دسترس شما قرار دارد.

با ما همراه باشید تا درک بهتری از ساختار دستگاه تزریق پلاستیک پیدا کنید و از اطلاعات مفید آن بهره‌مند شوید.

اجزای دستگاه تزریق پلاستیک در فرآیند تولید کالا

اجزای دستگاه های تزریق پلاستیک در فرآیند تولید عبارتند از:

اجزای اصلی دستگاه تزریق پلاستیک

واحد تزریق

واحد تزریق، یکی از مهم‌ترین اجزای دستگاه تزریق پلاستیک است که وظیفه ذوب و تزریق مواد به قالب را بر عهده دارد. این بخش شامل سیلندر و ماردون، نازل و المنت‌های حرارتی است. عملکرد دقیق این بخش نقش مهمی در کیفیت نهایی قطعات تولیدی دارد.

قالب

قالب، محلی است که مواد مذاب وارد آن شده و شکل نهایی قطعه را می‌سازد. طراحی دقیق قالب نقش حیاتی در ابعاد، شکل و کیفیت محصول دارد.

گیره

یکی از اجزای اصلی دستگاه تزریق پلاستیک، گیره است که تاثیر بالایی بر کیفیت و فرایند تولید دارد. وظیفه گیره دستگاه تزریق پلاستیک فشردن قالب‌ها به صورت محکم و ثابت در هنگام تزریق مواد مذاب به قالب تزریق است. در این فرایند برای جلوگیری از جابه‌جایی قالب و  ایجاد نواقص در محصول نهایی از گیره تزریق پلاستیک استفاده می‌شود. این گیره‌ها انواع مختلفی دارند که بسته به نوع دستگاه تزریق و نیازهای تولید انتخاب می‌شوند.

سیستم کنترل

سیستم کنترل شامل بخش‌هایی مانند سنسورها و نمایشگرهای دیجیتال است که فرآیند تزریق را مدیریت کرده و امکان نظارت و تنظیم دقیق دما، فشار و زمان تزریق را برای اپراتور فراهم می‌کند.

سیستم خنک‌کننده

سیستم خنک‌کننده، اطراف قالب قرار می‌گیرد و با عبور آب یا مایع خنک‌کننده باعث کاهش دمای قالب و مواد مذاب می‌شود. با این کار، قطعه شکل گرفته و به جامد تبدیل می‌شود.

واحد هیدرولیک

واحد هیدرولیک، شامل پمپ، روغن، مخزن و شیرآلات کنترلی است و وظیفه تامین انرژی برای عملکرد بخش‌های مختلف دستگاه را بر عهده دارد.

اجزای مکانیکی دستگاه تزریق پلاستیک

قطعات مکانیکی نیز در دسته اجزای دستگاه تزریق پلاستیک قرار دارند که هر کدام از این قطعات دارای کارایی منحصر به فرد هستند. از مهم ترین اجزای مکانیکی دستگاه تزریق پلاستیک، می توان به کالسکه، هیدروموتور، المنت، سیلندر، مارپیچ، پمپ و شیرآلات اشاره کرد که در قسمت زیر هر کدام از این موارد معرفی شده اند.

کالسکه

کالسکه یکی از اجزای کلیدی در بخش تزریق است که ساختار نگهدارنده و حرکت‌دهنده سیلندر و مارپیچ را تشکیل می‌دهد. این بخش وظیفه دارد تا واحد تزریق را نسبت به قالب، در موقعیت صحیح قرار دهد و امکان حرکت دقیق و کنترل‌شده آن را در مراحل مختلف فراهم کند.

کالسکه از اجزای مهم بخش تزریق است که وظیفه نگهداری و حرکت سیلندر و مارپیچ را بر عهده دارد. این بخش، واحد تزریق را در موقعیت درست نسبت به قالب قرار می‌دهد و امکان حرکت دقیق آن را فراهم می‌کند.
در فرآیند تزریق، مواد از طریق قیف وارد سیلندر می‌شوند. با چرخش مارپیچ و حرارت هیترها، مواد به‌تدریج ذوب شده و به جلوی سیلندر هدایت می‌شوند. سپس، با حرکت رو‌به‌جلوی مارپیچ، مواد مذاب با فشار به داخل قالب تزریق می‌گردند. اجزای اصلی کالسکه به شرح زیر است:

• سیلندر
• ماردون
• هیدروموتور
• المنت
• پمپ
• شیرآلات

هیدرو موتور

عمل حرکت دادن صفحه گیربکس توسط هیدروموتور انجام می شود. هیدروموتور یا موتور هیدرولیک عملگری یکی از اصلی‌ترین اجزای دستگاه تزریق پلاستیک با دوران مداوم است که جهت ایجاد گشتاور لازم برای دوران بار چرخشی مورد استفاده قرار می گیرد. درواقع دردستگاه های تزریق پلاستیک هیدرو موتور وظیفه به حرکت درآوردن ماردون را دارد.

سیلندر

سیلندر از یک استوانه فولادی ساخته شده است که در آن مارپیچ كه حرکت رفت و برگشتی دارد، قرار گرفته است. گرم كن ها كه اغلب هیترهای الکتریکی هستند، در اطراف سیلندر به عنوان منبع گرمایش قرار دارند. ترموکوپل هایی در نواحی مختلف سیلندر نصب می شوند، دما را با انحراف کمی نسبت به دمای تنظیم شده کنترل می كنند. سیلندر به جز نازل شامل سه ناحیه خوراک، فشردگی و سنجش می باشد.

سیلندر دستگاه تزریق متناسب با حركت رفت و برگشتی مارپیچ طراحی شده است. افزایش دما از ابتدا تا انتهای سیلندر ایده ی خوبی برای انواع قطعات نیست. پروفیل دمایی سیلندر بر حسب سایز قالب و محصول، می تواند افزایشی، کاهشی، یکنواخت و یا منحنی باشد. برای استفاده از ظرفیت بهینه تزریق، لازم است با توجه به شرایط فرایند و کیفیت قطعه، پروفیل دمایی ثابتی از قیف خوراک گیری تا نازل تعیین شود.

به طور كلی، دمای سیلندر دستگاه قالب گیری تزریقی از محل خوارک تا نازل به تدریج و با شیب بسیار كم افزایش می یابد اما در این بین استثنائاتی نیز وجود دارد، به طور مثال اغلب در پی وی سی چیدمان دمایی خطی و یا با شیب بسیار كم رو به پایین تنظیم می شود. برای جلوگیری از خط افتادن و یا سرریز شدن در نازل کاهش می یابد.

المنت

اول باید بگویم که المنت چیست؟ المنت یکی از اجزای دستگاه تزریق پلاستیک است که برای کنترل دما و حرارت استفاده می شود. المنت ها از سیم هایی رسانایی ایجاد شده اند که جریان برق و حرارت را عبور می دهند و مقاومت بالایی در برابر آن ها دارند. این المنت ها برقی یا گازی می باشند.

مارپیچ

سرعت پایین تر مارپیچ باعث بهبود توزیع افزودنی ها شده و در مورد قطعات ضخیم به حفظ دما کمک می کند. تغییر دور مارپیچ و میزان بارگیری بر میزان خروجی تاثیر گذار است. با افزایش میزان بارگیری و افزایش دور مارپیچ مقدار خروجی افزایش می یابد.

در طول فرایند تولید، ماده پلیمری در اثر انرژی مکانیکی مارپیچ چرخان و انرژی حرارتی سیلندر ذوب می شود. به محض توقف تولید، مارپیچ در مدت زمان كمی از حرکت می ایستد و در حالی که سیلندر خنک می شود ممکن است باقی مواد ذوب شوند به خصوص در مواردی که کانال نیمه پر باشد و یا عمق کانال زیاد باشد كه در این صورت توزیع مواد مذاب ممكن است تغییر كند. توقف دستگاه تزریق نامطلوب و فرایندی زمان بر است اما مدام برای تولید قطعات با شرایط متفاوت اتفاق می افتد.

در این حالت، مذاب پلیمری در سیلندر باقی می ماند و دچار تخریب حرارتی و اکسیداسیونی می شود. توقف های کوتاه در مورد پلیمرهایی مانند پلی اتیلن مسئله ساز نیست اما در مورد پلیمرهایی حاوی زنجیرهای غیر اشباع ABS و یا PVC بحرانی است.

پمپ

به‌ طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیالی که از آن عبور می‌کند، انتقال دهد. در نتیجه، انرژی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. در قابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر جابجا می‌نماید. پمپ ها دارای انواع مختلفی شامل دنده‌ای، پیستونی و پره‌ای هستند.

شیرآلات

در دستگاه تزریق پلاستیک، سیستم هیدرولیک نقش مهمی در ایجاد حرکت و کنترل فرآیند دارد. برای مدیریت دقیق فشار، جریان و سرعت عملکرد اجزای مختلف، از شیرآلات مخصوصی در این سیستم استفاده می‌شود که به شرح زیر است:

1. شیر جهت دهنده هیدرولیک

شیر جهت دهنده هیدرولیک یکی از اجزای دستگاه تزریق پلاستیک است که برای کنترل جریان و فشار هیدرولیک استفاده می ‌شود. این شیر به منظور جهت دهی جریان مواد پلاستیکی به داخل قالب و تنظیم فشار مورد نیاز برای تزریق استفاده می ‌شود. این شیر به صورت دستی یا با استفاده از سیستم کنترل هیدرولیک عمل می ‌کند و در فرآیند تزریق پلاستیک نقش مهمی در دقت و کنترل فرآیند دارد.

2. شیر پروپوشنال

شیر پروپوشنال می تواند به سادگی عملکرد سیستم هیدرولیک را جهت کنترل دقیق و سریع، فشار و سرعت را هدایت کند. استفاده از شیر پروپوشنال به جای شیر معمولی جهت کنترل کردن حرکت گیره دستگاه می باشد. در این مرحله به میزانی که PLC دستور مصرف می دهد توسط این شیر با سرعت قابل ملاحظه و فشارهای متغیر، روغن را به سیستم هدایت می کند و به واسطه کنترل دقیق میزان مصرف روغن در این مدل دستگاه ها، مخزن روغن دارای درجه (دمای) پایین تر خواهد بود. ضمن اینکه مصرف برق کمتری نسبت به دستگاه های دیگر دارد.

3. سوپاپ کنترل کننده پمپ هیدروموتور

سوپاپ کنترل کننده پمپ هیدروموتور نیز یکی از اجزای دستگاه تزریق پلاستیک است که برای کنترل جریان و فشار هیدرولیک در پمپ هیدروموتور استفاده می ‌شود. این سوپاپ به منظور تنظیم جریان و فشار مورد نیاز برای حرکت قالب و تزریق مواد پلاستیکی به داخل قالب استفاده می‌ شود. این سوپاپ نیز می ‌تواند به صورت دستی یا با استفاده از سیستم کنترل هیدرولیک عمل کند و در فرآیند تزریق پلاستیک نقش مهمی در دقت و کنترل فرآیند دارد.

انواع فشار در ماشین‌های تزریق پلاستیک

ماشین‌های تزریق پلاستیک مانند دستگاه تزریق پلاستیک HDC، برای تولید قطعات با کیفیت نیازمند کنترل دقیق فشار در مراحل مختلف فرآیند تزریق هستند. در این مقاله، انواع فشارهای اعمال‌شده توسط اجزای دستگاه تزریق پلاستیک را بررسی می‌کنیم و تأثیر هرکدام بر کیفیت نهایی محصول را توضیح می‌دهیم.

1. فشار تزریق (Injection Pressure)

فشاری که برای پر کردن قالب در فرآیند تزریق پلاستیک اعمال می‌شود، فشار تزریق نام دارد. این فشار نقش حیاتی در کیفیت و یکنواختی قطعه تولیدی دارد. عوامل متعددی بر فشار تزریق تأثیرگذار هستند، از جمله:

• اندازه و فرم مقطع قطعه
• سطح و طول راهگاه‌ها
• دمای قالب
• دمای سیلندر تزریق
• اندازه ورودی مواد به محفظه

2. فشار اولیه (First Stage Pressure)

پس از بسته شدن قالب، سیلندر تزریق به سمت جلو حرکت کرده و روی بوش تزریق قالب قرار می‌گیرد. در این مرحله، مدار روغن فعال شده و حداکثر فشار به پشت پیستون متصل به مارپیچ وارد می‌شود. این فشار باعث می‌شود مواد مذاب از سر سیلندر به درون قالب تزریق شوند. این فشار که در حین تزریق اولیه اعمال می‌شود، فشار اول یا فشار تزریق نام دارد.

3. فشار نگهداری (Holding Pressure)

پس از اتمام تزریق اولیه، فشار دوم یا فشار نگهداری اعمال می‌شود. این فشار برای جلوگیری از برگشت مواد تزریق‌شده از قالب به کانال تزریق اهمیت زیادی دارد و در نهایت کیفیت سطح و استحکام قطعه را تعیین می‌کند. در صورتی که یکی اجزای دستگاه تزریق پلاستیک خراب شده باشد، مشکلاتی مانند ایجاد مکش در قطعه نهایی به وجود می‌آید. در این حالت لازم است کار عیب‌یابی و تعمیر دستگاه تزریق پلاستیک به سرعت انجام شود.

4. فشار برگشتی (Back Pressure)

در مرحله خنک‌سازی و آماده‌سازی برای سیکل بعدی، مارپیچ شروع به چرخش می‌کند تا مواد جدید را از قیف دریافت کرده و به سمت جلو هدایت کند. در این فرآیند، مواد مذاب در جلوی مارپیچ فشرده شده و از آنجا که راه خروجی ندارند، مارپیچ به عقب رانده می‌شود. این نیروی مقاومت در برابر حرکت مارپیچ به عنوان فشار برگشتی شناخته می‌شود و بر یکنواختی مواد و حذف حباب‌های هوا در مواد مذاب تأثیر می‌گذارد.

اهمیت کنترل فشار در تزریق پلاستیک

مدیریت صحیح انواع فشار در فرآیند تزریق پلاستیک، کیفیت نهایی محصول را تضمین می‌کند. تنظیم بهینه فشار تزریق، فشار نگهداری و فشار برگشتی باعث کاهش ضایعات، بهبود یکنواختی محصول و افزایش بهره‌وری تولید خواهد شد. برای دستیابی به بهترین نتیجه، استفاده از دستگاه‌های پیشرفته و تنظیم دقیق فشارها توصیه می‌شود.

اجزای دستگاه تزریق پلاستیک، با عملکرد هماهنگ خود، نقش مهمی در تولید قطعات باکیفیت دارند. کنترل دقیق فشارها نیز برای کاهش ضایعات و افزایش بهره‌وری ضروری است. اطلس ماشین پلیمر، ارائه‌دهنده انواع دستگاه تزریق پلاستیک است که با خدمات تخصصی و پشتیبانی حرفه‌ای، همراه مطمئنی برای تولیدکنندگان به شمار می‌رود.