فرایند تزریق پلاستیک

فرایند تزریق پلاستیک از صنعت ریخته­گری فلزات اقتباس گرفته شده است⸲ که تقریبا از اوایل دهه 1800 میلادی شروع به توسعه کردند. در سال 1869⸲ جان هیات[1] موضوع ساخت توپ بیلیارد را از نیترات سلولز مطرح کرد تا جایگزین عاج فیل در ساخت توپ بیلیارد شود که این امر فیل­ها را در خطر انقراض قرار داده بود. بدین ترتیب جان هیات در سال 1872 موفق شد اولین ماشین تزریق پلاستیک را به نام خود ثبت کند. در سال 1956 نیز ماشین تزریق با پیچ رفت و برگشتی[2] که امروزه نیز در ماشین­های تزریق پلاستیک بکار می­رود توسط ویلرت[3] ساخته شد.

یک ماشین تزریق پلاستیک را می­توان ماشینی دانست که قطعاتی از جنس مواد ماکرومولکول را بصورت گسسته تولید می­کند. در این ماشین عملیات شکل­دهی بوسیله تزریق مواد پلاستیکی تحت فشار از طریق کانال تزریق و در داخل قالب انجام می­گیرد.

در این فرایند⸲ مواد پلاستیکی که بصورت دانه­های ریز (گرانول) می­باشند از طریق یک قیف وارد سیلندر حرارتی می­شوند. گرانول­ها تحت حرارت هیترهای روی سیلندر ذوب شده و به کمک حرکت چرخشی پیچ رفت و برگشتی (ماردون)⸲ آمیخته شده به سمت جلو رانده می­شوند. سپس مواد مذاب براثر حرکت خطی ماردون تحت فشار به درون قالب تزریق می­شوند تا شکل قالب را به خود بگیرند. پس از سرد شدن مواد⸲ قالب باز می­شود و قطعه نهایی از قالب خارج می­شود.

ماشین­های تزریق را به دو نوع گیره عمودی و افقی تقسیم می­کنند. در ماشین­های تزریق افقی⸲ حرکت گیره به موازات بستر زمین می­باشد و قطعات تولید شده پس از باز شدن قالب⸲ به کمک جاذبه روی جعبه سقوط می­کنند. در ماشین­های تزریق عمودی⸲ برای تولید قطعاتی که دارای اینسرت داخل قالب هستند مناسب می­باشند.

سیکل فرایند تزریق پلاستیک

فرایند تزریق پلاستیک شامل چهار مرحله تزریق⸲ نگهداری⸲ بارگیری و بیرون اندازی می­باشد.

سیکل کامل تزریق پلاستیک

1) بعد از بسته شدن قالب پیچ رفت و برگشتی (ماردون) بصورت خطی به سمت جلو حرکت کرده و مواد مذاب را به درون قالب تزریق می­کند.

2) زمانیکه حفره­های قالب پر شد⸲ ماردون همچنان مواد را به دورن قالب تزریق می­کند تا کاهش حجم مواد داخل محفظه قالب بر اثر انقباض جبران گردد. این فشار⸲ که فشار نگهداری نام دارد تا زمانی ادامه می­یابد که دریچه ورود مواد به داخل محفظه قالب سرد نشده باشد و مواد پلاستیکی بتوانند وارد حفره­ها شوند.

3) پس از بسته شدن دریچه ورودی⸲ دیگر هیچ مذابی وارد محفظه قالب نمی­شود. در این مرحله ماردون با حرکت خطی به سمت عقب و همچنین حرکت چرخشی⸲ مواد را بارگیری کرده و به سمت جلو سیلندر حرارتی هدایت می­کند. بدین ترتیب مواد پلاستیکی در جلوی ماردون قرار گرفته و آماده تزریق بعدی می­باشد.

4) بعد از اینکه دمای محصول به اندازه­ای رسید که آماده خروج از قالب باشد⸲ قالب باز شده و محصول به بیرون قالب پران می­شود و با بسته شدن قالب سیکل تزریق مجدداً تکرار می­شود.

مراحل اصلی سیکل تزریق

[1] John Hyatt

[2] Reciprocating screw

[3] W. H. Willert