دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟

دستگاه تزریق پلاستیک و معرفی مشخصات فنی و کاربرد آن 

دستگاه تزریق پلاستیک (Injection Molding Machine) یک دستگاه صنعتی است که برای تولید قطعات پلاستیکی به کار می‌رود, این دستگاه با استفاده از فرآیند تزریق, مواد پلاستیکی را ذوب کرده و به داخل قالب‌های فلزی تزریق می‌کند تا شکل و اندازه مطلوب را بگیرد, همچنین دستگاه تزریق پلاستیک امکان تولید قطعات در حجم زیاد را فراهم می‌کند. برخی دستگاه‌ها موادی چون فلزات, شیشه, الاستومترها را نیز پشتیبانی می‌کند, اما اکثر کارخانه‌ها آن را برای پلیمرهای ترموپلاستیک استفاده می‌کنند.

دستگاه تزریق پلاستیک ایرانی و خارجی

امروزه دستگاه‌های تزریق پلاستیک قلب صنعت تولید به شمار می‌روند, در حقیقت با ورود دستگاه تزریق پلاستیک در صنعت کشور, میزان بهره‌برداری از مواد پلاستیکی افزایش یافته است. در پی آن تولید محصولات متنوع و با کیفیت رشد کرده است و از ساخت لوازم خانگی ساده گرفته تا ابزارهای پیشرفته پزشکی و حتی ساخت قطعات خودرو, همه و همه وابسته به وجود این دستگاه است. همین امر سبب شده است تا تزریق پلاستیک به عنوان یک فرآیند کلیدی در صنایع مختلف مورد توجه قرار بگیرد.

در این مسیر, ماشین‌های تزریق پلاستیک با فناوری‌های نوین و اتوماسیون پیشرفته, روز به روز هوشمندتر می‌شوند و به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهند که به کیفیت بالاتر و تحویل سریع‌تر محصول دست یابند؛ بنابراین, از آنجا که دنیا به سمت اقتصادی پایدار و نوآوری‌های بی‌پایان حرکت می‌کند, فرآیند تزریق پلاستیک به عنوان ستون فقرات صنعت تولید, رو به جلو حرکت می‌کند و نویدبخش آینده‌ای روشن و همراه با امکانات جدید است, چه در سطح یک کارخانه دار فعالیت کنید و چه در سطح یک محقق یا علاقه مند به صنعت پلاستیک, آشنایی با دستگاه تزریق پلاستیک و انواع دستگاه تزریق پلاستیک از این جهت اهمیت دارد که با شناخت کافی و داشتن اطلاعات دقیق‌تر خواهید توانست انتخاب مطمئن‌تر و در نتیجه بهره‌وری بالاتری را تجربه کنید.

تاریخچه جالب اختراع دستگاه پلاستیک که باید بدانید!

پیدایش ماشین‌‌های تزریق پلاستیک به سال 1872 برمی‌گردد و نقطه عطف مهمی‌در دنیای تولید محسوب می‌شود, این اختراع توسط جان وسلی‌‌هایت (John Wesley Hyatt) انجام شد و شاید برایتان جالب باشد که بدانید اولین محصولی که توسط این دستگاه تولید شد, توپ‌های بازی بیلیارد بودند! به تدریج زمینه استفاده از این دستگاه فراتر رفت و از آن برای تولید مجموعه وسیعی از محصولات پلاستیکی استفاده شد, این نوآوری تاریخی نه تنها بر پتانسیل تولید پلاستیک تاکید کرد, بلکه فناوری پایه ای را ایجاد کرد که امروزه شکل تکامل یافته آن در دستگاه‌ها تزریق پلاستیک پیشرفته کاملا نمود پیدا کرده است!

مشخصات فنی دستگاه تزریق پلاستیک

 مشخصات فنی دستگاه تزریق پلاستیک به صورت جدول زیر است:

فرآیند کار با دستگاه تزریق پلاستیک

به صورت کلی فرایند کار با دستگاه تزریق پلاستیک ترکیب شگفت انگیزی از فناوری و دقت را آشکار می‌کند. فرآیند کلی کار با دستگاه تزریق پلاستیک به صورت زیر است:

تزریق مواد: مواد پلاستیکی معمولاً در فرم گرانول به داخل سیلندر دستگاه وارد می‌شود. در این مرحله, مواد توسط یک پیستون یا ماردون گرم شده و ذوب می‌شوند.

قالب‌گیری‌: پس از ذوب شدن, مواد پلاستیکی به داخل قالب تزریق می‌شوند. قالب معمولاً از دو نیمه تشکیل شده و زمانی که مواد به داخل آن تزریق می‌شود, این دو نیمه به یکدیگر فشرده می‌شوند.

‌سخت شدن‌: پس از تزریق, مواد پلاستیکی در قالب سرد شده و شکل نهایی را به خود می‌گیرند.

خروج محصول‌: پس از سخت شدن پلاستیک, قالب باز شده و قطعه نهایی از آن خارج می‌شود.

اجزا دستگاه تزریق پلاستیک

کنجکاوی و جستجو در آناتومی‌و ساختار یک ماشین مکانیکی ذوب پلاستیک خالی از لطف نیست و برای افراد زیادی هیجان‌انگیز است. دستگاه تزریق پلاستیک از اجزای مختلفی تشکیل شده است که شامل موارد زیر است:

• واحد تزریق

Hopper: نقطه ورود گلوله‌‌های پلاستیکی, که مواد اولیه برای فرآیند قالب گیری تزریقی هستند. این جایی است که سفر از پلت به قطعه آغاز می‌شود.

بشکه: بخش گرم شده ای که در آن گلوله‌‌های پلاستیکی ذوب می‌شوند. بشکه در ارتباط با نوارهای حرارتی کار می‌کند تا اطمینان حاصل شود که پلاستیک به دمای ذوب مناسب می‌رسد.

نوارهای حرارتی: دور بشکه را گرفته و گرمای لازم را برای ذوب گلوله‌‌های پلاستیکی به شکل مایع فراهم می‌کند.

پیچ: این جزء نقش دوگانه ای دارد. پلاستیک مذاب را برای اطمینان از یکنواختی در مذاب مخلوط می‌کند و پلاستیک را به داخل حفره قالب تزریق می‌کند.

نازل: نقطه خروج پلاستیک مذاب از واحد تزریق به قالب است که از تحویل دقیق مواد مذاب به داخل حفره قالب اطمینان می‌دهد.

• واحد بستن

قالب: قسمتی که به صورت سفارشی طراحی شده است که پلاستیک مذاب را به محصول مورد نظر تبدیل می‌کند.

سیستم بستن: نیمه‌‌های قالب را در طول مراحل تزریق و خنک شدن محکم به هم نگه می‌دارد.

سیستم اجکتور: هنگامی‌که پلاستیک سرد و جامد شد, سیستم اجکتور محصول نهایی را از قالب خارج می‌کند.

• سیستم کنترل

کنترل پنل: مغز دستگاه, اپراتورها را قادر می‌سازد تا تمام پارامترهای فرآیند قالب گیری تزریقی, از جمله دما, فشار و زمان چرخه را تنظیم و نظارت کنند.

• سیستم هیدرولیک

پمپ‌‌ها و موتورها: نیروی مورد نیاز برای عملکرد دستگاه از باز و بسته کردن قالب گرفته تا تزریق پلاستیک مذاب را تامین می‌کند.

سوپاپ‌‌ها و شیلنگ‌‌ها: کنترل جریان سیال هیدرولیک که برای حرکات و اقدامات دقیق دستگاه ضروری است.

• سیستم خنک کننده

کانال‌‌های خنک کننده: این کانال‌‌ها در داخل قالب قرار دارند, مایع خنک کننده را به گردش در می‌آورند تا دمای پلاستیک مذاب را کاهش دهند و انجماد را در محصول نهایی تسهیل کنند.

• گیت ایمنی دستگاه

گیت‌‌های ایمنی: از دسترسی اپراتور به قطعات متحرک دستگاه در حین کار جلوگیری می‌کند و محیط کار ایمن را تضمین می‌کند.

دکمه‌‌های توقف اضطراری: امکان توقف فوری عملکرد دستگاه در مواقع اضطراری را فراهم می‌کند و از اپراتور و دستگاه محافظت می‌کند.

ویژگی‌ها و مزایا و معایب دستگاه تزریق پلاستیک

دستگاه تزریق پلاستیک یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین ماشین‌آلات در صنایع پلاستیک‌سازی است. ویژگی‌ها, مزایا و معایب آن به شرح زیر است:

ویژگی‌های دستگاه تزریق پلاستیک

دقت بالا: دستگاه‌های تزریق پلاستیک به دلیل فناوری پیشرفته خود, قادر به تولید قطعات دقیق با جزییات بالا هستند.

تنوع مواد اولیه: این دستگاه‌ها می‌توانند با انواع مختلفی از مواد پلاستیکی (مانند PP, PE, ABS, PS و ...) کار کنند.

سرعت تولید: فرآیند تزریق پلاستیک به دلیل برخورداری از اتوماسیون و طراحی مناسب, می‌تواند تعداد زیادی از قطعات مشابه را در زمان کوتاهی تولید کند.

قابلیت تولید اشکال پیچیده: با استفاده از قالب‌های مناسب, می‌توان قطعات با اشکال و طراحی‌های پیچیده تولید کرد.

صرفه‌جویی در مصرف مواد: فرآیند تزریق, معمولاً ضایعات کمتری نسبت به سایر روش‌های تولید دارد.

مزایای دستگاه تزریق پلاستیک

کاهش هزینه‌های تولید: با بالا رفتن حجم تولید, هزینه‌های هر قطعه کاهش می‌یابد.

کیفیت مناسب: تولید انبوه با دقت بالا, باعث افزایش کیفیت مطلوب محصولات تولید شده می‌شود.

تنوع محصولات: این دستگاه‌ها می‌توانند برای تولید انواع مختلفی از محصولات, از قطعات کوچک گرفته تا اجزای بزرگ‌تر, مورد استفاده قرار گیرند.

معایب دستگاه تزریق پلاستیک

هزینه‌های اولیه بالا: سرمایه‌گذاری اولیه برای خرید و راه‌اندازی دستگاه تزریق پلاستیک معمولاً بالا است.

نیاز به قالب‌های خاص: برای تولید هر نوع محصول, نیاز به قالب‌های خاصی است که خود هزینه و زمان بیشتری را می‌طلبد.

محدودیت در طراحی: برخی از طراحی‌های بسیار پیچیده ممکن است نیاز به تکنیک‌های خاصی داشته باشند که در دستگاه‌های تزریق معمولی ممکن است قابل‌اجرا نباشند.

تحمل دما: برخی از مواد پلاستیکی ممکن است در دماهای بالا تحت تأثیر قرار بگیرند و خواص خود را از دست بدهند.

کاربرد دستگاه تزریق پلاستیک در صنایع مختلف

این دستگاه با استفاده از حرارت و فشار, پلاستیک را ذوب کرده و آن را به قالب‌های مختلف تزریق می‌کند. از آنجایی که پلاستیک‌ها در صنایع گوناگون کاربرد فراوانی دارند, دستگاه‌های تزریق پلاستیک نیز به عنوان ابزاری اساسی در تولید قطعات و محصولات مختلف شناخته می‌شوند. از جمله کاربردهای دستگاه تزریق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنعت خودروسازی

در صنعت خودروسازی, قطعات پلاستیکی مانند داشبورد, پنل‌های درب, و ساختار داخلی خودرو از طریق دستگاه‌های تزریق پلاستیک تولید می‌شوند. استفاده از پلاستیک در این بخش به کاهش وزن خودرو و در نتیجه بهبود مصرف سوخت کمک می‌کند.

• صنعت الکترونیک

در این صنعت, دستگاه‌های تزریق پلاستیک برای توليد محفظه‌های الکترونیکی, سوکت‌ها, و بسیاری از قطعات دیگر به کار می‌روند. این قطعات باید دارای ویژگی‌های خاصی مانند عایق بودن, مقاومت در برابر حرارت و استحکام باشند که پلاستیک مناسب‌ترین گزینه برای این ویژگی‌ها است.

• صنعت بسته‌بندی

در صنعت بسته‌بندی, از تزریق پلاستیک برای تولید بطری‌ها, قوطی‌ها و بسته‌بندی‌های مختلف استفاده می‌شود. این محصولات به دلایلی نظیر داشتن توجیه اقتصادی و عدم آسیب زدن به محیط زیست گزینه بسیار خوبی هستند, چرا که بازده تولید بالا و هزینه‌های پایین‌تری دارند.

• صنعت پزشکی

در این صنعت, دستگاه‌های تزریق پلاستیک برای تولید ابزارآلات و تجهیزات پزشکی مانند سرنگ‌ها, ظروف آزمایش, و محفظه‌های دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تضمین کیفیت و استریل بودن این محصولات بسیار حائز اهمیت است.

• صنعت ساختمانی

در صنعت ساختمان‌سازی, از تزریق پلاستیک برای تولید قطعات نظیر لوله‌های PVC, اتصالات و دیگر اجزای ضروری استفاده می‌شود. این قطعات به دلیل مقاومت در برابر آب و شرایط جوی, گزینه‌ مناسبی برای ساخت و ساز به شمار می‌آیند.

• صنعت مصرفی

علاوه بر صنایع بزرگ, دستگاه تزریق پلاستیک کاربردهای فراوانی در تولید لوازم خانگی, اسباب بازی‌ها و ملزومات روزمره دارد. این محصولات شامل انواع گلدان, ظروف پلاستیکی, و لوازم جانبی مختلف هستند.

انواع دستگاه تزریق پلاستیک بر اساس تناژ و گرماژ

دستگاه تزریق پلاستیک بر اساس قدرت گیره یا تناژ انواع مختلفی دارد که به صورت کامل در جدول زیر ذکر کرده‌ایم:

کاربرد دستگاه تزریق پلاستیک بر اساس ظرفیت

برخی کارخانه‌داران تمایل دارند دستگاه تزریق پلاستیک را بر اساس ظرفیت تولیدی محصول خود انتخاب کنند. بنابراین باید با کاربرد دستگاه تزریق در ظرفیت‌های مختلف آشنا بود تا انتخاب بهتری صورت گیرد. دستگاه‌های تزریق پلاستیک بر اساس ظرفیت و اندازه‌های مختلف به منظور تولید قطعات پلاستیکی در صنایع مختلف کاربرد دارند. انواع مختلف این دستگاه‌ها با توجه به ظرفیت آن‌ها به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

به طور کلی, انتخاب دستگاه تزریق پلاستیک بر اساس ظرفیت و نیاز تولید, بستگی به نوع محصول, تعداد قطعات مورد نیاز و مواد مورد استفاده دارد؛ هر چه ظرفیت دستگاه بالاتر باشد, توانایی تولید قطعات بزرگ‌تر و پیچیده‌تر افزایش می‌یابد.

مصرف برق دستگاه های تزریق پلاستیک به عوامل مختلفی بستگی دارد, و با توجه به نوع پلاستیک, نوع دستگاه تزریق, سرعت تولید میتواند متفاوت باشد, با توجه به تکنولوژی روز دنیا و ساخت دستگاه های تزریق پلاستیک, مصرف برق آنها تا میزان قابل بهبود کاهش پیدا کرده است.

مصرف برق دستگاه تزریق پلاستیک

با توجه به نوع دستگاه ها و با توجه به کارایی آنها, میتوان میزان برق مصرفی آنها را تا حدودی و تقریبی اندازه گیری کرد, برای مثال دستگاه های هیدرولیکی معمولا مصرف برق بالاتری دارند زیرا برای عملکرد خود نیاز به پمپ های هیدرولیک دارند, با توجه به اندازه و ظرفیت دستگاه بین 30 تا 100 کیلووات در ساعت, مصرف برق این دستگاه ها است.

دستگاه های الکتریکی, معمولا مصرف برق کمتری دارند و با توجه به کارایی بالاتر آنها معمولا بین 10 تا 50 کلیووات در ساعت, انرژی مصرف میکنند.

دستگاه های دوگانه هیبرید, که ترکیبی از سیستم هیدرولیک و سیستم الکتریکی هستند, مصرف برق بهینه تر و کمتری دارند, معمولا بین 15 تا 70 کیلووات درساعت مصرف برق آنها است.

دستگاه های کوچک معمولا کم مصرف هستند و برای تولیدات کوچک و متوسط طراحی شده اند و مصرف انرژی بهینه دارند, بین 5 تا 20 کیلووات در ساعت  برق مصرف میکند.

دستگاه های با کنترل هوشمند معمولا بین 10 تا 40 کیلووات در ساعت برق مصرف میکنند, و میتوانند با توجه به تکنولوژی های روز دنیا این مصرف برق را  به حداقل ممکن برسانند.

خلاصه محتوا

دستگاه تزریق پلاستیک به عنوان یکی از عوامل کلیدی در فرآیند تولید محصولات پلاستیکی, نقش بسزایی در صنایع مختلف ایفا می‌کند؛ تنوع و گستردگی کاربردهای این تکنولوژی نشان‌دهنده اهمیت آن در بهینه‌سازی فرآیندهای تولیدی و کاهش هزینه‌ها است. با پیشرفت تکنولوژی و نوآوری‌های جدید, انتظار می‌رود که استفاده از این دستگاه‌ها در صنایع مختلف افزایش یابد و کاربردهای جدیدی را به خود اختصاص دهد.