به طور خلاصهوار، در دستگاه تزریق، مواد اولیه شارژ شده به درون محفظه ورودی، ذوب و به محض شکلپذیری کافی، با فشار به داخل حفره قالب تزریق شده که عملیات پر و جامد شدن نیز در انتها به منظور تولید محصول نهایی صورت میگیرد؛ بنابراین، علاوه بر دستگاه قالبگیری تزریقی و مواد خام اولیه، قالب نیز در این فرآیند مورد نیاز است.
در فرآیند تزریق، مواد اولیه به حالت پلت مانند مورد استفاده قرار میگیرند. منظور از پلت، اشکال گلولهای و قرصی شکل هستند که از آنها با نامهای گرانول یا دانههای ریز نیز یاد میشود. شاید مهمترین مسئله مطرح شده در اینجا را پرسش در مورد نوع مواد اولیه مورد استفاده در دستگاه تزریق قالب به خود اختصاص دهد.
انتخاب مواد اولیه برای تزریق قالب شاید در نگاه اول کمی دشوار به نظر آید.
از یک دیدگاه کلی، پلیمرهای ترموپلاستیک یا گرمانرم میتوانند نتایج قابلقبولی در نتیجه تولید با تزریق پلاستیک به دست دهند. این مواد با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی، ایجاد اتصالات و پیوندهای عرضی ذوب میشوند. عملیات ذوب کردن و جامدسازی آنها میتواند به دفعات تکرار شود.
دقت داشته باشید پلیمرهایی با مقاومت کم، عدم توانایی جذب رطوبت و به طور کلی خصوصیات جذب آب ضعیف، چگالی پایین، مقاومت کم در برابر اسید، مقاومت به ضربه، سایش و کششی پایین و انبساط گرمایی پایین کاندیداهای مناسب و ایدهآلی برای استفاده در دستگاه تزریق نیستند. خصوصیاتی به غیر از خصوصیات حرارتی و مکانیکی مانند خواص الکتریکی در برخی از کاربردهای خاص اهمیت مییابند.
تزریق قالب که به عنوان رایجترین، پربازدهترین و کاراترین روش قالبگیری شناخته میشود، یک نوع فناوری بینظیر برای تولید نهایی در مقیاس وسیع است. این عملیات برای نمونههای اولیه نهایی شده که برای عبور از تستها و آزمایشهای گوناگون کنترل کیفی در نظر گرفته میشوند نیز کاربردی است. البته ذکر این نکته نیز ضروری است که در اختیار داشتن چاپگرهای سهبعدی نیز در مراحل کاملا ابتدایی و اولیه طراحی قطعات؛ بدون شک، میتواند از هزینههای گزاف طراحی قطعات کاسته و در کاهش هزینههای کل فرآیند و مقرون به صرفهسازی آن تاثیر بسزایی داشته باشد.
اگر چنانچه تولیدکنندگان، طراحی ابزار مناسب و رویکرد قالبگیری علمی و اصولی را با انجام محاسبات دقیق مهندسی برای بهینهسازی فرآیندها، در دستور کار خط تولید خود قرار دهند، آنگاه قالبگیری از طریق دستگاه تزریق میتواند طراحی، ساخت و تولید پیچیدهترین، پرجزئیاتترین و همتافتهترین قطعات پلاستیکی را به گونهای که کمترین انحراف و خطایی از مدل اصلی به وجود آید، به طور قابلملاحظهای تسهیل نماید.
دقت فوقالعاده در طراحی پیچیدگیها و ریزهکاریها، تکرارپذیری، بازدهی و نرخ خروجی بالا در عین سریع بودن فرآیند تولید (اگرچه میزان زمان مورد نیاز به پیچیدگیها و اندازه قطعه مورد نظر بستگی خواهد داشت، اما تنها 120-15 ثانیه، بین هر چرخه زمان لازم است) و استحکام بالا، از مهمترین مزایای تخصصی و مستقیم و فوایدی نظیر کاهش هدررفت و نیازمندی به نیروی کار کمتر از جمله تاثیرات پنهان و جانبی استفاده از این فرآیند است.
اگر نگاهی به مزایای اشاره شده و هزاران برتری دیگری که توصیف تمامی آنها در این مطلب نمیگنجد داشته باشید، جای هیچ شک و شبههای در استفاده از این روش برای ساخت قطعات باقی نخواهد ماند.
دستگاه موجود در مجموعه نیکیپژوه از برند KSM مدل KSM 140-S است. KSML140
دستگاه تزریق از سه قسمت اصلی واحد تزریق، واحد گیره یا بستن و قالب تشکیل شده است. مواد اولیه پلیمری با وزن و مقدار مشخص وارد محفظهی ورودی قیف مانند که در بالای دستگاه تعبیه شده است ریخته شده و پس از رسیدن از دمای محیط به دمای پیشگرم از انتهای قیف وارد سیلندر تزریق میشوند. داخل این سیلندر، شفتی به نام ماردون (screw) وجود دارد که با حرکت پیچشی مواد را به سمت خروجی سیلندر تزریق هدایت میکند. دور تا دور این سیلندر گرمکننده و المنتهای حرارتی وجود دارند که مواد اولیه پلیمری را بسته به دمای ذوب آنها، به حالت مذاب درمیآورد. واحد گیره به منظور نگهداری قالب در وضعیت و موقعیت بسته و مقاومت در برابر فشار اعمالی در حین عملیات تزریق طراحی شده است تا ماده شارژ شده پس از تزریق و ذوب در واحد تزریق به شکل خاصی که مد نظر است درآید و پس از عملیات کولینگ و سردسازی، باز شده تا محصول نهایی از قالب خارج شود. بخش خارجسازی محصول نهایی که جزئی از واحد گیره یا بستن به شمار میرود، به نام اجکتور شناخته میشود. واحد کنترل الکتریکی و هیدرولیکی نیز وظیفه کنترل قدرت انژکتور، حرکت عملیات تزریق، حرکت پیچشی و حرکت اجکتور را بر عهده دارد.