ساخت و قالب سازی تزریق پلاستیک، طراحی قالب تزریق پلاستیک
خدمات ساخت قالب تزریق پلاستیک زیر مجموعهای از قالب سازی صنعتی(61) است که از طراحی مدل سهبعدی و انتخاب جنس مناسب قالب (مانند فولاد یا آلومینیوم) آغاز میشود و با ماشینکاری، پرداختکاری، مونتاژ اجزا و در نهایت تست و بهینهسازی عملکرد قالب ادامه پیدا میکند. در قالب سازی تزریق پلاستیک، دقت در ساخت حفرهها،ماهیچه ها و سیستمهای راهگاهی اهمیت زیادی دارد تا پلاستیک مذاب بهصورت یکنواخت وارد قالب شده و قطعهای با کیفیت مناسب تولید شود. خدمات قالب سازی تزریق پلاستیک امکان تولید قطعات در تیراژ بالا را فراهم کرده و در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، تجهیزات پزشکی، لوازم خانگی و بستهبندی کاربرد گستردهای دارد.
ساخت قالب تزریق چیست؟
ساخت قالب تزریق پلاستیک، به فرایندی گفته میشود که در طی آن یک قالب فلزی، طراحی و ساخته میشود که مخصوص تولید یک قطعه پلاستیکی مشخص به روش تزریق پلاستیک است. قالب تزریق پلاستیک، ابزاری دقیق است که در فرآیند قالبگیری تزریقی، مذاب پلاستیک را تحت فشار و حرارت، به شکل نهایی قطعه تبدیل میکند. قالب دستگاه تزریق پلاستیک معمولاً از دو نیمه مجزا متحرک و ثابت (ماهیچه و حفره) تشکیل شده است که پس از تزریق ماده و خنک شدن آن، از هم باز میشوند تا قطعه شکلگرفته خارج شود.
تزریق پلاستیک یکی از کارآمدترین تکنیکهای تولید محسوب میشود، زیرا امکان تولید انبوه قطعات پلاستیکی با اشکال پیچیده، تلرانسهای دقیق و کیفیت سطح بالا را فراهم میسازد. طراحی قالب تزریق پلاستیک اولین مرحله از پروسه قالب سازی تزریق است که با هدف خلق یک سیستم پیچیده انجام میشود و باید مقاومت بالایی در برابر سایش، فشار و دما داشته باشد تا طول عمر مفید قالب تضمین گردد.
مراحل قالب سازی تزریق پلاستیک
قالب سازی تزریق پلاستیک فرآیندی دقیق و چندمرحلهای است که برای رسیدن به محصول نهایی باکیفیت انجام میشود. مراحل اصلی آن به شرح زیر است:
1. طراحی و تحلیل قالب: ابتدا با استفاده از مدل سهبعدی قطعه، طراحی قالب آغاز میشود. در این مرحله حفرهها، هستهها، سیستم پران و مسیرهای جریان مواد در نظر گرفته شده و با شبیهسازی و تحلیل تنشهای حرارتی و مکانیکی، عملکرد قالب پیشبینی میشود. گاهی از مهندسی معکوس نیز برای بهبود کیفیت استفاده میشود.
2. انتخاب متریال مناسب: بسته به جنس محصول نهایی و تیراژ تولید، فولاد، آلومینیوم یا برنج برای ساخت قالب انتخاب میشود. انتخاب صحیح متریال تأثیر مستقیمی بر طول عمر قالب و کیفیت قطعه دارد.
3. ماشینکاری و ساخت قالب: پس از نهایی شدن طراحی و انتخاب متریال مناسب، مرحله ساخت فیزیکی قالب آغاز میشود. در این بخش، خدمات برادهبرداری و ماشینکاری (11) نقش اصلی را ایفا میکنند. عملیات مختلفی مانند فرزکاری CNC(112)،تراشکاری، سوراخکاری(1182) بهکار گرفته میشود تا قالب با بالاترین دقت ساخته شود. در موارد خاص نیز از ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) برای ایجاد جزئیات پیچیده استفاده میشود.
4. پرداخت سطوح: پس از اتمام ماشینکاری و برادهبرداری، قالب وارد مرحله سنگزنی(117) و پرداخت سطوح حساس میشود تا دقت ابعادی و کیفیت سطحی مطلوب حاصل گردد. در نهایت، پولیشکاری انجام میشود تا قالب آماده مونتاژ و تست عملکرد شود.
5. مونتاژ و تست اولیه: اجزای قالب مونتاژ شده و عملکرد کلی آن توسط تیم قالب سازی بررسی و آزمایش میشود.
6. آزمایش و تنظیم دستگاه: پیش از تولید انبوه، یک سری تزریق آزمایشی انجام میشود تا تنظیمات مربوط به دما، فشار و زمان چرخه بهطور دقیق ثبت و اصلاح شوند.
7. بازرسی و اصلاحات نهایی: قطعات آزمایشی تولید شده به دقت مورد بررسی قرار میگیرند. در صورت مشاهده هرگونه مغایرت، اصلاحات لازم روی قالب اعمال میشود.
8. تأیید نهایی توسط مشتری: پس از تأیید نمونه تولیدی از سوی مشتری، قالب آماده ورود به مرحله تولید انبوه خواهد بود.
مزایای ساخت قالب تزریق پلاستیک
ساخت قالب تزریق پلاستیک مزایای استراتژیکی را برای تولیدکنندگان به ارمغان میآورد:
- تولید انبوه با تیراژ بالا: قالبسازی تزریق پلاستیک به طور خاص برای تولید انبوه طراحی شده است و میتواند میلیونها قطعه را با سرعت بالا و هزینه پایین تولید کند.
- دقت و یکنواختی ممتاز: قالبهای دقیق تولید شده توسط (ماشین کاری CNC) این قابلیت را فراهم میآورند که قطعات با تلرانسهای بسیار کم، دقت ابعادی بالا و به صورت یکنواخت ساخته شوند.
- انعطافپذیری در طراحی: این فناوری و روش امکان تولید قطعاتی با هندسههای بسیار پیچیده و چندبخشی را میدهد که با سایر روشها ممکن نیست.
- کاهش هزینه بلندمدت: با وجود هزینه اولیه بالا برای طراحی و ساخت قالبهای تزریق پلاستیک، هزینه تمامشده هر قطعه در تیراژ بالا به شدت کاهش مییابد.
معایب و چالشهای ساخت قالب تزریق پلاستیک
سرمایهگذاری در قالبسازی تزریق پلاستیک در کنار مزایای فراوان، چالشها و معایبی نیز دارد که سرمایهگذاران باید به آنها توجه کنند:
- هزینه اولیه سنگین: قیمت طراحی قالبهای تزریق پلاستیک و ساخت آن، بهویژه برای قالبهای پیچیده یا چندحفرهای، میتواند بسیار زیاد باشد.
- زمان تولید طولانی: بسته به پیچیدگی، ساخت یک قالب تزریق پلاستیک میتواند هفتهها یا حتی ماهها به طول انجامد.
- دشواری در اعمال تغییرات: پس از ماشینکاری فولاد قالب، هرگونه اصلاح در طراحی قطعه نیازمند تغییرات پرهزینه و زمانبر در قالب است.
انواع ساخت قالب تزریق پلاستیک
قالبهای صنعتی بر اساس معیارهای متعددی از جمله سیستم تغذیه، تعداد حفرهها و ساختمان صفحات طبقهبندی میشوند که عبارتند از:
ساخت قالب فلزی تزریق پلاستیک
اغلب قالبهای تزریق پلاستیک از فلزاتی مانند فولاد (Steel) یا آلومینیوم ساخته میشوند که به آنها ساخت قالب فلزی تزریق پلاستیک نیز میگویند. فولاد به دلیل سختی بالا و طول عمر زیاد، متداولترین متریال است، به ویژه برای تولیدات انبوه. انتخاب نوع فولاد مانند P20، H13 یا فولاد ضدزنگ (استیل 420) باید بر اساس مقاومت سایشی، پولیشپذیری مورد نیاز و نوع پلاستیک (ساینده یا خورنده بودن) انجام شود. قالب سازی تزریق با استفاده از فولاد مرغوب، تضمین میکند که قالب در برابر فشار، سایش و حرارت فرآیند تزریق مقاومت کند.
ساخت قالب تزریق پلاستیک با CNC
فرزکاری CNC پرکاربردترین روش ماشینکاری در قالب سازی تزریق پلاستیک است. فرز CNC با دقت فوقالعاده بالا، بلوکهای فولادی را ماشینکاری میکند. اجزای دقیق قالب مانند حفرهها، ماهیچهها و سیستمهای خنککننده با استفاده از ماشین کاری CNC، سوراخکاری و سایر فرآیندهای تخصصی نظیر اسپارک یا وایرکات ساخته میشوند تا کمترین خطا در ابعاد نهایی قالبهای صنعتی حاصل شود. امروزه به دلیل اشکال هندسی پیچیده و منحنی اکثر قطعات پلاستیکی، ساخت قالب تزریق پلاستیک اکثرا به کمک دستگاههای CNC انجام میشود.
ساخت قالب تزریق پلاستیک سه بعدی
ساخت قالب تزریق پلاستیک سه بعدی یک راهکار سریع و کمهزینه برای تولید نمونههای اولیه (پروتوتایپ) یا تولیدات بسیار کمتیراژ است. در ساخت قالب تزریق پلاستیک سه بعدی، قالبها معمولاً از رزینهای نوری یا ترموپلاستیکهایی نظیر PLA و ABS ساخته میشوند. مهمترین مزیت ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی، کاهش زمان ساخت و هزینه آن است. اما قالب تزریق پلاستیک ساخته شده با پرینت سه بعدی دارای محدودیتهایی جدی است، از جمله عمر کوتاه (حدود 100 شات)، مقاومت حرارتی پایین و شکنندگی بیشتر نسبت به قالبهای فلزی. بنابراین، ساخت قالب تزریق پلاستیک سه بعدی برای تولید صنعتی انبوه مناسب نیست.
|
انواع ساخت قالب تزیق پلاستیک
|
کاربرد
|
ویژگی
|
|
ساخت قالب فلزی تزریق پلاستیک
|
تولید قطعات پلاستیکی انبوه
|
مقاومت بالا در برابر فشار و سایش، طول عمر زیاد، مناسب برای تولیدات صنعتی
|
|
ساخت قالب تزریق پلاستیک با CNC
|
تولید قطعات دقیق با ابعاد پیچیده
|
دقت بالا، امکان ماشینکاری حفرهها، ماهیچهها و سیستم خنککننده، کمترین خطای ابعادی
|
|
ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی
|
تولید نمونههای اولیه و تیراژ کم
|
زمان و هزینه ساخت پایین، استفاده از رزین یا ترموپلاستیک، عمر کوتاه و مقاومت حرارتی محدود
|
مواد اولیه در ساخت قالب تزریق پلاستیک
برای ساخت قالبهای تزریق پلاستیک، انتخاب مواد اولیه مناسب اهمیت بسیار بالایی دارد؛ زیرا دوام، دقت ابعادی و کیفیت تولید قطعه به جنس قالب بستگی دارد. مهمترین مواد اولیه شامل موارد زیر است:
- فولاد ابزارسازی (Tool Steel): مقاوم و مناسب تیراژ بالا، رایجترین ماده قالبها
- آلومینیوم سخت (Hardened Aluminum): سبک و ارزان، مناسب نمونهسازی و تیراژ پایین
- فولاد نرم / کربنی: برای تولید محدود و آموزشی، ارزان اما کمتر مقاوم
- مس و برنج: برای بخشهای با نیاز به هدایت حرارتی بالا
- پوششهاCoatings)): افزایش مقاومت و طول عمر قالب، مثل TiN یا کروم سخت
کارخانه قالب سازی تزریق پلاستیک، لیست بهترین کارخانههای قالبسازی تزریق پلاستیک
بهترین کارخانه قالب سازی تزریق پلاستیک باید دارای تجربه طولانی، تیم مهندسی قدرتمند و تجهیزات پیشرفته باشد. چنین مجموعهای قادر به ارائه خدمات یکپارچه، شامل مراحل ایده اولیه، طراحی قالب، تحلیل DFM و ساخت و تست قالب تزریق پلاستیک است. کارخانه قالب سازی تزریق پلاستیک معمولا در کنار طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک، خدمات تعمیر و بهبود قالب را نیز ارائه میدهد.
قیمت طراحی قالبهای تزریق پلاستیک به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت طراحی قالب تزریق پلاستیک و ساخت آن، یک مبلغ ثابت نیست و به مجموعهای از عوامل فنی و تجاری بستگی دارد. آگاهی از این عوامل به صنعتگران کمک میکند تا بودجه خود را با دقت بیشتری مدیریت کنند.
1. پیچیدگی هندسی قطعه: هرچه قطعه شکل پیچیدهتری داشته باشد، نیاز به طراحیهای دقیقتر، استفاده از مکانیزمهای جانبی مانند کشوییها (side-actions) و پیچیدهتر و زمان ماشینکاری بیشتری خواهد بود که مستقیماً بر هزینه میافزاید.
2. تعداد کویتی (حفرهها): قالبهای چندکویته (Multi-Cavity) که در هر چرخه چندین قطعه تولید میکنند، به فولاد و پردازش بیشتری نیاز دارند، در نتیجه سفارش ساخت قالب تزریق پلاستیک چندکویتی هزینه بالاتری خواهد داشت.
3. سیستم تغذیه: انتخاب بین قالبهای راهگاه گرم (Hot Runner) و راهگاه سرد (Cold Runner) تأثیر زیادی بر قیمت طراحی قالبهای تزریق پلاستیک دارد. راهگاه گرم به دلیل سیستمهای گرمایشی پیچیده، هزینه اولیه بیشتری دارد، اما در تولید انبوه به صرفهجویی منجر میشود.
4. نوع فولاد قالب: انتخاب فولادهای باکیفیتتر مانند 1.2738 یا H13 که مقاومت سایشی و پولیشپذیری بالاتری دارند، به دلیل هزینه متریال و نیاز به (عملیات حرارتی) تخصصیتر، قیمت را افزایش میدهد,.
5. ابعاد قطعه: قطعات بزرگتر نیاز به فولاد بیشتر، دستگاههای تزریق با تناژ بالاتر و فرآیندهای طولانیتر در خدمات ماشین کاری و براده برداری دارند.
ساخت قالب تزریق پلاستیک ارزان توصیه میشود؟
ساخت قالب تزریق پلاستیک ارزان میتواند یک راهکار اولیه برای پروژههای با بودجه محدود، تیراژ پایین (مانند تولیدات فصلی) یا نمونهسازی باشد. با این حال، صنعتگران باید از چالشهای این رویکرد آگاه باشند.
قالبهای تزریق پلاستیک ارزان قیمت اغلب از فولادهای نامرغوب ساخته میشوند یا در خدمات ماشین کاری و براده برداری و پولیشکاری، دقت کمتری به کار رفته است. این امر منجر به کاهش کیفیت قالب، طول عمر کوتاه و مقاومت پایینتر در برابر فرسایش ناشی از تولید مداوم میشود. همچنین، ممکن است محدودیتهایی در طراحی مانند عدم استفاده از کشوییهای پیچیده و افزایش زمان چرخه تولید را به همراه داشته باشد. در نتیجه، در حالی که ساخت قالب تزریق پلاستیک ارزان میتواند به ورود سریع به بازار کمک کند، برای تولید انبوه و بلندمدت، سرمایهگذاری در خدمات طراحی قالب تزریق پلاستیک با کیفیت بالاتر ضروری است.
کاربردهای خدمات طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک در صنعت
خدمات طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک امروزه تقریباً در تمامی صنایع کاربرد دارد. طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک در تولید انبوه قطعاتی با اشکال مختلف و خواص مکانیکی متنوع، نقش محوری دارد.مهمترین کاربردها عبارتند از:
1. صنایع خودروسازی: تولید قطعات داخلی (داشبورد، رودری، دستهدنده، سینه)، قطعات بیرونی سبک و مقاوم و اجزای فنی
2. صنایع لوازم خانگی: ساخت اجزای پلاستیکی یخچال، ماشین لباسشویی، جاروبرقی، مخلوط کن و سایر لوازم کوچک
3. بستهبندی و ظروف یکبارمصرف: تولید پریفرم بطریها، درب بطری، ظروف یکبار مصرف
4. صنایع الکترونیک و برق: ساخت قاب و بدنه دستگاهها، کلید و پریز، اتصالات و قطعات عایق
5. صنایع پزشکی: تولید سرنگ، لوازم آزمایشگاهی، تجهیزات پزشکی و قطعات استریل
6. صنایع اسباببازی: ساخت قطعات پلاستیکی اسباب بازی
ماشین آلات و دستگاههای مورد استفاده در قالب سازی تزریق پلاستیک
کارخانه قالب سازی تزریق پلاستیک برای ارائه خدمات خود، نیازمند مجموعهای کامل از ماشینآلات پیشرفته است که امکان دقت و سرعت در ساخت قالب تزریق پلاستیک را فراهم آورد. این ماشین آلات عبارتند از:
1. ماشینهای براده برداری CNC : شامل ماشینهای فرزCNC و ماشین تراش CNC که برای شکلدهی فولاد با دقت بالا و در حجم زیاد استفاده میشوند.
2. ماشینهای تخلیه الکتریکی : دستگاههای تخلیه الکتریکی (اسپارک) برای ایجاد حفرهها و جزئیات پیچیدهای که با فرزکاری CNC قابل دسترسی نیستند، ضروری هستند. وایرکات برای برش دقیق صفحات قالب استفاده میشود.
3. تجهیزات اندازهگیری: دستگاههای CMM برای کنترل کیفیت و اطمینان از صحت ابعادی اجزای قالب، پس از ماشین کاری حیاتی هستند.
.4تجهیزات جانبی: شامل دستگاههای سنگزنی برای پرداخت نهایی سطوح و تجهیزات عملیات حرارتی جهت بهبود خواص مکانیکی فولاد قالب
اصول مهم در طراحی قالب تزریق پلاستیک
طراحی قالب تزریق پلاستیک حساسترین مرحله تولید است و موفقیت آن در گرو رعایت اصول مهندسی دقیق است. این اصول که به عنوان DFM (طراحی برای قابلیت تولید) شناخته میشوند، شامل موارد زیر هستند:
- ضخامت دیواره: ضخامت دیواره یکنواخت، یکی از مهمترین ملاحظات طراحی است که باعث خنک شدن ثابت و انقباض یکنواخت میشود. دیوارههای بیش از حد ضخیم، زمان چرخه را افزایش داده و باعث ایجاد حفره و فرورفتگی (sink) میشوند. دیوارههای بیش از حد نازک نیز ممکن است مانع پر شدن کامل قالب (short shots) شوند.
- زاویهی خروج (Draft Angle): این زاویه (Draft) یک شیب ملایم است که برای دیوارههای عمودی قطعه در نظر گرفته میشود تا قطعه بتواند به آسانی از قالب خارج شود و از ایجاد خراش یا آسیب به قالب جلوگیری شود.. زوایای شعاعی: استفاده از گوشههای گرد (Fillets) به جای لبههای تیز، باعث کاهش تمرکز تنش در قطعه شده، به جریان یافتن بهتر ماده مذاب کمک میکند و هزینههای قالب سازی (که در صورت وجود گوشههای تیز، نیازمند ماشینکاری تخلیه الکتریکی است) را کاهش میدهد.
- استحکامبخشی: برای افزایش استحکام قطعات با دیواره نازک، از تیرکهای نگهدارنده (Ribs) و برجستگیها (Bosses) استفاده میشود. ضخامت تیرکها باید بهینه و معمولاً بین 50% تا 60% ضخامت دیواره اصلی باشد تا از فرورفتگی سطح مقابل جلوگیری شود.
- خطوط جدایش (Parting Lines): جدایش محلی است که دو نیمه قالب به هم میرسند و خط فیزیکی ایجاد شده باید در محلی قرار گیرد که کمترین دید را داشته باشد.
- سیستمهای راهگاه و گیت: گیتها (Gates) محل ورود پلاستیک مذاب به حفره قالب هستند و محل قرارگیری آنها بر کیفیت نهایی (مانند رد گیت، خطوط جوش، یا تاب برداشتن) تأثیر حیاتی دارد,. انواع مختلف گیتها (مانند گیت لبهای، هات تیپ، سابمارین یا اسپرو) بسته به شکل قطعه و نیاز به زیبایی ظاهری انتخاب میشوند.
بهترین شرکت ارائه خدمات قالب سازی تزریق پلاستیک
در آرشیو صنعت میتوانید شرکتهای معتبر و فعال در زمینه طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک را بیابید. آرشیو صنعت به شما کمک میکند تا متناسب با نوع محصول و تیراژ تولید، بهترین مجموعه را انتخاب کنید. همچنین امکان مشاهده رزومه شرکتهای قالب سازی تزریق پلاستیک، دریافت مشاوره تخصصی و ارتباط مستقیم با کارشناسان آن شرکت فراهم است.
مزایای دریافت خدمات طراحی قالب تزریق پلاستیک از آرشیو صنعت
- صرفهجویی در زمان برای یافتن شرکت یا کارگاه متخصص در قالب سازی تزریق پلاستیک
- دسترسی به تیمهای مهندسی حرفهای و مجهز به تکنولوژی روز
- امکان بررسی و مقایسه کیفیت و قیمت خدمات قبل از سفارش
- ارتباط مستقیم و بدون واسطه با شرکتهای ارائهدهنده خدمات
سفارش ساخت قالب تزریق پلاستیک در آرشیو صنعت
برای سفارش ساخت قالب تزریق پلاستیک کافی است از طریق پروفایل شرکتها در آرشیو صنعت، به اطلاعات تماس دسترسی پیدا کنید و با مجموعه موردنظر ارتباط بگیرید. این سامانه بستری شفاف برای معرفی خدمات و تخصص شرکتها فراهم کرده و مسئولیت صحت اطلاعات بر عهده صاحبان پروفایل است.
سوالات متداول در مورد خدمات ساخت قالب تزریق پلاستیک
قالب سازی تزریق چیست؟
قالب سازی تزریق فرآیندی است که طی آن قالبهای فلزی دقیق برای تولید قطعات پلاستیکی با استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک طراحی و ساخته میشوند. این قالبها باعث تولید قطعات با کیفیت، تکرارپذیری بالا و سرعت تولید مناسب میشوند.
برای سفارش طراحی قالب تزریق پلاستیک چه اطلاعاتی باید ارسال شود؟
برای ثبت سفارش طراحی قالب معمولاً اطلاعات زیر مورد نیاز است:
- نقشه فنی یا فایل CAD قطعه
- جنس پلاستیک مصرفی
- تیراژ و حجم تولید
- جزئیات ابعادی و تلرانسها
- اطلاعات مربوط به دستگاه تزریق و شرایط تولید
هزینه ساخت قالب تزریق پلاستیک در تهران چگونه تخمین زده میشود؟
هزینه قالب تزریق پلاستیک به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
- اندازه و پیچیدگی قالب
- جنس فلز قالب و قطعات مصرفی
- تیراژ تولید
- دقت ابعادی و تلرانسهای مورد نیاز
- تجهیزات و فناوری مورد استفاده در کارگاه
قالب تزریق پلاستیک دست دوم چگونه ایجاد میشود؟
قالب تزریق پلاستیک دست دوم معمولاً از قالبهای استفادهشده و بازرسیشده تهیه میشود. پس از تعمیر و بازسازی قطعات آسیبدیده، قالب برای تولید مجدد قطعات مشابه آماده میشود.
قالب تزریق پلاستیک خانگی چیست؟
قالب تزریق پلاستیک خانگی نوعی قالب کوچک و ساده است که برای تولید قطعات پلاستیکی در حجم محدود و با دستگاههای تزریق کوچک (مینیتزریق) استفاده میشود. قالب تزریق پلاستیک خانگی معمولاً برای پروژههای آموزشی، نمونهسازی و تولید کمحجم کاربرد دارند.