به طور کلی، قالب تزریق پلاستیک در اواخر قرن نوزدهم شکل گرفت. اگرچه در آن زمان پیشرفت تکنولوژی و امکانات مانند زمان حاضر وجود نداشت، اما این وضعیت شروع خوبی برای طی کردن مراحل تکامل تزریق پلاستیک به حساب می‌آمد. طی سال‌ها، بحث قالب‌گیری تزریق پلاستیک پیشرفت زیادی داشته و به همین دلیل اکنون جزء صنایع پیشرفته محسوب می‌شود. یکی از روش‌های تزریق پلاستیک، راهگاه گرم یا همان Hot Runner است که همانند دیگر روش‌ها، مزایا و معایب خود را دارد. برای داشتن بهترین فرایند ساخت قالب تزریق پلاستیک، نیاز است که اطلاعات بیشتری در مورد راهگاه گرم داشته باشید. برای این منظور، پیشنهاد می‌شود حتماً این مطلب را به دقت مطالعه کنید.
قالب راهگاه گرم چیست؟
به طور کلی، مفهوم راهگاه گرم به یک سیستم مکانیکی واحد در قالب‌های تزریق پلاستیک اطلاق می‌شود که معمولاً از واحد تزریق ماشین تا حفره را شامل می‌شود. این روش شباهت زیادی به یک سیلندر تزریق درد دارد که به خوبی عایق کاری شده است. یکی از ویژگی‌های بارز این روش حفظ حرارت پلاستیک است؛ به عبارت دیگر، پلاستیک بدون کمترین افت حرارتی و یا آسیب رساندن به داخل حفره، از طریق راهگاه گرم وارد قالب می‌شود. برای گرم کردن قالب، از یک سیستم به نام منیفولد استفاده می‌شود و برای تنظیم درجه حرارت، از منیفولد استفاده می‌شود که به خوبی درجه دمای سیلندر گرمایشی را حفظ کند.
به عبارت دیگر، در روش قالب‌گیری راهگاه گرم، جریان مذاب از قسمت نازل واحد تزریق تا بخش گیت تزریق قالب ادامه دارد و این فرایند توسط منیفولد انجام می‌شود. از طریق منیفولد پلاستیکی که حالت مذاب پیدا کرده، ابتدا به سمت نازل‌ها و سپس به قسمت‌های حرفه‌ای وارد می‌شود. این سیستم راهگاه گرم هم به دو دسته کلی تقسیم می‌شود که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- راهگاه گرم با گرمکن داخلی
- راهگاه گرم با گرمکن خارجی
تفاوت این راهگاه‌های گرم در بحث کنترل بهتر و دقیق‌تر دمای قالب است. زیرا سیستم راهگاه گرم با گرمکن خارجی قادر است دمای قالب را بسیار دقیق‌تر نسبت به روش راهگاه گرم با گرمکن داخلی تنظیم کند. این اهمیت بالایی برای موادی که نیاز به رعایت دمای دقیق دارند و در تولید آن‌ها حساسیت به دما بسیار زیاد مطرح می‌شود، دارد و از روش دوم بهره گرفته می‌شود. با این حال، این به این معنی نیست که راهگاه گرم با گرمکن داخلی هیچ مزیتی نداشته و نتواند به طور کلی مفید باشد. در واقع، در بحث کنترل بهتر جریان مذاب پلاستیک، راهگاه گرم با گرمکن داخلی بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد و عالی‌تر است. ما در روش راهگاه گرم با گرمکن داخلی می‌توانیم کنترل بسیار بهتری در جریان مذاب پلاستیک داشته باشیم.
یکی از مسائل مهم دیگری که در روش راهگاه گرم مطرح می‌شود، عدم به وجود آمدن ضایعات در این روش است. زیرا با استفاده از این روش، می‌توان تولید محصولات پلاستیکی بدون ضایعات را پیش‌بینی کرد. این به این دلیل است که پس از باز شدن قالب، فقط قطعه اصلی از آن جدا شده و دیگر هیچ ضایعاتی را در آن مشاهده نمی‌شود. دقت تولید قطعات نیز در روش راهگاه گرم بسیار بالاتر بوده و معمولاً قطعه به هنگام تولید آسیب خاصی نمی‌بیند. این در حالی است که ممکن است با استفاده از روش‌های دیگر، ضایعات و یا آسیب‌های زیادی به قطعه وارد شود.
در چنین شرایطی احتمالاً بارها بخشی از قالب‌گیری یا تولید قطعه مجدداً انجام می‌شود، که به طبع باعث افزایش زمان، انرژی، و هزینه‌های اضافی خواهد شد. علاوه بر این نکات، استفاده از راهگاه گرم بهترین راه برای تزریق قطعات بسیار بزرگ است. این به دلیل این است که می‌توان از طریق راهگاه گرم، مواد پلاستیکی را از طریق چندین دروازه به حفره وارد کرد. در نتیجه، با استفاده از این روش، می‌توان قطعات پلاستیکی بسیار بزرگ تولید کرد. این در حالی است که در روش‌های دیگر قالب‌گیری، این امکان برای تولید کنندگان فراهم نمی‌شود.
یک نوع سیستم دیگر در راهگاه‌ها وجود دارد که به دلیل شباهت زیاد به راهگاه گرم، ممکن است به اشتباه شناخته شود. این سیستم به نام راهگاه عایق‌بندی شده یا Insulated Runner شناخته می‌شود. در روش راهگاه عایق‌بندی شده، پیچیدگی‌های مرتبط با راهگاه گرم به چشم نمی‌آید، زیرا این روش نسبت به راهگاه گرم ساده‌تر است. در این روش، برای نگه‌داشتن پلاستیک در حالت مذاب، مجدداً حرارت نمی‌دهیم، بلکه از روش عایق‌بندی برای جلوگیری از از دست دادن حرارت پلاستیک مذاب استفاده می‌کنیم. در نتیجه، پلاستیک در دمای اولیه خود باقی می‌ماند. این روش برای تولید تعداد محدودی از قطعاتی که ساختار نیمه کریستالی دارند و به دلیل ضریب هدایت حرارتی پایین آن‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
| میتونید الان خرید کنید: میکسرمواد پلاستیک |
مزایا و امتیازات سیستم راهگاه گرم
همانگونه که پیشتر بیان شد، گزینه‌های متعددی برای تولید قطعات پلاستیکی در دسترس هستند و هرکدام از این روش‌ها ممکن است مزایا و نقاط ضعف خود را داشته باشند. تولیدکنندگان قطعات پلاستیکی نیز با تحلیل دقیق این مزایا و نقاط ضعف و با در نظر گرفتن نوع خاص قطعه که می‌خواهند تولید کنند، یکی از روش‌های قالب‌گیری را انتخاب می‌کنند. در ادامه، برخی از امتیازات متنوع این سیستم راهگاه گرم برای قالب‌گیری قطعات پلاستیکی ذکر شده است:
- کاهش زمان سیکل تولید
- تولید کاملاً اتوماتیک قطعات بدون نیاز به ربات‌های انتقال راهگاه
- حذف ضایعات و خسارت به قطعات
- ایجاد جریان مذاب متوازن در حین قالب‌گیری
- قابلیت تولید قطعات بزرگ از طریق چندین دروازه تزریق
- کاهش ضخامت جداره‌ها به دلیل فشار کمتر در فرآیند تزریق
- حداقل فرورفتگی بر روی قطعات
- امکان قرار دادن دروازه تزریق در نقاط مختلف روی قطعه
نقاط ضعف و مشکلات سیستم راهگاه گرم
- مشکلات در تغییر رنگ مواد :سختی در تغییر رنگ مواد پلاستیک در فرآیند تولید.
- هزینه بالای قالب : هزینه بسیار بالای تهیه و نگهداری قالب‌های مورد استفاده در این سیستم.
- ناسازگاری با قطعات حساس به حرارت:عدم انطباق مناسب با قطعاتی که حساسیت بالایی به تغییرات حرارتی دارند.
- زمان‌بر بودن فرآیند تعمیرات:مصرف زمان بسیار بالا برای انجام تعمیرات و پیچیدگی در مراحل تعمیر قالب.
- هزینه بالای نگهداری و تعمیرات:هزینه‌های بالای مرتبط با نگهداری و تعمیرات دوره‌ای قالب‌ها.
- توجه به این نقاط ضعف، تولیدکنندگان در انتخاب روش قالب‌گیری باید به دقت مزایا و معایب هر سیستم را مد نظر داشته باشند.
سیستم‌های ترکیبی (گرمایش داخلی-خارجی)
استفاده از مکانیزم در پی ترکیب مواد درون سیستم‌های گرمایش داخلی-خارجی در پی تحقیق در زمینه ترکیب مواد پلاستیکی بر اساس خواص و استحکام آنان است. با توجه به ویژگی‌های خاص هر ماده، این ترکیبات توانمندی‌های منحصر به فردی را ایجاد می‌کنند. به عنوان مثال، ترکیب مواد درون سیستم‌های گرمایش داخلی-خارجی توانایی تحمل افزایش وزن در مقابل ضربه را افزایش می‌دهد. با توجه به نیازمندی‌های این سیستم‌ها، تحقیقات در زمینه بهینه‌سازی مواد در این ترکیبات مورد توجه قرار گرفته است.
ترکیب‌هایی که از راهگاه‌ها و سوراخ‌های کوچک در مراحل مختلف تولید استفاده می‌کنند، این امکان را برای ما فراهم می‌سازند تا بهبودهای لازم در مواد قالب‌گیری دهیم. همچنین، ترکیبات متنوعی از زمینه‌های مختلف در این سیستم‌ها به کار می‌روند که از مواد مختلف تا فرآیند تزریق مواد مذاب و ترکیبات راهگاه‌های حرارتی استفاده می‌کنند. این ترکیبات مختلف امکان تولید قطعات با خواص منحصر به فرد و مناسب برای کاربردهای خاص را فراهم می‌کنند.
| بیشتر بدانید: پلاستیک فشرده چیست |
ﻣﻌﯿﺎرهای ﺗﺼﻤﯿﻢ ﮔﯿﺮی ﺑﺮای اﻧﺘﺨﺎب ﺳﯿﺴﺘﻢ راهگاه ﮔﺮم
برای اینکه ﺑﺘﻮان ﺟﻬﺖ ﮐﺎرﺑﺮدس ﺧﺎص، ﺳﯿﺴﺘﻢ راهگاه ﮔﺮم قابل قبولی اﻧﺘﺨﺎب ﮐﺮد، باید به صورت کامل از ﻣﺰاﯾﺎ و ﻣﻌﺎﯾﺐ ﭼﻨﯿﻦ ﻣﮑﺎﻧﯿﺰم هاﯾﯽ اطلاع داشت. اﯾﻦ مکانیزم ها ﺑﻪ ﺗﻔﮑﯿﮏ باید ﺑﻨﻮﻋﯽ ﺑﺎ ﭘﺎراﻣﺘﺮهای ذﯾﻞ ﻗﺎﺑﻞ ﻋﺮﺿﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ:
ﺗﻨﻮع ﮔﺮاﻧﺮوی (وﯾﺴﮑﻮزﯾﺘﻪ) ﻣﻮاد ﺗﺰرﯾﻘﯽ
اﻣﮑﺎن اﺳﺘﻔﺎده و ﻣﺠﺎورت ﺑﺎ ﻣﻮاد ﭘﺎﯾﺪار ﮐﻨﻨﺪه
تغییر رنگ
کارایی با ولتاژ ۲۲۰ یا پایین تر
ﮔﺮﻣﺎﯾﺶ داﺧﻠﯽ ﯾﺎ ﺧﺎرﺟﯽ
ﻫﺪاﯾﺖ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ
ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺗﺤﻮﯾﻞ ﺳﺮﯾﻊ ﺳﯿﺴﺘﻢ راهگاهﯽ
کلام آخر
در حالت کلی، اگر حجم تولید یک محصول قابل توجه باشد و قرار باشد قالب تزریق پلاستیک به صورت دائمی کار کند، هزینه بالای قالب به طور کامل قابل توجیه است و می‌توان از این سیستم استفاده کرد. زیرا در طول مدت تولید، با افزایش تعداد واحدها و صرفه‌جویی در زمان تولید و مواد اولیه، هزینه قالب به تدریج جبران می‌شود و هزینه نهایی به شدت کاهش می‌یابد. اما برای محصولاتی با حجم تولید پایین، استفاده از این سیستم اقتصادی نیست مگر اینکه خود محصول به گونه‌ای پیچیده باشد که قالب‌ساز مجبور به استفاده از این سیستم باشد.
