הזרקת פלסטיק היא תהליך ייצור נפוץ לייצור מוצרים מפלסטיק. הוא ידוע בדיוק הגבוה שלו, ביעילות וביכולת לייצר צורות מורכבות בכמויות גדולות. הנה מדריך שלב אחר שלב על איך מיוצרים מוצרים בהזרקת פלסטיק, כולל איורים.
הצעד הראשון בתהליך הזרקת הפלסטיק הוא עיצוב המוצר. מהנדסים ומעצבים משתמשים בכלי עיצוב בעזרת מחשב (CAD) כדי ליצור מודלים תלת-ממדיים של המוצר. העיצוב חייב להיות לא רק אסתטי אלא גם פונקציונלי, חזק ועמיד. לאחר שסיימו את עיצוב המוצר, מתחילים בעיצוב התבנית. מעצבי התבנית משתמשים במודל התלת-ממדי כדי ליצור מבנה תבנית מדויק ומשתמשים בכלי הנדסה בעזרת מחשב (CAE) כדי לדמות את תהליך הזרקת הפלסטיק ולוודא שהפלסטיק המותך ממלא את התבנית באופן אחיד ללא פגמים כמו בועות או שולי פלסטיק. התבנית עשויה בדרך כלל מפלדת עמידה או מאלומיניום ומיוצרת באמצעות עיבוד CNC ועיבוד פריקה חשמלית (EDM).
לאחר שהטופס מוכן, השלב הבא הוא לבחור את חומרי הגלם המתאימים. חומרים נפוצים כוללים פוליפרופילן (PP), פוליאתילן (PE) ופוליקרבונט (PC). בהתאם לדרישות הביצועים של המוצר, ניתן להוסיף תוספים כמו סוכני חיזוק, תמציות צבע ויציבות UV. גרגרי הפלסטיק מוזנים לתוך המיכל של מכונת הזרקה דרך מערכת הזנה אוטומטית ומחוממים למצב מותך. תהליך החימום נשלט על ידי מספר אזורי טמפרטורה כדי להבטיח חימום אחיד וניידות מתאימה. הגדרות הטמפרטורה משתנות בהתאם לנקודת ההתכה של חומר הפלסטיק, בדרך כלל בטווח של 180°C עד 350°C.
ברגע שהפלסטיק מותך, שלב הזרקת הפלסטיק מתחיל. הפלסטיק המותך נדחף דרך בורג מכונת ההזרקה ומוזרק לתוך חלל התבנית בלחץ ובמהירות גבוהים. הפרמטרים המרכזיים בתהליך זה כוללים לחץ הזרקה, מהירות הזרקה, ובקרת טמפרטורת התבנית. טמפרטורת התבנית נשמרת בדרך כלל נמוכה (כ-20°C עד 100°C) כדי לסייע לפלסטיק להתקרר ולהתמצק במהירות לאחר ההזרקה. כל תהליך ההזרקה חייב להסתיים בתוך מספר שניות עד עשרות שניות. אם מהירות ההזרקה איטית מדי, החומר עשוי לא למלא את התבנית באופן אחיד; אם היא מהירה מדי, זה עלול לגרום לעיוות או לבליטות.
לאחר שסיום תהליך הזרקת הפלסטיק, התכת הפלסטיק בתבנית מתחילה להתקרר במהירות. זמן הקירור משפיע ישירות על יציבות המידות ואיכות השטח של המוצר. לתבנית בדרך כלל יש ערוצי קירור דרכם זורמים מים או שמן קירור כדי להסיר חום ולהבטיח קירור מהיר ועיצוב יציב. זמן הקירור תלוי בעובי המוצר, סוג החומר, ועיצוב התבנית. מוצרים עבים דורשים זמני קירור ארוכים יותר, בעוד שמוצרים דקים מתקררים מהר יותר. זמן קירור לא מספיק יכול להוביל לחום שארי פנימי, מה שגורם לעיוות או חוסר יציבות במידות, בעוד שזמן קירור מופרז מפחית את יעילות הייצור. לכן, שליטה על זמן הקירור היא קריטית לשיפור יעילות הייצור ואיכות המוצר.
לאחר שהמוצר הפלסטי התקרר והתקשה, הגיע הזמן להסיר אותו מהתבנית. תהליך זה נקרא הסרה מהתבנית. כדי להבטיח הסרה חלקה מהתבנית, עיצוב התבנית כולל בדרך כלל זווית הטיה על פני השטח האנכיים של המוצר כדי להפחית חיכוך. אם העיצוב אינו מתאים, ההסרה מהתבנית עלולה לגרום לנזק לפני השטח או לעיוות. לאחר ההסרה מהתבנית, המוצר עשוי לדרוש כמה פעולות עיבוד לאחר מכן, כגון חיתוך, חציבה וליטוש, כדי להסיר חומר עודף או פגמים לפני השטח. עבור מוצרים מדויקים, ייתכן שיהיה צורך בטיפולים נוספים לפני השטח כמו צביעה, ציפוי או חקיקה בלייזר כדי לשפר את המראה והפונקציונליות של המוצר.
הצעד הסופי בתהליך הזרקת הפלסטיק הוא בקרת איכות. המוצרים עוברים סדרת בדיקות קפדניות, כולל בדיקות ממדיות, בדיקות חוזק ובדיקות עמידות, כדי להבטיח שהם עומדים בדרישות העיצוב ובתקני התעשייה. עבור מוצרים המיוצרים בכמויות גדולות, יצרנים משתמשים לעיתים קרובות בציוד בדיקה אוטומטי, כגון מכונות מדידה קואורדינטיות (CMM) ומכשירי בדיקה אופטיים, לבדיקות ברמת דיוק גבוהה. עבור מוצרים עם דרישות מיוחדות, כגון חלקי רכב או מכשירים רפואיים, בדיקת האיכות עשויה לכלול גם ניתוח הרכב חומר, בדיקות עמידות בטמפרטורה גבוהה ובדיקות עמידות להזדקנות כדי להבטיח את היציבות והבטיחות של המוצר בסביבות מורכבות.
לאחר שעברו את כל בדיקות האיכות, מוצרי הזרקת פלסטיק נארזים בהתאם לדרישות הלקוח. שיטת האריזה לוקחת בחשבון את מאפייני המוצר, מרחק ההובלה ודרישות הלקוח. המוצרים נשלחים לאחר מכן למיקום המיועד על ידי הלקוח, מה שמסיים את תהליך הייצור כולו.
הזרקת פלסטיק היא תהליך מורכב, וכל שלב הוא קריטי להבטחת איכות המוצר הסופי. על ידי מעקב אחר דיאגרמת זרימת התהליך, יצרנים יכולים לייעל את יעילות הייצור ולהבטיח שהמוצרים עומדים בדרישות השוק. הבנת תהליכים אלה לא רק מסייעת בתכנון תוכניות ייצור יעילות יותר אלא גם מניחה בסיס מוצק לשיפור איכות המוצר.
