تزریق پلاستیک دو جنس (دو شات) چیست؟ کاربردها، مزایا و نکات طراحی
مقدمه
دنیای تولید قطعات پلاستیکی هر روز در حال پیشرفت است. یکی از نوآوری‌هایی که باعث تحول در این حوزه شده، تزریق پلاستیک دو جنس یا همان قالب‌گیری دو شات است. این فناوری به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا دو ماده در یک قالب تزریق کنند و قطعاتی با ویژگی‌های ترکیبی، مقاومت بالا و طراحی جذاب بسازند.
از تزریق دو رنگ پلاستیک برای زیبایی و برندینگ گرفته تا ترکیب پلاستیک سخت و نرم در یک قطعه برای افزایش کاربری، این روش توانسته جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف پیدا کند.
تزریق پلاستیک دو جنس چیست و چگونه انجام می‌شود؟
تزریق پلاستیک دو جنس (Two-shot injection molding) فرآیندی است که در آن دو نوع ماده پلاستیکی یا دو رنگ متفاوت به‌صورت متوالی و در یک چرخه تولید، داخل یک قالب تزریق دو متریاله وارد می‌شوند. این فرآیند با استفاده از ماشین تزریق دو شات انجام می‌گیرد که دارای دو واحد تزریق مجزا است.
مراحل کلی فرآیند:
- تزریق ماده اول: ماده اولیه وارد قالب شده و بخش اول قطعه شکل می‌گیرد.
- چرخش یا جابه‌جایی قالب: پس از شکل‌گیری بخش اول، قالب یا قطعه جابه‌جا می‌شود تا فضای تزریق دوم باز شود.
- تزریق ماده دوم: ماده دوم (با رنگ یا جنس متفاوت) تزریق شده و به بخش اول می‌چسبد.
- خنک‌کاری و خروج قطعه: قطعه نهایی با دو جنس یا دو رنگ مختلف از قالب خارج می‌شود.
این روش برخلاف مونتاژ دستی یا استفاده از چسب، اتصال بسیار قوی بین دو بخش ایجاد می‌کند و برای تولید قطعات ترکیبی پلاستیک با کیفیت بالا ایده‌آل است.
تفاوت تزریق پلاستیک دو شات و تک شات
اگر بخواهیم به‌طور ساده توضیح دهیم:
- تزریق پلاستیک تک شات یعنی فقط یک ماده (با یک رنگ یا یک نوع پلاستیک) در قالب تزریق می‌شود.
- تزریق پلاستیک دو شات یعنی دو ماده یا دو رنگ پلاستیک به‌صورت متوالی و در یک قالب‌گیری، تزریق و ترکیب می‌شوند.
تفاوت‌های اصلی:
۱) تنوع طراحی
- در تک شات، محدودیت رنگ و جنس وجود دارد.
- در دو شات، می‌توان پلاستیک سخت و نرم در یک قطعه یا حتی قالب‌گیری همزمان دو رنگ پلاستیک داشت.
۲) زمان و فرآیند تولید
- تک شات ساده‌تر و سریع‌تر در راه‌اندازی است.
- دو شات نیاز به تجهیزات خاص و مراحل بیشتر دارد ولی در تولید انبوه سریع و اقتصادی است.
۳) استحکام اتصال
- در مونتاژ جداگانه یا تک شات چند قطعه‌ای، اتصال مکانیکی یا چسبی ممکن است ضعیف شود.
- در دو شات، اتصال شیمیایی بین دو ماده ایجاد می‌شود که بسیار مقاوم است.
۴) هزینه تولید
- هزینه راه‌اندازی دو شات بیشتر است (به دلیل قالب و ماشین‌آلات خاص).
- اما در تیراژ بالا، فناوری دو شات در تولید انبوه هزینه تمام‌شده را کاهش می‌دهد.
مزایا و معایب قالب‌گیری دو شات
مزایا
۱) ترکیب چند خاصیت در یک قطعه
مثلاً یک دسته ابزار که بدنه‌اش از پلاستیک سخت (برای استحکام) و روکش آن از پلاستیک نرم (برای راحتی دست) ساخته شده باشد.
۲) زیبایی و جذابیت ظاهری
تزریق دو رنگ پلاستیک امکان طراحی‌های خلاقانه و جذاب را فراهم می‌کند.
۳) کاهش مراحل مونتاژ
نیازی به اتصال قطعات مجزا با چسب یا پیچ نیست.
۴) افزایش دقت و کیفیت
با قالب تزریق دو متریاله می‌توان قطعاتی با جزئیات دقیق و اتصال محکم تولید کرد.
۵) مقاومت در برابر سایش و ضربه
استفاده از دو ماده متفاوت باعث عملکرد بهتر در شرایط سخت می‌شود.
معایب
۱) هزینه اولیه بالا
طراحی و ساخت قالب دو جنس و خرید ماشین تزریق دو شات سرمایه‌گذاری بیشتری می‌خواهد.
۲) محدودیت در انتخاب مواد
همه پلاستیک‌ها با هم سازگار نیستند، باید ترکیب‌هایی انتخاب شوند که به‌خوبی به هم بچسبند.
۳) نیاز به تخصص
اپراتور و طراح باید با اصول تولید قطعات دو متریاله آشنا باشند تا مشکلاتی مثل عدم چسبندگی رخ ندهد.
۴) پیچیدگی تعمیر و نگهداری قالب‌ها
به دلیل داشتن بخش‌های متحرک و سیستم‌های تزریق مجزا، نگهداری آن‌ها دشوارتر است.
کاربردهای تزریق پلاستیک دو جنس در صنعت چیست؟
تزریق پلاستیک دو جنس به دلیل انعطاف در طراحی و ترکیب ویژگی‌های مختلف، در صنایع گوناگون کاربرد دارد:
۱) صنایع خودروسازی
تولید کلیدها، دستگیره‌ها، روکش فرمان و اجزای داشبورد با پلاستیک سخت و نرم در یک قطعه برای راحتی و دوام بیشتر.
۲) لوازم الکترونیکی
قاب موبایل، کنترل‌ها و تجهیزات جانبی با تزریق دو رنگ پلاستیک برای زیبایی و مقاومت در برابر ضربه.
۳) صنایع پزشکی
دسته ابزار جراحی، سرنگ‌ها و قطعاتی که نیاز به ضد لغزش دارند.
۴) لوازم خانگی
دسته قابلمه، درب بطری‌های خاص، قطعات ضدآب یا ضدلغزش.
۵) تجهیزات ورزشی
دسته دوچرخه، قطعات تجهیزات باشگاهی و ورزشی که هم استحکام و هم راحتی لمس را دارند.
۶) صنایع بسته‌بندی
درب‌های خاص و بسته‌بندی‌های لوکس با ترکیب رنگ‌ها و مواد متفاوت.
۷) ابزارآلات صنعتی
دسته ابزار دستی که از تولید قطعات دو متریاله بهره می‌برد تا هم مقاومت مکانیکی و هم ارگونومی داشته باشد.
چه موادی در فرآیند دو شات استفاده می‌شوند؟
انتخاب مواد در injection molding دو شات بسیار مهم است، زیرا باید دو ماده انتخابی با هم چسبندگی شیمیایی یا مکانیکی خوبی داشته باشند.
مواد رایج:
۱)ترموپلاستیک‌های سخت
- پلی‌پروپیلن (PP)
- پلی‌کربنات (PC)
- نایلون (PA)
۲) ترموپلاستیک‌های نرم (الاستومر)
- TPE (الاستومر ترموپلاستیک)
- TPU (پلی‌یورتان ترموپلاستیک)
- SEBS (کوپلیمر استایرن-اتیلن-بوتادین-استایرن)
۳) ترکیب پلاستیک سخت و نرم در یک قطعه
- به‌طور مثال، بدنه از پلی‌کربنات و روکش از TPE ساخته می‌شود.
۴) مواد شفاف و رنگی
- برای قالب‌گیری همزمان دو رنگ پلاستیک می‌توان از PMMA یا PC شفاف در کنار یک ماده رنگی استفاده کرد.
۵) پلاستیک‌های مهندسی خاص
- برای کاربردهای صنعتی و خودرویی که نیاز به مقاومت حرارتی یا شیمیایی بالاتری دارند.
ماشین تزریق دو شات
ماشین‌های تزریق دو شات همان دستگاه‌های قالب‌گیری تزریقی هستند که به‌طور خاص برای دو ماده در یک قالب تزریق طراحی شده‌اند.
ویژگی اصلی این دستگاه‌ها داشتن دو واحد تزریق مستقل است که هر کدام می‌تواند یک نوع پلاستیک یا رنگ متفاوت را تزریق کند.
انواع ماشین‌های تزریق دو شات:
۱) ماشین با صفحه چرخان (Rotary platen)
بعد از تزریق اولین ماده، قالب یا بخش قطعه می‌چرخد و موقعیت آن برای تزریق دوم تنظیم می‌شود.
۲) ماشین با جابجایی کشویی (Sliding core)
بخش قالب جابه‌جا می‌شود تا قسمت جدید برای تزریق ماده دوم آماده شود.
۳) ماشین با دو نازل ثابت
هر نازل به بخش جداگانه‌ای از قالب متصل است و تزریق دو ماده بدون جابه‌جایی قالب انجام می‌شود.
۴) مزیت استفاده از این ماشین‌ها:
- سرعت بالا در تولید قطعات دو متریاله
- یکپارچگی بین دو ماده (چسبندگی قوی)
- کاهش نیاز به مونتاژ دستی
طراحی قالب دو جنس
طراحی قالب تزریق دو متریاله مهم‌ترین بخش فرآیند است، زیرا کیفیت اتصال، شکل ظاهری و دقت نهایی قطعه به آن بستگی دارد.
نکات مهم در طراحی قالب دو شات:
- انتخاب محل تزریق هر ماده برای جلوگیری از حبس هوا یا مواد زائد.
- سازگاری حرارتی بین دو ماده برای جلوگیری از تغییر شکل یا انقباض ناهمسان.
- طراحی سیستم راهگاهی (Gate system) مجزا برای هر ماده.
- استفاده از پین‌های موقعیت‌دهنده دقیق برای اطمینان از هماهنگی کامل دو مرحله تزریق.
- پیش‌بینی مسیر خنک‌کاری برای جلوگیری از تغییر ابعاد.
فناوری دو شات در تولید انبوه
در تولید انبوه، فناوری تزریق پلاستیک دو جنس (دو شات) به دلیل کاهش چشمگیر مراحل مونتاژ، بهبود کیفیت نهایی و افزایش بهره‌وری، یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش‌های قالب‌گیری محسوب می‌شود.
برخلاف روش‌های سنتی که شامل تولید دو قطعه جداگانه و سپس چسباندن یا مونتاژ آن‌هاست، در قالب‌گیری دو شات تمام فرآیند در یک چرخه تزریق انجام می‌گیرد. این موضوع باعث حذف فرآیندهای اضافی، کاهش نیروی انسانی و سرعت‌بخشی به تولید می‌شود.
مزایای فناوری دو شات در تولید انبوه
کاهش زمان تولید کلی
- به دلیل ترکیب دو فرآیند تزریق در یک چرخه، زمان کلی تولید هر قطعه به شکل محسوسی کمتر می‌شود.
- خطوط تولید می‌توانند تعداد بیشتری قطعه در زمان کمتر تولید کنند.
افزایش دقت و یکنواختی قطعات
- چون دو بخش قطعه به طور همزمان و با قالب‌گیری دقیق ساخته می‌شوند، هیچ خطای مونتاژی وجود ندارد.
- این موضوع کیفیت و یکپارچگی قطعات را در تمام تیراژ حفظ می‌کند.
کاهش ضایعات مواد
- در فرآیندهای سنتی، برش یا تراشکاری پس از مونتاژ منجر به هدررفت مواد می‌شود.
- در قالب‌گیری دو شات، تمام مواد استفاده‌شده به شکل نهایی و قابل استفاده تزریق می‌شوند.
امکان تولید طرح‌های پیچیده
- طراحی‌هایی که در روش تک شات امکان‌پذیر نیست، با فناوری دو شات قابل اجراست.
- ترکیب رنگ‌ها، ایجاد بخش‌های شفاف و مات در یک قطعه، یا ترکیب پلاستیک سخت و نرم به سادگی انجام می‌شود.
نتیجه‌گیری
استفاده از فناوری دو شات در تولید انبوه، به‌ویژه در صنایع خودروسازی، لوازم الکترونیکی، تجهیزات پزشکی و محصولات مصرفی، منجر به کاهش هزینه‌های نهایی، افزایش سرعت تولید و بهبود کیفیت محصولات می‌شود. همین مزایا باعث شده این روش به یک استاندارد در بسیاری از خطوط تولید مدرن تبدیل شود.
🚀 همین حالا وبلاگ ما را بخوانید!
اگر می‌خواهید بدانید تزریق پلاستیک چیست و چگونه می‌توان کسب‌وکار تولید قطعات پلاستیکی را راه‌اندازی کرد، راهنمای کامل و عملی ما را از دست ندهید. نکات تخصصی، تکنیک‌های تولید و ایده‌های کاربردی برای شروع کسب‌وکار شما در یک مقاله جامع آماده شده است.
مشکلات احتمالی در قالب‌گیری دو جنس
هرچند تزریق پلاستیک دو جنس مزایای زیادی دارد، اما این فناوری بدون چالش نیست. برخی مشکلات رایج شامل:
۱) عدم چسبندگی مناسب بین دو ماده
اگر دو ماده از نظر شیمیایی ناسازگار باشند یا دمای قالب به‌درستی تنظیم نشود، اتصال بین آن‌ها ضعیف خواهد شد.
۲) انقباض متفاوت مواد
هر پلاستیک ضریب انقباض خاص خود را دارد. اگر اختلاف زیاد باشد، تغییر شکل یا ترک‌خوردگی در قطعه ایجاد می‌شود.
۳) مشکل هم‌ترازی در قالب
اگر قالب به‌درستی طراحی یا مونتاژ نشود، تزریق دوم ممکن است به‌طور دقیق روی تزریق اول قرار نگیرد.
۴) مشکل رنگ‌دهی یا تغییر رنگ
در تزریق دو رنگ پلاستیک، مواد ممکن است در مرز اتصال ترکیب شوند و رنگ نهایی ناخواسته ایجاد کنند.
۵)هزینه بالای طراحی و ساخت قالب
قالب تزریق دو متریاله پیچیده‌تر و گران‌تر از قالب‌های تک شات است.
آیا تزریق دو شات برای تیراژ پایین مقرون‌به‌صرفه است؟
- به‌طور کلی، فناوری دو شات در تولید انبوه بهترین بهره‌وری را دارد، زیرا:
- هزینه ساخت قالب بالاست.
- ماشین‌های injection molding دو شات سرمایه‌گذاری اولیه بیشتری نیاز دارند.
اما برای تیراژ پایین، مقرون‌به‌صرفه بودن بستگی به شرایط دارد:
- اگر قطعه طراحی بسیار خاصی داشته باشد که مونتاژ دستی امکان‌پذیر نباشد، حتی در تیراژ پایین هم دو شات می‌تواند توجیه اقتصادی داشته باشد.
- در مواردی که نیاز به دقت و استحکام بسیار بالا باشد (مثلاً قطعات پزشکی یا ایمنی)، ارزش سرمایه‌گذاری را دارد.
جمع‌بندی
قالب‌گیری دو شات یکی از نوآوری‌های مهم در صنعت پلاستیک است که امکان تولید قطعات صنعتی دو متریاله با ترکیب پلاستیک سخت و نرم در یک قطعه یا قالب‌گیری همزمان دو رنگ پلاستیک را فراهم می‌کند.
این روش باعث افزایش کیفیت، کاهش زمان مونتاژ و ایجاد قابلیت‌های طراحی پیشرفته شده است. هرچند هزینه اولیه بالاتری دارد، اما در تولید انبوه، بهره‌وری و بازگشت سرمایه آن بسیار چشمگیر است.
برای مشاوره رایگان، دریافت اطلاعات فنی و قیمت‌های رقابتی،
همین الان روی دکمه زیر کلیک کنید و سفارش خود را ثبت نمایید:
پارسالیت: کارگاه تخصصی طراحی و تولید قالب پلاستیک
پارسالیت یک کارگاه حرفه‌ای در زمینه طراحی و تولید قالب پلاستیک است که با استفاده از دستگاه‌های CNC پیشرفته، قالب‌هایی با دقت بالا و کیفیت صنعتی تولید می‌کند. این کارگاه خدمات خود را به صنایع مختلف ارائه می‌دهد و توانسته نقش مهمی در تولید قطعات صنعتی، لوازم خانگی، قطعات خودرویی و پزشکی ایفا کند.
جایگاه پارسالیت در کارگاه‌های تولید پلاستیک
کارگاه پارسالیت تمامی مراحل تولید قالب و قطعه را درون کارگاه مدیریت می‌کند:
- طراحی دقیق قالب‌ها با نرم‌افزارهای CAD/CAM
- ساخت قالب‌ها با ماشین‌آلات CNC با دقت میکرونی
- تست و نمونه‌سازی قبل از تولید انبوه
این فرآیند باعث افزایش دقت و کیفیت تولیدات و کاهش ضایعات مواد می‌شود.
مزایای کارگاه پارسالیت
۱) تولید متنوع قطعات پلاستیکی
- از قطعات کوچک و ظریف الکترونیکی تا قطعات صنعتی و بزرگ
- امکان تولید با پلاستیک سخت و نرم، دو رنگ و دو جنس
۲) خدمات کاربردی برای صنایع مختلف
- خودروسازی: سپر، داشبورد، روکش فرمان
- لوازم خانگی: بدنه جاروبرقی، ماشین لباسشویی، دسته قابلمه
- پزشکی: محفظه‌های دارویی، ابزار جراحی
۳) صرفه‌جویی در زمان و هزینه تولید
- کاهش ضایعات با استفاده از طراحی و تولید دقیق قالب
- امکان تولید تیراژ بالا بدون افت کیفیت
۴) پشتیبانی از طراحی‌های پیچیده و فناوری دو شات
- قالب‌گیری دو شات، دو رنگ و ترکیب مواد سخت و نرم در یک قطعه
اهمیت پارسالیت در تولید مدرن
با رشد نیاز به قطعات سبک، مقاوم و با طراحی دقیق، کارگاه‌هایی مثل پارسالیت اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. توانایی طراحی و تولید قالب‌های پیچیده با CNC این امکان را فراهم می‌کند که قطعات با کیفیت صنعتی و طراحی پیشرفته تولید شوند، بدون آنکه هزینه یا زمان تولید به شکل قابل توجهی افزایش یابد.