قالب تزریق پلاستیک

انواع قالب تزریق پلاستیک

۱. انواع قالب بر اساس تعداد حفره (Cavity)

🔹 قالب تک‌حفره‌ای (Single Cavity)

• تولید یک قطعه در هر سیکل

• دقت بالا، مناسب قطعات خاص و گران‌قیمت

🔹 قالب چندحفره‌ای (Multi Cavity)

• تولید چند قطعه یکسان در هر سیکل

• افزایش تیراژ و کاهش هزینه تولید

🔹 قالب خانوادگی (Family Mold)

• تولید چند قطعه غیر یکسان در یک قالب

• مناسب مجموعه قطعات یک محصول

۲. انواع قالب بر اساس سیستم راهگاه

🔹 قالب راهگاه سرد (Cold Runner)

• راهگاه همراه قطعه منجمد می‌شود

• ضایعات بیشتر ولی هزینه ساخت کمتر

🔹 قالب راهگاه گرم (Hot Runner)

• مواد مذاب در راهگاه گرم باقی می‌ماند

• کاهش ضایعات، کیفیت بهتر، قیمت قالب بالاتر

۳. انواع قالب بر اساس صفحه‌ای بودن

🔹 قالب دو صفحه‌ای (Two Plate Mold)

• ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع قالب

• راهگاه و قطعه همزمان جدا می‌شوند

🔹 قالب سه صفحه‌ای (Three Plate Mold)

• جداسازی خودکار راهگاه از قطعه

• مناسب برای تزریق از مرکز یا چند نقطه

۴. انواع قالب بر اساس مکانیزم خروج قطعه

🔹 قالب با پین پران (Ejector Pin)

• رایج‌ترین سیستم خروج قطعه

🔹 قالب با صفحه پران (Stripper Plate)

• مناسب قطعات نازک یا حساس

🔹 قالب با بادی یا هوای فشرده

• برای قطعات ظریف یا شفاف

۵. انواع قالب بر اساس عملکرد خاص

🔹 قالب اینسرت‌دار (Insert Mold)

• تزریق پلاستیک روی قطعه فلزی یا غیرفلزی

🔹 قالب اورمولدینگ (Overmolding)

• تزریق چند ماده روی هم (مثلاً پلاستیک نرم روی سخت)

🔹 قالب دو رنگ / چند رنگ (Multi-shot Mold)

• تولید قطعات چندرنگ یا چند جنس در یک سیکل

۶. قالب بر اساس سیستم خنک‌ کاری

🔹 قالب با خنک‌ کاری معمولی

• کانال‌های مستقیم آب

🔹 قالب با خنک‌ کاری کانفورمال (Conformal Cooling)

• طراحی‌شده با پرینت سه‌ بعدی

• یکنواختی دما و کاهش زمان سیکل

چگونگي طراحي و ساخت قالب تزريق پلاستيك:

۱. بررسی محصول (Product Analysis)

در این مرحله، قطعه پلاستیکی از نظر موارد زیر تحلیل می‌شود:

• جنس پلاستیک (ABS، PP، PC، PA و …)

• ضخامت دیواره‌ها (یکنواختی ضخامت)

• زاویه خروج (Draft Angle)

• نقاط ضعف مانند:

• جمع‌شدگی (Shrinkage)

• تاب‌برداشتگی (Warping)

• خطوط جوش (Weld Line)

📌 خروجی این مرحله: بهینه‌سازی طراحی قطعه برای قالب‌سازی

۲. انتخاب نوع قالب

با توجه به نیاز تولید:

• تک‌ حفره یا چند حفره

• راهگاه سرد یا گرم

• دو صفحه‌ای یا سه صفحه‌ای

• دستی یا تمام‌اتوماتیک

📌 خروجی: کانسپت قالب (Mold Concept)

۳. طراحی قالب (Mold Design)

نرم‌افزارهای رایج:

• SolidWorks

• CATIA

• Siemens NX

• Moldflow (تحلیل جریان)

مراحل طراحی:

1. طراحی Core و Cavity

2. تعیین خط جدایش (Parting Line)

3. طراحی سیستم راهگاه (Runner & Gate)

4. طراحی سیستم خنک‌ کاری

5. طراحی سیستم پران (Ejection System)

6. طراحی سیستم تهویه هوا (Vent)

📌 نکته مهم:

تحلیل Moldflow برای پیش‌بینی:

• مسیر جریان مذاب

• محل مناسب گیت

• زمان پرشدن

• نقاط حبس هوا

۴. انتخاب جنس فولاد قالب

بسته به تیراژ تولید:

• P20 → تیراژ متوسط

• H13 → تیراژ بالا و دمای بالا

• S136 → قطعات شفاف و ضدزنگ

• 718 → کیفیت سطح بالا

📌 انتخاب صحیح فولاد = افزایش عمر قالب

۵. ساخت قالب (Machining & Manufacturing)

مراحل ساخت:

1. CNC فرزکاری خشن و پرداخت

2. وایرکات (Wire EDM)

3. اسپارک (EDM)

4. سوراخ‌کاری کانال‌های آب

5. پولیش یا بافت‌دهی سطح (Texture)

📌 دقت ساخت معمولاً در حد ±۰٫۰۱ میلی‌متر

۶. مونتاژ قالب

• نصب پین‌ها، بوش‌ها، پران‌ها

• مونتاژ صفحات قالب

• کنترل هم‌راستایی و حرکت صحیح

۷. تست قالب (T0 / T1 / Trial)

• تزریق آزمایشی روی دستگاه

• بررسی عیوب قطعه:

• پلیسه

• کم‌پرشدگی

• سوختگی

• تاب‌برداشتگی

📌 اصلاح قالب تا رسیدن به قطعه مطلوب

۸. تحویل نهایی و تولید انبوه

• ثبت پارامترهای تزریق

• آموزش اپراتور

• شروع تولید سری

قالب تزريق پلاستيك مناسب جهت فرايند IML چه ويژگي هايي بايد داشته باشند؟

برای فرآیند IML (In-Mold Labeling)، قالب تزریق پلاستیک باید ویژگی‌های خاصی داشته باشد تا لیبل به‌درستی در قالب ثابت شود، جابجا نشود و با قطعه یکپارچه گردد. در ادامه، مهم‌ترین ویژگی‌های قالب مناسب IML به‌ صورت مهندسی و عملی آورده شده است:

۱. دقت بسیار بالا در Core و Cavity

• تلرانس‌های بسیار دقیق (معمولاً ±۰٫۰۱ mm یا بهتر)

• تطابق کامل سطح لیبل با سطح قالب

• سطح قالب کاملاً صاف و بدون خط یا خش

📌 هرگونه ناهم‌سطحی باعث چروک شدن یا حباب زیر لیبل می‌شود.

۲. سیستم نگهدارنده لیبل (Label Holding System)

روش‌های رایج:

🔹 وکیوم (Vacuum System) ✅ رایج‌ترین

• کانال‌های وکیوم ظریف پشت لیبل

• توزیع یکنواخت مکش

• قابلیت کنترل مستقل هر ناحیه

🔹 الکترواستاتیک

• کمتر رایج

• حساس به رطوبت محیط

📌 وکیوم باید:

• لیبل را کاملاً ثابت نگه دارد

• قبل از تزریق فعال و پس از تزریق آزاد شود

۳. طراحی مناسب کانال‌های وکیوم

• قطر سوراخ‌ها معمولاً ۰٫۳ تا ۰٫۸ میلی‌متر

• تعداد زیاد با توزیع یکنواخت

• جلوگیری از اثرگذاری سوراخ‌ها روی سطح قطعه

📌 طراحی ضعیف = اثر نقطه‌ای روی لیبل (Vacuum Marks)

۴. سیستم تزریق و گیت مناسب IML

• جریان یکنواخت مذاب بدون ضربه به لیبل

• ترجیحاً:

• گیت جانبی یا فیلم گیت

• اجتناب از تزریق مستقیم به پشت لیبل

📌 فشار ناگهانی باعث جابجایی یا پارگی لیبل می‌شود.

۵. سیستم تهویه (Vent) بسیار دقیق

• تهویه مؤثر در اطراف لیبل

• جلوگیری از:

• حبس هوا

• سوختگی

• حباب زیر لیبل

📌 تهویه ضعیف یکی از رایج‌ترین مشکلات IML است.

۶. سیستم پران مناسب و ملایم

• استفاده از:

• Stripper Plate

• Air Eject

• حداقل تماس مکانیکی با سطح لیبل

📌 پین پران معمولی می‌تواند لیبل را خراش دهد یا جدا کند.

۷. کنترل دمای دقیق قالب

• دمای یکنواخت Core و Cavity

• جلوگیری از:

• جمع‌شدگی ناهمگون

• بلند شدن لبه‌های لیبل

📌 معمولاً دمای قالب در IML بالاتر از قالب‌های معمولی تنظیم می‌شود.

۸. جنس فولاد و پرداخت سطح

فولاد پیشنهادی:

• S136 یا 1.2316 (ضدزنگ)

• H13 برای تیراژ بالا

پرداخت سطح:

• پولیش آینه‌ای یا بافت بسیار ظریف

• بدون زبری ناخواسته

📌 کیفیت سطح قالب = کیفیت نهایی لیبل

۹. هماهنگی با ربات یا سیستم تغذیه لیبل

• فضای مناسب برای ورود ربات

• تکرارپذیری موقعیت لیبل

• قفل مکانیکی یا مرجع دقیق (定位)

۱۰. طراحی اختصاصی برای قطعه IML

• معمولاً قالب IML:

• تک‌حفره یا کم‌حفره

• پیچیده‌تر و گران‌تر از قالب معمولی

جمع‌بندی ویژگی‌های کلیدی قالب IML

✅ دقت بسیار بالا

✅ سیستم وکیوم یکنواخت

✅ گیت و مسیر جریان ملایم

✅ تهویه دقیق

✅ پران بدون آسیب به لیبل

✅ کنترل دمای حرفه‌ای

توضيحات تكميلي در خصوص قالب هاي تزريق پلاستيك

دراین بخش، توضیحات تکمیلی و عمیق‌تر درباره قالب‌های تزریق پلاستیک ارائه می‌شود؛ نکاتی که معمولاً در منابع مقدماتی کمتر گفته می‌شوند و برای طراحی، ساخت، بهره‌برداری و عیب‌یابی حرفه‌ای قالب بسیار مهم‌اند.

۱. ملاحظات پیشرفته در طراحی قطعه (DFM / DFA)

قبل از طراحی قالب، باید قطعه برای قالب‌گیری بهینه شود:

نکات کلیدی:

• ضخامت یکنواخت دیواره (اختلاف بیش از ۳۰٪ مشکل‌ساز است)

• حداقل زاویه خروج:

• سطح صاف: ۱°

• سطح بافت‌دار: ۲–۳°

• استفاده از ریب (Rib) به‌جای افزایش ضخامت

• حذف گوشه‌های تیز (Fillet ≥ ۰٫۵× ضخامت دیواره)

📌 ۷۰٪ مشکلات قالب از طراحی نامناسب قطعه ناشی می‌شود.

۲. انتخاب گیت و تأثیر آن بر کیفیت قطعه

نوع و محل گیت مستقیماً روی:

• ظاهر قطعه

• استحکام

• تاب‌برداشتگی

• زمان سیکل

انواع گیت و کاربرد:

• Edge Gate: ساده و ارزان

• Fan Gate: کاهش تنش و تاب

• Pin Gate: مناسب قالب سه‌صفحه‌ای

• Submarine Gate: جداسازی خودکار

• Valve Gate (Hot Runner): بهترین کیفیت ظاهری

۳. راهگاه (Runner)؛ فقط مسیر مواد نیست

• راهگاه بزرگ → اتلاف مواد

• راهگاه کوچک → افت فشار

• طراحی متقارن = پرشدن یکنواخت

📌 در قالب‌های چندحفره، بالانس راهگاه حیاتی است.

۴. خنک‌کاری؛ مهم‌ترین عامل زمان سیکل

• بیش از ۶۰٪ زمان سیکل مربوط به خنک‌کاری است

• فاصله کانال آب از سطح قالب:

• حدود ۱.۵ تا ۲ برابر قطر کانال

خنک‌کاری کانفورمال:

• یکنواختی دما

• کاهش تاب‌برداشتگی

• افزایش هزینه ساخت ولی کاهش هزینه تولید

۵. سیستم پران؛ فراتر از بیرون انداختن قطعه

مشکلات رایج:

• سفیدشدگی (Stress Mark)

• ترک

• خراش سطحی

راهکارها:

• افزایش تعداد پین‌ها به‌جای قطر زیاد

• استفاده از صفحه پران برای قطعات ظریف

• هم‌زمانی کامل حرکت پران‌ها

۶. تهویه (Vent)؛ عامل پنهان کیفیت

• عمق ونت:

• PP, PE: حدود ۰٫۰۳–۰٫۰۵ mm

• ABS, PC: حدود ۰٫۰۲–۰٫۰۳ mm

• محل‌های بحرانی:

• انتهای مسیر جریان

• پشت ریب‌ها

• اطراف اینسرت‌ها

📌 نبود تهویه مناسب = سوختگی، کم‌پرشدگی، حباب

۷. انتخاب فولاد قالب و عملیات حرارتی

• سختکاری صحیح (HRC مناسب)

• تنش‌زدایی پس از ماشین‌کاری خشن

۸. نگهداری و تعمیرات قالب (Mold Maintenance)

اقدامات ضروری:

• تمیزکاری منظم راهگاه و ونت

• روغن‌کاری اجزای متحرک

• ثبت سیکل‌های تولید

📌 قالب بدون نگهداری = افت کیفیت + توقف خط

۹. عیوب رایج تزریق و ارتباط با قالب

جمع‌بندی نهایی

قالب تزریق پلاستیک:

یک ابزار مکانیکی ساده نیست، بلکه یک سیستم مهندسی چندبعدی است که طراحی، مواد، حرارت، حرکت و کنترل را هم‌زمان درگیر می‌کند.