مقدمه: یکی از راحت ترین و پرمصرف ترین و مهم ترین روش های رایج برای شکل دادن به پلیمرها (بسپارها) استفاده از ماشین تزریق است. پس از پیدایش و توسعه پلاستیک ها تلاش برای ساخت دستگاههایی که بتوان به وسیله آنها به سادگی مواد اولیه پلاستیک را به شکل دلخواه درآورد آغاز شد و به اختراع ماشین تزریق انجامید. اما قبل از ساخت ماشین های تزریق مدرن امروزی، کار شکل دهی به پلاستیک ها خیلی مشکل بود.

ابتدا قالب هایی با صرف دقت و زحمات بسیار تهیه می شد و در گیره های دستی تعبیه می شد و سیلندری با پیستون روی آن نصب می گردید و اطراف سیلندر را با شعله های آتش، گرم می کردند و پس از ذوب شدن مواد، با فشار فلکه بالای پیستون مواد داخل سیلندر به داخل قالب، تزریق می شد و پس از سرد شدن مواد داخل قالب، گیره ها را باز و تکه های قالب را از هم جدا و محصول تولید شده را از آن خارج می کردند و تمام این مراحل با دست انجام می شد، تا زمانی که ماشین های تزریق مدرن امروزی تولید شدند. اولین دستگاه تزریق که به صورت ابتدایی کار می کرد در آمریکا و در سال 1872 ساخته شد و اولین ماشین تزریق پیشرفته و دارای پیچ نیز در سال 1942 در آمریکا توسط جیمز واتسون (James Watson) به ثبت رسید.

وظیفه اصلی دستگاه ماشین تزریق تبدیل مواد پلاستیک جامد (دانه های ریز یا گرانول های پلیمر) به پلاستیک سیال و روان و انتقال آن به قالب می باشد به نحوی که همیشه مواد سیال آماده تزریق داخل قالب باشند.

انواع دستگاه تزریق:

 

1- عمودی

2- افقی

انواع دستگاه تزریق از جهت سیستم انتقال مواد:

1- پیستونی

2- ماردونی (پیچی)

 

انواع دستگاه تزریق از جهت حرکت صفحه متحرک:

1- دستگاههای بازویی

2- دستگاههای جکی

قسمت های مختلف ماشین تزریق:

1- قسمت تزریق

2- قسمت قالب گیری

 

واحد تزریق

در این واحد عمل ذوب و اختلاط و تزریق مواد انجام می شود. به این ترتیب که ابتدا مواد پلاستیک داخل قیف (Hopper) ریخته شده و از قیف بتدریج بداخل سیلندر (Barrel) راه می یابد و با گردش مارپیچ (Screw) به جلو رانده می شود. پوسته سیلندر بوسیله گرمکن های برقی (Heater) که در طول جدار خارجی سیلندر قرار گرفته اند کاملاً گرم شده به صورت سیال در می آیند و به جلوی سیلندر می رسند. مارپیچ با چرخش به دور خود عمل مواد گیری را (مانند چرخ گوشت) انجام می دهد و یک حرکت افقی نیز رو به جلو دارد. در همین حال یعنی زمانی که مارپیچ به جلو می رود موادی که قبلا در سر سیلندر و پشت سوپاپ جمع شده اند در اثر فشار مارپیچ به داخل قالب (Mold) تزریق می شوند. بعد از مدت معینی که توسط کاربر دستگاه تعیین شده است با قطع فشار پشت مارپیچ و تجدید عمل موادگیری، سیلندر تزریق به عقب برگشت می کند.

اجزای مختلف قسمت تزریق: 

 

1– مارپیچ

2- نازل

3- سیلندر تزریق

4- قیف مواد

5- گرمکن

6- حرارت سنج

7- ترموکوپل

 

واحد قالب گیر (Mold Clamping) قسمت قالب گیر محفظه بزرگی است که قالب و اجزایش روی آن نصب می شوند. واحد قالب گیر دارای 2 قسمت اصلی است: قسمت ثابت و قسمت متحرک قدرت یک دستگاه تزریق برحسب میزان تناژ نیروی دو فک نگهدارنده قالب (حداکثر نیروی وارده به پشت صفحه متحرک) بیان می شود، یک دستگاه تزریق 600 تنی دستگاهی است که نیروی فشارنده این فک ها به قالب بسته تا 600 تن امکان پذیر است. به طور کلی در ماشین های تزریق جهت ایجاد فشار پشت قالب از دو سیستم استفاده می شود: سیستم مکانیکی و سیستم هیدرولیکی.

قالب از یک طرف به مرکز قسمت ثابت و از طرف دیگر به مرکز قسمت متحرک متصل می شود و چون قالب برای به بیرون پراندن قطعه تولید شده همیشه از وسط باز می شود در نتیجه وقتی صفحه مذکور باز می شود نیمی از قالب را با خود به عقب می برد با این کار قطعه تولیدی به بیرون می پرد سپس صفحه متحرک دوباره به جای خود بازگشته و قالب بسته می شود تا عمل تزریق مجدد انجام گیرد. پس از بسته شدن قالب و مستقیم گشتن بازوها با ایجاد فشار (حداقل بیش از فشار تزریق) مواد مذاب را در داخل قالب تزریق حفظ می کند زیرا اگر فشار پشت قالب از فشار تزریق کمتر باشد درز میان دو صفحه قالب، باز شده و مواد پلاستیک به خارج می ریزد و یا دور خارجی قطعه تولید شده پلیسه تشکیل می شود.