ریخته‌گری تحت فشار و قالب تزریق پلاستیک (Injection Molding) دو فرآیند تولیدی هستند که در صنایع مختلف به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از مواد و محصولاتی که ما در خانه‌ها، دفاتر کار، و سایر اماکن استفاده می‌کنیم، با استفاده از یکی از این تکنیک‌ها تولید می‌شوند. به‌طور مثال، اسباب‌بازی‌های کودکان شما با قالب تزریق پلاستیک و سینک‌های آشپزخانه با ریخته‌گری تحت فشار ساخته می‌شوند.
در حالی که این فرآیندها شباهت‌های زیادی دارند، تفاوت‌هایی نیز میان آن‌ها وجود دارد. ممکن است سوالاتی در ذهن شما پیش بیاید. تفاوت دایکاست و قالب تزریق پلاستیک چیست؟ کدام یک بهتر است؟ کدام یک ارزان‌تر است؟ یا شاید سوالات دیگری. نگران نباشید. در ادامه با مقایسه دقیق ریخته‌گری تحت فشار و قالب تزریق پلاستیک همراه شما هستیم.
قالب تزریق پلاستیک چیست؟
قالب تزریق پلاستیک شباهت زیادی به ریخته‌گری تحت فشار دارد، با این تفاوت اساسی که مواد استفاده‌شده در آن متفاوت است. در قالب تزریق پلاستیک از پلاستیک و پلیمرهای دیگر استفاده می‌شود. این فرآیند شاید رایج‌ترین فرآیند تولیدی برای ساخت وسایل پلاستیکی باشد. پلیمرهایی که معمولاً در این فرآیند استفاده می‌شوند عبارتند از پلی‌اتیلن، ABS، نایلون، پلی‌پروپیلن، TPU و غیره.
فرآیند قالب تزریق پلاستیک شامل ذوب کردن پلاستیک‌ها در دستگاه قالب تزریق پلاستیک است. سپس، پلاستیک‌های ذوب‌شده وارد حفره قالب می‌شوند، که معمولاً از آلومینیوم ساخته شده است. در طی فرآیند قالب تزریق پلاستیک، رزین پلاستیکی سرد شده و جامد می‌شود و شکل قالب را به خود می‌گیرد. بنابراین، برای انجام این فرآیند به یک دستگاه قالب تزریق پلاستیک، ماده پلاستیکی و یک قالب نیاز دارید.
قالب تزریق پلاستیک پلاستیک تقریباً می‌تواند هر چیزی که از پلاستیک و پلیمرهای آن‌ها ساخته شده باشد را تولید کند. علاوه بر این، برای ساخت قطعات پلاستیکی دیوار نازک که برای مقاصد مختلف دیگر استفاده می‌شوند نیز به‌کار می‌رود. رایج‌ترین استفاده‌های آن شامل ساخت محفظه‌های پلاستیکی است که برای تولید محصولات پلاستیکی مختلف مانند لوازم خانگی، قطعات عایق الکترونیکی، داشبورد خودروها و غیره به‌کار می‌روند.
مقایسه دایکاست و قالب تزریق پلاستیک: تفاوت‌ها
ما پیش‌تر اشاره کردیم که علاوه بر مواد استفاده‌شده، تفاوت‌های دیگری نیز میان دایکاست و قالب تزریق پلاستیک وجود دارد. در ادامه، این تفاوت‌ها را تحت عناوین مختلف بررسی خواهیم کرد.
قابلیت‌های فرآیند
باید بدانید که اساساً مراحل این دو فرایند مشابه هستند. با این حال، مواد خام استفاده‌شده و شرایط فیزیکی هر یک از این تکنیک‌ها تفاوت دارند.
یکی از تفاوت‌های دایکاست و قالب تزریق پلاستیک تنظیم دماست. در قالب تزریق پلاستیک پلاستیک، تنظیم دما بسیار حیاتی است. دمای بشکه، دمای نازل و دمای قالب با یکدیگر متفاوت است. دمای ناکافی یا زیاد می‌تواند منجر به عیوب در محصول نهایی شود. دمای بشکه معمولاً بین 149 تا 427 درجه سلسیوس است، در حالی که دمای قالب‌ها پایین‌تر است و باید به دقت کنترل شود. یکی از روش‌های مناسب برای تنظیم دما، عبور دادن آب در اطراف قالب است. دمای قالب معمولاً بین 65 تا 176 درجه سلسیوس است. در ریخته‌گری تحت فشار، تنظیم دما به‌طور کلی اهمیت چندانی ندارد. دمای قالب در این روش می‌تواند تا 370 درجه سلسیوس برسد.
در زمینه فشار، فشار زمانی که فلز مذاب وارد حفره قالب می‌شود، معمولاً بین 15 تا 100 مگاپاسکال است. در قالب تزریق پلاستیک پلاستیک، فشار بسته به نوع پلاستیک مورد استفاده متغیر است.
دقت و تلرانس
از دیگر تفاوت‌های دایکاست و قالب تزریق پلاستیک، تلرانس و دقت است. آلیاژ فلزی که در ریخته‌گری استفاده می‌شود، تلرانس قطعه تولیدشده را تعیین می‌کند. هر فلز دارای یک استاندارد تلرانس خاص است. البته اندازه و عملکرد قطعه نیز بر این موضوع تاثیر دارند. با این حال، مواد تولیدشده از طریق ریخته‌گری عموماً تلرانس بالایی داشته و دقت بسیار بالایی را ارائه می‌دهند.
به‌طور کلی، هرچه تلرانس دقیق‌تر باشند، دقت محصول نهایی بیشتر خواهد بود. اما بهتر است در هنگام تولید محصولات با استفاده از فرآیند ریخته‌گری، استانداردهای صنعتی تحمل‌ها را رعایت کنید. محصولات ریخته‌گری معمولاً دقت و تلرانس بالاتری نسبت به محصولاتی دارند که با قالب تزریق پلاستیک پلاستیک تولید می‌شوند.
تفاوت‌ها در مواد استفاده‌شده
دایکاست و قالب تزریق پلاستیک، در مواد استفاده شده نیز تفاوت دارند. در ریخته‌گری، مواد اولیه‌ای که استفاده می‌شوند عمدتاً فلزات و آلیاژها هستند. در حالی که در قالب تزریق پلاستیک، گزینه‌های بیشتری از نظر مواد وجود دارد. به جز قالب تزریق پلاستیک پلاستیک که پلاستیک‌ها، رزین‌ها و سایر پلیمرها مواد اولیه آن هستند، نوع دیگری از قالب تزریق پلاستیک نیز وجود دارد که فلزات به عنوان مواد اولیه استفاده می‌شوند.
قالب تزریق پلاستیک فلزات مانند فولاد و آلومینیوم، مثال‌هایی از آلیاژها و فلزاتی هستند که در این فرآیند محبوب استفاده می‌شوند. این نشان‌دهنده این است که قالب تزریق پلاستیک یک فرآیند گسترده‌تر است که گزینه‌های بیشتری برای مواد اولیه دارد.
پرداخت سطح
در فرآیند تولید، معمولاً گفته می‌شود که فرآیند تولید تا زمانی که پرداخت سطح انجام نشود کامل نخواهد بود. فرق دایکاست و قالب تزریق پلاستیک در پرداخت سطح نیز مشاهده می‌شود. با این حال، محصولات نهایی تولید شده با ریخته‌گری معمولاً دارای پرداخت سطح بسیار خوبی هستند. این یکی از مزایای این فرآیند است. فرایندهای اضافی که روی سطح انجام می‌شود بیشتر برای جنبه زیبایی‌شناسی است. در قالب تزریق پلاستیک نیز پرداخت سطح الزامی نیست، اما این کار معمولاً بیشتر از ریخته‌گری انجام می‌شود.
گزینه‌های پرداخت سطح برای ریخته‌گری شامل آنودایز کردن، پوشش پودری، فیلم شیمیایی، طلاکاری، جذب مواد و غیره هستند. این فرایندها عمدتاً برای افزایش زیبایی، دوام، ضخامت و مقاومت مکانیکی و شیمیایی هستند. پرداخت سطح برای قالب تزریق پلاستیک نیز به چهار دسته کلی تقسیم می‌شوند: جداسازی گیت (degating)، حذف اضافات (deflashing)، تمیزکاری و تزئین (decorating).
تفاوت دایکاست و قالب تزریق پلاستیک در کاربردها
ریخته‌گری برای ساخت قطعات متوسط و کوچک با جزئیات پیچیده ایده‌آل است. این روش برای ساخت محصولات صنعتی و تجاری مانند شیرآلات، خودروها، سخت‌افزارها، سینک‌ها، چرخ‌دنده‌ها و غیره استفاده می‌شود. به‌طور کلی، اگر قطعات فلزی شما اندازه خیلی بزرگی ندارند، ریخته‌گری گزینه مناسبی است.
قالب تزریق پلاستیک نیز رایج‌ترین تکنیک برای تولید محصولات از پلاستیک‌ها است. بر خلاف ریخته‌گری، این روش مناسب تولید اشیاء بزرگتر است. برای مثال، از این روش برای تولید اسباب‌بازی‌های کودکان، شانه‌های مو، قرقره‌های سیم، قطعات مکانیکی، میزهای پلاستیکی و بسیاری از دیگر محصولات پلاستیکی استفاده می‌شود.
مقایسه دایکاست و قالب تزریق پلاستیک در هزینه‌های ابزار و تولید
هزینه‌های کل ریخته‌گری شامل هزینه‌های نیروی کار و تجهیزات می‌شود. از آنجا که این فرآیند به نیروی کار کمتری نیاز دارد، هزینه‌ها اساساً به ابزار و تجهیزاتی بستگی دارد که برای انجام عملیات مورد نیاز است. در ریخته‌گری، هزینه ابزارسازی گران است. در واقع، این هزینه‌ها یکی از بالاترین‌ها در میان فرآیندهای تولید با کیفیت بالا هستند.
در فرآیند تولید، اجزای فولادی قالب‌ها ممکن است دچار فرسایش شوند و لبه‌های تیز خود را از دست بدهند. همچنین جزئیات دقیق قالب‌ها ممکن است از دقت خود بیفتند. تمام این موارد باعث افزایش هزینه‌های ابزارسازی می‌شوند. اگر قصد دارید محصولی با کیفیت عالی تولید کنید، یکی از راه‌های کاهش هزینه ابزارسازی، ساده‌سازی طراحی‌هاست.
از دیگر فرق‌های دایکاست و قالب تزریق پلاستیک این است که قالب پلاستیکی ارزان‌تر است. در طرف دیگر، قالب تزریق پلاستیک نسبتاً ارزان‌تر است. عواملی که بر هزینه‌های قالب تزریق پلاستیک تأثیر می‌گذارند شامل مواد اولیه و پیچیدگی قطعه است. با این حال، کاهش پیچیدگی طراحی و استفاده از تکمیل‌های سطحی تنها در مواقع ضروری می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند.
هزینه تولید یک واحد محصول با استفاده از قالب تزریق پلاستیک پلاستیک به‌مراتب ارزان‌تر از ریخته‌گری است. نکته جالب این است که هرچه تعداد واحدهایی که تولید می‌کنید بیشتر باشد، هزینه تولید نسبی کاهش پیدا می‌کند. مانند بسیاری از فرآیندهای تولید دیگر، هزینه راه‌اندازی در ابتدا بالا به نظر می‌رسد. اما به محض اینکه دستگاه‌ها و مواد اولیه را داشته باشید، هزینه تولید نسبتاً مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.
مقایسه قالب در دایکاست و قالب تزریق پلاستیک
اگرچه هر دو فرایند عملکردی مشابه دارند، اما تفاوت‌هایی بین قالب‌های مورد استفاده در آن‌ها وجود دارد. جزئیات این تفاوت‌ها در ادامه آمده است:
- قالب ریخته‌گری به دلیل نیاز به فشار تزریق بالا، باید نسبتاً ضخیم باشد تا از تغییر شکل و ترک خوردن پس از عملیات حرارتی جلوگیری شود.
- قالب ریخته‌گری باید با استفاده از یک مخروط انحراف (diversion cone)، فشار بالای جریان مواد را کاهش دهد، زیرا نوع دروازه (gate) آن با قالب تزریقی متفاوت است.
- حفره قالب ریخته‌گری در حین فرآیند به دمای بسیار بالایی (بیش از ۷۰۰ درجه) می‌رسد، بنابراین نیازی به عملیات کوئنچ (سرد کردن سریع) ندارد. اما قالب‌های تزریقی باید تحت عملیات کوئنچ قرار بگیرند.
- ابزارآلات ریخته‌گری بسیار خورنده هستند، بنابراین معمولاً سطح آن‌ها تحت عملیات سطحی قرار می‌گیرد.
- برای خارج کردن گاز از قالب ریخته‌گری، باید شکاف‌های خروج گاز و محفظه جمع‌آوری سرباره در نظر گرفته شود. در حالی که در قالب تزریق پلاستیک فقط به پین‌های پران (ejector pins) و سطح جدایش (parting surface) نیاز است.
در آخر
در نهایت، انتخاب بین دایکاست و قالب تزریق پلاستیک بستگی به نیازهای خاص تولید، مواد مورد استفاده، و نوع محصول دارد. ریخته‌گری برای تولید قطعات فلزی با دقت بالا و جزئیات پیچیده، به ویژه در اندازه‌های متوسط و کوچک، مناسب است، در حالی که قالب تزریق پلاستیک برای تولید محصولات پلاستیکی با هزینه کمتر و سرعت بالاتر، به‌ویژه برای قطعات بزرگتر و با پیچیدگی کمتر، به کار می‌رود.
هزینه‌های تولید در قالب تزریق پلاستیک به‌طور کلی پایین‌تر است و تولید در مقیاس بزرگ باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود. با این حال، فرآیند ریخته‌گری دقت بیشتری را در تحمل‌ها و جزئیات می‌سازد و برای محصولاتی که نیاز به دقت بالا دارند، گزینه بهتری است.