• قالب گیری فشاری

بیشتر برای پلیمرهای ترموست استفاده می شود.

• چاپ سه بعدی

با این روش می توان طرح ها را بدون نیاز به قالب، در زمان کوتاه تولید کرد.

 طراحی و ساخت قالب

قالب، یکی از گران ترین و حساس ترین بخش های تولید قطعات پلیمری است. معمولا از فولاد آلومینیوم ساخته می شود و شامل قسمت هایی مانند حفره، هسته، سیستم تزریق و خنک کننده، و سیستم پران خواهد بود. طراحی درست قالب، موجب کاهش خطاهایی مثل تاب خوردگی، جمع شدگی یا حباب هوا می شود.

فرآیند تولید

در این بخش، مواد اولیه به قطعه نهایی تبدیل می شوند. کنترل دقیق دما، فشار و زمان از اهمیت زیادی برخوردار است:

آماده سازی مواد

گرانول های پلیمر خشک می شوند تا رطوبت اضافی نداشته باشند. زیرا رطوبت باعث ایجاد حباب یا تغییر رنگ خواهد شد. سپس در قیف دستگاه تزریق ریخته می شوند.

ذوب و تزریق

در دستگاه تزریق، گرانول ها به کمک یک مارپیچ به جلو هدایت شده، و حرارت تدریجی باعث ذوب شدن آن ها می شود. سپس مواد مذاب تحت فشار بالا وارد قالب خواهند شد تا شکل قطعه را به خود بگیرند. پارامترهای کلیدی در این مرحله شامل دما، فشار تزریق و زمان نگهداری و خنک سازی است.

خنک سازی و خروج قطعه از قالب

پس از پر شدن قالب، سیستم خنک کننده فعال شده تا قطعه به آرامی سفت شود. پس از رسیدن به دمای مناسب، قالب باز شده و قطعه با کمک سیستم پران خارج می شود. زمان خنک سازی باید به دقت تنظیم شود؛ زیرا خنک سازی سریع موجب تغییر ابعاد یا ایجاد ترک سطحی خواهد شد.

اقدامات پس از تولید

پس از خروج قطعه از قالب، مراحل تکمیلی انجام می گیرد تا محصول نهایی آماده استفاده یا عرضه شود. این مراحل شامل:

پرداخت و عملیات تکمیلی

قطعه نهایی ممکن است به عملیاتی مثل برش زوائد و پلیسه گیری، رنگ آمیزی یا چاپ لوگو، مونتاژ با قطعات دیگر، پوشش دهی ضد خش یا ضد UV نیاز داشته باشد. در صنایع تزئینی یا هنری (مثلا ساخت اکسسوری یا محصولات دکوراتیو)، پرداخت نهایی می تواند شامل پولیش، سمباده کاری یا حتی رزین کاری نیز باشد.

کنترل کیفیت

برای اطمینان از دوام و دقت قطعه، آزمون های زیر انجام می شود:

• تست کشش و ضربه برای بررسی استحکام مکانیکی
• آزمون حرارتی (DSC، TGA) برای پایداری حرارتی
• اندازه گیری دقیق ابعاد با دستگاه CMM
• بررسی چسبندگی رنگ یا پوشش

در تولید صنعتی، کنترل کیفیت مداوم در هر مرحله ضروری است تا از ایجاد ضایعات جلوگیری شود.

بازیافت و مدیریت پسماند

صنعت پلیمر با مسئله پسماند رو به رو است. اما بسیاری از کارخانه ها از راهکارهای زیست پایدار زیر استفاده می کنند:

• بازیافت ضایعات و بازگرداندن آن ها به چرخه تولید
• استفاده از پلاستیک های قابل بازیافت
• تولید با پلیمرهای زیست تخریب پذیر
• طراحی محصولات برای جداسازی و بازیافت آسان تر

این رویکردها علاوه بر حفظ محیط زیست، هزینه تولید را نیز کاهش می دهند.

نکات مهم در طراحی قطعات پلیمری

برای اینکه قطعه نهایی کاملا بی نقص باشد، یک سری نکات مهم وجود دارد. ضخامت دیواره ها باید یکنواخت باشد تا از تاب برداشتن جلوگیری شود. گوشه ها نیز، بهتر است گرد طراحی شوند تا تنش متمرکز نشود. همچنین، ریب ها برای افزایش استحکام بدون افزایش وزن، بسیار مفیدند. در قطعات مونتاژی، تلورانس ها باید متناسب با انقباض پلیمر در نظر گرفته شوند. جهت جریان مواد در تزریق نیز، روی ظاهر سطح قطعه اثر می گذارد.

نگاهی به آینده ساخت قطعات پلیمری

آینده تولید قطعات پلیمری با سرعتی چشمگیر به سوی هوشمندسازی، پایداری و سفارشی سازی پیشرفته در حال حرکت است. فناوری های نوین در حال متحول کردن این حوزه هستند. از جمله این فناوری ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

پلیمرهای هوشمند

پلیمرهای هوشمند، نسل جدیدی از مواد هستند که در برابر تغییرات محیطی مانند دما، نور، PH، میدان مغناطیسی یا رطوبت، واکنش نشان دهند. این پلیمرها در اثر محرک های خارجی، می توانند شکل، رنگ یا سختی خود را تغییر دهند. پلیمرهای هوشمند در پزشکی و رباتیک نرم، کاربرد زیادی دارند.

چاپ سه بعدی چند ماده ای

در این فناوری، چند نوع پلیمر مختلف به طور همزمان چاپ می شوند تا قطعه ای با بخش های سخت، نرم یا رسانا ساخته شود. از مزیت های آن می توان به تولید قطعات پیچیده بدون مونتاژ و با کارایی چندگانه اشاره کرد که در صنایع پزشکی، خودروسازی، پوشاک و ابزارهای الکترونیکی کاربرد دارد.

پلیمرهای رسانا

پلیمرهای رسانا می توانند الکتریسیته را عبور دهند و در عین حال، سبک و انعطاف پذیر باقی بمانند. در حسگرها، مدارهای چاپی، صفحات لمسی و لباس های هوشمند، می توان از این پلیمرها استفاده کرد.

پلیمرهای زیست پایه

این پلیمرها از منابع طبیعی مانند نشاسته یا سلولز ساخته می شوند و در محیط تجزیه پذیرند؛ بنابراین، آلودگی کمتری ایجاد می کنند.

امروزه تولید کننده قطعات پلیمری، نقشی کلیدی در پیوند علم مواد، فناوری و طراحی ایفا می کند. آینده تولیدکنندگان این قطعات، در تلفیقی از خلاقیت، فناوری های نو و مسئولیت زیست محیطی رقم می خورد؛ آینده ای که در آن پلاستیک، نه تهدیدی برای محیط زیست، بلکه بخشی از راه حل آن خواهد بود.