در ابتدا با دو روش پرکاربرد تزریق پلاستیک و پرینت سه بعدی را آشنا میشویم:
پرینت سهبعدی
یک فرآیند تولید قطعات سهبعدی است که با استفاده از افزودن مواد به صورت لایهلایه، اشیاء سهبعدی را ایجاد میکند. این فرآیند معمولاً با استفاده از فناوریهایی مانند چاپ لیزری، چاپ FDM (روکش نرم)، SLA (استریولیتوگرافی)، SLS (چاپ لیزری انتخابی) و دیگر روشهای مشابه صورت میگیرد.
برای انجام چاپ سهبعدی، ابتدا یک مدل سهبعدی از قطعه مورد نظر ایجاد میشود. این مدل میتواند از طریق نرمافزارهای مدلسازی سهبعدی مانند AutoCAD، SolidWorks، Blender و غیره ایجاد شود. سپس فایل مدل سهبعدی به نرمافزار مربوط به چاپ سهبعدی منتقل میشود.
در مرحله بعدی، نرمافزار چاپ سهبعدی لایههای قطعه را تعیین میکند و سپس مواد مورد نیاز برای هر لایه به صورت پودر، رزین، یا فیلامنت (مواد مذاب شده) تزریق یا تخلیه میشوند. سپس یک فناوری انتخاب شده (مانند لیزر، حرارت، یا مواد شیمیایی) برای اتصال یا سخت شدن مواد مورد استفاده برای ایجاد لایهها به کار میرود.
این فرآیند تکرار میشود تا کل قطعه سهبعدی تکمیل شود. پس از اتمام چاپ، قطعه از بستر چاپ جدا میشود و لایههای اضافی پاک میشوند. سپس قطعه آماده برای استفاده یا پردازشهای بعدی میشود.
پرینت سهبعدی در حوزههای مختلفی مانند تولید، پزشکی، معماری، هنر، و صنایع کوچک و بزرگ استفاده میشود و امکانات بیشتری برای سرعت بخشیدن به فرآیند تولید، افزایش دقت و کاهش هزینهها فراهم میکند.
تزریق پلاستیک
یکی از روشهای پرکاربرد برای تولید قطعات پلاستیکی به صورت صنعتی است. در این روش، مواد پلاستیکی به صورت گرانول یا پودر به داخل یک ماشین تزریق (Injection Molding Machine) منتقل میشوند. سپس درون ماشین، مواد پلاستیکی با اعمال فشار و حرارت به شکل قالبهای مختلف تزریق میشوند تا قطعات مورد نظر تولید شوند.
فرایند تزریق پلاستیک
• تزریق مواد: در این مرحله، مواد پلاستیکی به داخل ماشین تزریق منتقل میشوند. این مواد معمولاً در قالب گرانولهایی که از پیش تهیه شدهاند، وارد ماشین میشوند.
• ذوب شدن مواد: مواد پلاستیکی درون ماشین با اعمال حرارت و فشار ذوب میشوند و به حالت مایع تبدیل میشوند.
• تزریق مواد: پس از ذوب شدن، مواد پلاستیکی مایع از طریق یک سری پیستونها یا واگنها به دقیقه وارد قالبهای تزریق شده و در آنجا شکل میگیرند.
• خنک شدن و انجماد: پس از تزریق، مواد پلاستیکی در داخل قالب خنک شده و شکل خود را حفظ میکنند.
• جدا کردن و خروج قطعه: پس از انجام فرآیند تزریق و خنک شدن، قطعه پلاستیکی از داخل قالب جدا میشود و به عنوان محصول نهایی خارج میشود.
روش تزریق به دلیل سرعت بالا، قابلیت تولید حجم بالا، دقت بالا، و قابلیت تولید قطعات با طرحها و اندازههای مختلف، یکی از محبوبترین روشهای تولید قطعات پلاستیکی در صنایع مختلف مانند صنایع خودروسازی، الکترونیکی، پزشکی، و خانگی است.
ویژگیهای متفاوت پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک
پرینت سه بعدی:
• روند تولید: در پرینت سه بعدی، قطعات به طریقی لایه به لایه ساخته میشوند. این فرایند شامل استفاده از یک پرینتر سه بعدی که از طریق یک فایل دیجیتالی (مانند فایل STL) دستور میگیرد.
• مواد: پرینت سه بعدی از انواع مختلف مواد از جمله پلاستیک، فلز، سیلیکون و حتی مواد غذایی استفاده میکند.
• انعطاف پذیری در طراحی: این روش به طراحان امکان میدهد قطعات با هر شکل و اندازهای را با انعطاف بالا و بدون نیاز به قالبسازی ساخته و آزمایش کنند.
• سرعت تولید: پرینت سه بعدی به طور کلی سرعت تولید پایینتری نسبت به تزریق پلاستیک دارد، به ویژه برای قطعات با حجم بالا.
• کاربردها: این روش به طور گسترده در پروتوتایپ سازی، تولید کوچک مقیاس، و تولید قطعات با اندازه و شکلهای پیچیده استفاده میشود.
تزریق پلاستیک:
• روند تولید: در این روش، مواد پلاستیکی درون یک ماشین تزریق به شکل مایع گرم شده و به قالبهای تزریق شده و سپس خنک میشوند.
• مواد: معمولاً از مواد پلاستیکی مخصوصی استفاده میشود که درون ماشین تزریق ذوب و تزریق میشوند.
• انعطاف پذیری در طراحی: تولید قطعات با تزریق نیازمند طراحی قالبهای مخصوص است که ممکن است محدودیتهایی را برای انعطاف در طراحی قطعات اعمال کند.
• سرعت تولید: روش تزریق معمولاً سرعت تولید بالاتری نسبت به پرینت سه بعدی دارد، به خصوص برای تولید انبوه قطعات یکسان
• کاربردها: این روش برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک، لوازم خانگی و بسیاری دیگر استفاده میشود.
به طور کلی، انتخاب بین دو روش تولید به ویژگیهای قطعه مورد نیاز، حجم تولید، زمان و هزینه تولید و سایر عوامل بستگی دارد.
مزایا و معیاب پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک
مزایا پرینت سه بعدی
• انعطاف پذیری در طراحی: این روش به طراحان امکان میدهد قطعات با هر شکل و اندازهای را با انعطاف بالا و بدون نیاز به قالبسازی ساخته و آزمایش کنند.
• سرعت توسعه محصول: با استفاده از پرینت سه بعدی، میتوان به سرعت پروتوتایپها و نمونههای اولیه از محصول را تولید کرد و آنها را آزمایش کرد.
• کاهش هزینه و زمان توسعه محصول: با استفاده از این روش، هزینهها و زمان مربوط به ساخت قالبهای تزریق پلاستیک را میتوان کاهش داد.
• تولید قطعات پیچیده: پرینت سه بعدی به طراحان امکان میدهد تا قطعات با ساختارهای پیچیده و دقیق را تولید کنند.
معایب پرینت سه بعدی
• سرعت تولید پایینتر: در مقایسه با تزریق، پرینت سه بعدی به طور کلی سرعت تولید پایینتری دارد.
• محدودیت در مواد: پرینت سه بعدی از مواد مختلفی استفاده میکند، اما ممکن است برای برخی برنامهها مواد مناسبی در دسترس نباشد.
• پایداری و مقاومت: قطعات تولید شده از طریق پرینت سه بعدی ممکن است در برخی موارد دارای پایداری و مقاومت کمتری باشند نسبت به قطعات تزریقی.
مزایا تزریق پلاستیک:
• سرعت تولید بالا: معمولاً سرعت تولید بالاتری نسبت به پرینت سه بعدی دارد، به خصوص برای تولید انبوه قطعات یکسان.
• مقاومت و پایداری: قطعات تولید شده از طریق این روش معمولاً دارای پایداری و مقاومت بیشتری هستند.
• کارایی در مواد مختلف: تزریق پلاستیک از مواد مختلفی استفاده میکند که انتخاب مناسبتری برای برخی برنامهها ارائه میدهد.
معایب تزریق پلاستیک:
• محدودیت در طراحی: برای تولید قطعات با دستگاهی تزریق، نیاز به طراحی قالبهای مخصوص و تولید قالبها است که ممکن است محدودیتهایی را برای انعطاف در طراحی قطعات اعمال کند.
• هزینه بالا: هزینه توسعه و تهیه قالبهای تزریق پلاستیک برای تولید انبوه قطعات معمولاً بالاست.
• زمان توسعه محصول: به دلیل نیاز به ساخت قالب، زمان توسعه محصول ممکن است بیشتر از پرینت سه بعدی باشد.
با در نظر گرفتن مزایا و معایب هر دو روش، انتخاب بین پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک به ویژگیهای مورد نیاز محصول، حجم تولید، زمان و هزینه تولید و سایر عوامل بستگی دارد.
سوالات متداول:
1- کدام روش برای پروژههایی با حجم تولید بالا مناسبتر است؟
انتخاب بین پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک وابسته به نیازها و شرایط خاص هر پروژه است. در صورتی که حجم تولید بالا و زمان مهم است، تزریق پلاستیک ممکن است گزینهی مناسبتر باشد. اما اگر نیاز به اجسام پیچیده و شخصیسازی بالا است، پرینت سه بعدی ممکن است گزینهی مناسبتر باشد.
2- کدام یک نیاز به زمان بیشتری جهت تولید قطعات دارند؟
پرینت سه بعدی ممکن است زمان بیشتری برای تولید قطعات داشته باشد، در حالی که تزریق پلاستیک فرآیندی سریعتر است.
