امروزه صنایع گسترده‌ای محصولات خود را به کمک مواد اولیه پلیمری تولید می‌کنند. به گونه‌ای که دیگر کمتر محصولی پیدا می‌شود که پلاستیک نقشی در تولید آن نداشته باشد. مواد اولیه پتروشیمی در کشور ما به راحتی یافت می‌شود و روش مقرون به صرفه ای برای تولید محصولات صنایع است. بنابراین شرکت‌ها با صرف هزینه کمتر، قادر هستند محصولاتی باکیفیت و با دوام وارد بازار کنند که با وجود مزایا بسیار، توجه مصرف کنندگان زیادی را به خود جلب کرده است. جالب است بدانید که مواد پلیمری به شیوه‌های مختلفی تهیه می‌شوند که هر کدام از این شیوه‌ها عملکرد متمایزی دارند. همراه ما باشید تا در این مقاله به آشنایی با روش‌های تولید مواد پلیمری بپردازیم.
معرفی پلیمر
برای آشنایی با روش‌های تولید مواد پلیمری، بهتر است بدانید که پلیمر و پلاستیک دو مفهوم متفاوت هستند. پلاستیک محصولی حاصل از فرایند‌های گوناگون بر روی پلیمر است. در صورتی که پلیمر به عنوان یک ماده اولیه خام تحت فشار، حرارت و قالب گیری شکل می‌گیرد تا در صنایع مختلف برای تولید محصولات پلاستیکی استفاده شود. پلیمرها در انواع گوناگون پلی اتیلن، پلی پروپیلن و… موجود هستند که هر یک با توجه به مشخصات شیمیایی خود، ویژگی‌های متفاوتی دارد. کاربرد زیاد پلیمر در صنایع مختلف باعث شده است که این ماده اولیه به شیوه‌های گوناگونی تولید شود. فرآیند حاصل از انواع روش تولید مواد پلیمری، موادی با خصوصیات فیزیکی متمایز ایجاد می‌کند. به طور کلی برای تولید پلیمر در ابتدا مشخصاتی چون نوع رزین پلیمری، میزان تولیدات، استحکام و شکل هندسی مورد نیاز در نظر گرفته می‌شود تا در نهایت پلیمر موردنظر با یکی از روش‌های موجود، تولید شود.
انواع روش تولید مواد پلیمری
همانطور که پیشتر اشاره شد، وابسته به فاکتورهای مورد نیاز در مواد اولیه پلیمری، از روش‌های گوناگونی برای تولید این ماده استفاده می‌شود. برای آشنایی با روش‌های تولید مواد پلیمری به بررسی چند نمونه پرکاربرد می‌پردازیم.
اکستروژن
یکی از معروف‌ترین روش‌های تولید مواد پلاستیکی، روش اکستروژن است که ماده پلیمری را تحت فشار و با کاهش سطح مقطع شکل می‌دهد.
- در این روش پودر پلاستیک به همراه افزودنی‌هایی چون مستربچ در دستگاه مخلوط کن، ترکیب شده و سپس وارد قیف تغذیه دستگاه اکسترودر می‌شوند. دستگاه اکسترودر برای تامین نیرو از دو روش هیدرولیکی یا مکانیکی بهره می‌برد.
- مواد وارد شده به دستگاه بر اثر حرارت ذوب شده و با کمک حرکت ماردون به سمت قالب هدایت می‌شوند.
- در این قسمت می‌توان از دو روش اکستروژن مستقیم یا غیر مستقیم استفاده نمود. در اکستروژن مستقیم مواد مذاب با فشار از قالب با سطح مقطع کوچک عبور می‌کنند. در حالی که در روش غیر مستقیم قالب به داخل مواد مذاب رانده می‌شود.
- بعد از قالب گیری مواد مذاب، نوبت به فرایند خنک کردن مواد و خشک شدن می‌رسد تا محصول به شکل موردنظر تبدیل شود.
- بعد از شکل گیری و خنک شدن محصول، پلیمر به حالت نهایی از دستگاه خارج می‌شود.
ضمن آشنایی با روش‌های تولید مواد پلیمری بهتر است بدانید که می‌توان با استفاده از این روش، انواع گسترده‌ای از محصولات پلاستیکی چون روکش سیم، نایلون بسته بندی، لوله و پروفیل، کیسه مخصوص مواد غذایی، پوشش گلخانه و… را تولید کرد.
قالب گیری تزریقی
برای تولید مواد پلاستیکی به این روش باید به نحوه ذوب شدن مواد پلیمری توجه زیادی شود تا محصول در فرایند ناپیوسته تولید به روش قالب گیری تزریقی، از کیفیت مناسبی برخوردار شود. در انواع روش تولید مواد پلیمری، فرایند مطابق با ظرفیت مواد اولیه تحت شرایط خاصی صورت می‌گیرد که در این روش باید به ثابت بودن فشار و دما در مدت تولید محصول توجه شود. در استفاده از روش‌های تولید مواد پلاستیکی، ممکن است محصول تولیدی به اصلاحاتی نیاز داشته باشد که طی فرایند مختلف تکمیلی انجام می‌شود. اما در قالب گیری تزریقی به دلیل دقت بالا فرآیند تولید، محصول طی یک مرحله با سرعت بالا تولید شده و کیفیت مناسبی دارد. در انواع روش تولید مواد پلیمری، ابعاد محصولات تولیدی از اهمیت بالایی برخوردار است و ممکن است در برخی روش‌ها محدودیت ابعادی وجود داشته باشد. در حالی که قالب گیری تزریقی برای تولید محصولات پلاستیکی محدودیتی ندارد و می‌تواند به تولید محصولات کوچکی چون درب بطری، اسباب بازی، ظروف آشپزخانه و… در کنار محصولات بزرگی چون بدنه اتومبیل کمک کند.
قالب گیری بادی
در آشنایی با روش‌های تولید مواد پلیمری علاوه بر جنس مواد اولیه و ویژگی‌های آن، باید به فاکتورهای دیگری چون شکل هندسی محصول تولیدی نیز توجه شود. در روش قالب گیری بادی می‌توان محصولاتی توخالی چون انواع بطری نوشیدنی‌ها، قوطی، لوله، مخزن و… را تولید کرد. گرانول‌های بادی خود به حالت استوانه‌های توخالی وارد دستگاه اکسترودر می‌شوند و بعد از ذوب شدن، با کمک فشار هوا در قالب، به سمت دیواره‌ها هدایت می‌شوند. بعد از اعمال سرما بر قالب، پلیمر خنک شده به حالت قالب درآمده و از آن خارج می‌شود.
قالب گیری چرخشی
انواع روش‌های تولیدی با عملکرد متفاوت خود همواره در رقابت هستند و معمولا روشی که باعث تولید محصولات با کیفیت شود و هزینه به صرفه‌تری داشته باشد، مورد توجه بیشتری قرار می‌گیرد. در تولید به روش قالب گیری چرخشی، شکل گیری پلیمر با سرعت بالایی انجام می شود که محصولات تولیدی به صورت توخالی با دیواره‌های نازک تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد این دستگاه به شیوه ای است که گاهی در فرایند تولیدات برخی قطعات، تنها از همین دستگاه بهره می‌برند. روش قالب گیری چرخشی در میان انواع روش تولید مواد پلیمری تفاوت‌های بسیاری دارد و معمولا طی 4 مرحله پر کردن قالب، حرارت دهی، سرد کردن و تخلیه محصول، کالا پلاستیکی را تولید می‌کند. از کاربردهای عمده این روش تولید مواد پلاستیکی می‌توان به مواردی چون تولید قطعات خودرو، اسباب بازی، انواع عروسک، مخازن و… اشاره کرد.
ترموفرمینگ
- شیوه‌های نام برده شده هر یک به نحوی طی فرایند قالب گیری به تولید محصول پلاستیکی کمک می‌کنند. در حالی که ترموفرمینگ شیوه شکل دهی به مواد اولیه است که باعث تولید محصولات پلاستیکی می‌شود. در تولیدات به این روش، ماده پلیمری در حالت ورقه‌ای در اثر حرارت به نقطه نرمی می‌رسد و برای تغییر شکل آماده می‌شود.
- سپس تحت اعمال فشار هوا مثبت یا منفی، مواد به سمت دیواره قالب حرکت کرده و به شکل قالب در می‌آیند.
- بعد از شکل گیری، قطعه از قالب خارج می‌شود و با کمک عملیات دور بری ضایعات آن جدا شده و اصلاحات لازم صورت می‌گیرد.
در میان انواع روش تولید مواد پلیمری، این روش با دقت بالا و همچنین هزینه پایین، شیوه ای مناسب برای تولیدات انبوه است که خرید تجهیزات اولیه آن هم کار بسیار آسان و کم هزینه ای است.
مزایا روش‌های تولید مواد پلاستیکی
هر کدام از انواع روش تولید مواد پلیمری، مزایایی دارند که تاثیر بسیاری بر کیفیت محصول تولیدی و همچنین به کارگیری آن در صنایع مختلف دارد. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
مزایا روش اکستروژن
- خنک سازی قطعه بعد از خروج از قالب
- آسان بودن فرایند تولید
- قابلیت تولید قطعات نازک
مزایا روش قالب گیری تزریقی
- امکان تولید انبوه
- قابلیت قرار دادن مواد فلزی در پلاستیک
- امکان استفاده مجدد از ضایعات
- عدم نیاز به اصلاحات بعد از تولید قطعه
مزایا روش قالب گیری بادی
- ترکیب و ذوب یکنواخت مواد پلیمری
- هزینه پایین تهیه قالب
- امکان استفاده از ترموپلاستیک در فرایند تولیدات
مزایا روش قالب گیری چرخشی
- هزینه پایین تجهیزات
- میزان کم ضایعات
- مقاومت بالا
- امکان تولید قطعات چند لایه
- امکان تولید قطعات توخالی
- فرایند آسان جداسازی قطعه از قالب
مزایا روش فرمینگ
- مناسب تولید در حجم کم
- امکان تولید قطعات چند لایه
- قیمت پایین قالب
- عدم وجود تجهیزات گران قیمت
- قابل استفاده در تولید انواع قالب پلاستیکی
با توجه به مزایا و عملکرد انواع روش تولید مواد پلیمری، بهتر است با در نظر گرفتن مشخصات محصول تولیدی، روشی که پاسخگو نیاز شما است و صرفه اقتصادی بیشتری دارد، انتخاب کنید.
جمع بندی
آشنایی با روش‌های تولید مواد پلیمری از اهداف این مقاله است که ما سعی کردیم با بررسی انواع روش تولید مواد پلیمری و مزایا هر یک، به شما در کسب دانش کافی کمک کنیم. با توجه به گستردگی پلیمرها و همچنین امکان تولید محصولات پلاستیکی در تنوع بالا، بهتر است با در نظر گرفتن کامل نیازهای تولیدی مجموعه، روشی را انتخاب کنید که طی مراحل کمتر، و همچنین با دقت و کیفیت مناسب، به شما در تولید محصول مورد نظرتان کمک کند.