قالبسازی یا قالب سازی در صنعت و تولیدات صنعتی یک از فرآیند کلیدی است. در این فرایند مواد اولیه به شکل و فرم دلخواه تولید کننده در می آیند. این شکل دهی با استفاده از قالب‌های سفت و سخت صورت می گیرد. با استفاده از قالبسازی محصولات متنوعی از قطعات کوچک الکترونیکی و پزشکی، قطعات پیشرفته خودرو تا قطعات غول پیکر هواپیما ساخته می شود.با پیشرفت تکنولوژی و ظهور مواد جدید، قالب سازی به یکی از اصول بنیادین و جدایی ناپذیر در صنایع مختلف تبدیل شده است.در گذشته قالب‌ها با ابزارهایی مانند چوب و سنگ ساخته می‌شدند. اما امروزه از متریال‌های متنوعی مثل فلزات، پلاستیک‌ها، شیشه و پلیمرها برای قالبسازی استفاده می‌شود. فرایند قالبسازی از طراحی تا ساخت قالب نهایی در شرکت فن آورپلاستیک توسط نیروهای متخصص و ماشین آلات به روز به صورت کاملا حرفه ای و تخصصی انجام می گردد. لازم به ذکر است که تمامی عکس های استفاده شده در این مطلب تولیدات همین مجموعه هستند.
قالب سازی که در زبان انگلیسی «moulding» نوشته می‌شود، فرآیندی است که در آن محفظه تولید قطعات مختلف ساخته می شود. با استفاده از این محفظه مواد اولیه که به صورت مایع یا شکل‌پذیر در آمده اند به کمک قالب‌های طراحی شده متناسب با محصول نهایی به شکل دلخواه در می‌آیند. این قالب‌ها عمدتا از انوع فلزات و آلیاژهای فلزی مستحکم یا دیگر مواد ساخته می شوند تا کیفیت ظاهری، دقت ابعادی و استحکام قطعه تولیدشده را تضمین می‌کنند.
قالبسازی شامل مراحل طراحی قالب، ساخت قالب و استفاده از آن برای تولید انبوه قطعات با شکل‌های دلخواه است.به‌دلیل اهمیت دقت و کیفیت و انعطاف پذیری در طراحی و ساخت، قالب سازی مرز میان « هنر و صنعت» شناخته می‌شود و بسیاری از طراحان صنعتی، آن را فرآیندی خلاقانه در کنار مهارت فنی می‌دانند.
«چرا قالبسازی یکی از مهم‌ترین فرآیندهای صنعتی است؟»
«چگونه قالب‌های دقیق باعث تولید محصولات بهتر می‌شوند؟»
انواع روش‌های قالب سازی صنعتی و کاربردهای آنها
قالب‌ها به‌عنوان محفظه‌ای استاندارد، امکان تولید قطعات یکسان و با دقت بالا را فراهم می‌کنند. روش‌های مختلفی برای ساخت قالب وجود دارد که بر اساس جنس مواد اولیه در قطعه تولیدی و ویژگی‌های قطعه نهایی تعیین می‌شوند. در این مقاله به معرفی انواع روش‌های قالبسازی و کاربردهای آنها می‌پردازیم.
قالب سازی صنعتی به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب است. برخی از مهم‌ترین انواع آن عبارتند از:
1- قالب سازی پلاستیک ( به روش قالب تزریق پلاستیک)
در بسیاری از فرآیندهای تولید، قطعه به کمک روش قالبگیری تزریقی تولید می شود. فرآیند قالبگیری تزریقی شامل تزریق مواد مذاب به داخل قالب، تحت فشار بالا است. اگر در روش قالبگیری تزریقی ماده اولیه ای که استفاده می شود پلاستیک باشد، این روش به قالب سازی پلاستیک و روش تزریقی، قالب تزریق پلاستیک خوانده می شود. این روش به دلیل کارایی ماشین‌های تزریق پلاستیک و توانایی تولید اشکال پیچیده و دقیق، یک روش مناسب برای تولید انبوه، به‌ویژه قطعات پلاستیکی در صنایع مختلف، به شمار می‌آید. (در عکس زیر نمونه ای ز قطعات پلاستیکی تولید مجموعه ما (درب روغن ریز) را مشاهده می کنید.)
مزایا
دقت: قالب تزریق پلاستیک می‌تواند طرح‌های پیچیده را با دقت بالا تولید کند.
نرخ تولید بالا: این ویژگی سبب شده از یک قطعه به صورت انبوه، یک شکل و یکسان تولید شود.
تنوع مواد: با استفاده از قالب‌های تزریقی می‌توان از انواع مختلف مواد اولیه، از انواع پلاستیک تا انواع فلزات را در تولید قطعات صنعتی استفاده کرد.
محدودیت‌ها
هزینه‌های اولیه: هزینه ماشین آلات و هزینه ابتدایی تولید قالب می‌تواند بالا باشد.
محدودیت‌های طراحی: با وجود تطبیق‌پذیری زیاد و انعطاف پذیری بالایی که در طراحی وجود دارد، در این روش دقت بالایی در طراحی و ساخت نیاز است تا معایب و ضایعات تولید به حداقل برسد
کاربردها
صنعت خودوسازی: کاربرد قالب سازی در صنعت خودرو تولید قطعاتی ریز و درشت مانند داشبورد و سپر.
کالاهای مصرفی: ساخت انواع وسایل از اسباب‌بازی‌ها تا لوازم خانگی.
ساخت انواع ظروف نگهدارنده در تمامی صنایع مانند پزشکی و داروسازی، صنایع غذایی، صنایع بهداشتی، صنایع دفاعی و …
2- قالب سازی بادی:
قالب سازی بادی نیز یک روش قالب سازی پلاستیک است با این تفاوت که روش تزریق در آن استفاده نمی شود. در این روش یک لقمه به شکل لوله پلاستیکی گرم شده به داخل قالب قرار داده می‌شود و با ایجاد فشار هوا، قطعه توخالی به دیوار محفظه چسبده و شکل می‌گیرد. این روش برای تولید بطری‌ها، ظروف و قطعات بزرگ‌تر تو خالی با دیواره نازک استفاده می‌شود.
مزایا
سرعت تولید بالا: مناسب برای تولید انبوه اشیای توخالی با دیواره نازک.
تنوع: می‌تواند اندازه‌ها و اشکال مختلفی از جمله بطری‌های کوچک تا مخازن بزرگ تولید کند.
صرفه‌جویی در هزینه: هزینه ابزارسازی کمتر نسبت به سایر فرآیندهای قالبگیری.
محدودیت‌ها
تنوع ضخامت دیواره: چالش‌هایی در حفظ یکنواختی ضخامت دیواره.
محدود به قطعات توخالی: نمی‌توان برای اشیای تو پر جامد استفاده کرد.
کاربردهای رایج
بطری‌های نوشیدنی: تولید بطری‌های آب، نوشابه و سایر ظروف نوشیدنی.
مخازن سوخت خودرو: تولید مخازن سوخت توخالی و بادوام
قالبسازی پلاستیک در صنعت پزشکی :تولید تزریق‌کننده‌ها (آمپول ها)، سرم ها، دستگاه‌های تشخیصی و …
3- قالبسازی چرخشی
در قالب سازی چرخشی، قالب حاوی ماده پلاستیکی مذاب به دور دو محور چرخانده می‌شود تا ماده به طور یکنواخت دیواره‌های محفظه را بپوشاند. این روش برای تولید قطعات توخالی با دیواره‌های ضخیم مناسب است. (عکس زیر نمونه ای قالب تولید فلاش تانک در فن آورپلاستیک است. )
مزایا
محصولات بدون درز: تولید قطعات توخالی یکنواخت و بدون تنش و درز.
انعطاف‌پذیری طراحی: امکان تولید اشکال با اندازه‌های مختلف و پیچیده، از جمله قطعات پلاستیکی با ساختارهای دو جداره.
هزینه پایین ابزار: هزینه ساخت قالب نسبت به سایر روش‌ها کمتر است.
محدودیت‌ها
محدودیت مواد اولیه: عمدتاً با برخی انواع پلی‌اتیلن استفاده می‌شود.
زمان چرخه طولانی‌تر: به دلیل فرآیند چرخش و خنک شدن فراید تولید طوانی تر از سایر روش هاست.
کاربردهای رایج
مخازن ذخیره‌سازی: ایده‌آل برای تولید مخازن بزرگ آب و سوخت.
محصولات تفریحی: استفاده در ساخت کایاک‌ها، توپ‌های بازی و مبلمان فضای باز.
4- قالبسازی ریخته‌گری
ریخته گری به فرایند شکل دادن به فلزات می گویند که ابتدا از طریق ذوب فلز و ریختن آن در قالب، سرد کردن و انجماد فلز داخل محفظه ادامه می یابد. ریخته گری روشی است که خود به چهار دسته تقسیم می‌شوند که هر یک از این روش ها کاربردهای خاصی دارند:
-
قالب سازی دایکاست (High pressure)
- ریژه (low pressure)
- ماسه‌ای (sand)
- ریخته‌گری لاست واکس (Lost-Wax Casting )
مراحل ساخت قالب در قالبسازی صنعتی
مراحل ساخت به نوع قالب سازی و محصول مورد نظر بستگی دارد. اما به طور کلی مراحل زیر در اکثر فرآیندهای قالبسازی مشترک است:
طراحی قالب: طراحی بر اساس شکل طرح اولیه قطعه، نقشه‌های فنی و جنس محصول انجام می‌شود.
انتخاب مواد اولیه برای ساخت: اکثر موادی که در قالبسازی استفاده می شوند معمولا از جنس فلزات هستند، فولاد، آمینیوم آلیاژهای فلزی و …
ساخت قالب: قالب با استفاده از ماشین‌آلات CNC، وایرکات، پرس و سایر تجهیزات ساخته می‌شود
آزمایش و کنترل کیفیت قالب
آماده‌سازی مواد اولیه: مواد اولیه ساخت قطعه مانند انواع پلاستیک ها به دمای مناسب رسیده و آماده تزریق یا قالبگیری می‌شوند.
تزریق یا قالبگیری: ماده اولیه به داخل محفظه تزریق یا قالبگیری می‌شود.
سرد شدن و انقباض: قطعه تولید شده در داخل محفظه سرد شده و سپس از آن خارج می‌شود.
پردازش پس از قالبگیری: قطعات تولید شده ممکن است نیاز به عملیات تکمیلی مانند برش، پرداخت و مونتاژ داشته باشند.
عکس های زیر همان قالب روغن ریز تولیدی فن آورپلاستیک هستند که ابتدای مقاله معرفی شد. قبل از جایگذاری در ماشین تزریق پلاستیک
انواع تجهیزات قالبسازی
در این فرآیند، تجهیزات به دو دسته دستی و اتوماتیک تقسیم می‌شوند. تجهیزات دستی ارزان‌تر هستند اما ممکن است دقت کافی نداشته باشند. این در حالی است که تجهیزات اتوماتیک قالبسازی با هوش مصنوعی، روبات‌ها و کنترل‌های خودکار، فعالیت می کنند و دقت بالا و کیفیت مناسبی دارند اما هزینه بیشتری دارند.
(در عکس زیر نمونه از دستگاه ها و ابزارهای فن آورپلاستیک را مشاهده می کنید.)
تجهیزات دستی و اتوماتیک
1- تجهیزات برش:
شامل دستگاه‌های برش لیزری و پلاسما که برای برش دقیق فلزات و مواد دیگر استفاده می‌شوند.
2- تجهیزات خم‌کاری:
مانند پرس‌های خم‌کاری که برای تغییر شکل مواد فلزی و غیرفلزی به کار می‌روند.
3- تجهیزات جوشکاری:
دستگاه‌های جوش MIG/MAG و TIG برای اتصال قطعات فلزی استفاده می‌شوند.
4- تجهیزات CNC:
ماشین‌آلات CNC با کنترل عددی، برای انجام عملیات ماشینکاری و حکاکی با دقت بالا به کار می‌روند.
5- تجهیزات اتوماتیک:
شامل روبات‌های صنعتی و ماشین‌آلات اتوماتیک که بدون دخالت انسان، عملیات مختلف را انجام می‌دهند.
هر یک از این تجهیزات نقش مهمی در بهبود دقت و بهره‌وری در ساخت قالب‌ها دارند و انتخاب آنها بسته به نیاز تولید و نوع قالب متفاوت است.
مزایا و معایب قالب سازی در صنعت
آگاهی ازمزایا و معایب این فرایند مهم صنعتی به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا بهترین تصمیم‌ها را برای تولید قطعات اتخاذ کنند.
مزایای قالبسازی
- تولید انبوه: امکان تولید تعداد زیادی قطعه یا محصول مشابه و یکسان با کیفیت و دقت بالا.
- کاهش زمان و هزینه: فرآیند مکانیزه و اتوماسیون تولید، زمان و هزینه تولید را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
- دقت بالا: قالب‌های دقیق، قطعاتی با ابعاد و کیفیت استاندارد تولید می‌کنند که برای صنایع حساس بسیار حیاتی است.
- تکرارپذیری: توانایی تولید قطعات یکنواخت در طول زمان باعث افزایش اعتماد به سیستم تولید می‌شود.
- انعطاف‌پذیری در طراحی: امکان تغییر قالب‌ها برای تولید محصولات متنوع بر اساس نیاز بازار.
معایب قالب سازی
- هزینه‌های ابتدایی بالا: طراحی، ساخت و آزمایش قالب نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه قابل توجهی است. در این مقاله راجع به این موضوع صحبت شده است. نوآوری در قالبسازی: راهکارهای نوین کاهش هزینه‌های قالب سازی
- انعطاف‌پذیری محدود: قالب‌ها معمولاً برای یک نوع قطعه طراحی می‌شوند و تغییرات مکرر می‌تواند هزینه‌بر و زمان‌بر باشد.
- تعمیر و نگهداری دشوار: تعمیر این محفظه به مهارت‌های تخصصی نیاز دارد و ممکن است هزینه و زمان زیادی برای نگهداری صرف شود.
- زمان‌بر بودن: فرآیند طراحی و ساخت قالب فرآیندی زمان‌بر است که می‌تواند زمان تحویل نهایی محصول را تحت تأثیر قرار دهد.
با در نظر گرفتن این مزایا و معایب، تولیدکنندگان باید فرآیند قالب گیری را به دقت مدیریت کنند تا از مزایای آن بهره‌مند شوند و چالش‌ها را به حداقل برسانند.
معرفی قالب سازی فن آورپلاستیک
قالب سازی صنعتی از ابتدای پیدایش خود تا امروز با پیشرفت‌های چشمگیری همراه بوده است. این صنعت امکان تولید انبوه و باکیفیت قطعات را فراهم کرده و با استفاده از فناوری‌های نوین، دقت و کارایی فرآیندها بهبود یافته است. البته، در کنار مزایای بی‌شمار، قالبسازی با چالش‌هایی نیز روبه‌رو است که رفع آنها نیازمند نوآوری و بهینه‌سازی مداوم است.
یکی از مجموعه‌های موفق در این حوزه، شرکت قالب سازی فن‌آور پلاستیک (تکنیک پلاستیک) است که فعالیت خود را از سال ۱۳۷۹ در زمینه ساخت قالب‌های صنعتی آغاز کرد. این شرکت در سال ۱۳۸۴ با افزودن واحد طراحی و مدل‌سازی به مجموعه خود، به سطح بالاتری از خدمات در طراحی و ساخت قالب‌ها دست یافت.
امروزه، شرکت فن‌آور پلاستیک با بهره‌گیری از تجربه‌ای بیش از دو دهه، داشتن سالن تولید با به روز ترین و جدیدترین دستگاه های روز دنیا، داشتن نیروی کار حرفه ای و استفاده از آخرین نرم افزارها خدمات طراحی و ساخت قالب‌های صنعتی را در سراسر کشور ارائه می‌دهد و توانسته جایگاه ویژه‌ای در صنعت ایران به دست آورد. این شرکت آماده ارائه خدمات خود در تمامی شهرهای کشور است.
شرکت فن آور پلاستیک آماده خدمات رسانی طراحی و ساخت این محفظه ها در تمامی شهر های زیر است:
1- قالب سازی در تهران
2- تبریز
3- اصفهان
4- قالبسازی در کرج
5- زنجان
6- مشهد
7- شیراز
8-قالب سازی سمنان
- …
(جهت مشاوره و راهنمایی در باره هر یک از طرح ها و سفارش از طریق خطوط ارتباطی ما با واحد فروش تماس حاصل فرمایید. (عکس بالا سالن قالب سازی مجموعه فن آورپلاستیک است)
پرسش‌های متداول در صنعت قالب سازی صنعتی
کدام مواد در ساخت قالب‌ها بیشتر استفاده می‌شوند؟
فولاد، آلومینیوم و پلیمرها از جمله مواد پرکاربرد در قالبسازی یا قالب سازی هستند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند
آیا قالبسازی هزینه‌های خاصی دارد؟
بله، در قالب سازی تهیه قالب‌ها و نگهداری و تعمیر آنها هزینه‌هایی را به همراه دارد، اما با توجه به مزایای آن، این هزینه‌ها به‌طور کلی جبران می‌شوند.
.چگونه فناوری به بهبود قالب گیری کمک می‌کند؟
استفاده از فناوری‌های جدید مانند شبیه‌سازی کامپیوتری و نرم‌افزارهای CAD/CAM می‌تواند به بهبود دقت و سرعت فرآیند قالب سازی کمک کند.