قالب سازی چیست ( Molding )
در دنیای پیچیده تولید قطعات صنعتی، قالب سازی را می‌توان سنگ بنای تولید قطعات در طیف عظیمی از صنایع برجسته جهانی به شمار آورد. صنعتی که گستره‌ی آن از تولید قطعات و محصولات ساده پلاستیکی و سیلیکونی و لاستیک سازی و تولید قطعات لاستیکی ، تا تولید قطعات پیچیده در صنعت خودروسازی و یا حتی تجهیزات پزشکی را در بر می‌گیرد. به عبارتی می‌توان قالب سازی را یکی از عوامل مؤثر در تکامل سیر تولید مدرن و خلاقانه قطعات و به نوعی تلفیق هنر و صنعت دانست. اما قالب سازی چیست ؟
در تعریفی ساده می‌توان گفت قالب سازی فرآیندی جهت شکل دهی به مواد گوناگون به منظور تولید انبوه قطعات مختلف با جزئیات مورد نظر تولید کننده، با استفاده از تولید قالب است. قالب‌های ساخته شده می‌تواند با توجه به نوع قطعات تولیدی متمایز بوده و عموماً هرچه جزئیات قطعه تولیدی بیشتر باشد، به تناسب طراحی قالب مورد نظر نیز پیچیده‌تر خواهد بود. این قالب‌ها به وسیله موادی چون پلاستیک، لاستیک، سرامیک، شیشه و یا فلز، البته در حالت مذاب آن‌ها، به قالب ها وارد شده و طی فرآیندی از حالت مذاب به جامد تغییر حالت داده و شکل قالب را به خود می‌گیرد. البته جای ذکر دارد روش‌های قالب سازی نیز از گذشته تا کنون دستخوش تغییراتی شده که نتیجه آن تولید قطعاتی با کارایی بیشتر و البته مقرون به صرفه بوده است.
حال اگر در حال تحقیقات اولیه جهت طراحی نمونه اولیه خود در این صنعت هستید، و یا حتی صرفاً به دنبال افزایش دانش خود در این زمینه هستید می‌توانید همراه با پیشتاز نوین ضمن آشنایی با مراحل قالب سازی، روش های گوناگون آن، با مزایای این روش‌ها و کاربردهای قالب سازی در صنایع گوناگون نیز آشنا شوید.
همانطور که اشاره شد تولید هر قطعه صنعتی مستلزم استفاده از قالب مختص آن قطعه است که عموماً طی دو مرحله اصلی صورت می‌گیرد:
- طراحی قطعه
- قالب سازی و طراحی قالب مخصوص قطعه موردنظر
اما مراحل طراحی و ساخت قالب در قالبسازی چیست؟
در مرحله اول مهندسین متخصص در حوزه‌های طراحی، ساخت، متالورژی و همچنین تکنسین های کنترل کیفی و آزمایشگاه به بررسی عملکرد مورد نظر قالب و متریال مورد استفاده در ساخت آن می‌پردازند. سپس با بررسی کامل محدودیت‌های پروژه، ضمن در نظر گرفتن موانع احتمالی، دامنه تغییرات (تلورانس) که می‌تواند برآمده از شرایط غیرقابل پیش بینی طی فرآیند قالب سازی باشد را با دقت فراوان مورد بحث و تبادل نظر قرار داده تا در نهایت به خروجی مورد نظر و تأیید شده، یعنی قالب نهایی دست پیدا کنند. طی این مراحل تیم مهندسین به دقت به پردازش جزئیاتی همچون جنس مورد نظر برای تولید قالب و یا سیستم خنک کننده مناسب می‌پردازند.
لازم به ذکر است در تمامی مراحل قالب سازی و در صورت بروز هرگونه مشکل، تیم مورد نظر به تحلیل و اصلاح خطاهای احتمالی خواهند پرداخت. در نهایت با بررسی کامل نتایج و تأیید جزئیات آن، مرحله طراحی قالب با استفاده از نرم‌افزارهای کاملاً تخصصی بصورت دو بعدی یا سه بعدی آغاز می‌شود. نمونه قالب تولید شده از جهت ابعاد و جزئیات مورد بررسی قرار گرفته و در صورت تآیید نهایی به مرحله تولید قطعه وارد می‌شود. اما در مرحله بعد و پس از قالب سازی و ساخت قالب نمونه، پروسه قالبگیری و ساخت نمونه اولیه قطعه بصورت آزمایشی آغاز خواهد شد. دراین مرحله کیفیت قطعه نمونه به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته و در صورت نیاز به اعمال هرگونه تغییر، تیم متخصص نسبت به اعمال تغییرات اقدام خواهد نمود و نهایتاً مونتاژ و تولید انبوه قطعه با استفاده از قالب طراحی شده آغاز می‌شود.
آشنائی با انواع قالبسازی ( Different Types of Molding )
صنعت قالب سازی و ساخت قالب شامل تکنیک ها و روش‌های مختلفی است که هر یک از انواع این روش‌ها ویژگی‌ها، معایب و مزایای خود را در بر می‌گیرد. لذا شناخت انواع روش قالب سازی می‌تواند به انتخاب روش متناسب با پروژه مورد نظر شما کمک کند. این روش‌ها شامل موارد زیر است:
-
قالب تزریقی (Injection Mold)
قالب تزریقی به عنوان یکی از روش‌های قالبسازی عموماً در تولید قطعات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. طی روش تزریقی مواد بصورت مذاب و با فشار بسیار بالا وارد حفره قالب مورد نظر شده و پس از قرار گرفتن در معرض خنک کننده، به حالت جامد تغییر حالت می‌دهد و به این ترتیب قطعه مورد نظر تولید خواهد شد. از مزایای این روش می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- راندمان بالا
- سرعت در تولید
- به دست آمدن قطعه در ابعاد دقیق
- تولید قطعات از ابعاد بسیار کوچک تا ابعاد بزرگ
- تولید انبوه قطعات پیچیده
همانطور که ذکر شد یکی از مزایای مورد توجه قالب تزریقی در صنعت قالب سازی دست‌یابی به قطعاتی با طرح‌های پیچیده و ظرافت و دقت بسیار بالاست. همچنین راندمان بالا در این روش آن را تبدیل به روشی ایده‌آل جهت تولید انبوه نموده است. لازم به ذکر است قالب‌های تزریقی قابلیت تولید از طیف وسیعی از مواد از پلاستیک تا فلزات را نیز دارا می‌باشد. البته روش تزریقی به دلیل نیاز به طراحی بسیار دقیق و بدون نقص بعضاً محدودیت‌هایی را نیز به وجود می‌آورد اما نهایتاً مزایای این روش آن را تبدیل به روشی محبوب در صنایع نموده است. تا جایی که امروزه شاهد استفاده از این روش محبوب قالبسازی در بسیاری از صنایع از تولید قطعات خودرو، صنعت داروسازی، تجهیزات پزشکی گرفته تا تولید کالاهی مصرفی همچون لوازم خانگی و یا حتی قطعات کوچکی همچون اسباب بازی‌ها و غیره هستیم.
- قالب ریخته‌گری (casting method)
ریخته‌گری به عنوان یکی از روش‌های سنتی و قدیمی با قدمتی چندین هزار ساله در صنعت قالبسازی، روشی‌ست جهت تولید قطعات فلزی با هندسه و شکل مورد نظر تولید کننده، که طی آن با ریختن فلز و یا آلیاژ مورد نظر داخل قالب اقدام به تولید قطعه مورد نظر می‌کنند. در روش ریخته‌گری که در کلیت تفاوت چندانی با روش‌های دیگر ندارد پس از انتقال مواد به داخل قالب و سرد شدن آن قطعه مورد نظر به دست خواهد آمد.
و اما تولید قالب در قالب سازی و به روش ریخته‌گری خود به چندین نوع تقسیم می‌شود که در زیر به چند مورد اشاره می‌کنیم:
- ریخته‌گری قالب ماسه‌ای (Sand Casting Process)
- ریخته‌گری قالب دایکاست (Die Casting Process)
- ریخته‌گری تحت فشار (Pressure Die Casting )
- ریخته‌گری قالب دائمی (Permanent Mold Casting )
- ریخته‌گری گریز از مرکز (Centrifugal Casting)
- ریخته‌گری خلاء (Vacuum Casting)
و …
کاربردهای قالب سازی در صنایع جهانی
در اکثر صنایع اولین قدم یافتن روشی مقرون بصرفه برای تولید محصولات است، قالب سازی مخصوصاً به شیوه‌های مدرن نیز به عنوان تکنیکی کارآمد امروزه نقش مهمی در توسعه صنعت و تولید محصولات با کیفیت در بسیاری از صنایع ایفاء می‌کند که در ادامه به برخی از کاربردهای قالب سازی اشاره خواهیم نمود:
- صنایع غذایی: استفاده از قالب سازی در تولید محصولاتی جهت بسته‌بندی مواد غذایی، ظروف محصولات غذایی از جمله قطعات کوچک مانند درب بطری
- صنعت خودروسازی: تولید قطعات خودرو با وجود طراحی پیچیده و قطعاتی نظیر داشبورد، محفظه آینه و …
- صنعت پزشکی و دارویی: به دلیل نیاز به محصولات نشکن و همچنین غیر متخلخل در تجهیزات پزشکی، روش قالبسازی تزریقی شیوه‌ای مناسب جهت تولید قطعات و تجهیزات پزشکی و دارویی می‌باشد.
- لوازم خانگی و کالاهای مصرفی
- لوازم الکترونیک
و …
در نتیجه با بررسی اجمالی روش‌های قالب سازی و کاربردهای آن می‌توان به این نتیجه رسید امروزه در صنایع جهانی روش‌های مدرن همچون قالبگیری تزریقی به سرعت از روش‌های سنتی همچون ریخته‌گری پیشی گرفته است. استفاده از فناوری پیشرفته و اتوماسیون جهت تولید قطعاتی با جزئیات دقیق و البته تلورانس اندک، در کنار کاهش زمان و هزینه‌های تولید، کاهش ضایعات بمنظور حفظ سلامت محیط زیست و افزایش انعطاف‌پذیری از دلایل محبوبیت روش قالب سازی مدرن به شمار می‌رود. انعطاف‌پذیری شیوه‌های مدرن قالب سازی به تولید کنندگان کمک می‌کند امکان استفاده از طیف وسیعی از مواد از جمله لاستیک و پلاستیک، کامپوزیت و انواع فلزات را در تولید قطعات در طیف گسترده‌ای از صنایع پیدا کنند.