چیلر دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟
چیلر دستگاه تزریق پلاستیک، یک سیستم خنک کننده است که برای تنظیم دمای قالب و مواد مذاب در فرآیند تزریق پلاستیک به کار میرود. این چیلرها وظیفه دارند که دمای قالب را در حین فرآیند تزریق، ثابت نگه دارند تا از عیوب و ناهنجاریها در محصول نهایی جلوگیری شود. به طور معمول چیلر تزریق پلاستیک از نوع چیلر تراکمی است. اغلب هم چیلر تراکمی آب خنک، به دلیل ظرفیت برودتی بالاتر و ابعاد کوچک تر آن نسبت به چیلر تراکمی هوا خنک، در صنایع پلیمری برای کاهش دمای فرآیند دستگاه های تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد.
چیلر در دستگاههای تزریق پلاستیک یک قسمت اساسی و حیاتی است که برای کنترل دمای مواد پلاستیکی استفاده میشود. چیلرها بهعنوان یک واحد تولید سرما یا حرارت استفاده میشوند تا دمای سطح ابزار تزریق را تنظیم کنند. وظیفه اصلی چیلر در دستگاه تزریق پلاستیک، خنک کردن مواد پلاستیکی در دماهای مشخص است تا قبل از تزریق، پلاستیک به شکل موردنظر سفت شود. برای این کار چیلرها با استفاده از یک سیستم سرمایشی فعال، حرارت تولید شده در هنگام تزریق را از محدوده موردنیاز خارج میکنند.
سیستم چیلرها اغلب شامل یک کمپرسور، یک مبدل حرارتی (هیتر اکس چنجر)، یک سیستم سرمایش (مانند فریون) و تجهیزات کنترل دما و فشار میشوند. این سیستمها دارای کاربردها و اندازههای متفاوتی هستند که بسته به نوع و مدل دستگاه تزریق پلاستیک و حجم کاری آنها متغیر است. استفاده از چیلر مناسب در دستگاههای تزریق پلاستیک، امکان کنترل دمای دقیقتر، جلوگیری از مشکلات ناشی از گرم شدن زیاد مواد پلاستیکی و بهبود کارایی و کیفیت تولید را فراهم میکند.
معرفی و اجزای دستگاه تزریق پلاستیک
دستگاه تزریق پلاستیک یا Injection molding machine، که به عنوان پرس تزریق نیز شناخته میشود، دستگاهی برای تولید محصولات پلاستیکی توسط فرآیند قالبگیری تزریقی است. این دستگاه از دو قسمت اصلی تشکیل شده است:
-
واحد تزریق: واحد تزریق وظیفه دارد که پلاستیک مذاب را با فشار به داخل قالب تزریق کند.
- موتور اسکرو: این بخش مواد پلاستیک را از قیف (Hopper) به سیلندر (Barrel) منتقل میکند.
- پیچ و بشکه رفت و برگشتی: مواد را در سیلندر مخلوط و ذوب میکند.
- بخاری: برای حرارت دادن مواد پلاستیک استفاده میشود.
- ترموکوپل: برای کنترل دما در سیلندر.
- پیستون حلقهای: مواد را از سیلندر به قالب تزریق میکند.
- مخزن مواد: محل نگهداری مواد اولیه (گرانول یا پودر پلاستیک) است.
- ورق صفحهای: برای تزریق مواد به قالب.
عملکرد واحد تزریق به شرح زیر است:
- گرانول یا پودر پلاستیک از طریق مخزن مواد به داخل پیج منتقل می شود.
- پیچ با چرخش خود، مواد را ذوب و به سمت نازل هدایت می کند.
- پلاستیک مذاب از طریق نازل به داخل قالب تزریق می شود.
- سیستم کنترل، سرعت و فشار تزریق را به گونه ای تنظیم می کند که کیفیت قطعه تولیدی مطلوب باشد.
نقش واحد تزریق:
- کنترل کیفیت قطعه: سرعت و فشار تزریق بر کیفیت قطعه تولیدی تاثیر می گذارد. تنظیم دقیق این پارامترها توسط واحد تزریق، به تولید قطعات با کیفیت بالا کمک می کند.
- راندمان تولید: سرعت تزریق بر راندمان تولید تاثیر می گذارد. واحد تزریق باید به گونه ای تنظیم شود که سرعت تزریق بالا باشد و در عین حال کیفیت قطعه تولیدی نیز حفظ شود.
- کاهش ضایعات: تنظیم دقیق پارامترهای تزریق توسط واحد تزریق، به کاهش ضایعات تولید کمک می کند.
-
واحد گیره: واحد گیره وظیفه دارد که در طول فرآیند تزریق، قالب را بسته نگه دارد
- قالب: قالبگیری انجام میشود و قالب در این بخش قرار دارد.
- گیره بیرونی موتور: برای باز و بسته کردن قالب استفاده میشود.
- میلههای راهنما: برای حرکت دقیق قالب در دستگاه.
عملکرد مجموعه قالب و واحد گیره به شرح زیر است:
- دو نیمه قالب توسط واحد گیره بسته می شوند.
- پلاستیک مذاب توسط واحد تزریق به داخل قالب تزریق می شود.
- پلاستیک مذاب در داخل قالب سرد می شود و به شکل دلخواه در می آید.
- پس از سرد شدن کامل پلاستیک، قالب توسط واحد گیره باز می شود و قطعه تولیدی از قالب خارج می شود.
نقش مجموعه قالب و واحد گیره:
- کنترل ابعاد و شکل قطعه: ابعاد و شکل نهایی قطعه توسط مجموعه قالب تعیین می شود. واحد گیره نیز وظیفه دارد که در طول فرآیند تزریق، قالب را به طور دقیق بسته نگه دارد تا ابعاد و شکل قطعه حفظ شود.
- استحکام قطعه: نیروی گیره بر استحکام نهایی قطعه تاثیر می گذارد. تنظیم دقیق نیروی گیره توسط واحد گیره، به تولید قطعات با استحکام بالا کمک می کند.
- ظاهر قطعه: درز قالب و خطوط جدایش بر ظاهر نهایی قطعه تاثیر می گذارد. دقت در ساخت و مونتاژ مجموعه قالب و تنظیم دقیق نیروی گیره، به تولید قطعات با ظاهری زیبا و بدون ایراد کمک می کند.
دیگر اجزای این چیلر به شرح زیر می باشد و به اختصار به نقش هر یک از این اجزا اشاره شده است:
دستگاه تزریق پلاستیک برای تولید محصولاتی از جمله انواع اسباببازی، ظروف یکبار مصرف، سبدهای میوه، سطلهای زباله پدالی، انواع گلدان و… استفاده میشود. این دستگاه بهترین وسیله برای تولید مقادیر عظیم و یکسان قطعات پلاستیکی است.
تفاوت چیلر دستگاه تزریق پلاستیک با چیلرهای تهویه مطبوع
- دمای کارکرد: چیلرهای تزریق پلاستیک معمولاً در دمای پایینتر (تا 5- درجه سانتیگراد) کار میکنند، در حالی که چیلرهای تهویه مطبوع در دمای 10 تا 20 درجه سانتیگراد کار میکنند.
- دقت کنترل دما: چیلرهای تزریق پلاستیک به دقت کنترل دمای بالاتری نیاز دارند تا از کیفیت محصول نهایی اطمینان حاصل شود.
- ظرفیت: چیلرهای تزریق پلاستیک معمولاً ظرفیت کمتری نسبت به چیلرهای تهویه مطبوع دارند.
- نوع مبرد: چیلرهای تزریق پلاستیک معمولاً از مبردهای با نقطه جوش پایینتر مانند R404A یا R134a استفاده میکنند، در حالی که چیلرهای تهویه مطبوع از مبردهای R410A یا R22 استفاده میکنند.
چیلر خنککننده دستگاه تزریق پلاستیک چگونه کار میکند؟
چیلرها بهصورت یک واحد مجزا نصب میشوند و آب یا فریون را برای خنک کردن استفاده میکنند. این دستگاهها اغلب دارای یک کمپرسور، مبدل حرارتی و یک سیستم کنترل برای تنظیم دما هستند.
چیلرها بهطور عمده به یکی از ۲ روش کار میکنند: انتقال حرارت به آب یا انتقال حرارت به هوا، این روشها هستند. در روش اول، آب یا محلول حاوی آب از طریق مبدل حرارتی گرما را از دستگاه تزریق پلاستیک جذب کرده و سپس این گرما را به کمک کمپرسور و سیستم خنککننده حذف میکنند. در روش دوم، یک فن به هوا یا بخاری حرکت میدهد تا گرما را از آب یا فریون جذب کند و سپس آن را خارج کند.
با استفاده صحیح از چیلرها، دمای صحیح در فرایند تزریق پلاستیک حفظ میشود و کیفیت محصولات بهبود مییابد. این دستگاهها همچنین به افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای تولید کمک میکنند.
اجزا دستگاه تزریق پلاستیک
دستگاه تزریق پلاستیک یکی از ابزارهای مهم در صنعت تولید قطعات پلاستیکی است. اجزای اصلی یک دستگاه تزریق پلاستیک شامل موارد زیر است:
تزریقکننده (Injection Unit)
صفحه تزریق: قسمتی از دستگاه که مواد پلاستیکی را به شکل مذاب به داخل قالب تزریق میکند.
دستگاه پیچ و برنده: برای دمیدن و پرساندن مواد پلاستیکی در سیلندر تزریقکننده استفاده میشود.
سیستم کنترل (Control System)
برای کنترل و مانیتورینگ عملکرد دستگاه تزریق پلاستیک استفاده میشود. پنل کنترل: این پنل دستگاه را فعال و تنظیمات موردنیاز را تنظیم میکند.
قالب تزریق (Mold)
۲ قالب شامل قالب فوقی (Cavity) و قالب پایینی (Core) که با هم ترکیب میشوند و فضای موردنیاز برای قطعه پلاستیکی را ایجاد میکنند.
سیستم گرمایش و سرمایش (Heating and Cooling System)
سیستم گرمایش برای ذوب کردن مواد پلاستیکی و سرمایش برای سریع سرد شدن قطعه تزریقشده استفاده میشود.
سیستم سوزن (Ejector System)
سوزن ایجکتور برای حرکتدادن قطعه تزریق شده به بیرون از قالب استفاده میشود.
این اجزا بخشی از دستگاه تزریق پلاستیک هستند و هریک وظیفههای خاصی در فرایند تزریق پلاستیک دارند.
طرز کار چیلر دستگاه تزریق پلاستیک
چیلر یک دستگاه سرمایشی است که بهعنوان یک واحد سرمایشی اصلی یا فرعی در صنایع مختلف از جمله صنایع تزریق پلاستیک استفاده میشود. چیلرها برای خنک کردن سیستمهای تزریق پلاستیک که به مواد مذاب گرم نیاز دارند استفاده میشوند. این سیستمها بهویژه در تزریق قطعات پلاستیکی بادقت بالا و حجم بالا مورداستفاده قرار میگیرند. طرز کار چیلر دستگاه تزریق پلاستیک بهصورت کلی به این صورت است:
- مرحله اول: دستگاه تزریق پلاستیک مواد مذاب پلاستیک را در یک واحد دریافت مواد یا هاپر ساکن میکند و سپس بخش تزریق این مواد را بهدقت و طبق چندین پارامتر از جمله دما و فشار وارد قالب میکند.
- مرحله دوم: در این مرحله، حرارت تولید شده به دلیل فشار و اصطکاک داخل قالب، باعث گرم شدن مواد پلاستیکی میشود.
- سومین مرحله: برای خنک کردن سریع و تثبیت شدن قطعات پلاستیکی، چیلر به کار میرود. چیلر با انتقال حرارت از قالب حرارتی و محصول تا مرز تعیین شده، قطعات پلاستیکی را بهطور سریع خنک میکند.
- چهارمین مرحله: پس از خنکشدن قطعه، قالب باز میشود و قطعه پلاستیکی خارج میشود.
- آخرین مرحله: درادامه، قطعات پس از خنکشدن و خروج از ماشین تزریق، به مرحله بعدی خود یعنی فرایند پس از تولید انتقال مییابند.
استفاده از چیلر در ماشینآلات تزریق پلاستیک یاری میرساند تا زمان لازم برای خنک شدن و تثبیت شدن مواد پلاستیکی کاهش یابد و برای تولید قطعات باکیفیت و دقت بالا اقدام به این مرحله اساسی گردد.
نحوه عملکرد و سیکل کاری دستگاه تزریق پلاستیک
دستگاههای تزریق پلاستیک یکی از ابزارهای مهم در صنعت تولید قطعات پلاستیکی است. در زیر توضیح کامل نحوه عملکرد و سیکل کاری دستگاه تزریق پلاستیک آمده است:
ورود مواد اولیه
مواد پلاستیکی بهصورت دانههایی به دستگاه تزریق پلاستیک وارد میشوند.
آمادهسازی و ذوب مواد
مواد پلاستیکی در یک واحد ذوبکننده و یا اسکروی مخصوص ذوب میشوند تا به حالت مایع تبدیل شوند.
تزریق مواد
مواد پلاستیکی ذوب شده بهوسیله پیستون یا اسکرو مکانیکی به قالب تزریق میشوند.
فشاردهی
مواد پلاستیکی در داخل قالب با فشار به شکل قالب داده میشوند.
سردشدن و جامد شدن محصول
مواد پلاستیکی در داخل قالب بهوسیله یک سیستم خنککننده سرد شده و به حالت جامد تبدیل میشوند.
باز کردن قالب و خروج محصول
پس از جامد شدن محصول پلاستیکی، قالب باز میشود و قطعه برشخورده از داخل قالب خارج میشود.
آمادهسازی برای دوره بعدی
قالب آماده بهطور موازی برای دوره بعدی تزریق مواد میشود.
این فرایندها بهصورت متوالی و متناوب انجام میشود تا امکان تولید پیاپی قطعات پلاستیکی فراهم شود. این دستگاهها اغلب بهصورت خودکار و با استفاده از کنترلهای الکترونیکی پیشرفته عمل میکنند و امکان تنظیم پارامترهای مختلف فرایند تزریق را فراهم میکنند.
انواع چیلر دستگاه تزریق پلاستیک
در دستگاههای تزریق پلاستیک چیلرها برای خنک کردن قطعات تولید شده استفاده میشود. چیلرها دستگاههای مهمی هستند که برای حفظ دمای مناسب تجهیزات در ماشینآلات تزریق پلاستیک به کار میروند. انواع مختلف چیلرها برای این منظور استفاده میشوند که چند نوع اصلی آنها عبارتاند از:
- چیلر هوا سرد: این نوع چیلرها برای استفاده در محیطهای کوچک و سبک مناسب هستند. آنها دارای یک فن خنککننده برای انتقال گرما به هوا هستند.
- چیلر آب سرد: از این نوع چیلرها از آب برای خنک کردن استفاده میکنند. آب بهعنوان یک محیط مناسب جهت انتقال گرما به کار میرود.
- چیلر گاز سرد: در این نوع چیلرها، یک گاز مانند فرئون بهمنظور خنک کردن استفاده میشود. این نوع چیلرها برای استفاده در محیطهای صنعتی و پروژههای بزرگ مناسب هستند.
همچنین، برخی از دستگاههای تزریق پلاستیک از یک ترکیب از انواع مختلف چیلرها برای خنک کردن استفاده میکنند تا عملکرد بهینهای داشته باشند. انتخاب نوع مناسب چیلر بستگی به نوع ماشین و شرایط خاص کارخانه دارد.
انواع چیلر دستگاه تزریق پلاستیک و طرز کار آنها
چیلرها در دستگاههای تزریق پلاستیک برای خنک کردن قالب تزریق و مواد پلاستیک استفاده میشوند. این واحدها نقش اساسی در بهبود کیفیت و سرعت تولید دارند. انواع چیلرهای استفاده شده در دستگاههای تزریق پلاستیک عبارتاند از:
چیلر آبی (Water Chiller)
این نوع چیلر با استفاده از آب بهعنوان مایع خنککننده کار میکند. آب سردشده توسط چیلر به سیستم تزریق پلاستیک منتقل میشود و در پروسه خنک کردن استفاده میشود.
چیلر هوایی (Air Chiller)
این نوع چیلر با استفاده از هوا بهعنوان مایع خنککننده عمل میکند. هوا سرد شده توسط چیلر به دستگاه تزریق پلاستیک منتقل شده و در فرایند خنک کردن استفاده میشود.
چیلرها با استفاده از یک کمپرسور کمپرس شده، مایع خنککننده را خنک میکنند. این مایع سپس به واحد خنککننده (هیتاکسچنجر یا کولر) منتقل میشود تا گرمای جمع شده را بهصورت حرارتی یا به هوا یا به آب منتقل کند. سپس مایع خنک شده دوباره به دستگاه تزریق پلاستیک برگردد.
درنهایت، استفاده از چیلرها در دستگاههای تزریق پلاستیک بهبود عملکرد سیستم، جلوگیری از گرمای زیاد در قالب و بهبود کیفیت محصول نهایی را تضمین میکند.
قیمت چیلر دستگاه تزریق پلاستیک
چیلرهای صنعتی، نوعی دستگاه تهویه و سرمایش است که بهعنوان یک واحد جابهجایی حرارتی استفاده میشوند، این دستگاهها اغلب برای خنک کردن آب یا روانکارهای دیگر در فرایند تزریق پلاستیک استفاده میشوند.
هزینه یا قیمت چیلرهای دستگاه تزریق پلاستیک به عوامل زیادی بستگی دارد که عبارتاند از:
- ظرفیت خنککنندگی: ظرفیت یا توان خنککنندگی چیلر به میزان حرارتی که توانایی ازبین بردن آن را دارد، مربوط است. چیلرهای با ظرفیت بالاتر بهطور طبیعی هزینه بیشتری دارند.
- نوع سیستم خنککننده: چیلرها میتوانند دارای سیستم تبرید هوایی، تبرید آبی یا تبرید گازی باشند و هریک نیازهای خاص خنککننده را برآورده میکنند؛ بنابراین، هزینه و قیمت آنها نیز متفاوت است.
- برند و کیفیت: برند و کیفیت چیلر نیز تأثیر زیادی بر قیمت دستگاه دارد. برندهای معتبر و باکیفیت بهطور معمولی قیمت بالاتری دارند؛ اما از طرف دیگر عملکرد و عمر مفید بیشتری دارند.
- ابعاد و نوع نصب: ابعاد و نوع نصب چیلر نیز میتواند قیمت نهایی را تحتتأثیر قرار دهد. چیلرهای بزرگتر با امکانات و ویژگیهای خاص ممکن است قیمت بیشتری داشته باشند.
محاسبه تناژ چیلر دستگاه تزریق پلاستیک
چیلر یکی از اجزای مهم در دستگاههای تزریق پلاستیک است که برای خنک کردن قطعات داغ تزریق شده استفاده میشود. محاسبه تناژ (کیلووات یا بی تو Btu/hr) چیلر برای دستگاه تزریق پلاستیک میتواند بر اساس توان حرارتی موردنیاز برای خنک کردن پلاستیک استفاده شود. برای محاسبه تناژ چیلر برای دستگاه تزریق پلاستیک، میتوانید این مراحل را دنبال کنید:
محاسبه توان حرارتی موردنیاز
ابتدا نیاز است تا توان حرارتی موردنیاز برای خنک کردن پلاستیک را محاسبه کنید. این توان حرارتی اغلب به واحد وات (وات) یا Btu/hr مشخص میشود.
تبدیل توان حرارتی به تناژ
واحد توان حرارتی بر حسب تناژ چیلر نیز بیان میشود. برای تزریق پلاستیک، بهطور معمول از تناژ چیلر استفاده میشود که باید از واحد توان حرارتی به تناژ تبدیل شود.
انتخاب چیلر مناسب
پس از محاسبه تناژ موردنیاز، باید یک چیلر مناسب با ظرفیت کافی برای خنک کردن پلاستیک انتخاب شود.
درنهایت، انتخاب چیلر مناسب براساس نیازهای دستگاه تزریق پلاستیک و توان حرارتی موردنیاز بسیار حیاتی است تا عملکرد بهینه دستگاه تزریق و کیفیت قطعات تولید شده تضمین شود.
نحوه محاسبه تناژ و تعیین ظرفیت چیلر
برای محاسبه تناژ و تعیین ظرفیت چیلر، نیاز است که اطلاعات مربوط به سیستم تأسیساتی موردنظر شامل ابعاد ساختمان، نوع مصرف انرژی، تعداد و اندازه پنجرهها، نورپردازی، اجزای گرمایشی و سرمایشی ساختمان، تعداد افراد مستقر و تجهیزات دیگر را داشته باشید. بهطورکلی، مراحل زیر برای محاسبه تناژ و ظرفیت چیلر لازم است:
محاسبه بار گرمایشی و سرمایشی
براساس ابعاد ساختمان، ویژگیهای ساختاری و تجهیزات داخلی، بار گرمایشی و سرمایشی موردنیاز را محاسبه کنید.
انتخاب چیلر
براساس بار حرارتی، مدتزمان موردنظر برای تأمین گرما یا سرما، دمای محیط و شرایط محیطی چیلر مناسب را انتخاب کنید.
محاسبه تناژ
باتوجه به بار حرارتی محاسبه شده، توان چیلر بر اساس تناژ یا واحد توانی روی چیلر را محاسبه کنید. تناژ یک واحد اندازهگیری برای ظرفیت خنککنندهها است که برابر با ۱۲۰۰۰ بریتیش حرارت است.
واحد اجرایی
پس از محاسبه تناژ، چیلر مناسب را باتوجهبه نیازهای حرارتی و سرمایشی و نصب آن را بر روی سیستم تعیین کنید.
خلاصه این مطلب این است که برای محاسبه تناژ و تعیین ظرفیت چیلر، نیاز است دادههای مربوط به سیستم موردبررسی را بهطور دقیق شناسایی و با استفاده از محاسبات و فرمولهای استاندارد، ظرفیت موردنیاز و چیلر مناسب را انتخاب کنید.
حرف آخر
چیلر دستگاه تزریق پلاستیک بهطور عمده برای خنک کردن قالبها و مواد پلاستیک در دستگاههای تزریق پلاستیک استفاده میشود. این دستگاهها برای تزریق مواد پلاستیک بهصورت یکنواخت و به حالت مایع به داخل قالبها استفاده میشوند. چیلر یا یخچال دستگاه تزریق پلاستیک کمک میکند تا پلاستیک بخاری که برای تزریق استفاده میشود، بهسرعت خنک شود و به حالت جامد تبدیل گردد. این کار برای بهبود کیفیت محصولات و کاهش زمان تولید ضروری است.
با استفاده از چیلر دستگاه تزریق پلاستیک، میتوان دمای قالب را تنظیم کرد تا بوتهها یا قسمتهای نازکتر از پلاستیک بهطور کامل بخوابد و محصول نهایی با کیفیت بهتری تولید شود. این تجهیزات باعث کاهش زمان سخت شدن پلاستیک و افزایش سرعت تولید نهایی میشوند.