مقدمه — چرا گاززدایی برای قطعات شفاف حیاتی است؟
دستگاه تزریق پلاستیک به‌عنوان قلب تولید قطعات پلاستیکی، وقتی پای قطعات شفاف مانند بطری‌ها، درپوش‌های شفاف و نماهای اپتیکال به میان می‌آید، حساسیت بسیار بیشتری پیدا می‌کند. حضور گاز، بخار یا حباب در هنگام پر شدن قالب می‌تواند منجر به کاهش شفافیت، ایجاد هاله‌ها، حباب‌ها (bubbles) و ضایعات آشکار سطحی شود. بنابراین عملیات گاززدایی (degassing) و طراحی تهویه صحیح قالب از اولویت‌های تولیدکنندگان قطعات شفاف است.
در این مقاله عملی و تخصصی برای اپراتورها و مهندسان قالب‌سازی، ۷ روش مؤثر گاززدایی و بهینه‌سازی فرآیند را معرفی می‌کنیم و نکات تنظیم دستگاه تزریق پلاستیک را به‌زبان کاربردی ارائه می‌دهیم.
نمای کلی راه‌حل‌ها (آنچه در این مقاله خواهید آموخت)
- طراحی و بهبود تهویه قالب
- استفاده از سیستم‌های وکیوم و Vacuum Venting
- کنترل مواد: خشک‌سازی و افزودنی‌ها
- تنظیمات فرآیند در دستگاه تزریق پلاستیک (دما، فشار، سرعت)
- فشار پس از تزریق و زمان نگهداری (holding)
- استفاده از سیستم‌های گاززدایی در پیش‌فرآیندها (degassing hoppers & extruders)
- بازرسی و نگهداری قالب (تمیزکاری کانال‌ها و ونتها)
1. طراحی و بهبود تهویه قالب (Venting)
اهمیت و اصول
تهویه مناسب در قالب باعث می‌شود هوای محبوس هنگام ورود مذاب از مسیر خروج خارج شود و از ایجاد حباب و سوختگی سطح جلوگیری شود. در بسیاری از موارد، اصلاح عمق و موقعیت ونتها (vents) نسبت به هزینه‌های پیچیده‌تر، اثر بسیار بیشتری دارد.
در عمل بررسی محل شروع حباب با شات‌های کوتاه (short shots) کمک می‌کند تا محل دقیق ونتها تعیین گردد و عمق‌های 0.02–0.05 میلی‌متر برای ونتها در سطوح ابتدایی رایج است. همچنین استفاده از مواد نازک‌تر (surface texturing) و فینیش مناسب می‌تواند به خروج بهتر گاز کمک کند. :contentReference[oaicite:0]{index=0}
2. استفاده از Vacuum Venting و سیستم‌های وکیوم
چطور کار می‌کند و کی کاربرد دارد
وقتی تهویه استاتیک کافی نیست، استفاده از سیستم‌های وکیوم که هوا را از محفظه قالب قبل یا هنگام پر شدن خارج می‌کنند، راه‌حل قدرتمندی است. Vacuum venting به‌ویژه برای قطعات شفاف و اپتیکی که به هیچ حبابی قابل مشاهده حساس‌اند، کاربرد دارد. مطالعات و مقالات فنی نشان داده‌اند که وکیوم می‌تواند مسائل outgassing و air entrapment را به‌طور محسوسی کاهش دهد.
نکته عملی برای اپراتور: هنگام نصب وکیوم، مسیرهای خروج هوا را کوتاه نگه دارید و از نشتی‌ها جلوگیری کنید؛ همچنین زمان‌بندی فعال‌سازی وکیوم باید با فاز پر شدن قالب هماهنگ شود.
3. کنترل مواد: خشک‌سازی، افزودنی‌ها و کیفیت رزین
رطوبت در رزین‌های شفاف (PET، PC، PMMA و پلی استرهای خاص) می‌تواند در حین تزریق بخار تولید کند که به‌صورت حباب روی سطح دیده می‌شود. خشک‌سازی صحیح (با خشک‌کن‌های هیتر و دما/زمان مناسب برای هر رزین) از نخستین گام‌هاست. همچنین انتخاب درجات شفافیت و افزودنی‌های مناسب (مثلاً افزودنی‌های ضدمیکروب یا تثبیت‌کننده‌های حرارتی) باید با تست‌های پیش‌آزمون همراه باشد.
4. تنظیمات فرآیند در دستگاه تزریق پلاستیک (دما، فشار، سرعت)
پارامترهای ماشین—میزان دمای سیلندر، سرعت تزریق، زمان پر شدن و فشار نگهدارنده—همه بر تشکیل گاز و حباب تأثیر می‌گذارند. سرعت بسیار بالا می‌تواند هوا را محبوس کند؛ دمای خیلی بالا ممکن است باعث تجزیه گرمایی و تولید گاز شود. در نتیجه، بهینه‌سازی این پارامترها با شات‌های آزمایشی و استفاده از داده‌های process window لازم است. :contentReference[oaicite:3]{index=3}
چک‌لیست سریع برای اپراتورها
- از سرعت تزریق کمتر و افزایش فشار نگهدارنده در صورت وجود حباب سطحی استفاده کنید.
- دمای مذاب را در حدی نگه دارید که هم سیالیت کافی و هم کمترین تجزیه حرارتی را داشته باشد.
- در صورت نیاز، back-pressure را افزایش دهید تا هوای واردشده در ماده قبل از تزریق تخلیه شود.
5. فشار پس از تزریق و زمان نگهداری (Holding & Packing)
افزایش زمان و مقدار فشار پس از تزریق می‌تواند حفره‌های داخلی و خلأ (voids) را کاهش دهد. برای قطعات شفاف، باید تعادل بین پر شدن کامل و جلوگیری از انباشت تنش داخلی حفظ شود.
6. گاززدایی در پیش‌فرآیندها: هاپرها و اکسترودرها
در خطوطی که از اکسترودر یا هاپر استفاده می‌شود، نصب سیستم‌های degassing (مانند vacuum vented hoppers یا devolatilizing extruders) می‌تواند گازهای جذب‌شده و مواد فرار را پیش از تغذیه به دستگاه تزریق پلاستیک حذف کند و کیفیت نهایی قطعه شفاف را بهبود دهد. این روش به‌خصوص وقتی از مواد بازیافتی یا افزودنی‌های فرار استفاده می‌شود توصیه می‌شود. {index=4}
7. نگهداری قالب و بازرسی مرتب
یکی از علل پنهان بروز حباب‌ها، بسته شدن یا آلودگی ونتهـا و کانال‌های تهویه است. برنامه منظم پاک‌سازی ونتها، بررسی سطوح سیلیکونی/پلی‌اورتان و کنترل پوشش‌های قالب می‌تواند از بروز مجدد مشکل جلوگیری کند.
نکات عملی و تست‌های پیشنهادی برای کارگاهی (Checklist)
- اجرای سری short-shots برای تعیین محل شروع حباب.
- آزمایش با تغییر فقط یک پارامتر در هر بار (Design of Experiments ساده).
- ثبت داده‌های کار (Temperatures, Screw speed, Back pressure, Holding time) برای بازگشت سریع به تنظیمات مطلوب.
- در قطعات اپتیکی حساس، استفاده از vacuum venting یا pressure pot solutions را بررسی کنید.
گازگیر
نتیجه‌گیری
برای تولید قطعات شفاف با دستگاه تزریق پلاستیک، ترکیبی از طراحی خوب قالب، سیستم‌های وکیوم در موارد حساس، کنترل مواد (خشک‌سازی) و تنظیم دقیق پارامترهای ماشین ضروری است. با اجرای ۷ روش معرفی‌شده و ایجاد رویه‌های تست و نگهداری، می‌توانید کیفیت اپتیکی را افزایش داده و ضایعات را کاهش دهید.
این مقاله با استفاده از داده‌های فنی و راهنمایی‌های عملی تهیه شده و برای بهینه‌سازی نهایی پیشنهاد می‌شود که تست‌های کوتاه (short shots) در خط تولید انجام شود و نتایج در یک کنترل‌لیست ثبت گردد.
