مقدمه
«مواد پلاستیکی تزریق و انتخاب درست آنها، همراه با تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند، یکی از مهمترین عوامل موفقیت در تولید قطعات پلاستیکی باکیفیت است. در این مقاله، جدولی جامع از مهمترین مواد پلاستیکی…»
⚠️ توجه مهم
مقادیر این جدول میانگین مرجع هستند و بین سازندگان و گریدهای مختلف هر ماده، بهطور قابلتوجهی متفاوتند. هرگز برای طراحی نهایی قالب یا تولید انبوه، صرفاً به این جدول تکیه نکنید. پیش از هر تصمیم مهندسی، حتماً دیتاشیت فنی (TDS) دقیق گرید موردنظرتان را از تأمینکنندهی مواد اولیه دریافت و مطابقت دهید.
جدول مواد پلاستیکی تزریقی
| نام ماده | نماد | شرینکیج (٪) | وزن مخصوص (g/cm³) | دمای قالب (°C) | دمای ذوب (°C) |
|---|---|---|---|---|---|
| پلیاتیلن سبک | LDPE | 1.5-3.6 | 0.92 | 30-45 | 140-200 |
| پلیاتیلن سنگین | HDPE | 1.2-2.5 | 0.97 | 40-60 | 160-220 |
| پلیپروپیلن | PP | 1.0-2.5 | 0.90 | 15-65 | 200-280 |
| آکریلونیتریل بوتادین استایرن | ABS | 0.4-0.8 | 1.04-1.19 | 40-80 | 220-260 |
| آکریلیک استایرن اکریلونیتریل | ASA | 0.3-0.7 | 1.07 | 40-80 | 220-260 |
| پلیآمید ۶ | PA 6 | 0.6-2.1 | 1.14-1.16 | 30-100 | 220-280 |
| پلیآمید ۶۶ | PA 6.6 | 1.3-2.4 | 1.14 | 30-100 | 240-300 |
| پلیکربنات | PC | 0.5-0.7 | 1.2 | 80-120 | 260-320 |
| پلیاتیلن ترفتالات | PET | 1.2-2.5 | 1.33-1.37 | 80-130 | 265-280 |
| پلیاتیلن ترفتالات گلیکول | PETG | 1.2-2.5 | 1.27 | 10-30 | 210-250 |
| پلیبوتیلن ترفتالات | PBT | 1.5-2.8 | 1.31 | 60-80 | 230-260 |
| پلیاستایرن معمولی | GPPS/PS | 0.3-0.6 | 1.05-1.07 | 10-60 | 180-280 |
| پلیاستایرن مقاوم | HIPS | 0.4-0.7 | 1.04-1.07 | 10-60 | 180-270 |
| پلیوینیل کلراید نرم | PVC soft | 1.0-3.0 | 1.20-1.35 | 20-50 | 150-190 |
| پلیوینیل کلراید سخت | PVC hard | 0.3-0.8 | 1.35-1.45 | 20-50 | 160-200 |
| پلیسولفون | PSU | 0.6-0.8 | 1.24 | 100-150 | 340-390 |
| اکریلیک (پلی متیل متاکریلات) | PMMA | 0.4-0.7 | 1.17-1.20 | 40-90 | 200-250 |
| پلیاکسی متیلن (دلرین) | POM | 2.0-2.5 | 1.41-1.42 | 80-120 | 190-220 |
| پلی لاکتیک اسید | PLA | 0.3-0.5 | 1.24 | 20-60 | 190-220 |
| سلولز استات | CA | 0.3-0.9 | 1.22-1.30 | 40-70 | 180-220 |
| اتیلن وینیل استات | EVA | 0.8-2.2 | 0.93 | 20-50 | 140-200 |
| پلیاورتان | PUR/PU | 0.9-2.0 | 1.20 | 40-65 | 180-220 |
| پلی فنیلین اکساید | PPO | 0.4-0.9 | 1.06-1.12 | 15-100 | 260-320 |
این پارامترها چه معنایی دارند و چرا برای طراحی قالب اهمیت دارند؟
شرینکیج (Shrinkage) چیست؟
وقتی پلاستیک مذاب داخل حفرهی قالب تزریق میشود و سرد میشود، حجمش کمی کوچکتر میشود — این پدیده را شرینکیج یا انقباض مینامند. اگر شرینکیج یک ماده مثلاً ۲٪ باشد، یعنی یک قطعهی ۱۰۰ میلیمتری پس از سرد شدن به حدود ۹۸ میلیمتر میرسد. این عدد ظاهراً کوچک است، اما در طراحی قالب نقشی حیاتی دارد: ابعاد حفرهی قالب باید بزرگتر از ابعاد نهایی قطعه ساخته شود تا پس از انقباض، به اندازهی درست برسد.
پلاستیکها از نظر ساختار مولکولی به دو دسته تقسیم میشوند: آمورف (بیشکل، مثل ABS، PC و PMMA) که معمولاً شرینکیج کمتر و یکنواختتری دارند، و نیمهکریستالی (مثل PP، PA، POM و PET) که بهدلیل تشکیل ساختارهای کریستالی هنگام سرد شدن، شرینکیج بیشتر و گاهی جهتدار (در جهت جریان مذاب بیشتر از جهت عمود بر آن) دارند. همین موضوع باعث میشود قطعات ساختهشده از مواد نیمهکریستالی مستعد تاببرداشتن (Warpage) باشند.
وزن مخصوص (Specific Gravity) چه کاربردی دارد؟
وزن مخصوص نسبت چگالی ماده به چگالی آب است و مستقیماً روی محاسبهی وزن قطعهی نهایی و مقدار مواد اولیهی موردنیاز اثر میگذارد. برای مثال، پلیکربنات با وزن مخصوص حدود ۱.۲ نسبت به پلیپروپیلن با وزن مخصوص ۰.۹، برای یک حجم مشخص، حدود ۳۳٪ سنگینتر خواهد بود. این عدد برای برآورد هزینهی مواد اولیه، تخمین وزن نهایی محصول، و انتخاب مواد بر اساس الزامات وزنی پروژه (مثلاً قطعات خودرو که کاهش وزن اهمیت دارد) ضروری است.
دمای قالب (Mold Temperature) چرا مهم است؟
دمای قالب، دمای سطح داخلی حفرهی قالب هنگام تزریق است، نه دمای خود مذاب. این پارامتر مستقیماً روی سرعت سرد شدن قطعه، میزان کریستالیزاسیون (در مواد نیمهکریستالی)، کیفیت سطح، و حتی میزان شرینکیج نهایی اثر میگذارد. دمای قالب پایینتر باعث سرد شدن سریعتر و شرینکیج کمتر میشود، اما ممکن است سطح قطعه ماتتر یا دارای خطوط جریان (Flow Lines) باشد. دمای قالب بالاتر، سطح براقتر و پرشدگی بهتر ایجاد میکند اما زمان چرخهی تولید (Cycle Time) را طولانیتر میکند. برای موادی مثل POM که کریستالیزاسیون بالایی دارند، دمای قالب نسبتاً بالا (۸۰ تا ۱۲۰ درجه) برای رسیدن به خواص مکانیکی مطلوب توصیه میشود.
دمای ذوب (Melt Temperature) چه نقشی دارد؟
دمای ذوب، دمای پلاستیک مذاب در لحظهی تزریق به داخل قالب است. این دما باید در بازهی مشخصی برای هر ماده تنظیم شود: اگر خیلی پایین باشد، مذاب بهخوبی جاری نمیشود و ممکن است قالب بهطور کامل پر نشود (Short Shot)؛ اگر خیلی بالا باشد، خطر تجزیهی حرارتی مواد، ایجاد بوی نامطبوع، تغییر رنگ، یا حتی سوختگی قطعه وجود دارد. هر ماده بازهی دمایی امن خاص خود را دارد که در این جدول آمده است.
چرا این چهار پارامتر باید با هم دیده شوند؟
نکتهی کلیدی این است که این چهار پارامتر مستقل از هم نیستند. برای مثال، افزایش دمای قالب میتواند شرینکیج یک مادهی نیمهکریستالی را افزایش دهد، در حالیکه تغییری در وزن مخصوص ایجاد نمیکند. به همین دلیل، طراح قالب باید این پارامترها را بهصورت یکپارچه در نظر بگیرد، نه جداگانه. تجربهی عملی نشان میدهد که حتی با داشتن جدول دقیق، تنظیم نهایی پارامترهای تزریق معمولاً از طریق نمونهگیری اولیه (First Article Inspection) و اصلاح تدریجی بهدست میآید — نه صرفاً از روی اعداد کاغذی.