سیستم قالب تزریق پلاستیک
قالب تزریق پلاستیک مانند نگاتیو در عکاسی است، به این معنی که با استفاده از آن می‌توان در هنگام تزریق پلاستیک شکل خاصی به محصولات نهایی بخشید، هندسه و الگوی قالب به طور مستقیم بر روی شکل قطعه نهایی تأثیر می‌گذارد.
فرایند تزریق به پروسه ساخت قطعات پلاستیکی با استفاده از مواد مذاب پلیمری مانند گرانول پلاستیک است، که داخل قطعه‌ای به نام قالب پر می‌شوند و با فشار شکل آن را به خود می‌گرد و پس از خنک شدن به قطعات جامد تبدیل می‌شوند. با استفاده از این فرایند می‌توان تیراژهای بالایی از محصول پلاستیکی ساخت و هزاران قطعه پلاستیکی با یک شکل مشخص تولید کرد. این روش برای تولید انبوه محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
قالب بخش بسیار مهمی در فرایند تزریق پلاستیک است، و معمولاً مبلغ بالایی از هزینه‌های اولیه برای شروع کار صرف طراحی و ساخت این قطعه می‌شود، به طور معمول هزینه اولیه برای ساخت یک قالب اختصاصی بین 5000 تا 20000 دلار متغیر خواهد بود، البته هزینه با توجه به تیراژ مورد نظر متغیر است.
طراحی یک قالب تزریق با کیفیت در ابتدا کار اهمیت فروانی دارد، به این دلیل که با استفاده از آن می‌توانید هزاران قطعه را تولید کنید. پس این کار را به افراد متخصص بسپارید.
نحوه ساخت قالب
قالبها را معمولاً از جنس استیل یا آلومینیوم می‌سازند و با استفاده از دستگاه cnc آنها را شکل داده و با استفاده از پولیش پرداخت می‌شوند. تا شکل نهایی را به خود بگیرند. معمول‌ترین روش برای ساخت قالب همین دستگاه‌های cnc هستند.
البته در سال‌های اخیر با توجه به پیشرفت فناوری و پیشرفت پرینترهای سه بعدی، استفاده از این چاپگرها برای ساخت این قطعه رواج زیاد پیدا کرده است. و قیمت پایین‌تری هم نسبت به قالب‌های ساخته شده با استفاده از دستگاه cnc دارند. البته معمولاً برای تیراژهای پایین از آن استفاده می‌شود و استفاده از آن صرفه اقتصادی بالایی دارد.
مناسب‌ترین فناوری‌های پرینت سه بعدی برای ساخت قالبها تکنولوژی Polyjet و SLA هستند.
انواع قالب تزریق پلاستیک
قالب Straight-pull
این قالب ساده‌ترین و در عین حال پر استفاده‌ترین قالب تزریق است که از دو بخش حفره (Cavity) و هسته (Core) تشکیل شده است. هزینه طراحی و ساخت این مدل کمتر از سایر انواع آنها است، اما در طراحی آنها محدودیت‌هایی وجود دارد، و تنها می‌توان قطعات دوبعدی با آن ساخت.
قالب Side-Action
این قالب در مقایسه با نوع قبلی هندسه پیچیده‌تری دارد، با استفاده از این نوع می‌توان قطعاتی را سخت که بخش‌های برجسته و یا حفره‌هایی بر سطحشان دارند، وجود این برآمدگی‌ها و.. روی قالبها می‌تواند هزینه‌های پیاده سازی را بالا ببرد به همین دلیل توصیه می‌کنیم در هنگام طراحی حتماً به این مورد توجه داشته باشید.
قالب‌های Stand Alone
این قالبها با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته می‌شوند که با استفاده از فیلامنتهای فلزی طرح خاصی را به صورت لایه به لایه می‌سازند. قالب‌هایی که با استفاده از این روش ساخته می‌شوند ممکن است کیفیت خوبی نداشته باشند. اما می‌توان برای ساخت قطعه با چاپگر سه بعدی با استفاده از قالب آلومینیومی، قطعات با کیفیت و کاملاً دقیقی با هزینه بسیار پایینی تولید کرد.
بخش‌های مختلف قالب
یک قالب دارای دو بخش است، ساید A که نیمه جلویی قالب است و ساید B که نیمه پشتی آن است.
نیمه جلویی قالب که به بخش Cosmetic هم شناخته می‌شود، بافتی نرم و کاملاً منطبق با طرح محصول دارد، این بخش در مقایسه با بخش B دارای ویژگی‌های ظاهری بهتری است.
ساید B که به آن بخش Functional یا کاربردی هم گفته می‌شود، به بخش‌های مخفی قطعات مانند ستون‌ها و... گفته می‌شود که بیشتر برای المان‌های سازه‌ای کاربرد دارد. این بخش معمولاً در مقایسه با بخش قبلی سطح خشن‌تری دارد و جای پین‌ها روی آن مشخص است.
همچنین قالبها از نظر مکانیکی هم دارای دو بخش هستند که شامل: بخش ثابت و بخش متحرک آن است.
بخش ثابت در قالب به همان بخشی گفته می‌شود که مواد مذاب پلیمری داخل آن ریخته می‌شود و بخش متحرک آن به دستگاه تزریق پلاستیک متصل می‌شود و مراحلی مانند بیرون اندازی و... با استفاده از این بخش انجام می‌شود.
ویژگی‌های قالب
مقاومت حرارتی بالا
به این دلیل که در عملیات تزریق، قالب تحت حرارت بالایی قرار می‌گیرد، ضروری است که از مقاومت حرارتی بالایی برخوردار باشد. تا بتواند گرمایی که در حین فرایند تزریق به آن وارد می‌شود را تحمل کند و همچنین افت ناگهانی دما برای خنک کردن قطعه و جامد شدن آن هم تأثیری روی آن نداشته باشد.
سختی و مقاومت بالا
به این دلیل که قالبها برای ساخت قطعات زیادی استفاده می‌شود، در صورتی که مقاومت و سختی مناسبی نداشته باشند ممکن است پس از گذشت مدتی شکل خود را از دست بدهند و نتوان محصولات با کیفیتی با آنها ساخت.
سطح بالای جزئیات
از اصلی‌ترین ویژگی‌های قالب، دقت و جزئیات بالای آن است، یک قالب حتماً باید ابعاد مشخص، سطح صیقلی و صافی داشته باشد و تمام جزئیات محصول را در بر داشته باشد تا بتوان قطعات با کیفیتی با آن ساخت.