کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک
فایبرگلاس (Fiberglass) نوعی پلاستیک تقویت‌شده با الیاف (fiber-reinforced plastic) است که این الیاف معمولاً از جنس شیشه هستند. شاید شنیده باشید که فایبرگلاس هم مانند پلیمرهای معمولی در فرایند تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما ساخت فایبرگلاس از طریق این فرایند کاملاً با روش تزریق مورد استفاده برای پلاستیک متفاوت است. بااین‌حال، هدف از قالب‌گیری تزریقی فایبرگلاس، ایجاد محصولاتی با خواص مطلوب‌تر و مناسب برای صنایع مختلف است. در این مورد، نسبت مواد ترکیب‌شده به‌دقت محاسبه می‌شوند تا از عالی‌بودن محصولات نهایی اطمینان حاصل شود. اگرچه پلاستیک هنوز در بسیاری از نقاط جهان تقاضای بالایی دارد؛ اما این روزها، تقاضای فایبرگلاس هم به‌شدت در حال افزایش است و می‌دانیم که صنعت فایبرگلاس در سال‌های آینده درآمد هنگفتی را برای بسیاری از شرکت‌ها به همراه خواهد داشت؛ بنابراین، لازم است بدانید که با سرمایه‌گذاری در راه‌اندازی کسب‌وکار قالب‌گیری تزریقی فایبرگلاس، چه مزایایی را به دست می‌آورید. پس اگر شما هم می‌خواهید با کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک آشنا شوید، در ادامه با ما همراه باشید.
گروه صنعتی نوبخت فعال در زمینه طراحی ، تولید و پخش محصولات ایران خودرو و سایپا
فرایند قالب‌گیری تزریقی فایبرگلاس
فرایند قالب‌گیری تزریق فایبرگلاس از گرانول‌هایی آغاز می‌شود که حاوی الیاف محصور در پلاستیک هستند (همان گرانول فایبرگلاس که حاوی الیاف شیشه در زمینۀ پلیمری است). برای شروع فرایند قالب‌گیری تزریقی، گلوله‌ها را حرارت می‌دهند تا مایع شوند. دقت کنید که دمای ذوب پلیمرهای مورد استفاده در فرایند تزریق پلاستیک، معمولاً حدود 200 درجۀ سانتی‌گراد است؛ اما شیشه در دمای 800 درجه، تازه شروع به نرم‌شدن می‌کند؛ بنابراین گلوله‌های فایبرگلاس در دستگاه پلاستیک پس از داغ‌شدن به‌شکل پلیمر مایع و الیاف شیشه در می‌آیند؛ زیرا عموماً در دمای این دستگاه‌ها شیشه، حالت جامد خود را حفظ می‌کند و فقط پلیمر ذوب می‌شود. سپس فایبرگلاس ذوب‌شده با فشار به قالب دوطرفه، تزریق می‌شود تا شکل مورد نظر را ایجاد کند. هنگامی که قطعه خنک شد، آن را در سطلی می‌اندازند و سپس برای کارهای تکمیلی به مرحلۀ پس‌پردازش منتقل می‌کنند. مزیت استفاده از قالب‌گیری تزریقی برای قطعۀ پلاستیکی تقویت‌شده با الیاف شیشه، این است که پس از ساخت ابزار، می‌توان بارها و بارها از آن استفاده کرد و حجم زیادی از محصولات با کیفیت بالا را با آن تولید کرد.
فایبرگلاس با تزریق پلاستیک در کدام صنایع کاربرد دارد؟
فایبرگلاس تقویت‌شده در بسیاری از صنایع در سطح جهان مورد نیاز است. تقاضای زیاد برای این محصول به‌دلیل تطبیق پذیری بالای آن است. شما می‌توانید کارهای زیادی را با فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی انجام دهید.
ما می‌دانیم که بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، به کاوش برای کشف راه‌هایی برای به حداکثر رساندن استفاده از فایبرگلاس برای دستیابی به نتایج بهتر در تولید، ادامه داده‌اند. همچنین، فایبرگلاس یکی از مواد مقرون‌به‌صرفه است که می‌توان آن را از کارخانه‌های مادر تهیه کرد؛ بنابراین کاربران این اطمینان را دارند که محصولات آن‌ها از کیفیت بالایی برخوردار است.
در ادامه، برخی‌از انواع کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک در صنایع مختلف آورده شده است.
صنعت کشاورزی
فایبرگلاس در بسیاری از جنبه‌های کشاورزی استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال، می‌توانید ماشین‌آلات و سایر لوازم جانبی را با قطعات مختلف ساخته‌شده از فایبرگلاس پیدا کنید. این ماشین‌ها معمولاً در مزارع و سایر مناطق کشاورزی استفاده می‌شوند. استفاده از فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی در این ماشین‌ها عمدتاً با هدف افزایش طول عمر دستگاه است. به عبارت دیگر، فایبرگلاس به افزایش دوام آن‌ها کمک می‌کند.
صنایع مدیریت آب
کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک در صنایع مدیریت آب نیز مشهود است. این شرکت‌ها، سیستم‌های آب را در شهرها و روستاها مدیریت می‌کنند. این مکان‌ها معمولاً دارای مخازن ذخیره‌سازی عظیم هستند تا اطمینان حاصل کنند که همیشه آب کافی در دسترس خواهند داشت. ما نمی‌توانیم بدون آب، زنده بمانیم و این یک واقعیت است؛ بنابراین، برای اطمینان از ذخیره‌سازی آب به اندازۀ کافی، مخازن با فایبرگلاس تقویت می‌شوند. ببشتر مخازن ذخیرۀ آب عظیمی که از فاصله دور می‌بینید با فایبرگلاس به‌عنوان یکی‌از اجزای اصلی ساخته شده‌اند. فشار واردشده توسط آب ذخیره‌شده به این مخازن بسیار زیاد است؛ بنابراین لازم است مخازن را با فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی تقویت کرد. همچنین فایبرگلاس از اتفاقاتی مانند خوردگی که می‌تواند آب ذخیره‌شده در داخل مخازن را آلوده کند، جلوگیری می‌کند.
بخش تولید خودرو
بسیاری از قسمت‌های خودروهای نوین با فایبرگلاس ساخته می‌شوند. این قطعات را می‌توان در داخل خودرو و همچنین در قسمت‌های خارجی آن پیدا کرد. این تصمیم توسط شرکت‌های تولیدکننده برای افزایش طول عمر خودرو گرفته می‌شود؛ زیرا فایبرگلاس در برابر خوردگی حساس نیست.
ساخت برخی ظروف و ابزارها
فایبرگلاس نمی‌تواند انرژی گرمایی را به‌راحتی هدایت کند؛ بنابراین گزینۀ مناسبی برای ساخت ابزار و ظروفی است که در مناطق با گرمای زیاد استفاده می‌شوند. علاوه‌بر‌این، سرآشپزها می‌توانند بدون نگرانی از سوختن انگشتان خود از این ظروف در آشپزخانه استفاده کنند.
کارخانه‌های دیگر
یک کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک در ساخت کفپوش‌های صنعتی است. به‌طورکلی، فایبرگلاس را می‌توان در کف بسیاری از کارخانه‌ها یافت، چون از کارکنان در برابر سُرخوردن بر روی زمین محافظت می‌کند؛ بنابراین صاحبان برخی کارخانه‌ها برای محافظت از کارکنان خود کفپوش‌های فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی را نصب می‌کنند.
مزایای قالب‌گیری تزریقی فایبرگلاس
پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف، زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند که یک محصول نیاز به افزایش سختی، دوام و مقاومت در برابر ضربه داشته باشد. این الیاف به پلاستیک کمک می‌کنند تا در برابر ضربه‌های سنگین و مکرر مقاومت کند. برخی از مزایای اولیۀ استفاده از پلاستیک‌های تقویت‌شده با الیاف برای پروژۀ قالب‌گیری تزریقی در ادامه بیان می‌شود.
پردازش آسان
فایبرگلاس را می‌توان به شکل‌ها، ضخامت‌ها و اندازه‌های مختلف قالب‌بندی کرد. به‌طورکلی، استفاده از قالب‌گیری تزریقی فایبرگلاس آسان است. این امر، به‌این‌دلیل امکان پذیر است که محصول نهایی فایبرگلاس وزن سبک‌تری نسبت به بسیاری از گزینه‌های موجود در بازار دارد. وزن سبک هم به نوبۀ خود، هزینه‌های تولید و حمل‌ونقل را کاهش می‌دهد؛ یعنی شرکت‌هایی که فایبرگلاس خود را از مکان‌های دور تهیه می‌کنند مجبور نخواهند بود هزینۀ زیادی برای محصولات خود بپردازند.
پایداری حرارتی بالا
فایبرگلاس با توجه به روش‌های استفاده از آن، عموماً باید در برابر حرارت مقاوم باشد. در فرایندهای تولید خاص، به‌دلیل دماهای بالا نمی‌توان از شیشه یا پلاستیک معمولی استفاده کرد؛ زیرا گرما، پلاستیک و شیشه را نرم می‌کند. بااین‌حال، فایبرگلاس قالب‌گیری‌شده می‌تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند.
خواص عایق‌بندی
یک کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک برای ساخت عایق‌های مختلف است. فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی ظرفیت عایق‌بندی قابل توجهی در برابر حرارت و الکتریسیته دارد. این مواد را می‌توان در صنایعی استفاده کرد که در آن افراد باید از شرایط آب‌وهوایی سخت یا برق‌گرفتگی محافظت شوند. در این شرایط، فایبرگلاس به‌گونه‌ای نصب می‌شود تا قسمت‌های داخلی یک کارخانه یا محیط خاص را امن (از نظر برق گرفتگی) کند و در شرایط آب‌وهوایی مناسب، نگه دارد. همچنین این خواص، فایبرگلاس را به گزینه‌ای مناسب برای ساخت قسمت‌های مختلف پشت‌بام تبدیل می‌کند. هنگامی که فایبرگلاس به‌صورت استراتژیک در پشت بام نصب شود، می‌تواند به اندازۀ کافی همه اشکال شرایط آب‌وهوایی شدید را از درون خانه دفع کند.
ساختار پایدار
فایبرگلاس را می‌توان در محصولات مختلفی مانند مبلمان برای داخل خانه، و امکانات عمومی مانند صندلی در پارک‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس یا سینماها یافت. این ماده، دارای ثبات ساختاری قابل توجهی است که باعث می‌شود به اندازۀ کافی قوی باشد تا بتواند وزن‌های سنگین و استفادۀ مکرر را تحمل کند.
پس به‌طورکلی، کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک مزایایی را به همراه می‌آورد که در فهرست زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم:
- بادوام؛
- مقاوم در برابر پیچ‌وتاب؛
- مقاوم در برابر ترک؛
- کاهش هزینه‌ها؛
- کاهش زمان تولید؛
- سبک‌وزن؛
- ضایعات کم؛
- سفتی و سختی مناسب؛
- مستحکم در برابر بارگذاری و فشار؛
- مقاومت حرارتی بالا؛
- مقاوم در برابر خوردگی؛
- قابلیت ارتجاعی؛
- مقاوم در برابر گرما؛
- ضدآب؛
- مقاوم در برابر کپک‌زدگی و رشد باکتری.
انواع فیبر تقویت‌کنندۀ مناسب برای پلیمرها
همان‌طور که گفتیم، شیشه پرکاربردترین ماده در ساخت پلاستیک‌های تقویت‌شده با الیاف است و اغلب در ارتباط با پلی‌استر یا پلی‌اورتان ترموست دیده می‌شود. این ترکیب آن‌قدر در همه جا موجود است که نام خاص خود را دارد: فایبرگلاس. کارکردن با شیشه بسیار آسان است و امکان ایجاد ساختار فیبری خاصی را فراهم می‌کند تا به بهترین وجه با طراحی قطعات خاص مطابقت داشته باشد. شیشه، بالاترین استحکام، بیشترین الاستیسیته و بیشترین مقاومت در برابر تغییر شکل را در بین تمام الیاف موجود برای کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک به همراه دارد و همچنین دارای مقاومت عالی در برابر گرما و سرمای شدید است.
اما به‌جز شیشه و فایبرگلاس در تزریق پلاستیک، از برخی الیاف دیگر نیز در ساخت پلاستیک‌های تقویت‌شده با فیبر (fiber reinforced plastics یا به‌طور مخفف FRP) استفاده می‌شود؛ مثلاً الیاف کربن و الیاف آرامید (مانند کولار) به‌طور قابل توجهی خاصیت ارتجاعی محصول تکمیل‌شده را افزایش می‌دهند. آن‌ها همچنین به‌طور همزمان هم مقاومت فشاری و هم استحکام الکتریکی مواد FRP را افزایش می‌دهند. FRP تقویت‌شده با کربن یا آرامید سبک‌وزن، مقاوم در برابر خوردگی و شفاف در برابر اشعۀ ایکس است که آن را به گزینه‌ای عالی برای ساخت تجهیزات پزشکی تبدیل می‌کند. استفاده از فیبر کربن همچنین یک انتخاب رایج در صنعت هوافضا است و اخیراً از FRP مبتنی بر کربن، در ساخت سکان هواپیماهایی مانند ایرباس 310 استفاده شده است.
الیاف بازالت در برابر تعدادی از عوامل محیطی و غیرآلی بسیار مقاوم هستند. FRP تقویت‌شده با بازالت دارای بالاترین مقاومت حرارتی و شیمیایی نسبت به سایر الیاف موجود حتی شیشه است. به‌ویژه مقاومت بالای آن در مقابل نمک، باعث استفادۀ گسترده از آن در ساخت قایق‌ها، پل‌ها و اسکله‌ها شده است. استفاده از الیاف چوب هم در FRP منجر به محصولی با مدول کششی و استحکام بالا می‌شود و نسبت به جایگزین‌های معدنی از نظر محیطی مقاوم‌تر است.
سخن پایانی
کاربرد فایبرگلاس در تزریق پلاستیک در سال‌های اخیر به‌دلیل خواصی همچون استحکام و مقاومت شیمیایی بالا گسترش فوق العاده‌ای داشته است. به‌طوری که گاهی اوقات محصولات ساخته‌شده با فایبرگلاس قالب‌گیری تزریقی به پلاستیک‌های معمولی که در دسترس داریم ترجیح داده می‌شوند؛ اما فایبرگلاس در تزریق پلاستیک هنوز به انتهای راه خود نرسیده است و محققان همچنان به‌نبال راه‌هایی برای بهبود خواص و روش‌های تولید آن هستند
مقالات بیشتر
