خنک سازی در فرایند های تولید پلاستیک لزوم و مزایای خاص را دارد. کنترل دقیق دما، پایداری ابعادی، کیفیت بالاتر محصول تولیدی نهایی از جمله مزایای خنک سازی با چیلر در فرایند های تولید پلاستیک هستند. کدورت محصول نهایی، تاول زدن پلاستیک، ناهمواری و عیوب دیگر ساختاری میتوانند از نتایج عدم خنک سازی کافی و صحیح در فرایند های تولید موارد پلاستیکی باشند. در این مقاله از مجله ایران فریون به لزوم و مزایای استفاده از چیلر و کاربرد چیلر تراکمی در تزریق پلاستیک می‌پردازیم. این مقاله ترجمه ای اقتباسی از مقاله ای با همین عنوان از مجله اسپورلن است.

چیلر تزریق پلاستیک

        چیلر تزریق پلاستیک یکی از انواع چیلر های صنعتی است. به طور معمول در فرایند های تولید پلاستیک از چیلر صنعتی تزریق در موارد زیر استفاده می‌شود:

• قالب های بادی و فرایند های تولید بادی یا Blow Molding
• اکستروژن یا روزن رانی پلاستیک
• تزریق پلاستیک

چیلر صنعتی در تزریق پلاستیک

        فرایند تولید به روش تزریق پلاستیک بخش قابل ملاحظه ای از تولید قطعات پلاستیکی در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد. قطعات تولید شده به این روش تقریبا در تمام اطراف ما دیده می‌شوند. سوییچ های الکتریکی، سطل های زباله، مسواک و حتی داشبورد کامل خودرو با این روش تولید شده اند. این فرایند با مواد پلاستیکی ترموپلاستیک مانند پلی استایرن، abs، پلی آمید، پی وی سی، پلی اتیلن و پلی پروپلین سازگار است. شکل زیر یک دستگاه تزریق پلاستیک معمولی را نشان می‌دهد.

در فرایند تزریق پلاستیک خنک کردن ضروری بوده و به جهت دستیابی به دو هدف انجام می‌شود:

• خنک کردن قالب و منجمد شدن سریع و بی نقص پلاستیک درون قالب
• خنک کردن روغن هیدرولیک استفاده شده در دستگاه

چیلر تزریق پلاستیک- خنک کردن قالب

       فرایند تزریق پلاستیک شامل چهار مرحله است. مرحله خنک سازی بسیار مهم است و اغلب توسط یکچیلر دستگاه تزریق پلاستیک و به صورت مستقیم انجام می‌شود.

• قفل شدن: قبل از تزریق، دو بخش قالب باید خیلی محکم و با دقت به یکدیگر قفل شوند.
• تزریق: مواد پلاستیکی خام به ماردون دستگاه تزریق وارد می‌شوند. گرما و فشار باعث ذوب مواد شده و مواد از طریق ماردون به جلو رانده می‌شوند. مواد مذاب پلاستیک به سرعت به درون قالب تزریق شده و قالب را پر می‌کنند.
• خنک سازی: قالب خنک شده با آب تضمین می‌کند که مواد پلاستیکی به محض ورود به قالب شروع به خنک شدن می‌کنند. با سرد شدن پلاستیک، قطعه شکل می‌گیرد. تا زمانی که محصول نهایی به اندازه کافی خنک نشده باشد، نمی‌توان آن را از قالب خارج کرد. خنک کنندگی کارامد تر، خرابی محصول و پرت مواد را کاهش داده و محصول با کیفیت تری را به ارمغان می‌آورد. کاهش دمای قالب توسط چیلر، سرعت تولید را نیز افزایش می‌دهد.
• پراندن قطعه: بعد از گذشت زمان کافی برای خنک شدن قطعه، قطعه نهایی به بیرون قالب پرانده می‌شود. بعد از تخلیه قالب، قالب مجددا بسته می‌شود و برای پر شدن مجدد آماده می‌شود.

چیلر تزریق پلاستیک- خنک کردن سیستم هیدرولیک

        دستگاه تزریق پلاستیک معمولا از پمپ هیدرولیک و روغن هیدرولیک برای ایجاد فشار جهت باز و بستن قالب و ... استفاده می‌کند. روغن هیدرولیک در حین کار گرمای قابل توجهی تولید می‌کند. خنک کنندگی کم عملکرد سیستم هیدرولیک را مختل می‌کند. خرابی های مکرر، اصطحلاک بیشتر، خروچی قطعات مشکل دار و کاهش کیفیت قطعات از جمله آثار خنک کنندگی ناکافی در سیستم هیدرولیک دستگاه تزریق پلاستیک است.

ظرفیت خنک کنندگی برای دستگاه تزریق پلاستیک معمولا توسط دو آب غیر مرتبط به هم تامین می‌شود:

• آب 20 تا 30 درجه سلسیوس: سیکل آب دما بالا برای خنک کردن روغن هیدرولیک به کار می‌رود.
• آب 10تا15 درجه سلسیوس: از این آب دما پایین معمولا جهت خنک کاری قالب تزریق پلاستیک استفاده می‌شود.

خنک سازی دقیق و حفظ دقیق دما معمولا برای خنک کردن قالب تزریق پلاستیک اهمیت ویژه ای دارد. این مهم به افزایش کیفیت نهایی محصول و افزایش بهره وری دستگاه کمک می‌کند. مطابق تصویر در بسیاری از موارد ممکن است یک چیلر مجزا برای هر فرایند به کار رود.

چیلر صنعتی در اکستروژن

       روش تولید اکستروژن معمولا برای تولید در حجم های بالای پروفیل های پلاستیکی استفاده می‌شود. در این روش پلاستیک ذوب شده به شکل یک پروفیل تبدیل می‌شود. از این روش تولید به طور مثال در تولید داکت های برقی، لوله، پنجره، صفحات پلاستیکی، نوارچسب و عایق سیم و کابل استفاده می‌شود. تصویر زیر یک دستگاه اکسترودر را نشان می‌دهد.

مواد پلاستیکی بعد از ورود به ماردون دستگاه از قیف، توسط المنت های دستگاه گرم شده و ذوب می‌شوند. پلاستیک مذاب از طریق ماردون دستگاه به جلو رانده شده و از بعد از گذر از صافی، به سمت قالب روانه می‌شود. بعد از این که مذاب شکل قالب را به خود گرفت و از قالب خارج شد باید خنک شود. محصول نهایی معمولا در یک وان آب خنک کاملا آب بندی شده خنک می‌گردد. تامین این آب خنک به عهده چیلر صنعتی دستگاه تزریق است. بعد از اینکه محصول نهایی خنک شد، می‌تواند به اندازه های مد نظر برش خورده و یا رول شود.

در فرایند تولید صفحات پلاستیکی، خنک سازی توسط رول های مختلفی که ضخامت و زبری سطح را نیز مشخص می‌کنند، انجام می‌شود.

چیلر صنعتی در قالب های بادی

        قالب های بادی معمولا در ساخت بطری های پلاستیکی استفاده می‌شوند. در سال 2018 حدود 508 میلیارد بطری پلاستیکی تولید شده است. این میزان در سال 2021 به 583 میلیارد نیز رسیده است. تقریبا تمام این بطری ها با روش قالب گیری بادی تولید شده اند.

در این فرایند نیز مانند تزریق پلاستیک، از اب سرد برای خنک سازی قالب و همچنین سیستم های هیدرولیک دستگاه استفاده می‌شود. آب سرد 10-15 درجه سلسیوس جهت خنک سازی قالب در این فرایند تولید به کار می‌رود. این آب خنک نیز در این فرایند توسط چیلر تزریق پلاستیک تامین می‌شود.

جمع بندی

بعد از شناخت لزوم استفاده از چیلر در دستگاه های تزریق پلاستیک، قالب های بادی پلاستیک، و همچنین اکسترودر های پلاستیک، باید به نکات خرید چیلر صنعتی و روش انتخاب چیلر صنعتی پرداخت. جهت مطالعه بیشتر در خصوص موارد یاد شده به مجله ایران فریون مراجعه نمایید.