مزایا و معایب استفاده از قطعات پلاستیکی به جای قطعات فلزی

مزایا و معایب استفاده از قطعات پلاستیکی به جای قطعات فلزی در صنعت و محصولات مختلف:

مزایای استفاده از پلاستیک به جای فلز:
استحکام و مقاومت بالا:
یکی از مزایای قطعه های پلاستیکی نسبت به فلز، نسبت مقاومت به وزن بالاتر است و از نظر طبیعی بسیار محکم و سخت هستند. بنابراین می توان برای برخورداری از مقاومتی مشابه از قطعات پلاستیکی با وزن کمتر استفاده نمود.

انعطاف پذیری بالا در طراحی:
قطعات پلاستیکی با تزریق پلاستیک مذاب به درون قالب تزریق پلاستیک تولید می­شوند. از مزایای تولید قطعات به وسیله این فرایند، می توان به تولید قطعات با اشکال پیچیده و ویژگی­های خاص و در نهایت استفاده از یک قطعه پلاستیکی به جای چند قطعه فلزی اشاره کرد.

وزن کم و هزینه مواد اولیه پایین:
قطعات ترموپلاستیک (گرمانرم) از نظر وزن، سبک­تر هستند. بنابراین وزن و هزینه قطعات پلاستیکی نسبت به قطعات فلزی کمتر است.

هزینه فرایند تولید پایین:
قطعات پلاستکی با فرایند قالب گیری تزریقی تولید می­شوند که زمان سیکل نسبتا پایینی دارند و این زمان چرخه پایین­تر در مقایسه با زمان چرخه تولید قطعات فلزی، نمایانگر کاهش هزینه در تولید قطعات پلاستیکی می­باشد.

عدم نیاز به عملیات پایانی ثانویه:
قطعات فلزی برای دستیابی به شکل نهایی مورد نیاز، زیبایی ظاهری و مقاومت در برابر خوردگی، نیاز به عملیات اتمام ثانویه دارند. در حالی که پلاستیک ­ها ذاتا دارای خاصیت مقاومت در برابر خوردگی می­باشند و زیبایی لازم را می­توان در طول فرایند قالب گیری تزریقی حاصل کرد. بنابراین یکی از بهترین مزایای پلاستیک نسبت به فلز، حذف عملیات اتمام ثانویه می­باشد که نهایتا منجر به صرفه ­جویی در وقت و هزینه می­گردد.

می­توان چفت و بست­ ها را حذف کرد:
یکی از مزایای فرایند تولید قطعات به روش تزریق پلاستیک، ویژگی­های مونتاژ پذیری این قطعات می­باشد که گاها با استفاده از یک ضربه کوچک (Snap fit joint)، این عملیات مونتاژکاری صورت گرفته و در نتیجه منجر به کاهش زمان و هزینه مونتاژ محصول می­شود.

مقاومت در برابر خوردگی و طول عمر بالاتر:
پلاستیک­ها از نظر طبیعی در برابر خوردگی مقاوم هستند و در نتیجه طول عمر بالاتری نسبت به فلزات دارند.

کاهش دور ریز ها و ضایعات:
قطعات پلاستیکی با تزریق پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق پلاستیک تولید می­شوند. این در حالی است که قطعات فلزی از بلوک­های نسبتا بزرگ تری ساخته شده ­اند. بنابراین یکی از مزیت­های پلاستیک نسبت به فلز، تولید قطعات با ضایعات ناچیز است. اگر حجم قطعه زیاد باشد نیز می­توان با استفاده از قالب تزریق پلاستیک راهگاه گرم، ضایعات پلاستیک را در طول عملیات قالب­ گیری کاهش داد.

رنگ آمیزی آسان تر پلاستیک نسبت به فلز:
همان طور که می­دانید، رنک آمیزی قطعات فلزی، نیازمند تجهیزاتی بوده که پس از تولید قطعه فلزی، به وسیله این تجهیزات، عملیات رنگ آمیزی انجام می­گردد. این در حالی است که پروسه تغییر رنگ قطعات پلاستیکی، قبل از تولید این قطعات و به وسیله متریال ­های خودرنگ و یا مستربچ­ها (رنگدانه­ ها) انجام می­ پذیرد.

خطرات حین تولید کمتر:
با توجه به اینکه قطعات پلاستیکی نرم­تر بوده و فاقد لبه ­های تیز و برنده هستند، تولید این قطعات به مراتب با خطرات و صدمات انسانی کمتری مواجه است.

آموختیم که استفاده از پلاستیک به جای فلز می­تواند به مقدار زیادی در هزینه ها و زمان صرف شده برای تولید صرفه جویی به عمل اورد. اما در کنار مزایایی که پلاستیک به خود اختصاص داده است، معایبی نیز دارد که در ادامه این موارد را با هم بررسی می­کنیم.

معایب استفاده از پلاستیک به جای فلز:
هزینه بالای ابزارآلات اولیه:
یکی از معایب پلاستیک ­ها نسبت به فلزات، هزینه بالای توسعه ابزارآلات تزریق پلاستیک است. زیرا نه تنها قیمت خرید ماشین­آلات و قالب ­های تزریق پلاستیک بسیار بالاست؛ بلکه هر قطعه برای تولید شدن، نیازمند قالب مختص به خود است.

زمان مورد نیاز بالاتر برای توسعه ابزار:
توسعه ابزار تولید قطعات به روش تزریق پلاستیک، نیازمند زمان طولانی ­تری است. گاهی برای تسریع در زمان تولید تعداد اندکی از قطعات، از تکنیک ساخت پروتوتایپ (نمونه سازی قطعات پلاستیک) استفاده می­شود. با این حال، قطعات پلاستیکی نسبت به قطعات فلزی نیازمند زمان توسعه ابزار طولانی­ تری هستند.

رسانایی الکتریکی و حرارتی:
پلاستیک­ها رساناهای خوبی برای گرما نیستند. بنابراین قطعات پلاستیکی در جایی که حرارت بالا و هدایت حرارتی مورد نیاز باشد، قابل استفاده نیستند. برای حل این مشکل از قطعات پلاستیکی توام با قطعات فلزی استفاده می­شود.

محدوده دمایی کاری پایین:
پلاستیک­ها محدوده دمایی کاری مشخصی دارند و برای دامنه ­های حرارتی بسیار بالا و بسیار پایین قابل استفاده نیستند.

فرایند ساخت:
کنترل فرایند ساخت قالب تزریق پلاستیک دشوار است. اگر طراحی قطعات تزریق پلاستیک مطابق دستورالعمل ها نباشد یا فرایند کنترل نشود، نقایص بسیاری در قالب تزریق پلاستیک به وجود می­ آید.

نتیجه گیری:
به طور کلی، طراحان در صنایع مختلف با استفاده از قطعات پلاستیک، هزینه محصول را کاهش می­دهند و جالب است بدانید که با جایگزینی قطعات پلاستیکی به جای قطعات فلزی، می­توانید هزینه محصول را 25 تا 30 درصد کاهش دهید.