قالبگیری دورانی در ایران و جهان

مقاله ای از برمک قنبرپور


سایت خبری پپنا (www.ppna.ir): :

1- تاریخچه جهانی

فرایند قالبگیری دورانی در جهان قبل از اختراع مواد مصنوعی پلاستیکی به کار می رفته است. نخستین گواه شکل­دهی قطعات تو خالی،  ثبت اختراع شماره 1301 توسط جی.آر.پیترز در انگلستان در سال 1855 میلادی است. این اختراع با عنوان تولید لوله­های توپ و پوسته­های تو خالی فلزی به ثبت رسیده است.

10 سال بعد یعنی در سال 1865 میلادی ثبت اختراع شماره 48022 توسط تی جی ليوگراو در آمریکا در این خصوص ثبت شده است. مهم­ترین مزیت این اختراع، دستیابی به ضخامت و دانسیته یکنواخت­تر می­باشد. در واقع می توان گفت قالبگیری دورانی به شکلی که امروز در جهان شناخته می شود، ازاین اختراع سرچشمه گرفته است. جالب است بدانیم که اختراع ليوگراو، 3 سال قبل از اختراع نخستين پلاستیک مصنوعی (نیترات سلولز) توسط جان وس لی هیات ثبت شده است.

در ادامه مختصری از تاریخچه نوآوری ها در تولید قطعات به روش قالبگیری دورانی تا پايان جنگ جهانی دوم به صورت فهرست وار ارایه می گردد.

توسعه فرایند قالبگیری دورانی پس از جنگ جهانی دوم و نقش آن به عنوان یک فرایند شکل دهی مرسوم، موجب تمایل تولیدکنندگان ماشین آلات جهت ورود به این عرصه گردید. تا قبل از این زمان اکثر توليد كنندگان قطعات، خود ساخت ماشین آلات را انجام می­دادند. در دهه 1950 میلادی ساخت تجاری ماشین­های قالبگیری دورانی مرسوم گردید. به طوری که در سال 1954میلادی، هفت شرکت تولید کننده ماشین آلات قالبگیری دورانی در آمریکا فعال بودند.

کارخانه ای. بی. بلو  ماشین آلات مخصوص تولید قطعات با استفاده از قالب­های چند حفره­ای و کارخانه آکرون پرس فور ماشین آلات قالبگیری دورانی چند بازو را برای نخستین بار توسعه دادند و سرانجام در سال 1964 میلادی کارخانه مک نیل یک ماشین چند بازوی استاندارد را به بازار عرضه نمود.

ساخت نخستین نسل ماشین آلات پودرسازی با بازدهی بالا نیز در سال 1955 میلادی در آلمان توسط شرکت پالمن آغاز گردید. مزیت اصلی ماشین­های ساخته شده توسط این کارخانه، توانایی تولید پودر از پلاستیک­های دارای دمای نرم شوندگی پایین، بدون استفاده از عوامل خنک کننده بود.به مرور، تولید کنندگان قالب ها نیز متوجه اهمیت بازار این صنعت گردیدند و تجهیزات الکتروفرمینگ را در سال 1946 میلادی به این عرصه وارد نمودند. بهره­گیری از آلیاژ نیکل سولفامات در سال1950 میلادی به تولیدکنندگان قالب ها به روش الکتروفرمینگ، امکان استفاده از مواد نرم­ترو قوی تری را جهت ساخت ابزارآلات و قالب ها داد.

ورود آلومینیوم به این عرصه در سال1950 میلادی آغازشد. به طوری که امروزه آلومینیوم ریخته گری شده به عنوان یکی از متداول­ترین مواد اوليه جهت ساخت قالب ها در این صنعت به شمار می رود.

پلی اتیلن در اواسط دهه 1940 میلادی که با دانسیته پایین و متوسط عرضه می­شد (پلی اتیلن سنگين در سال 1957 میلادی اختراع شد) منجر به تغییرات جدی در فرایند قالبگیری دورانی گردید. از آنجا که انواع پلی اتیلن ها به صورت گرانولی شکل عرضه می­شدند و این گرانول­ها مناسب برای تف جوشی نبودند، روش پودر سازی با استفاده از برس­های سیمی چرخان عرضه گردید و عروسک­های میکی موس کمپانی دیزنی در سال 1953 میلادی از اولین محصولات پلی اتیلنی بودند که به روش قالبگیری دورانی تولید شدند. این روش توليد پودر چندان کارآمد نبود تا اینکه در سال1955 میلادی آسیاب­های شرکت پالمن به بازار عرضه شدند. این آسیاب­ها قابلیت تولید پودرهای ریز و یکنواخت از انواع پلاستیک­ها با سختی پایین را داشتند. تولید پودر پلی اتیلن که از مقاومت شیمیایی بالا و قیمت نسبی پایینی در آن زمان برخوردار بود، تحولی در تولید انواع مخازن ذخیره و حمل و نقل پلاستيكي به وجود آورد. تولید انبوه و تجاری پودر پلی اتیلن ویژه فرایند قالبگیری دورانی در سال1961 میلادی توسط شرکت صنایع شیمیایی ایالات متحده – اکواستار- آغاز گردید.

در سال­های اولیه، پلی اتیلن گرید تزریقی برای این فرایند استفاده می­شد. اما به زودی رقابت میان تأمین کنندگان مواد اولیه جهت تولید گریدهای خاص این  فرایند آغازگردید. با وجود این­ که پلی اتیلن برای تماس با بعضی از مواد شیمیایی از جمله فرآورده های نفتی مانند هیدروکربن های آروماتیکی مثل فوران و پیریدین و هیدروکربن های هالوژنه مانند آلکیل هالیدها و آریل هالیدها مناسب نبود، همچنان بازار تولید مخازن کوچک و متوسط از آن، رو به گسترش بود. اما این ضعف پلی اتیلن، تفکری را در ذهن پژوهشگران پلیمر در خصوص رفع آن ایجاد کرد.

پلی­کربنات نخستين ماده مورد استفاده در قالبگیری دورانی بود که در آن شفافیت، مقاومت دمایی، مقاومت به ضربه و استحکام به صورت توأمان تأمین می­شدند. این ماده در سال 1957 میلادی شناخته شد، اما تا سال 1968 میلادی به تولید تجاری و انبوه نرسید.

تا دهه 1960 میلادی، پلی اتیلن سنگین به عنوان ماده اولیه مخازن ذخیره سوخت در برخی از وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می­گرفت. اما همچنان پژوهش ها جهت یافتن ماده­­ای با خواص بهتر ادامه داشت. تا اینکه در سال 1970 میلادی پلی اتیلن شبکه­ای شده به منظور بهبود خواص شیمیایی، سختی و مقاومت به ضربه در دمای پایین توسط شرکت شیمیایی فیلیپس به بازار عرضه گردید.

تا اواسط دهه1970 میلادی به دلیل عدم توانایی تولید قطعات یکپارچه در سایر فرایندهای شکل دهی پلاستیک­ها، رونق در فرایند قالبگیری دورانی همچنان ادامه داشت. اما پدیده ساخت قالب ها در این صنعت تقریبا ناشناخته بود و بیشتر به جای آنکه جنبه علمی داشته باشد، جنبه هنری داشته، کمتر کنفرانسی برگزار و یا مقاله­ای در این زمینه چاپ می­گردید و تولیدکنندگان قالب ها عموماً با سعی و خطا در این حوزه پیش می رفتند. تا اینکه در سال 1976 میلادی با تأسیس انجمن تولیدکنندگان قطعات به روش قالبگیری دورانی در ایالات متحده آمریکا، جنبه های علمی و فنی این صنعت به شکل سازمان یافته تری دنبال گردید. این انجمن تجاری به سرعت به سازمانی جهانی با اعضایی از شش کشور جهان تبدیل گردید و در حال حاضر با بیش از 300 عضو در حال فعالیت می باشد. مجتمع پلاستیک طبرستان در سال 2011 میلادی به عنوان تنها نماینده صنعت قالبگیری دورانی ایران عضو این انجمن است.

در سال 1979 میلادی با تأسیس مرکز تحقیقات قالبگیری دورانی در دانشگاه سلطنتی شهر بلفاست ایرلند شمالی توسط پروفسور روی کرافورد تحول جدیدی در حوزه ی خلق دانش در صنعت قالبگیری دورانی رخ داد. تحقیقات انجام گرفته در این دانشگاه سبب خلق فناوری ها و مفاهیمی جدید در کنترل فرایند قالبگیری دورانی شد و دانش آموختگان آن، منشاء ایجاد تحولات مهمي در این صنعت در سراسر دنیا گردیدند.

دهه 1980 میلادی دهه تغییرات شگرف در صنعت قالبگیری دورانی بود. از مهم­ترین وقایع این دهه، معرفی پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین توسط کمپانی دوپونت در آمریکا بود. این ماده به سرعت به رایج­ترین ماده در فرایند قالبگیری دورانی تبدیل شد. شرکت  روتوترون نیز در سال 1975 میلادی پلی پروپیلن ویژه قالبگیری دورانی را به بازار عرضه نمود. اما مقاومت به ضربه این پلیمر بسیار پایین بود. پس از آن کارخانه­های اکواستار و شولمن در اوایل دهه1980 میلادی تحقیقات گسترده ای را بر روی پلی پروپیلن انجام دادند و در نهایت در سال 1995 میلادی موفق شدند گرید­های تجاری با خواص مطلوب از پلی پروپیلن ویژه قالبگیری دورانی را به بازار عرضه کنند.

در ابتدای قرن بیست و یکم تحولات شگرفی در خصوص سیستم های کنترل این فرایند در جهان رخ داد. اختراع دستگاه اندازه گیری دمای هوای داخل قالب و نصب آن بر روی ماشین های قالبگیری دورانی، کمک شایان توجهی به تولید کنندگان در زمینه تشخیص زمان بهینه پخت و بهبود کیفیت محصولات نموده است.

2- تاریخچه صنعت قالبگیری دورانی در ایران

در دهه 1350 خورشیدی، همگام با رشد و توسعه صنايع در ایران، نیازمندی بازار ایران به برخی از محصولات در حوزه فناوری قالبگیری دورانی احساس شد. بازرگانان و تولید کنندگان فراورده های شیمیایی به فراخور کسب و کاری که در آن فعالیت داشتند، نیازمند به مخازن و ظروفی جهت ذخیره سازی و حمل و نقل این فراورده ها و مواد بودند. بنابراین در سال 1353 با سرمایه گذاری بخش خصوصی نخستین شرکت فعال در صنعت قالبگیری دورانی ایران با نام«ایران سیپاکس» تأسیس گردید. ماشین آلات و تجهیزات خط تولید به همراه دانش فنی تولید محصولات و ساخت قالب ها، از یک شرکت نروژی به نام« باکلیت فابریکن» به ایران وارد شد و اولین خط تولید محصولات به روش قالبگیری دورانی پس از سه سال از تاسیس شرکت یعنی در سال 1356، با ظرفیت تولید حدود 300 تن در سال در کارخانه آن شرکت واقع در حومه شهرستان ساری در شمال ایران به بهره برداری رسید.

از آنجایی که این واحد تولیدی با هدف تأمین نیازمند های صنعت در ایران راه اندازی شده بود، طبیعتاً عمده محصولات آن، شامل مخازن نگهداری فراورده های شیمیایی و وان های مورد استفاده در صنایعی همچون آبکاری فلزات از جنس پلی اتیلن بودند. مواد اولیه مورد نیاز این صنعت نیز به دلیل عدم توسعه صنایع پتروشیمی در ایران محدود به چند گرید تجاری پلی اتیلن بود که از کشورهای اروپایی به ایران وارد می شدند.

با وقوع انقلاب اسلامی ایران در سال 1357، این شرکت تحت پوشش بانک صنعت و معدن قرار گرفت و به فعالیت خود ادامه داد. تا ابتدای دهه 1370 تغییرات عمده ای در این فناوری در ایران رخ نداد و با وجود علاقه مندي شديد بازار تنها همان یک خط تولید صنعت قالبگیری دورانی در ایران فعال بود. تا اینکه نخستین جرقه توسعه این فناوری در ایران در سال 1371، زده شد. در آن سال نخستين ماشین قالبگیری دورانی با سیستم گرمايي الکتریکی، توسط مدیر عامل فعلی مجتمع پلاستیک طبرستان، آقای مهندس محمدعلی گلستانی، در ایران ساخته شد.

راه اندازی خط تولید دوم این صنعت در ایران، تحرک عجیبی را در بازار ایجاد کرد و توجه سرمایه گذاران را به این فناوری جلب نمود.

انگیزه کاهش قیمت تمام شده به منظور افزایش رقابت پذیری محصولات این صنعت، موجب ایجاد تفکر و نگرشی در ذهن نخستين ماشین ساز صنعت قالبگیری دورانی در ایران گردید. این نگرش در سال 1373 منجر به طراحی و ساخت نخستین ماشین قالبگیری دورانی با سیستم گرمايي سوخت فسیلی در ایران گردید. این رویداد به سبب ارزانی و فراوانی سوخت فسیلی در ایران، سرآغاز تحولی بزرگ در صنعت قالبگیری دورانی شد و به رشد و توسعه آن شتاب بیشتری بخشید. در همين دهه با توسعه صنايع پتروشيمي در ايران، گريدي ويژه صنعت قالبگيري دوراني در بازار ايران عرضه گرديد.

از اواسط دهه 1370 و با افزایش دانش تولید کنندگان این صنعت در ایران به واسطه ارتباط با واحدهای تولیدي و مراکز پژوهشی خارجی، سایر محصولات قابل تولید با فناوری قالبگیری دورانی رفته رفته وارد چرخه تولید شدند. به خصوص آشنایی با مخازن ذخیره آب پلی اتیلنی که تا پیش از آن در سایر نقاط دنیا با استقبال چشمگیر بازار خانگی و ساختمانی مواجه شده بودند، در ایران نیز به دلیل کمبود آب آشامیدنی، پتانسیل تولید بالایی در بازار این صنعت ایجاد نمود. به علاوه تجربه خوب مصرف کنندگان مخازن پلی اتیلنی آب و مقایسه آنها با مخازن فلزی که پیش از آن در این بازار رایج بودند، حجم مصرف محصولات صنعت قالبگیری دورانی را بسیار بالا برد.

به این ترتیب از اواخر دهه 1370، رفته رفته تعداد شرکت های تولید کننده محصولات قالبگیری دورانی در ایران فزونی یافت.

در دهه 1380 توسعه در حوزه ماشین آلات این صنعت بیشتر مورد توجه تولیدکنندگان قرار گرفت. پژوهش های صورت گرفته در واحد تحقیق و توسعه مجتمع پلاستیک طبرستان موجب پیدایش ایده ای در خصوص طراحی و ساخت نخستين ماشین قالبگیری دورانی اتوماتیک در ایران شد. این پروژه در سال 1387 از فاز تحقیقاتی وارد فاز عملیاتی شد و در سال 1388 نخستین  ماشین قالبگیری دورانی پلاستیک ها با سیستم کنترل اتوماتیک و کوره متحرک توسط کادر مهندسی این شرکت در ایران ساخته شد و به بهره برداری رسید و به عنوان نخستین اختراع در حوزه ساخت ماشین آلات صنعت قالبگیری دورانی با شماره 68619 در اداره کل ثبت شرکت و مالکیت صنعتی ایران به ثبت رسید.

در سال 1389 نیز پلی اتیلن شبکه ای شده در مجتمع پلاستیک طبرستان در خط تولید قرار گرفت و با شماره 68758 به عنوان نخستین اختراع در حوزه تولید محصولات فناوری قالبگیری دورانی در ايران ثبت شد. امروزه ظرفیت تولید کل شرکت های ایرانی فعال در این صنعت به بیش از 20000 تن  در سال می رسد.

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

Go to top