يُستخدم قولبة حقن البلاستيك لإنتاج الأشياء المصبوبة عن طريق تسخين مادة البلاستيك إلى شكل معين وتثبيتها في قالب تصميم تقليدي. تتكون معظم منتجاتنا اليومية من إجراءات قولبة حقن البلاستيك. الاختصار المستخدم لقولبة حقن البلاستيك هو PIM. على الرغم من أنه قد لا يكون علم الصواريخ، إلا أنه لا يزال عملية تصنيع متعددة الأوجه.
يتطلب تمييزًا ممتازًا للخصائص، وهناك العديد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار. يعد PIM أحد أكثر الطرق شيوعًا لتحويل البلاستيك من شكله كمادة أولية إلى جسم يُستخدم في قولبة الحقن. يُستخدم هذا الإجراء تقليديًا للمواد الحرارية البلاستيكية، والتي يمكن تبخيرها وتكييفها وتبريدها بشكل فردي..
تعريف قولبة الحقن
عملية قولبة الحقن هي تقنية قديمة يتم فيها تصنيع العديد من القطع باستخدام آلة الحقن.
- باستخدام كمية ضرورية من الطاقة لتحقيق نتائج متقدمة ومُحكمة.
- من خلال تطوير خطة تأثير جديدة ووجودها في المجال المطلوب.
- يجعل قولبة الحقن النتائج والتكاليف سريعة جدًا.
الخلفية / التاريخ
بدأت عملية قولبة حقن البلاستيك في عام 1872 عندما تم اختراع أول آلة قولبة واضحة. كان إيزايا وجون هايت أخوين اخترعا تلك الآلة لتشكيل الأزرار والمشط والمنتجات الأخرى. وضع هذا بداية تصنيع البلاستيك. أنشأ عالمان ألمانيان، آرثر إيشنجرون وتيودور بيكر، أشكال كيميائية من أسيتات السليلوز في عام 1903؛ وكانت أقل قابلية للاشتعال بشكل ملحوظ من سابقاتها.
عندما أصبحت الثلاثينيات فترة مظلمة للكثيرين، كانت فترة تحول في تصنيع البلاستيك. تم تقديم العديد من أنواع البلاستيك الحراري الأكثر شعبية، مثل البولي ستيرين، والبولي أوليفينات، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، خلال تلك الفترة.
ما هو قولبة حقن البلاستيك
قولبة حقن البلاستيك هي عملية تسخين المادة الأساسية إلى نقطة انصهارها، ودفع المادة اللزجة إلى شكل معين، وتركها تتصلب في قالب مُكيف. تُستخدم أدوات قولبة الحقن بشكل فعال في كل نتيجة تجربها، من الإلكترونيات إلى الأجهزة المنزلية ومن تعبئة الطعام إلى السيارات.
على أعلى مستوى، إنها عملية سهلة. ومع ذلك، يتطلب الأمر علمًا معقدًا جدًا للعمل مع المهارات من تشكيل الأشكال إلى فهم التأثيرات الكيميائية والجسدية للمادة.
أجزاء آلة قولبة الحقن
An آلة قولبة الحقن يتكون من عشرة أجزاء التالية. هذه الأسماء هي هوبر، حركة اللولب، السخانات، الفوهات، دبوس الاستخراج، القوالب المقسمة، وحدات التثبيت، وحدات الحقن، وحدات القيادة، والوحدات الهيدروليكية.
ما هو دورة قولبة الحقن
لقد تطورت الإجراءات الحالية بشكل ملحوظ إلى مستوى حيث تعتبر الآلات ذات الحلقة المغلقة تمامًا، الآلية، والمعتمدة على المعالجات الدقيقة هي الوسيلة الأساسية. حتى عملية الحقن الأساسية لا تزال إجراءً بسيطًا نسبياً. يتطلب حقن البلاستيك الحراري نقل المادة البوليمرية على شكل مسحوق أو حبيبات من خزان التغذية إلى أسطوانة مسخنة.
في الأسطوانة، يتم تسخين البلاستيك الحراري وحقنه في جسم مع تعديل مكبس معين. يتم تثبيت الجسم تحت ضغط داخل لوحة تثبيت ويتم الحفاظ عليه عند درجة حرارة أقل بكثير من نهاية إذابة البلاستيك الحراري. يتصلب البلاستيك الحراري السائل بسرعة داخل الشكل، مما يسمح بتفريغ العنصر بعد فترة تبريد مسبقة. الخطوات الأساسية لعملية الحقن باستخدام آلة الصدمة هي كما يلي:
توصيل الشكل والبراغي
يتم إغلاق القالب داخل لوحة التثبيت ويتم تثبيته بقوة ضرورية للحفاظ على النموذج مغلقًا خلال نمط حقن البلاستيك، مع تجنب تسرب البلاستيك على سطح النموذج. تتراوح آلات التشكيل الحديثة من حوالي 1 إلى 40 ألف طن متري من قوة البراغي المتاحة. تتوفر العديد من الأنظمة لفتح/إغلاق وربط أدوات القوالب، على الرغم من أنها من نوعين رئيسيين.
القفل الهيدروليكي المباشر هو هيكل يتبع تصميم آلة التشغيل حيث يتم تشغيله بواسطة مكبس هيدروليكي ينتج أيضًا القوة اللازمة لإبقاء القالب مغلقًا أثناء أداء عملية الحقن. من ناحية أخرى، يمكن استخدام مكابس إضافية أصغر لتنفيذ الحركة الأساسية للوحة، ويُستخدم تعديل قفل تلقائي لنقل قوة القفل من معزز القوة خلف الآلة، والذي يتحرك فقط بعدة ملليمترات عبر الأجهزة.
النوع الثاني من تعديل القص العام هو برغي التبديل. في هذا النوع، يتم تنشيط أداة تبديل ميكانيكية، مرتبطة بنهاية خلفية للوحة العمل، بواسطة أسطوانة هيدروليكية صغيرة نسبيًا؛ مما يمنح اللوحة قوة التمدد والتثبيت عند قفل التبديل بشكل نهائي، مع تعديل بسيط يشبه المشبك.
الجرعة المتوسطة أو القياس
يتم إعادة تعبئة الأسطوانة بوسيط لدوة التشكيل التالية خلال فترة التبريد. يدور برغي الحقن، وبفضل طبيعته الحلزونية، يتم سحب الوسيط في شكل لاصق أو مسحوق إلى نهاية الأسطوانة من خلال تغذية الخزان.
عادةً ما يكون المجرى الذي يربط الخزان بأسطوانة الحقن مبردًا بالماء لتجنب الذوبان المبكر والجسور الوسيطة القادمة، مما يربك المادة. عادةً ما يتم ضبط سرعة دوران البرغي بالدورات في الدقيقة، والتي يتم تنظيمها باستخدام مفتاح وصول في نهاية البرغي الخلفية. يمكن ترتيب دوران البرغي بسرعة ثابتة طوال عملية القياس أو على مراحل بسرعات مختلفة.
فتح القالب وإطلاق الجزء
يتم فتح القالب عندما تكتمل فترة التبريد، ويتم إطلاق الجزء. عادةً ما يتم ذلك باستخدام دبابيس إطلاق في الأدوات، والتي تتصل عبر لوح إطلاق بمشغل هيدروليكي أو بواسطة صمام إطلاق يتحكم فيه الهواء على مقدمة قالب الأدوات. قد يسقط الجزء بحرية في صندوق تجميع أو على ناقل متحرك أو قد يُزال بواسطة روبوت ميكانيكي.
في الحالة الأخيرة، يكون دوران القالب بالكامل ميكانيكيًا. في نظام شبه ميكانيكي، قد يتدخل الميكانيكي في هذا الطرف من الدائرة لإخراج القالب يدويًا. بمجرد أن يكون القالب مفهومًا من جهاز النمذجة، يمكن تكرار القالب بالكامل.
رسم القالب
رسم القالب هو في حد ذاته محتوى متعدد ومعقد بشكل استثنائي. ومع ذلك، فهو مناسب لتحقيق الميزات الأساسية للرسم وإنشاء أدوات صب الحقن البسيطة. في هذا النوع، يتكون الشكل من نصفين، يُشار إليهما عادة بالنصف العامل والنصف الثابت.
من موقع الحقن، يتم تشكيل حلقة موضع في خلفية اللوحة. تركز هذه الاكتشافات الشكل في الحاوية الدائمة. بالإضافة إلى حلقة التحديد، يمكن رؤية شجيرة السحب. تمثل شجيرة السحب بنطاق لربطها بفوهة عنصر الحقن بحيث ينتقل الوسط مباشرة من عنصر الحقن مع فجوة القالب.
في حالة قالب ذو إحساس واحد، قد يُغذي السحب الآن القطعة. في حالة قالب متعدد الأحاسيس، يوفر السحب نظام مجرى مصنوع في وجه الأداة يعمل كهيكل نقل إلى الفجوة للوسط السائل. قد يتم امتصاص هيكل مجرى ساخن أو مسخن في النصف الدائم من الشكل، بحيث يكون هيكل تغذية السحب والأنابيب سائلًا باستمرار، وبالتالي لا يُطلق عند نهاية الدائرة.
تطبيق PIM
إجراء قولبة الحقن الحراري للبلاستيك في مختبرات بروتو هو إجراء عالي الجودة يتضمن قالبًا من الألمنيوم. الألمنيوم ينقل الحرارة بشكل أكثر فعالية من الفولاذ، لذلك لا يحتاج إلى قنوات تبريد. الوقت الذي نحتفظ به في التبريد يمكن أن يُستخدم لمراقبة قوة التحميل، والجماليات، وإنتاج جزء قياسي. بشكل أساسي، تتكون آلات حقن البلاستيك من وحدتين: وحدة التثبيت ووحدة الحقن.
1- وحدة التثبيت تفتح وتغلق القالب وتطلق المنتجات النهائية.
2- وحدة الحقن تسخن البلاستيك وتدخل المادة السائلة في الشكل. يبدأ إجراء حقن البلاستيك عندما يتم تدوير مسمار لتسخين البلاستيك المفرغ في الجهاز من حوض التغذية.
تتجمع المادة البلاستيكية السائلة أمام المسمار. يُطلق على هذه العملية اسم القياس. أثناء دخول البلاستيك السائل إلى الشكل، تتحكم آلة حقن البلاستيك في سرعة تقدم المسمار، مع السيطرة على سرعة الحقن.
كما تتحكم الآلة أيضًا في قوة الثبات، والحمولة بعد ملء البلاستيك السائل للفجوات في القالب. عندما يتغير المسمار من السرعة، يتم وضع التحكم في الحمولة عند العلامة حيث يصل إما نقطة المسمار أو حمولة الحقن إلى قيمة محددة.
مزايا PIM
إذا تحدثنا عن مزايا حقن البلاستيك، فهي لا تعد ولا تحصى. وتشمل:
تنوع لا نهائي: فعليًا، يمكن إنتاج أي شكل تتخيله كجزء بلاستيكي.
تكلفة منخفضة لكل قطعة: نظرًا لتقدم تكاليف صنع القالب، فإن إجراءات التصنيع الآلية للغاية تؤدي إلى سعر ضئيل لكل قطعة.
إنتاج عالي: يمكن تصنيع القطع بسرعة كبيرة.
مُجدٍ من حيث التكلفة: Tقد يكون التكلفة المتقدمة للآلات منخفضة لسبب ما، ولكن على المدى الطويل، حقن البلاستيك أكثر جدوى من حيث التكلفة.
عواقب واعية بالإمدادات: تعمل عملية الحقن فقط على كمية المادة المطلوبة لكل قطعة، وأي مادة متبقية بعد النظام يمكن طحنها وإعادة معالجتها.
عيوب حقن البلاستيك
النفقات على الأدوات، مثل تصميم القالب والإنتاج، والوقت الطويل المستغرق هو من العيوب الرئيسية في اختيار حقن البلاستيك. غالبًا ما يؤدي ذلك إلى مراجعة الحد الأدنى للقدرة للموافقة على خيار حقن البلاستيك على طريقة إنتاج أخرى أكثر مرونة في القوالب.
الحل لهذه العيوب هو أن النماذج الأولية للأشكال يمكن صنعها بتقنيات أقل تكلفة، مثل تحكم رقمي بالحاسوب الإنتاج والطباعة ثلاثية الأبعاد. أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد خيارًا أكثر طلبًا مع انخفاض أسعار آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد.
بمجرد أن يكون الشكل خاليًا من العيوب، فإن عملية صنع الأدوات المعقدة قابلة للتكرار بسهولة بأقل تكلفة ممكنة. أحيانًا تمنع قيود التصميم أن يكون حقن البلاستيك هو الطريقة الأنسب لصنع الجزء. يمكن أحيانًا تعديل تصميم الأداة لجعلها أكثر مرونة في تصنيع حقن البلاستيك.
أسباب اختيار حقن البلاستيك المخصص
هناك العديد من الأسباب التي تجعل حقن البلاستيك هو الخيار الأفضل للعديد من الشركات كأكثر طرق الحقن مبيعًا وإنتاجية. أحد الأسباب هو أن الطريقة هي الأسرع عند مقارنتها بطرق الإنتاج الأخرى. كما أنها مجدية من حيث التكلفة وأكثر تنظيمًا وبالتالي لديها بناء أعلى. اعتمادًا على تعقيد التصميم ووصف الشكل، يكون زمن الدورة عادةً بين 15-200 ثانية.
لا شيء أدق من حقن البلاستيك كإجراء بناء في تصنيع الأجزاء البلاستيكية. لها فوائد أكثر من طرق تشكيل البلاستيك الأخرى لأن النظام أقل تعقيدًا ولكنه أكثر أصالة. لديها القدرة على التنقل التي تتطلبها رسومات الهندسة الملتوية والتنظيم من حيث التكلفة الذي تتمنى العديد من الشركات الحفاظ على خطها الأساسي صحيًا. إليك بعض الأسباب التي تجعلك تختار قولبة الحقن البلاستيكي على إجراءات التصنيع الأخرى.
بناء منهجي وسريع للغاية
هناك العديد من الأسباب التي تجعل قولبة الحقن البلاستيكي الخيار الأفضل للعديد من الشركات باعتباره أكثر القطع مبيعًا وإنتاجية في قولبة الحقن. واحدة من الأسباب هي أن الطريقة هي الأسرع عند مقارنتها مع إجراءات الإنتاج الأخرى. كما أنها ذات تكلفة فعالة وأكثر تنظيمًا وبالتالي تحقق بناءً أعلى. بالطبع، عادةً ما يكون وقت الدورة بين 15-200 ثانية، اعتمادًا على تعقيد الرسمة ووصف الشكل.
يمكن تعديل التصميم المعقد
نظرًا لأن قالب الحقن يُعاد إلى ضغط عالٍ، يتم ضغط البلاستيك داخل الرسمة ويُحشر بقوة أكبر في الجدران.
مقارنةً بطريقة التشكيل الأخرى، يمكن فقط لنموذج الحقن البلاستيكي امتصاص جميع المكونات داخل الأداة.
هذا يعني أنه لا توجد تقليل في عدد المكونات التي يجب أن تكون في الرسمة.
فائدة أخرى ملحوظة من القوة العالية للطريقة هي أن التشكيل البلاستيكي يمكن أن ينتج تفاصيل معقدة ومتقنة دون إنفاق الكثير.
استخدام قولبة الحقن يمكن أن يخدم الرسومات المعقدة مع الحفاظ على تكلفة طريقة الإنتاج منخفضة.
زيادة القوة
في أدوات الإنتاج، تحتاج إلى مكونين أساسيين: الألوان الثمانية والمتوسط. إذا كانت كلاهما متوفرًا، فلا توجد قيود على احتمالات الرسمة. هناك العديد من الإجراءات في البوليمرات في العصر الحديث. هذا هو أيضًا السبب الرئيسي في تطور مجموعة واسعة من الراتنجات للتبني.
لا تتردد في اتصل بفنيي الآلات المحترفين لدينا لمناقشة متطلباتك.