سنستعرض هنا عشر عمليات شائعة الاستخدام في تشكيل البلاستيك. تابع القراءة لمعرفة المزيد من التفاصيل.
1. قولبة الحقن
2. التشكيل بالنفخ
3. التشكيل بالبثق
4. عملية الصقل (الورقة، الفيلم)
5. التشكيل بالضغط
6. قولبة الحقن بالضغط
7. التشكيل الدوراني
8. ثمانية، قولبة إسقاط البلاستيك
9. تكوين البثور
10. التشكيل بالقوالب
1. قولبة الحقن
تعتمد عملية التشكيل بالحقن على إضافة مواد خام حبيبية أو مسحوقية إلى قادوس آلة الحقن، حيث تُسخّن هذه المواد وتُصهر لتتحول إلى سائل. وبفعل برغي أو مكبس آلة الحقن، يدخل السائل إلى تجويف القالب عبر الفوهة ونظام البوابات، ثم يتصلب ويتشكل داخله. وتشمل العوامل المؤثرة على جودة عملية التشكيل بالحقن: ضغط الحقن، ومدة الحقن، ودرجة حرارة الحقن.
ميزات العملية:
ميزة:
(1) دورة تشكيل قصيرة، وكفاءة إنتاج عالية، وسهولة التشغيل الآلي.
(2) يمكنها تشكيل أجزاء بلاستيكية ذات أشكال معقدة وأبعاد دقيقة وحشوات معدنية أو غير معدنية.
(3) جودة المنتج المستقرة.
(4) نطاق واسع من التكيف.
عيب:
(1) سعر معدات قولبة الحقن مرتفع نسبياً.
(2) هيكل قالب الحقن معقد.
(3) تكلفة الإنتاج مرتفعة، ودورة الإنتاج طويلة، وهي غير مناسبة لإنتاج الأجزاء البلاستيكية ذات القطعة الواحدة والكميات الصغيرة.
طلب:
في المنتجات الصناعية، تشمل المنتجات المصبوبة بالحقن لوازم المطبخ (صناديق القمامة، والأوعية، والدلاء، والأواني، وأدوات المائدة، والحاويات المختلفة)، وهياكل المعدات الكهربائية (مجففات الشعر، والمكانس الكهربائية، وخلاطات الطعام، وما إلى ذلك)، والألعاب، والسيارات، والعديد من المنتجات الصناعية الأخرى، وأجزاء من العديد من المنتجات الأخرى، إلخ.
1) قولبة الحقن بالإدخال
يشير قولبة الإدخال إلى حقن الراتنج بعد تحميل قوالب مُجهزة مسبقًا من مواد مختلفة في القالب. وهي طريقة قولبة يتم فيها ربط المادة المنصهرة بالقالب وتصليدها لتشكيل منتج متكامل.
ميزات العملية:
(1) إن الجمع المسبق للتشكيل بين عدة إضافات يجعل عملية الهندسة اللاحقة لمجموعة وحدات المنتج أكثر منطقية.
(2) يمكن صنع منتجات متكاملة معقدة ورائعة من المعدن والبلاستيك من خلال الجمع بين سهولة تشكيل الراتنج وقابليته للانحناء وصلابة المعدن وقوته ومقاومته للحرارة.
(3) وخاصة من خلال استخدام مزيج من عزل الراتنج وموصلية المعدن، يمكن للمنتجات المصبوبة أن تلبي الوظائف الأساسية للمنتجات الكهربائية.
(4) بالنسبة للمنتجات المصبوبة الصلبة والمنتجات المصبوبة المرنة المنحنية على وسادات مانعة للتسرب مطاطية، بعد التشكيل بالحقن على الركيزة لتشكيل منتج متكامل، يمكن الاستغناء عن العمل المعقد المتمثل في ترتيب حلقة الختم، مما يجعل التجميع التلقائي للعملية اللاحقة أسهل.
2) قولبة الحقن ثنائية اللون
يشير قولبة الحقن ثنائية اللون إلى طريقة قولبة يتم فيها حقن نوعين مختلفين من البلاستيك في قالب واحد. تتيح هذه الطريقة ظهور البلاستيك بلونين مختلفين، كما تُضفي على القطع البلاستيكية نمطًا منتظمًا أو نمطًا متموجًا غير منتظم، مما يُحسّن من سهولة استخدامها ومظهرها الجمالي.
ميزات العملية:
(1) يمكن استخدام مواد منخفضة اللزوجة في المادة الأساسية لتقليل ضغط الحقن.
(2) من منظور حماية البيئة، يمكن استخدام المواد الثانوية المعاد تدويرها في المادة الأساسية.
(3) وفقًا لخصائص الاستخدام المختلفة، على سبيل المثال، تُستخدم المواد اللينة لطبقة الجلد في المنتجات السميكة، بينما تُستخدم المواد الصلبة للمادة الأساسية. أو يمكن استخدام البلاستيك الرغوي في المادة الأساسية لتقليل الوزن.
(4) يمكن استخدام مواد أساسية ذات جودة أقل لتقليل التكاليف.
(5) يمكن تصنيع مادة الغلاف أو المادة الأساسية من مواد باهظة الثمن ذات خصائص سطحية خاصة، مثل مقاومة تداخل الموجات الكهرومغناطيسية، والتوصيل الكهربائي العالي، وغيرها من المواد. وهذا من شأنه أن يزيد من أداء المنتج.
(6) يمكن أن يؤدي الجمع المناسب بين مادة الغلاف ومادة اللب إلى تقليل الإجهاد المتبقي للمنتجات المصبوبة، وزيادة القوة الميكانيكية أو خصائص سطح المنتج.
3) عملية قولبة حقن الرغوة الدقيقة
تُعدّ عملية قولبة الحقن بالرغوة الدقيقة تقنية مبتكرة ودقيقة. يتم ملء المنتج عن طريق تمدد المسام، وتكتمل عملية تشكيله تحت ضغط منخفض ومتوسط.
يمكن تقسيم عملية تشكيل الرغوة ذات الخلايا الدقيقة إلى ثلاث مراحل:
أولًا، يُذاب المائع فوق الحرج (ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين) في المادة اللاصقة المنصهرة الساخنة لتكوين محلول أحادي الطور. ثم يُحقن في تجويف القالب عند درجة حرارة وضغط منخفضين عبر فوهة التحويل. يتشكل عدد كبير من نوى فقاعات الهواء في المنتج نتيجةً لعدم استقرار الجزيئات الناجم عن انخفاض درجة الحرارة والضغط. تنمو نوى الفقاعات هذه تدريجيًا لتشكل ثقوبًا دقيقة.
ميزات العملية:
(1) قولبة الحقن الدقيقة.
(2) التغلب على العديد من قيود قولبة الحقن التقليدية. يمكن أن يقلل بشكل كبير من وزن قطعة العمل ويقصر دورة القولبة.
(3) يتم تحسين تشوه الانحناء والاستقرار البعدي لقطعة العمل بشكل كبير.
طلب:
لوحات عدادات السيارات، وألواح الأبواب، وقنوات تكييف الهواء، وما إلى ذلك.
4) قولبة الحقن النانوية (NMT)
تقنية التشكيل النانوي (NMT) هي طريقة لدمج المعدن والبلاستيك باستخدام تقنية النانو. بعد معالجة سطح المعدن بتقنية النانو، يُحقن البلاستيك مباشرةً على سطح المعدن، مما يسمح بتشكيل المعدن والبلاستيك بشكل متكامل. تُقسم تقنية التشكيل النانوي إلى نوعين من العمليات وفقًا لموقع البلاستيك:
(1) البلاستيك عبارة عن قالب متكامل للسطح غير المرئي.
(2) يتم تشكيل البلاستيك بشكل متكامل للسطح الخارجي.
ميزات العملية:
(1) يتميز المنتج بمظهر وملمس معدنيين.
(2) تبسيط تصميم الأجزاء الميكانيكية للمنتج، مما يجعل المنتج أخف وزناً وأقل سمكاً وأقصر وأصغر حجماً وأكثر فعالية من حيث التكلفة من معالجة CNC.
(3) خفض تكاليف الإنتاج وقوة الربط العالية، وتقليل معدل استخدام المواد الاستهلاكية ذات الصلة بشكل كبير.
المواد المعدنية والراتنجية المناسبة:
(1) الألومنيوم، المغنيسيوم، النحاس، الفولاذ المقاوم للصدأ، التيتانيوم، الحديد، الصفائح المجلفنة، النحاس الأصفر.
(2) تتميز سبائك الألومنيوم بقدرة عالية على التكيف، بما في ذلك السلسلة من 1000 إلى 7000.
(3) تشمل الراتنجات PPS و PBT و PA6 و PA66 و PPA.
(4) يتمتع PPS بقوة التصاق قوية بشكل خاص (3000 نيوتن/سم²).
طلب:
جراب الهاتف المحمول، جراب الكمبيوتر المحمول، إلخ.
التشكيل بالنفخ
تعتمد عملية التشكيل بالنفخ على تثبيت المادة الخام البلاستيكية المنصهرة، الخارجة من جهاز البثق، داخل القالب، ثم نفخ الهواء فيها. تتمدد المادة المنصهرة بفعل ضغط الهواء وتلتصق بجدران تجويف القالب. وأخيرًا، يتم تبريدها وتصليدها لتشكيل المنتج بالشكل المطلوب. ينقسم التشكيل بالنفخ إلى نوعين: التشكيل بالنفخ للأغشية والتشكيل بالنفخ المجوف.
1) نفخ الفيلم
تعتمد عملية نفخ الأغشية على بثق البلاستيك المنصهر داخل أنبوب أسطواني رفيع من الفتحة الحلقية لقالب رأس البثق. وفي الوقت نفسه، يُضخ الهواء المضغوط إلى التجويف الداخلي للأنبوب الرفيع من الفتحة المركزية لرأس الآلة. يُنفخ الأنبوب الرفيع ليتحول إلى غشاء أنبوبي ذي قطر أكبر (يُعرف عادةً باسم أنبوب الفقاعات)، ثم يُلف بعد التبريد.
2) التشكيل بالنفخ المجوف
التشكيل بالنفخ المجوف هو تقنية تشكيل ثانوية تُستخدم فيها ضغط الغاز لنفخ مادة مطاطية محصورة داخل تجويف القالب، وتحويلها إلى منتج مجوف. وهي طريقة لإنتاج منتجات بلاستيكية مجوفة. يختلف التشكيل بالنفخ المجوف باختلاف طريقة تصنيع المادة الأولية، بما في ذلك التشكيل بالنفخ بالبثق، والتشكيل بالنفخ بالحقن، والتشكيل بالنفخ بالتمديد.
1))التشكيل بالنفخ بالبثق:تتمثل العملية في بثق قطعة أنبوبية أولية باستخدام جهاز بثق، ثم تثبيتها في تجويف القالب وإغلاق قاعدتها وهي ساخنة. بعد ذلك، يتم تمرير هواء مضغوط إلى التجويف الداخلي للأنبوب الخام ونفخه لتشكيله.
2))التشكيل بالنفخ بالحقن:يتم الحصول على الباريسون المستخدم عن طريق قولبة الحقن. يبقى الباريسون على قلب القالب. بعد إغلاق القالب بقالب النفخ، يمر الهواء المضغوط عبر قلب القالب. يُنفخ الباريسون، ثم يُبرد، ويُحصل على المنتج بعد إخراجه من القالب.
ميزة:
سمك جدار المنتج موحد، وتفاوت الوزن ضئيل، والمعالجة اللاحقة أقل، وزوايا النفايات صغيرة.
وهو مناسب لإنتاج كميات كبيرة من المنتجات المكررة الصغيرة.
3))التشكيل بالنفخ المطاطي:تُوضع قطعة الباريسون، التي سُخّنت إلى درجة حرارة التمديد، في قالب النفخ. ويُحصل على المنتج عن طريق التمديد الطولي باستخدام قضيب التمديد والتمديد الأفقي باستخدام هواء مضغوط.
طلب:
(1) يتم استخدام نفخ القوالب الفيلمية بشكل أساسي لصنع قوالب بلاستيكية رقيقة.
(2) يستخدم التشكيل بالنفخ المجوف بشكل أساسي لصنع المنتجات البلاستيكية المجوفة (الزجاجات، براميل التعبئة والتغليف، علب الري، خزانات الوقود، العلب، الألعاب، إلخ).
قولبة البثق
يُعدّ التشكيل بالبثق مناسبًا بشكل أساسي لتشكيل اللدائن الحرارية، كما أنه مناسب أيضًا لتشكيل بعض أنواع اللدائن المتصلبة حراريًا واللدائن المقواة ذات السيولة الجيدة. تعتمد عملية التشكيل على استخدام لولب دوار لبثق المادة الخام البلاستيكية الحرارية المنصهرة والمسخنة من رأس البثق، لتشكيل المقطع العرضي المطلوب. ثم يتم تشكيلها بواسطة آلة التشكيل، وبعد ذلك يتم تبريدها وتصلبها بواسطة المبرد لتصبح منتجًا بالمقطع العرضي المطلوب.
ميزات العملية:
(1) انخفاض تكلفة المعدات.
(2) العملية بسيطة، والعملية سهلة التحكم، ومن الملائم تحقيق الإنتاج التلقائي المستمر.
(3) كفاءة إنتاج عالية.
(4) جودة المنتج موحدة وكثيفة.
(5) يمكن تشكيل المنتجات أو المنتجات شبه المصنعة بأشكال مقطع عرضي مختلفة عن طريق تغيير قالب رأس الآلة.
طلب:
في مجال تصميم المنتجات، يتمتع التشكيل بالبثق بتطبيقات واسعة. تشمل أنواع المنتجات المبثوقة الأنابيب، والأغشية، والقضبان، والخيوط الأحادية، والأشرطة المسطحة، والشبكات، والحاويات المجوفة، والنوافذ، وإطارات الأبواب، والصفائح، وتغليف الكابلات، والخيوط الأحادية، وغيرها من المواد ذات الأشكال الخاصة.
التقويم (ورقة، فيلم)
عملية الدرفلة هي طريقة يتم فيها تمرير المواد الخام البلاستيكية عبر سلسلة من البكرات الساخنة لربطها في أغشية أو صفائح تحت تأثير عملية البثق والتمديد.
ميزات العملية:
المزايا:
(1) جودة المنتج الجيدة، والقدرة الإنتاجية الكبيرة، والإنتاج المستمر الآلي.
(2) العيوب: معدات ضخمة، متطلبات دقة عالية، الكثير من المعدات المساعدة، وعرض المنتج محدود بطول أسطوانة التقويم.
طلب:
يُستخدم في الغالب في إنتاج أغشية PVC الناعمة، والصفائح، والجلود الصناعية، وورق الجدران، وجلود الأرضيات، وما إلى ذلك.
التشكيل بالضغط
تُستخدم عملية التشكيل بالضغط بشكل أساسي لتشكيل البلاستيك المتصلد بالحرارة. وبناءً على خصائص مواد التشكيل وخصائص معدات وتقنيات المعالجة، يمكن تقسيم التشكيل بالضغط إلى نوعين: التشكيل بالضغط والتشكيل بالرقائق.
1) التشكيل بالضغط
يُعدّ التشكيل بالضغط الطريقة الرئيسية لتشكيل البلاستيك المتصلد حرارياً والبلاستيك المقوى. وتتمثل هذه العملية في ضغط المادة الخام داخل قالب مُسخّن إلى درجة حرارة محددة، مما يؤدي إلى انصهارها وتدفقها وملء تجويف القالب بشكل متساوٍ. وبعد فترة زمنية معينة، وفي ظل ظروف الحرارة والضغط، تتشكل المواد الخام إلى منتجات نهائية.آلة التشكيل بالضغطيستخدم هذه العملية.
ميزات العملية:
تتميز المنتجات المصبوبة بكثافة نسيجها، ودقة حجمها، ومظهرها الأملس والناعم، وخلوها من علامات البوابة، وثباتها الجيد.
طلب:
من بين المنتجات الصناعية، تشمل المنتجات المصبوبة المعدات الكهربائية (المقابس والمآخذ)، ومقابض الأواني، ومقابض أدوات المائدة، وأغطية الزجاجات، والمراحيض، وأطباق العشاء غير القابلة للكسر (أطباق الميلامين)، والأبواب البلاستيكية المنحوتة، وما إلى ذلك.
2) قولبة التغليف
التشكيل بالصفائح هو طريقة لدمج طبقتين أو أكثر من نفس المواد أو مواد مختلفة في وحدة واحدة مع استخدام صفائح أو مواد ليفية كحشوات تحت ظروف التسخين والضغط.
ميزات العملية:
تتألف عملية التشكيل بالرقائق من ثلاث مراحل: التشريب، والضغط، والمعالجة اللاحقة. وتُستخدم هذه العملية بشكل أساسي في إنتاج الألواح البلاستيكية المقواة، والأنابيب، والقضبان، والمنتجات النموذجية. وتتميز هذه العملية بنسيجها الكثيف وسطحها الأملس والنظيف.
قولبة الحقن بالضغط
يُعدّ قولبة الحقن بالضغط طريقةً لتشكيل البلاستيك المتصلد حراريًا، وهي طريقةٌ مُطوّرةٌ استنادًا إلى قولبة الضغط، والمعروفة أيضًا باسم قولبة النقل. تُشبه هذه العملية عملية قولبة الحقن. ففي قولبة الحقن بالضغط، يُلدّن البلاستيك في تجويف التغذية للقالب، ثم يدخل التجويف عبر نظام البوابات. أما في قولبة الحقن، فيُلدّن البلاستيك في أسطوانة آلة قولبة الحقن.
الفرق بين قولبة الحقن بالضغط وقولبة الضغط: تتمثل عملية قولبة الضغط في تغذية المادة أولاً ثم إغلاق القالب، بينما تتطلب قولبة الحقن عمومًا إغلاق القالب قبل التغذية.
ميزات العملية:
المزايا: (مقارنة بالقولبة بالضغط)
(1) يتم تلدين البلاستيك قبل دخوله إلى التجويف، ويمكنه إنتاج أجزاء بلاستيكية ذات أشكال معقدة، وجدران رقيقة أو تغييرات كبيرة في سمك الجدار، وحشوات دقيقة.
(2) تقصير دورة التشكيل، وتحسين كفاءة الإنتاج، وتحسين كثافة وقوة الأجزاء البلاستيكية.
(3) بما أن القالب مغلق تمامًا قبل تشكيل البلاستيك، فإن الزوائد على سطح الفصل تكون رقيقة جدًا، لذا فمن السهل ضمان دقة الجزء البلاستيكي، كما أن خشونة السطح منخفضة أيضًا.
عيب:
(1) سيبقى دائماً جزء من المواد المتبقية في حجرة التغذية، ويكون استهلاك المواد الخام كبيراً نسبياً.
(2) إن تقليم علامات البوابة يزيد من عبء العمل.
(3) ضغط التشكيل أكبر من ضغط التشكيل بالضغط، ومعدل الانكماش أكبر من معدل الانكماش في التشكيل بالضغط.
(4) كما أن بنية القالب أكثر تعقيدًا من بنية قالب الضغط.
(5) ظروف العملية أكثر صرامة من التشكيل بالضغط، والعملية صعبة.
التشكيل الدوراني
تعتمد عملية التشكيل الدوراني على إضافة المواد البلاستيكية الخام إلى القالب، ثم يُدار القالب باستمرار حول محورين رأسيين مع تسخينه. وبفعل الجاذبية والطاقة الحرارية، تُغطى المادة البلاستيكية الخام داخل القالب تدريجيًا وبشكل متجانس، وتذوب، وتلتصق بسطح تجويف القالب بالكامل. تُشكّل المادة بالشكل المطلوب، ثم تُبرّد وتُشكّل مرة أخرى، ثم تُخرج من القالب، وبذلك نحصل على المنتج النهائي.
ميزة:
(1) توفير مساحة تصميم أكبر وتقليل تكاليف التجميع.
(2) تعديل بسيط وتكلفة منخفضة.
(3) توفير المواد الخام.
طلب:
كرة الماء، كرة عائمة، مسبح صغير، وسادة مقعد دراجة، لوح تزلج على الماء، غلاف آلة، غطاء واقٍ، غطاء مصباح، مرش زراعي، أثاث، زورق، سقف مركبة تخييم، إلخ.
ثمانية، قولبة إسقاط البلاستيك
التشكيل بالتنقيط هو استخدام مواد بوليمرية حرارية ذات خصائص متغيرة، أي أنها تتدفق لزجًا في ظروف معينة، وتعود إلى الحالة الصلبة في درجة حرارة الغرفة. ويتم ذلك باستخدام الطريقة المناسبة وأدوات خاصة للطباعة النفاثة للحبر. في حالتها السائلة، تُشكّل المادة بالشكل المطلوب ثم تُصلّب في درجة حرارة الغرفة. تتضمن العملية التقنية ثلاث مراحل رئيسية: وزن المادة اللاصقة، صب البلاستيك، التبريد، والتصلب.
ميزة:
(1) يتميز المنتج بشفافية ولمعان جيدين.
(2) له خصائص فيزيائية مثل مقاومة الاحتكاك، ومقاومة الماء، ومقاومة التلوث.
(3) له تأثير ثلاثي الأبعاد فريد.
طلب:
قفازات بلاستيكية، بالونات، واقيات ذكرية، إلخ.
تكوّن البثور
يُعدّ التشكيل بالبثق، المعروف أيضاً بالتشكيل الفراغي، أحد أساليب التشكيل الحراري للمواد البلاستيكية. ويعتمد على تثبيت صفائح أو ألواح من المواد على إطار آلة التشكيل الفراغي. بعد التسخين والتليين، تُمتصّ المادة على القالب بواسطة الفراغ عبر قناة الهواء الموجودة على حافته. وبعد فترة تبريد قصيرة، نحصل على المنتجات البلاستيكية المصبوبة.
ميزات العملية:
تشمل طرق التشكيل الفراغي بشكل رئيسي التشكيل الفراغي باستخدام قالب مقعر، والتشكيل الفراغي باستخدام قالب محدب، والتشكيل الفراغي المتتالي باستخدام قالب مقعر ومحدب، والتشكيل الفراغي بنفخ الفقاعات، والتشكيل الفراغي بالضغط لأسفل باستخدام مكبس، والتشكيل الفراغي باستخدام جهاز عازل للغاز، وما إلى ذلك.
ميزة:
المعدات بسيطة نسبياً، ولا يحتاج القالب إلى تحمل الضغط ويمكن صنعه من المعدن أو الخشب أو الجبس، مع سرعة تشكيل سريعة وسهولة في التشغيل.
طلب:
تُستخدم على نطاق واسع في التعبئة الداخلية والخارجية للأغذية ومستحضرات التجميل والإلكترونيات والأجهزة والألعاب والحرف اليدوية والأدوية ومنتجات الرعاية الصحية والضروريات اليومية والقرطاسية وغيرها من الصناعات؛ أكواب للاستخدام مرة واحدة، وأكواب متنوعة على شكل أكواب، وما إلى ذلك، وصواني القصب، وصواني الشتلات، وعلب الوجبات السريعة القابلة للتحلل.
قوالب التشكيل بالرش
تُعرف عملية التشكيل بالصب السائل بصبّ معجون البلاستيك (بلاستيسول) في قالب (مقعر أو أنثوي) مُسخّن مسبقًا إلى درجة حرارة معينة. يتجمد معجون البلاستيك الملتصق بالجدار الداخلي لتجويف القالب بفعل الحرارة، ثم يُصبّ الجزء غير المتجمد. تتضمن هذه الطريقة معالجة معجون البلاستيك الملتصق بالجدار الداخلي لتجويف القالب حراريًا (خبزه وصهره)، ثم تبريده للحصول على منتج مجوّف من القالب.
ميزات العملية:
(1) انخفاض تكلفة المعدات، وسرعة إنتاج عالية.
(2) عملية التحكم بسيطة، لكن دقة سمك وجودة (وزن) المنتج ضعيفة.
طلب:
يُستخدم بشكل أساسي في لوحات القيادة للسيارات الفاخرة وغيرها من المنتجات التي تتطلب إحساسًا عاليًا باللمس وتأثيرات بصرية مميزة، بالإضافة إلى ألعاب البلاستيك السائل، وما إلى ذلك.
تاريخ النشر: 19 أبريل 2023
