المعدات الرئيسية لإنتاج القوالب هي مكبس هيدروليكي. يتمثل دور المكبس الهيدروليكي في عملية الضغط في تطبيق الضغط على البلاستيك من خلال القالب، ثم فتح القالب وإخراج المنتج.
تُستخدم عملية التشكيل بالضغط بشكل أساسي لتشكيل اللدائن الحرارية. أما بالنسبة لللدائن الحرارية، فنظرًا للحاجة إلى تحضير القالب مسبقًا، فإنه يتطلب تسخينه وتبريده بالتناوب، مما يؤدي إلى دورة إنتاج طويلة، وكفاءة إنتاجية منخفضة، واستهلاك كبير للطاقة. علاوة على ذلك، لا يمكن ضغط المنتجات ذات الأشكال المعقدة والأحجام الدقيقة. ومن هنا يبرز الاتجاه العام نحو التشكيل بالحقن الأكثر اقتصادية.
الآلة التشكيل بالضغطتُستخدم المكابس الهيدروليكية (المختصرة بـ "المكبس") في عمليات التشكيل. تُقاس قدرتها بالضغط بالطن الاسمي، وتتراوح عادةً بين 40 و500 طن. كما توجد مكابس متعددة الطبقات بقدرة تزيد عن 1000 طن. تشمل المواصفات الرئيسية للمكبس: قوة التشغيل، وقوة الإخراج، وحجم قاعدة تثبيت القالب، وأشواط مكبس التشغيل ومكبس الإخراج، وغيرها. عادةً ما تُجهز القوالب العلوية والسفلية للمكبس بأجهزة تسخين وتبريد. يمكن استخدام مكبس بارد (بدون تسخين، فقط ماء التبريد) لتشكيل وتبريد الأجزاء الصغيرة. يُستخدم مكبس التسخين حصريًا للتلدين الحراري، مما يُساهم في توفير الطاقة.
بحسب درجة الأتمتة، يمكن تقسيم المكابس إلى مكابس يدوية، ومكابس شبه آلية، ومكابس آلية بالكامل. وبحسب عدد طبقات الصفيحة المسطحة، يمكن تقسيمها إلى مكابس ثنائية الطبقات ومكابس متعددة الطبقات.
المكبس الهيدروليكي هو آلة ضغط تعمل بنظام نقل هيدروليكي. عند الضغط، يُضاف البلاستيك أولاً إلى القالب المفتوح، ثم يُضخ زيت الضغط إلى أسطوانة التشغيل. وبتوجيه من العمود، يتحرك المكبس والذراع المتحرك إلى الأسفل (أو الأعلى) لإغلاق القالب. وأخيرًا، تنتقل القوة المتولدة من المكبس الهيدروليكي إلى القالب وتؤثر على البلاستيك.
يذوب البلاستيك داخل القالب ويلين بفعل الحرارة. يُملأ القالب بضغط من مكبس هيدروليكي، فيحدث تفاعل كيميائي. وللتخلص من الرطوبة والمواد المتطايرة الأخرى الناتجة عن تفاعل تكثيف البلاستيك، وضمان جودة المنتج، يجب تخفيف الضغط وتفريغه، ثم رفعه فورًا والحفاظ عليه. في هذه المرحلة، يستمر الراتنج الموجود في البلاستيك في التفاعلات الكيميائية. بعد فترة زمنية محددة، تتشكل مادة صلبة غير قابلة للذوبان والانصهار، وتكتمل عملية التشكيل بالتصلب. يُفتح القالب فورًا، ويُخرج المنتج منه. بعد تنظيف القالب، يمكن البدء في دورة الإنتاج التالية.
يتضح من العملية المذكورة أعلاه أن درجة الحرارة والضغط والوقت شروطٌ أساسية لعملية التشكيل بالضغط. ولتحسين إنتاجية الماكينة وسلامة وموثوقية التشغيل، تُعد سرعة تشغيلها عاملاً بالغ الأهمية لا يُمكن إغفاله. لذا، يجب أن تستوفي مكبس الضغط الهيدروليكي البلاستيكي المستخدم في عملية الضغط المتطلبات الأساسية التالية:
① يجب أن يكون ضغط الضغط كافياً وقابلاً للتعديل، كما أنه مطلوب للوصول إلى الضغط المحدد مسبقاً والحفاظ عليه خلال فترة زمنية معينة.
٢- يمكن لشعاع المكبس الهيدروليكي المتحرك أن يتوقف ويعود إلى وضعه الأصلي في أي نقطة من شوطه. وهذا ضروري للغاية عند تركيب القوالب، أو الضغط المسبق، أو شحن الدفعات، أو في حالة حدوث عطل.
③ يمكن للشعاع المتحرك للمكبس الهيدروليكي التحكم في السرعة وتطبيق ضغط التشغيل في أي نقطة من شوط المكبس، وذلك لتلبية متطلبات القوالب ذات الارتفاعات المختلفة.
يجب أن تكون سرعة ذراع المكبس الهيدروليكي المتحرك أعلى في شوطه الفارغ قبل أن يلامس القالب الذكري البلاستيك، وذلك لتقصير دورة الكبس، وتحسين إنتاجية الماكينة، وتجنب انخفاض أو تصلب انسيابية البلاستيك. عند ملامسة القالب الذكري للبلاستيك، يجب إبطاء سرعة إغلاق القالب. وإلا، فقد يتلف القالب أو الحشوة، أو قد يتسرب المسحوق من القالب الأنثوي. في الوقت نفسه، يُسهم إبطاء السرعة في إزالة الهواء من القالب تمامًا.
تاريخ النشر: 7 أبريل 2023
