قولبة حقن البلاستيك الشفاف وتطبيقاتها

يشهد السوق العالمي للبلاستيك المصبوب بالحقن توسعًا سريعًا. ووفقًا لإحدى الدراسات، بلغت قيمة السوق 387.51 مليار دولار أمريكي في عام 2023. ومن المتوقع أن يرتفع إلى 561.58 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032. القولبة بالحقن الشفاف هي عملية لإنتاج أجسام بلاستيكية شفافة. لذلك سوف نلقي الضوء على عملية ومزايا قولبة حقن البلاستيك الشفاف بالتفصيل

ما هو قولبة حقن البلاستيك الشفاف؟

نستخدم العديد من المنتجات البلاستيكية الشفافة في حياتنا اليومية. هذه المنتجات هي العدسات وخوذات النوافذ وما إلى ذلك. هل تساءلت يومًا كيف يتم تشكيل هذه المنتجات؟ يتم تنفيذها باستخدام إجراء مختلف يُعرف باسم القولبة بالحقن الشفاف. يتم استخدام مواد مختلفة في هذه العملية، مثل البولي كربونات والبولي ميثيل ميثاكريلات والبولي إيثيلين عالي الكثافة. يمكنك اختيار أي مادة تلبي متطلبات المستخدم. ونتيجة لذلك، تتطلب هذه العملية اختيار المواد بعناية وأنواع محددة من المعدات. وعلاوة على ذلك، فإن التحكم في درجة الحرارة ضروري لضمان أن تكون المنتجات ذات عيوب قليلة.

المواد الشائعة الاستخدام في قولبة حقن البلاستيك الشفاف:

تُستخدم أنواع مختلفة من المواد في التشكيل بالحقن الشفاف. دعونا نتحدث عن بعض المواد الأكثر استخدامًا.

1. أكريليك (PMMA)

الأكريليك هو اسم آخر للبولي ميثيل ميثاكريليت. وهي مادة غير سامة. وهي مقاومة للأشعة فوق البنفسجية. وعلاوة على ذلك، فهي تتمتع بنفاذية ممتازة للضوء. ومن عيوبه أنه هش. ولكن يمكننا تلميعه لتقليل هشاشته. تعرف على المزيد عن قولبة حقن PMMA.

2. بولي كربونات متعدد الكربونات

البولي كربونات مادة مقاومة للحرارة. هذه الخاصية تجعلها مثالية للاستخدام في الدروع الواقية من الحرارة. كما أنها تستخدم في تصنيع نظارات السلامة. علاوة على ذلك، فإن المادة شفافة وشفافة أيضًا. ولكنها مادة مكلفة بعض الشيء. تعرف على المزيد عن قولبة حقن البولي كربونات.

3. بولي إيثيلين عالي الكثافة

يعمل الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة على تحويل البترول إلى بولي إيثيلين عالي الكثافة. ويمكن تحويله بسهولة إلى أشكال مختلفة. يُستخدم في الإنتاج الضخم للحاويات والأنابيب. وهو ليس مادة سامة. لذلك يمكن أيضًا تصنيع حاويات تخزين الطعام. 

عملية خطوة بخطوة لـ قولبة حقن البلاستيك الشفاف:

الآن لديك معلومات كافية عن القولبة بالحقن. لذلك دعونا نناقش الإجراء الكامل خطوة بخطوة بالتفصيل.

1.    تصميم القوالب

المرحلة الأولى هي إنشاء قالب يعتمد على شكل الجزء البلاستيكي المطلوب وحجمه. لذا، سنقوم أولاً بتحديد الشكل الهندسي للقالب، والذي يتضمن التجاويف واللبات والقوالب والعدّادات. قد تشمل المواد الأكثر استخدامًا الفولاذ والألومنيوم. من ناحية أخرى، يمكن لعمليات مثل الصب أو التصنيع الآلي أو الطباعة ثلاثية الأبعاد صنع القالب. يمكننا أيضًا استخدام برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) لتصميم قالب متناسق تمامًا.

2.    اختيار المواد

نستخدم مواد مختلفة في قولبة الحقن وفقًا لمتطلباتنا. ضع في اعتبارك خصائص مثل القوة والمرونة ودرجة الانصهار قبل اختيار المادة البلاستيكية. يمكنك شراء الكريات البلاستيكية أو الحبيبات البلاستيكية من المورد. إذا لزم الأمر، يمكنك تضمين المواد المضافة أو الملونات في المادة. تأكد من تجفيف تلك المادة لإزالة أي رطوبة. يمكنك استخدام مجفف لتقليل محتوى الرطوبة. تجفيف المادة ضروري لتجنب التشققات والفقاعات الصغيرة. وهذا يمنع حدوث عيوب في الأجزاء النهائية.

3.    اختيار الماكينة

لقد انتهيت الآن من اختيار المواد. لذا، فإن الخطوة التالية هي اختيار ماكينة القولبة بالحقن. حدد الماكينة وفقًا لحجم الجزء والمواد المستخدمة. قم بإعداد القالب في وحدة مشبك الماكينة. قم بتوصيل الأنظمة الهيدروليكية والكهربائية للماكينة. يمكنك أيضًا ضبط درجة حرارة الماكينة والضغط وفقًا لاحتياجاتك.

4.    حقن المادة

ضع المادة البلاستيكية في قادوس الماكينة. بعد ذلك، قم بتسخين المادة حتى تذوب. عادةً ما نقوم بتسخين المادة باستخدام ماسورة الماكينة والمسمار. استخدم نظام الفوهة والعدّاء لحقن البلاستيك المنصهر في تجويف القالب. يتم حقن البلاستيك عند ضغط عالٍ يتراوح بين 500 و1500 رطل لكل بوصة مربعة. يتحرك من خلال العدائين قبل دخوله إلى تجويف القالب. أثناء دوران البرغي، تنتشر المادة البلاستيكية. يذوب البلاستيك ويختلط تحت درجات الحرارة والضغط الشديدين. تأكد من ملء القالب. هذا يتجنب العيوب ويوفر للبلاستيك صفات موحدة.

5.    تبريد البلاستيك

تحتوي ماكينات التشكيل على قنوات تبريد تحتوي على الماء والزيت. وهي تساعد في تبريد المواد البلاستيكية داخل القالب ولها وقت تبريد نموذجي يتراوح بين 10-60 ثانية. وإلى جانب ذلك، يعتمد الوقت على المادة وسُمك البلاستيك. يضمن التبريد المناسب بنية بلاستيكية موحدة.

6.    إخراج البلاستيك

وأخيراً، يتم تبريد المادة البلاستيكية. والآن يمكنك إخراجها. تجبر دبابيس القاذف البلاستيك النهائي على الخروج من القالب أثناء فتح القالب. بعد ذلك، نضع القالب على حزام ناقل أو منطقة تخزين.

7.    التشذيب

نستخدم أدوات التشذيب لإزالة البلاستيك الزائد من المادة النهائية. ننظف البلاستيك المُجهز باستخدام المذيبات. بعد ذلك، نقوم بتجفيفه بطرق مثل النفخ. ثم نقوم بعد ذلك بفحص الجزء للتأكد من عدم وجود مشاكل في الجودة. تخضع الأجزاء لفحوصات فيزيائية وميكانيكية لضمان دقة الأبعاد. وهي الآن جاهزة للشحن إلى العملاء.

العيوب الشائعة لقولبة حقن البلاستيك الشفاف

فيما يلي جدول موجز لعيوب القولبة بالحقن الشفاف

 مزايا القولبة بحقن البلاستيك

أنت الآن على دراية بالإجراء الكامل لعملية القولبة بالحقن. لذا دعونا نشرح مزايا هذه العملية. فيما يلي بعض مزاياها:

1.    شكل دقيق

يُنتج القولبة بالحقن الشفاف أجزاء بأشكال وأحجام دقيقة. وعلاوة على ذلك، فإن الأجزاء المنتجة مقاومة للمواد الكيميائية والخدوش. بالإضافة إلى ذلك، تكون الأجزاء البلاستيكية شفافة وشفافة. لذلك يستخدم البلاستيك في الأجهزة التي تكون فيها الرؤية مهمة.

2.    فعالة من حيث التكلفة

إنها عملية صديقة للميزانية. فهي تنتج أجزاء بلاستيكية كبيرة بسعر مناسب. لذلك فهي خيار جذاب للأشخاص الذين يبحثون عن الشركات الناشئة والشركات الصغيرة

3.    صيانة منخفضة

يتطلب البلاستيك الناتج عن عملية القولبة بالحقن صيانة منخفضة. وكما ذكرنا أعلاه، فإنه ينتج بلاستيك شفاف. البلاستيك الشفاف أخف وزنًا من المواد الأخرى. كما أنها سهلة التنظيف أيضاً. وعلاوة على ذلك، فإن المواد البلاستيكية الشفافة هي عوازل جيدة. لذا، فهي مناسبة للأجهزة الكهربائية.

4.    نطاق واسع من اختيار المواد

قولبة حقن البلاستيك جيدة جدًا في التعامل مع المواد المختلفة ذات الخصائص المختلفة. وقد تشمل هذه المواد اللدائن الحرارية واللدائن المرنة واللدائن الحرارية. وبالإضافة إلى ذلك، فهي متعددة الاستخدامات وتسمح للمصنعين باختيار المواد وفقًا لمتطلباتهم، أي القوة والمرونة ومقاومة الحرارة وغيرها.

5.    الحد الأدنى من نفايات المواد والأثر البيئي

تساعد هذه العملية على إنتاج الحد الأدنى من المواد الخردة. وغالباً ما يمكن إعادة طحن البلاستيك الزائد ثم إعادة تدويره. كما تركز الأساليب الحديثة أيضًا على تقليل استهلاك الطاقة. وإلى جانب ذلك، فإنها تعمل أيضًا على تقليل الانبعاثات أثناء الإنتاج حتى تصبح هذه العملية خيارًا أكثر صداقة للبيئة.

عيوب قولبة حقن البلاستيك:

كما أن لقولبة حقن البلاستيك بعض العيوب. دعونا نناقشها هنا.

1. ارتفاع تكاليف الأدوات والمعدات الأولية

تكاليف الأدوات والمعدات الأولية مرتفعة لهذه العملية مقارنةً بالمنتجات الأخرى. صناعة القوالب هي الجزء الأكثر تكلفة في عملية القولبة بالحقن، حيث يتعين على المصمم إنفاق الكثير من المال في المرة الأولى لتصميم وتصنيع القوالب والأدوات. يمكن أن تكون هذه التكلفة باهظة الثمن في بعض الأحيان، خاصةً عندما يكون هناك عدد قليل من المنتجات التي سيتم إنتاجها أو عندما تكون هناك مساحة غير مستخدمة في الحاويات.

2. قيود التصميم

ومع ذلك، مثل أي نوع من عمليات التصنيع، فإن القولبة بالحقن لها قيود على التصميمات التي يمكن أن ينتجها القالب. على سبيل المثال، قد تكون الجدران الرقيقة مرغوبة عندما تكون هناك حاجة للحفاظ على جدار موحد. سيسمح ذلك بتدفق سلس للمادة المنصهرة في جميع الأنحاء وتجنب تكوين العيوب. عندما تكون الأشكال الهندسية للقطعة صغيرة ومعقدة، قد يكون هناك أيضًا المزيد من الشقوق السفلية أو التفاصيل الصغيرة في القالب لالتقاطها. وهذا يزيد من تعقيدها وتكلفتها.

3. المهلة الزمنية للأدوات

وعادة ما تستغرق عملية تصميم وبناء هذه النماذج وقتًا طويلاً، وقد يستغرق هذا النموذج أسابيع أو حتى شهورًا، اعتمادًا على مدى تعقيد النموذج وقياسه. وقد يقلل أيضًا من تخصيص المنتج، وتوقيت الاستجابة لاتجاهات السوق، والوقت الإجمالي لبدء الإنتاج.

4. القيود المادية والتوافق

يوفر استخدام القولبة بالحقن ركيزة لعدد كبير من أنواع المواد. ومع ذلك، فإن كل نوع من أنواع المواد له خصائصه وعيوبه. قد ينطوي التصنيع العام للمادة على العديد من المخاطر، مثل الاعوجاج والتدهور، أو قد يتطلب ظروفًا خاصة للمعالجة. اختيار النوع المناسب من المواد مهم جدًا ويؤثر على تكلفة الإنتاج وفعاليته.

5. تحديات مراقبة الجودة

يجب التحكم في جودة المنتج على نفس المستوى طوال العملية بأكملها. ويمكنك تحقيق ذلك من خلال التحكم في المعلمات مثل درجة الحرارة، والضغط، ومعدل تبريد المادة. عندما يكون هناك تغيير في هذه المعلمات، يمكن أن تكون هناك مشاكل مثل علامات الحوض، أو الالتواء، أو مشاكل تتعلق بالأبعاد.

تحديات قوالب حقن البلاستيك الشفاف

كما نعلم جميعاً، لكل عملية فوائد وتحديات. لذا، دعونا نتحدث عن عيوبها

• خطوط التدفق: يتحرك البلاستيك المنصهر بسرعات مختلفة في القالب. لذلك يثخن الراتنج بمعدلات مختلفة. ونتيجة لذلك، تظهر خطوط مرئية على سطح الجزء المصبوب. ويشير مظهرها إلى أن سرعة الحقن أو الضغط منخفض.
• خطوط اللحام: تُعرف خطوط اللحام أيضًا باسم الخطوط المتماسكة. تحدث عندما تندمج جبهتا تدفق. وتحدث بسبب انقطاع تدفق البلاستيك. تحدث في الغالب حول الثقوب. خطوط اللحام أكثر وضوحًا من خطوط التدفق.
• التواءات في البلاستيك النهائي: التواء البلاستيك يعني الانحناءات والانحناءات التي تظهر في بلاستيك منتهي الصنع. تحدث بسبب التبريد غير السليم للقالب. يمكننا تقليل هذه التقلبات من خلال توفير وقت تبريد مناسب.
• تصفيح السطح: في بعض الأحيان، تكون الطبقة السطحية منفصلة عن الطبقات الأساسية. يحدث ذلك بسبب سرعة الحقن المفرطة أو الضغط المفرط. يعد التلوث والرطوبة على سطح القالب سببًا آخر للتفريغ. قد يصبح السطح خشنًا ومتشققًا بسبب التفريغ.
• علامات الحوض: قد تنكمش المادة البلاستيكية أثناء تبريدها. ويحدث ذلك لأن الجزء الخارجي الأكثر سمكًا يستغرق وقتًا أطول ليبرد. ونتيجة لذلك، تظهر انخفاضات على سطح البلاستيك النهائي. وتسمى هذه العلامات بعلامات الحوض. يمكن تقليلها عن طريق توفير وقت تبريد كافٍ.
• الحفاظ على الوضوح: درجة الحرارة المثلى مطلوبة لتكوين البلاستيك الشفاف. قد تؤدي درجة الحرارة القصوى إلى تغير اللون. لذلك، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى حدوث إجهاد. ونتيجة لذلك، فإنها تعيق شفافية البلاستيك.

تطبيقات قولبة حقن البلاستيك الشفاف

حقن البلاستيك الشفاف حقن البلاستيك الشفاف الصب عملية لها العديد من التطبيقات. فهي تصنع الأكواب والأطباق والأوعية والحاويات البلاستيكية الشفافة. وبالتالي، فهي تلعب دورًا في صناعة الأغذية والمشروبات. وبالمثل، فإنها تصنع أيضًا الكراسي والحلي البلاستيكية. بالإضافة إلى ذلك، يلعب دورًا في مكونات السيارات والمكونات الإلكترونية. كما يستخدم في الأجهزة الطبية والسلع الاستهلاكية.

الخاتمة

خلاصة القول قولبة حقن البلاستيك الشفاف ينتج بلاستيك عالي الجودة. قد تشمل هذه المواد الخام الأكريليك, البولي بروبلينوالبولي كربونات. تتكون العملية من اختيار المادة وحقنها في الماكينة. بعد ذلك، يتم حقن المادة في الماكينة. ويتم إخراجها بعد الحصول على الشكل المطلوب. يعد الحصول على الشكل الدقيق والفعالية من حيث التكلفة من فوائده الرئيسية. كما أن لها عيوبًا مثل خطوط اللحام وخطوط التدفق. علاوة على ذلك، يتم استخدامه في الصناعات الطبية والسيارات والإلكترونية وغيرها من الصناعات.

الأسئلة المتداولة:

ما هي المادة الأفضل لـ قولبة حقن البلاستيك الشفاف؟

تُستخدم مواد مختلفة لـ قولبة حقن البلاستيك الشفاف. ومع ذلك، يتم استخدام الأكريليك والبولي كربونات في الغالب. هذه المواد مقاومة للأحماض والقلويات. لذلك، فهي مواد مثالية لقولبة البلاستيك الشفاف.

ما هي المشاكل الأكثر شيوعًا المرتبطة بقالب حقن البلاستيك الشفاف؟

البلاستيك الشفاف المصبوب بالحقن الشفاف له تحديات مختلفة. بعضها يتمثل في خطوط التدفق والخطوط الفضية وخطوط الحوض. كما تشمل أيضًا تشوه السطح، واعوجاج البلاستيك، وثبات السماكة

ما هو متوسط سعر قالب حقن البلاستيك؟

يتراوح متوسط تكلفة القولبة بالحقن الشفاف من $100 إلى $1000. ويعتمد ذلك على عوامل عديدة. بعض العوامل الرئيسية هي المواد الخام والتصميم المطلوب ومدى تعقيد القالب.