مقدمة: نحتاج في الصناعة إلى خصائص مختلفة للقلب والسطح في تطبيقات عديدة، ولا يمكن الحصول عليها باستخدام مادة واحدة فقط. لذلك نضع طبقة من مادة فوق أخرى من خلال القولبة الثانوية. لكن ما القولبة الثانوية؟ وهل يمكن استخدام تركيبات مرنة من المواد؟ وما مدى جودة تكامل هذه المواد؟
في هذه المقالة، سوف نلقي نظرة على عملية التشكيل الثانوي للبلاستيك واعتبارات تصميم القوالب وتطبيقاتها العديدة.
ما القولبة الثانوية؟
القولبة الثانوية هي طريقة منمقة لقول القولبة ثنائية اللقطة. وهي عملية يتم فيها صب مكونين أو أكثر أحدهما فوق الآخر.
ما خطوات عملية القولبة الثانوية؟
تكتمل عمليات التشكيل الثانوية في الخطوات التالية .
اختيار المواد
الجزء الأكثر أهمية هو اختيار المادة. تحتاج إلى اختيار مادة تفي بالمتطلبات المادية للمنتج، سواء من الداخل أو الخارج.
يجب أن تفكر في الغرض الذي سيُستخدم من أجله المنتج، مثل ما إذا كان يجب أن يكون مريحًا أو إذا كان يحتاج إلى امتصاص الصدمات، أو إذا كان يحتاج إلى أن يكون مقاومًا للماء أو مقاومًا للحرارة. يجب أن تكون المواد نفسها ملتصقة ببعضها البعض حتى لا تتفكك بعد تشكيلها.
تصميم القالب وإعداده
يجب أن يستوعب تصميم القالب خصائص وسمك المادتين، مما يتطلب اعتبارات مختلفة عن القالب القياسي. يجب أن يكون سمك الجدار موحدًا (لا يزيد عن 4 مم) ويجب وضع البوابات في الجزء الأكثر سمكًا من الجدار. يجب أن تبقى نسبة التدفق أقل من 150/لتر.
مثل غيره من قوالب الحقن، يُشغّل قالب القولبة الثانوية باستخدام CNC ويُصنع من معادن متينة مثل الفولاذ أو الألومنيوم لتحمل ضغط عملية القولبة بالحقن وحرارتها.
إعداد حقن القوالب بالحقن
يتم تصميم الإعداد حسب الطلب بناءً على المواد وتسلسل طبقاتها. بالنسبة للقولبة الثانوية ثنائية المواد، قد يستخدم الإعداد وحدات حقن متعددة. يتم تكوين هذه الوحدات لتدوير القالب بحيث يتمكن كل حاقن من ترسيب المادة الخاصة به بدقة.
أولاً، تضع الوحدة طبقة من المادة الأساسية. وبعد أن تبرد، يكون لديك ركيزة صلبة مصبوبة فوقها. ثم يضيف حاقن آخر المادة فوقها. في بعض الحالات، يتم تصنيع الركيزة بشكل منفصل في وحدة واحدة ثم يتم حقن طبقة المطاط الصناعي.
الطرد والتفتيش
بمجرد الانتهاء من عملية التشكيل، يتم إخراج الجزء من القالب. ثم نتحقق من الجزء بحثاً عن أي عيوب مثل عدم اكتمال الالتصاق أو الجيوب الهوائية أو العيوب السطحية.
المعالجة اللاحقة
تمنحك العملية جزءًا صلبًا مزيجًا من جميع المواد التي تضعها. ولكن قد تحتاج إلى إجراء بعض المعالجة اللاحقة. على سبيل المثال، قد تحتاج إلى تقليم المواد الزائدة، أو تلميعها لجعلها تبدو جميلة، أو معالجتها أكثر لجعلها أقوى. الهدف هو جعل الجزء يبدو ويعمل بالطريقة التي تريدها.
ما المواد الشائعة للقولبة الثانوية؟
بولي كربونات (PC)الكمبيوتر الشخصي فائق الصلابة والشفافية. يُستخدم للنوافذ المضادة للرصاص والعتاد الواقي. إنه قوي ويدوم لفترة طويلة ولا يبهت. ولكنه يخدش بسهولة ويتعرض للخدش بسهولة ويتلف ويتحول إلى اللون الأصفر إذا تعرض للشمس لفترة طويلة.
يتميز البولي إيثيلين متعدد الاستخدامات، بدءًا من الأكياس البلاستيكية وحتى الحاويات عالية القوة. عندما يتعلق الأمر بالقولبة الثانوية، يوفر البولي إيثيلين عالي الكثافة والبولي إيثيلين منخفض الكثافة مجموعة متنوعة من الخيارات من الهياكل الصلبة إلى الأجزاء المرنة.
البولي إيثيلين عالي الكثافة قوي ومتين ومقاوم للمواد الكيميائية. يُستخدم في صناعة زجاجات التخزين والألعاب وأي شيء يحتاج إلى أن يكون صلباً وقوياً. ولكنه يحترق بسهولة ولا يعمل بشكل جيد في الشمس.
يتميز البولي إيثيلين منخفض الكثافة بأنه أكثر ليونة ومرونة من البولي إيثيلين عالي الكثافة، مما يجعله رائعًا لأشياء مثل زجاجات الضغط وأغلفة التغليف. كما أنه مقاوم للأحماض والقلويات والزيوت النباتية، مما يجعله مثاليًا لتغليف المواد الغذائية. تتمثل الجوانب السلبية الرئيسية للبولي إثيلين منخفض الكثافة في أنه لا يتحمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل جيد كما أنه ليس مقاومًا للثقب.
البولي بروبلين (PP)كما يتميز PP بمقاومة ممتازة للمواد الكيميائية والخصائص الميكانيكية. تشمل الاستخدامات الشائعة قطع غيار السيارات والسلع الاستهلاكية والمفصلات الحية التي تتطلب ثنيًا متكررًا. كما أن مقاومته للمواد الكيميائية تجعله خيارًا جيدًا للتطبيقات الصحية. ومع ذلك، يتمتع PP بمقاومة معتدلة للأشعة فوق البنفسجية ويتطلب إضافات لتثبيته في التطبيقات الخارجية.
ABS هو بلاستيك حراري قوي ومتعدد الاستخدامات يستخدم في مجموعة كبيرة من الصناعات. ويتميز بمقاومة ممتازة للصدمات، وثبات حراري جيد، وسطح أملس. من السهل قولبة وطلاء ABS - وهي مادة مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات الجمالية. ومع ذلك، فهي ليست مقاومة للمواد الكيميائية.
بولي يوريثان لدن بالحرارة (TPU)مادة TPU هي مادة متعددة الاستخدامات تجمع بين أفضل ميزات المطاط والبلاستيك. إنها متينة ومرنة ومقاومة للتآكل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب ملمسًا ناعمًا، مثل أغطية الهواتف والأختام والحشيات. كما أنها مقاومة للزيوت وتلتصق جيداً بالبلاستيك مثل الكمبيوتر الشخصي وABS. الجانب السلبي الوحيد هو أنه باهظ الثمن.
TPEs هي نوع من البوليمرات المشتركة (مزيج من البوليمرات، عادةً من البلاستيك والمطاط) التي تجمع بين الخصائص الميكانيكية والحرارية للبلاستيك الحراري ومرونة اللدائن. وهي جيدة لتطبيقات القولبة الثانوية التي تحتاج إلى قبضة ناعمة، مثل مقابض فرشاة الأسنان ومقابض الأدوات ومنتجات العناية الشخصية.
ما هي بعض نصائح تصميم القوالب الثانوية؟
عند صنع قالب، هناك الكثير من الأشياء التي يجب التفكير فيها. إليك بعض النصائح لمساعدتك في صنع قالب جيد .
فهم خصائص الموادالفكرة الرئيسية لاستخدام تقنية التشكيل هي تصميم جزء بلاستيكي بالخصائص التي تريدها. لذا، اختر المواد بناءً على ذلك. ولكن احرص على التفكير في كيفية عملها معًا وخصائصها الفيزيائية، مثل مدى سخونتها ومقدار تمددها.
نظرًا لاختلاف المادتين، قد لا تكون درجة حرارة الانصهار ومعامل التمدد متشابهين. تتقلص بعض الراتنجات عندما تستقر، مما قد يتسبب في حدوث التواء. ولمعالجة هذه المشكلة، يوصى باستخدام مكون أساسي (ركيزة) بمعامل انثناء ودرجة حرارة انصهار أعلى من المادة الثانوية.
السُمك مهم أيضاً. توفر طبقات المطاط الصناعي السميكة (TPE) امتصاص الصدمات والنعومة. وعلى العكس من ذلك، فإن الطبقات الرقيقة تعطي شعوراً بالصلابة وهي الخيار الأمثل للهياكل المضلعة.
تحسين هندسة الأجزاء والقوالبيجب أن يكون تصميم القالب قادرًا على صنع الكثير من الأجزاء، لذا يجب أن تكون الجدران بنفس السُمك، بين 1/16 و1/8 بوصة. لا تجعل الأضلاع عميقة جدًا أو الزوايا حادة جدًا، لأن ذلك يجعل البلاستيك صعب التدفق.
يجب أن تكون الزوايا التي من المفترض أن تكون حادة أقل من 1/64 بوصة. عادةً ما تحتاج إلى درجة واحدة من الزاوية لكل بوصة من العمق لإخراج الجزء من القالب.
تعزيز الترابطيجب أن تمتزج المواد بشكل مثالي على المستوى الجزيئي من خلال الروابط الكيميائية. للحصول على أفضل ترابط، يجب أن تكون درجة حرارة التلامس قريبة من درجة انصهار المادة.
إذا لم تتمكن من الربط كيميائياً، يمكنك الربط ميكانيكياً عن طريق التشابك. وثمة خيار آخر يتمثل في نسيج الركيزة بحيث يملأ الراتنج الفجوات ويلتصق.
تصميم من أجل التصنيععندما تصنع أشياء، تريد أن تجعلها بسيطة قدر الإمكان. تريد أن تجعل من السهل قدر الإمكان صنع الأجزاء، وصنع المزيد منها، وتجميعها معًا. إحدى الطرق لفعل ذلك هي صنع عدد أقل من الأجزاء بحيث يكون لديك خطوات أقل لتجميعها معًا.
طريقة أخرى هي استخدام الكمبيوتر لمساعدتك في معرفة كيفية صنع القالب وكيفية صنع الأجزاء قبل البدء في صنعها. يمكنك استخدام الكمبيوتر لمعرفة أين سيذهب البلاستيك وأين لن يذهب البلاستيك. إذا لم يكن لديك ما يكفي من البلاستيك في مكان واحد، فسيكون ضعيفًا.
الأمر المهم الآخر هو اختيار المواد. يجب ألا تقتصر المواد التي تختارها على أداء المهمة فحسب، بل يجب أن تتوافق مع بعضها البعض.
على سبيل المثال، لنفترض أنك تصمم مقبض لأداة كهربائية. أنت بحاجة إلى شيء صلب من الداخل، ولكنه ناعم وقابل للإمساك من الخارج. يمكنك تصميمه بقلب بلاستيكي صلب مصنوع من ABS للقوة، ثم تغليفه بمادة أكثر نعومة وراحة ومقاومة للانزلاق مثل TPE.
تخطيط ما بعد المعالجةاستعد للقيام بكل ما تحتاج إلى القيام به لجعلها تبدو جيدة. قد تحتاج إلى قصه أو صقله أو طلائه. قد تحتاج إلى عمل شيء آخر لها، مثل جعلها مقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو مقاومة للحريق.
ما فوائد القولبة الثانوية؟
يحب المصنعون الذين يحتاجون إلى التصميم والقبضة والمظهر الرائع ما يقدمه التشكيل الثانوي لمنتجاتهم. كما أنها رخيصة الثمن وتحسنت على مر السنين، لذلك يحبها العملاء. إليك لماذا يجب عليك استخدام القوالب الثانوية.
الصب الثانوي هو عندما تضيف مادة أخرى لحماية الجزء الرئيسي من التعرض للضرب أو العبث بالبيئة. كما هو الحال عندما يكون لديك كاميرا مقاومة للماء ويضعون مانع تسرب مطاطي حول الجزء الخارجي لإبعاد الماء والغبار.
يمكن أن تجعل المنتج أكثر راحة في الاستخدام عن طريق إضافة منحنيات ومقابض ناعمة تناسب طريقة حمل الأشخاص للأشياء. على سبيل المثال، تحتوي أدوات المطبخ مثل الخلاطات على مقابض مصنوعة من مادة مطاطية ناعمة تجعلها أسهل في الإمساك بها وأكثر راحة في الاستخدام.
عندما تجمع بين مادتين في قالب واحد، تحصل على جزء واحد. عندما تصمم كل مادة على حدة، فإنك تستخدم المزيد من المواد وتنتج المزيد من النفايات عند معالجتها.
تستخدم أجهزة التحكم عن بُعد قوالب ثانوية لدمج أزرار ناعمة سريعة الاستجابة ومريحة في الضغط عليها. وبالمثل، تحتوي الأدوات الكهربائية على منطقة قبضة بلاستيكية صلبة تسهّل حمل هذه الأدوات واستخدامها.
القولبة الثانوية هي طريقة لدمج مواد مختلفة لصنع أجزاء أفضل من الأجزاء المصنوعة من مادة واحدة. على سبيل المثال، يضعون بلاستيكاً ناعماً داخل أدوات التحكم في لوحة العدادات لجعلها أفضل وتدوم لفترة أطول.
ما قيود القولبة الثانوية؟
العملية رائعة من نواحٍ عديدة، ولكن هناك بعض القيود .
ليست كل المواد جيدة للالتصاق. إذا ألصقتها معًا، فلن تلتصق جيدًا. سوف ينكسر الشيء الذي تصنعه عندما تضغط عليه لأنه غير ملتصق ببعضه البعض بشكل جيد.
زيادة تعقيدات التصنيعالقوالب الثانوية هي عملية تتطلب حقنًا متعددًا ويمكن أن تتضمن مواد مختلفة، مما يعني أنك تحتاج إلى تصميمات أدوات معقدة. ويعني هذا التعقيد أوقات دورات أطول وماكينات متخصصة.
هذه العملية لها تكلفة أعلى مقدمًا لأنك تحتاج إلى مخزون مواد متعددة وأدوات صب ثانوية متخصصة لكل مادة. لذا، فإن التكلفة لكل وحدة أعلى أيضًا.
يعد التشكيل الثانوي أمرًا مزعجًا بعض الشيء عندما يتعلق الأمر بتصميم الأجزاء واختيار المواد. بعض الأشكال والمواد لا تتوافق مع بعضها البعض لأن لها نقاط انصهار وخصائص ميكانيكية مختلفة.
ما تطبيقات القولبة الثانوية؟
يستخدم المصنعون الصب الثانوي والقولبة الإدخالية لإنتاج منتجات لمجموعة واسعة من الصناعات. فيما يلي بعض الأمثلة على المنتجات التي غالبًا ما يتم تصنيعها باستخدام إحدى العمليتين أو إحداهما أو مزيج من الاثنين معًا.
انظر حولك في منزلك وسترى على الأرجح مجموعة من الأشياء البلاستيكية التي تكون كلها قطعة واحدة وتأتي بألوان مختلفة. من المحتمل أن تكون هذه الأشياء قد صُنعت باستخدام القوالب الثانوية. هذه طريقة شائعة جداً لصنع جميع أنواع الأشياء، من كرات البولينج ومكعبات ألعاب الأطفال إلى صناديق التخزين والحاويات البلاستيكية.
وغالبًا ما تُصنع فرش الأسنان وأغلفة الهواتف المحمولة وأجهزة USB باستخدام القوالب الثانوية، كما يمكن استخدام القوالب الثانوية لصنع مجموعة متنوعة من الأثاث البلاستيكي ثنائي اللون، مثل المقاعد أو كراسي الاستلقاء. وغالبًا ما تتطلب العلب البلاستيكية لوحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وأجهزة الملاحة صبًا ثانويًا.
صناعة السياراتتُستخدم القوالب الثانوية لصنع أجزاء داخلية قوية ذات لونين مثل الأبواب ولوحات العدادات والمقابض والمقابض ومختلف أدوات التحكم.
في بعض الأحيان، يضع المصنعون طبقة من المطاط على مجموعات الأسلاك لجعل أشياء مثل سماعات الرأس وشواحن الكمبيوتر أكثر أماناً. وأحيانًا يحتاجون إلى وضع طبقة من المطاط حول أكثر من سلك واحد، وأحيانًا يحتاجون إلى فصل الأسلاك وجعلها بألوان مختلفة، مثل الأزرق والأحمر.
في هذه الصناعة، نستخدم القولبة الثانوية كثيرًا لجعل عبوات مستحضرات التجميل تبدو أفضل. يمكنك صنع عبوات مخصصة بمواد وألوان مختلفة. يمكنك صنع زجاجات البودرة السائبة، وفرش المكياج، وزجاجات العطور باستخدام القوالب الثانوية.
الخاتمة
القولبة الثانوية عملية قولبة بالحقن متعددة الخطوات تحقن مواد مختلفة تدريجيًا لتلبية متطلبات أداء محددة. وتشمل العملية اختيار المواد وتصميم القالب وضبط إعدادات القولبة بالحقن والمعالجة اللاحقة.
احصل على أسعار تنافسية وملاحظات DFM وجدول الإنتاج من فريق ZetarMold الهندسي.
اطلب عرض سعر مجانيًا ← راجع دليل القولبة بالحقن الكامل للاطلاع على نظرة شاملة.
