ما القولبة بالحقن بمساعدة الماء؟

يمكن تقليل وقت التبريد بشكل كبير خاصةً بالنسبة لقطع العمل السميكة الجدران، وذلك بمساعدة الماء مقارنةً بمساعدة الغاز.

مبدأ القولبة بالحقن بمساعدة الماء

قولبة الحقن بمساعدة الماء هي تطوير لتقنية الحقن بالغاز، يُستبدل فيه الغاز الذي يزيح المصهور (النيتروجين عادةً) بالماء.

يمكن للمصهور الساخن أن يتدفق إلى قالب الحقن. وهذا يجعل المصهور الأكثر سماكة يبرد ببطء أكبر لأنه معزول بالجدار الخارجي. وعندما تبرد جبهة المصهور الداخلية بمعدل مختلف عن السطح الخارجي، فإنها تنكمش وقد تشد السطح الخارجي، مما يسبب الالتواء وعلامات الهبوط. منظم حرارة بالزيت الساخن.

من خلال تقليل القطع الأثرية مثل علامات الغرق، والالتواء، وقوة التشبيك من خلال استخدام WIT، يمكنك ضمان أعلى استفادة من المواد. ومن النتائج الثانوية للاستخدام الأعلى للمواد هو انخفاض الوزن لأن كمية أقل من المواد تذهب هباءً والقطع الأثرية غير المرغوب فيها.

رغم إمكان استخدام الطريقتين لصنع قطع بلاستيكية ذات تجاويف وظيفية، ثبت أن القولبة بالحقن بمساعدة الماء هي الأنسب للإنتاج الاقتصادي للقطع ذات المقاطع المغلقة الكبيرة.

يأتي صب الحقن بمساعدة الماء بأشكال مختلفة. أثناء النفخ، يتم ملء تجويف القالب جزئيًا بالذوبان، ومن ثم يتمدد الغاز (ينفجر) حتى يمتلئ التجويف.

وعلى النقيض من ذلك، في عملية النفخ أو عملية التدفق المعاكس، يتم ملء التجويف بالذوبان ثم يتم نفخ قلب السائل إلى تجويف التدفق الزائد أو نفخه مرة أخرى في أنبوب المادة.

المشاكل النموذجية في القولبة بالحقن بمساعدة الماء

العيوب التي قد تظهر في القولبة بالحقن بمساعدة الماء لم تظهر حتى الآن في القولبة بالحقن بمساعدة الغاز. ويمكن تعويض جميع العيوب باختيار مناسب لمعلمات التشغيل.

كقاعدة عامة، من الأفضل استهداف معدل تدفق حجمي مرتفع مع ضغط حقن منخفض، وهو ما يمكن تحقيقه عن طريق تقليل الضغط الخلفي وبالتالي الحصول على وقت كافٍ لحبس الماء.

لقمع الدوامات بالقرب من فوهة الحقن والتموجات في الجدار، يجب حقن الماء عند ضغط منخفض، كبداية، ثم يجب زيادة الضغط إلى ضغط الحقن الفعلي بأسرع ما يمكن.

عندما يكون معدل التدفق الحجمي للماء منخفضًا جدًا، سيحدث قولبة موضعية ناجمة عن البخار. إذا ظهرت المسامات، يتراكم ضغط الماء ببطء إلى درجة أن الطبقة السطحية الرقيقة التي تكونت بالفعل عند ضغط منخفض يمكن أن تنكسر بسبب ضغط الماء.

تسبب عملية الانتشار فقاعة مائية، وتحدث المسامية عندما يتصلب الذوبان عند ضغط منخفض على جانبي القالب والسائل، وتتسبب المادة بين الطبقات الخارجية للتفتت الصلب في تكوين فجوات.

ولإزالة أو تقليل توليد المسامية، يلزم بالإضافة إلى ذلك معدلات تدفق عالية الحجم أثناء مرحلة الحقن وضغط الماء العالي أثناء مرحلة التثبيت أو التبريد. يمكن أن يؤدي التصلب البطيء للمادة إلى مقاومة تكوين المسامية.

تمثل خطوط الوسائط ذات التشعبات تحديًا خاصًا. إذا تم تفجير التشعبات أيضًا، فإن التحكم في تجاويف القالب الفائض يكون محكمًا.

خاصةً إذا تم استخدام مادة سريعة التثبيت، سوف تتصلب طبقة رقيقة غير مرغوب فيها عند التشعب، ومن ثم يجب تمزيقها مرة أخرى. وتكون النتيجة حدوث تشققات في الطبقة الخارجية.

يتألف القولبة بالحقن بمساعدة الماء من خمس خطوات

(1) حقن المصهور

(2) حقن الماء وتغيير القلب

(3) الحفاظ على ضغط الماء في مرحلة تثبيت الضغط (مع إمكانية تضمين عملية الشطف)

(4) تحرير الضغط وتصريف الماء

(5) إخراج القطعة من القالب

خصائص القولبة بالحقن بمساعدة الماء

نظرًا إلى ضرورة تكوين قناة ماء مكتملة، تكون معلمات التشغيل أهم في القولبة بالحقن بمساعدة الماء منها في القولبة بالحقن بمساعدة الغاز.

تم تحديد تأثيرات معاملات المعالجة البلاستيكية المختلفة على أطوال اختراق الماء. وقد تبين أن معدل الانكماش ولزوجة المواد البوليمرية وأشكال الفراغات في النوى المجوفة هي التي تحدد بشكل رئيسي أطوال اختراق الماء في المنتجات المقولبة.

يوفر عدم انضغاطية الماء تحكماً أفضل في المعالجة ولكنه يضع متطلبات أكبر على وحدة تكنولوجيا حقن الماء، والتي يجب أن توفر باستمرار معدل التدفق الحجمي اللازم.

وتتمثل إحدى مزايا الماء على الغاز في مرحلتي الإمساك والتبريد: تسمح خصائص التبريد الممتازة بتبريد الذوبان داخليًا وتقليل وقت التبريد بشكل كبير. وبسبب تأثير التبريد الأفضل للماء مقارنةً بالغاز، يمكن تقليل وقت التبريد وبالتالي وقت الدورة بشكل كبير عند معالجة الأجزاء ذات الأقطار الأكبر.

يمكن تحقيق إخلاء الماء بعدة طرق مختلفة. بالنسبة للمواد ذات درجات حرارة المعالجة العالية، مثل البولي أميدات، يكون ضغط البخار كافياً. وتلعب الجاذبية أيضًا دورًا آخر.

وهناك طريقة أخرى تتمثل في حقن غاز مضغوط من خلال حقنة أخرى، مما يؤدي إلى نفخ الماء للخارج ويسبب تأثير التجفيف. وبغض النظر عن الطريقة المختارة، فإن الماء الخارج من الجزء البلاستيكي يتدفق مرة أخرى إلى الخزان عبر الحاقن. لضمان الإخلاء الجيد، يجب وضع حاقن الماء في أدنى نقطة من القالب.

مقارنة بين القولبة بالحقن بمساعدة الماء والحقن بمساعدة الغاز

رغم تشابه مبادئ القولبة بالحقن بمساعدة الماء والقولبة بمساعدة الغاز، يرى معظم المراقبين أن الماء لن يحل محل الغاز، وأن العملية المعتمدة تتوقف على التطبيق والقالب.

إن عملية الحقن بمساعدة الماء هي نفس العملية بمساعدة الغاز. تبدأ تقنية حقن الماء بحقن جزء قصير من الذوبان في تجويف القالب، يليه حقن الماء، الذي يضغط على ذوبان الراتينج لتشكيل الجزء.

في بعض التطبيقات، يتم استخدام الغاز المضغوط لعصر الماء من العداء لإزالة الرطوبة تمامًا من المكونات الهيكلية.

أظهرت الدراسات والتطبيقات أن المساعدة المائية تنتج جدران تجاويف أرق وأكثر اتساقًا، مما يعني توفيرًا في المواد. بالإضافة إلى ذلك، عادة ما تكون فوهات حقن الماء أكبر من فوهات الغاز، وينتج القولبة بمساعدة الماء مجاري أكبر مع جدران أكثر سلاسة من القولبة بمساعدة الغاز.

تتمثل الفائدة الرئيسية للقولبة بمساعدة الماء عن القولبة بمساعدة الغاز بالنيتروجين في كفاءة التبريد السريع للماء. إن الموصلية الحرارية للماء أعلى 40 مرة من النيتروجين، كما أن السعة الحرارية للماء أكبر 4 مرات من الغاز. بالنسبة لقطع العمل ذات الجدران السميكة، يمكن أن يقلل الصب بمساعدة الماء من وقت التبريد بنسبة 30-70% مقارنةً بالصب بمساعدة الغاز.

والفرق الرئيسي بين الغاز والماء هو أنه يمكن ضغط الغاز بينما لا يمكن ضغط الماء. اللزوجة الأعلى وعدم انضغاطية الماء تجعل الواجهة الأمامية للماء تشكل واجهة صلبة، والتي تعمل كمطرقة ضغط لتفريغ قطعة العمل. يلعب الطرف الأمامي للماء أيضًا دور تبريد الذوبان المملوء في تجويف القالب.

مزايا القولبة بالحقن بمساعدة الماء مقارنة بالقولبة بالحقن بمساعدة الغاز:

(1) تقصير زمن تبريد قطعة العمل بشكل كبير

(2) يمكن الحصول على مقاطع عرضية أكبر لقطعة العمل

(3) جدار داخلي أملس (3)

(4) تشوه أقل لقطعة العمل بسبب التبريد المنتظم

(5) مقطع عرضي جداري موحد

(6) انخفاض التكلفة وسهولة الوصول إلى المياه كوسيط ضغط

(1) مشكلة تسرب المياه

(2) يجب إزالة الماء من قطعة العمل

(3) ماكينة حقن الماء كبيرة الحجم

(4) غير مناسب لجميع قطع العمل

مواد للقولبة بمساعدة الماء

تم إحراز أكبر قدر من التقدم في استبدال الأنابيب والأجزاء المعدنية المستخدمة لنقل السوائل في مقصورة المحرك في السيارات بمواد من نوع البولي أميد (النايلون).

وقد تم تعديل هذه المواد الخاصة للحصول على معدل تبلور أبطأ ولتجنب التثبيت المبكر والتثقيب (أو التسنين). وتكون مواد البولي أميد الجديدة من نوع بولي أميد-6 أو بولي أميد-6/6 وتحتوي في الغالب على ألياف زجاجية أو حشوات من الألياف الزجاجية والمعدنية.

تتمتع المواد القائمة على البولي أميد-6/6 بمقاومة أفضل للتآكل لمبردات الجليكول. وتستخدم بعض شركات التجهيز البولي بروبيلين في العمليات التي تتم بمساعدة الماء، بينما تقوم شركات أخرى بتقييم البوليمرات المشتركة غير المملوءة من الأكريلونيتريل - بوتادين - ستايرين (ABS) والأسيتال والبولي بيوتيلين تيريفثاليت (PBT) كمواد أساسية للتطبيقات ذات الصلة.

آفاق التطوير والتطبيق للقولبة بمساعدة الماء

تتطور تقنية القولبة بالحقن بمساعدة الماء بسرعة، وقد حُسّنت الفوهات لتعزيز أداء الإحكام وتقليل تسرب مضخة الماء. ويمكن أيضًا استخدام فوهات حقن الماء والهواء كمخرج لتصريف الماء المتراكم في تجويف قطعة العمل.

تم تحسين شكل حاوية إمداد المياه الجديدة بشكل أكبر لتحسين أداء الضغط والسعة والتحكم في توقيت عملية التمركز.

تطورت تقنية القولبة بالحقن بمساعدة الماء بصورة رئيسية في أوروبا، ما يعني أن تطبيقها التجاري أكثر تقدمًا في أوروبا منه في أمريكا الشمالية أو آسيا. وتشمل تطبيقاتها قطع السيارات والمنتجات الاستهلاكية والقطع الصناعية.

تُعد عملية WIT ممتازة لمعظم أنواع القطع المجوفة أو المجوفة جزئيًا، مثل أنابيب المياه ومقابض الأبواب. وتشمل تطبيقات WIT المعتادة المقابض والإطارات العلوية وأغطية أذرع الصمامات ومصدات الأبواب والملاعق المسطحة والحوامل والكراسي وأثاث المكاتب. كان بعض هذه المكونات الأنبوبية يُنتج سابقًا بتقنية القولبة بمساعدة الغاز، لكن التقنية المدعومة بالماء أنسب.

احصل على أسعار تنافسية وملاحظات DFM وجدول الإنتاج من فريق ZetarMold الهندسي.

اطلب عرض سعر مجانيًا ← اطّلع على دليلنا الشامل للقولبة بالحقن للحصول على نظرة متكاملة.