ما مدى دقة القولبة بالحقن؟

يمكن عادةً ضبط عملية قولبة البلاستيك قالب الحقن بدقة تصل إلى 0.005 بوصة، ما يجعلها من أكثر عمليات التصنيع موثوقية لإنتاج القطع.

تشمل القولبة بالحقن قوالب الحقن ومواد الحقن وآلات الحقن، وكلها تؤثر مباشرةً في دقة العملية.

سنحلل في هذا المقال بالتفصيل أثر دقة قولبة البلاستيك بالحقن من هذه الجوانب الثلاثة.

العوامل التي تؤثر على دقة أبعاد المنتجات المحقونة

1. دقة قالب الحقن

2. معدل انكماش المادة البلاستيكية للقولبة بالحقن

3. معدات ماكينة القولبة بالحقن وعملية القولبة بالحقن

دقة قالب الحقن

لجعل معالجة قالب الحقن تحقق دقة تشغيل عالية وتقلل أخطاء المنتجات، لا يلزم استيفاء متطلبات دقة معالجة قالب الحقن فحسب، بل يجب أيضًا تحديد سماحية تشغيل معقولة أثناء العملية لضمان إكمال معالجة القالب بسلاسة وتحسين دقتها إلى أقصى حد ممكن.

حول متطلبات دقة تشغيل القالب، ومنها دقة معالجة أبعاد قالب الحقن والتعامد والمحورية والتوازي وغير ذلك.

a. عمومًا، يجب أن تكون دقة تشغيل قالب الحقن ضمن 0.005-0.02mm، وأن يكون التعامد ضمن 0.01-0.02mm، والمحورية المشتركة ضمن 0.01-0.03mm، وتوازي المستويين العلوي والسفلي لسطحي فصل القالب المتحرك والثابت ضمن 0.01-0.03mm.

ب. في الوقت نفسه، يجب أن تكون الفجوة بين أسطح الفواصل بعد إغلاق القالب أقل من قيمة الفائض للبلاستيك المصبوب؛ بينما يشترط أن يكون توازي باقي أسطح التزاوج للقالب في حدود 0.01-0.02 ملم؛ دقة التزاوج للجزء الثابت من معالجة قالب الحقن تكون عمومًا في حدود 0.01-0.02 مم.

c. في معالجة قالب الحقن، تكون خيارات دقة الجزء المنزلق عادةً H7/e6 وH7/f7 وH7/g6. ويجب ملاحظة أن السطح المرآتي، مثل الحشوات المعلقة على الدرجات، لا ينبغي أن يكون إحكام تركيبه مفرطًا، وإلا سهل لمس السطح المرآتي عند طرق الحشوات من الخلف. ومن دون التأثير في حجم المنتج، يمكن اعتماد خلوص ثنائي 0.01 ~ 0.02mm.

d. شيء آخر يجب ملاحظته هو معالجة المعالجة الحرارية لقطعة الشغل، مما يتطلب معالجتها الحرارية قبل حجم التحضير بالإضافة إلى هامش آلة الطحن 0.25 مم على جانب واحد ؛ وبالنسبة لنواة القالب، تحتاج الإدخالات إلى تصنيع باستخدام الحاسب الآلي للجزء، هامش احتياطي أحادي الجانب، لمعرفة هامش معقول سيؤثر أيضًا على دقة قطعة العمل.

كيف يمكن تحسين دقة قالب الحقن؟

تعتمد دقة قالب الحقن أساسًا على دقة حجم تجويف القالب، أو دقة تموضع التجويف، أو دقة سطح الفصل لتلبية المتطلبات. وبوجه عام، ينبغي التحكم في التفاوت البُعدي لقالب الحقن الدقيق بحيث يقل عن 1/3 من التفاوت البُعدي للمنتج.

قابلية التشغيل الآلي والصلابة، في تصميم هيكل القالب، يجب ألا يكون عدد التجاويف أكثر من اللازم، ويجب أن تكون لوحة القاعدة، ولوحة الدعم، وجدار التجويف أكثر سمكًا، من أجل تجنب الأجزاء في درجات الحرارة المرتفعة، والضغط العالي تحت تأثير التشوه المرن العنيف.

تحرير المنتج، يجب أن يحاول القالب أخذ عدد أقل من التجاويف وعدد أقل وأقصر من العدائين ودرجة تشطيب أعلى من القوالب العادية، مما يساعد على تحرير القالب.

مادة القالب، اختر سبائك الصلب ذات القوة الميكانيكية العالية. يجب أن تخضع المواد اللازمة لصنع التجاويف والعدائين لمعالجة حرارية صارمة، واختيار المواد ذات الصلابة العالية (يجب أن تصل أجزاء القالب إلى حوالي HRC52)، ومقاومة التآكل الجيدة ومقاومة التآكل القوية.

انكماش القوالب

يُحقن البلاستيك المنصهر في القوالب تحت ضغط شديد. وبمجرد أن يتخذ البلاستيك المنصهر شكل القوالب ويتصلب، يُقذف خارج الآلة. يشير انكماش القولبة إلى النسبة المئوية لانكماش الحجم الأصلي غير المبرد للجزء المقولب عند درجة حرارة الغرفة، بعد إخراجه من القالب وتبريده إلى درجة حرارة الغرفة.

لأن الانكماش لا ينتج من التمدد والانكماش الحراريين للراتنج نفسه فحسب، بل يرتبط أيضًا بعوامل قولبة بلاستيكية مختلفة، فينبغي تسمية انكماش القطعة المصبوبة بعد قولبة البلاستيك بانكماش القولبة.

عند تصميم قوالب الحقن، غالبا ما يكون من الضروري تحديد معدل انكماش كل جزء من الأجزاء البلاستيكية وفقا لنطاق الانكماش للمواد البلاستيكية المختلفة، وسمك جدار وشكل الجزء البلاستيكي، وحجم الشكل وتوزيع فتحة التغذية، ومن ثم حساب حجم التجويف حسب الخبرة.

كيف يمكن مراعاة معدل الانكماش في تصميم قالب الحقن؟

a. خذ معدل الانكماش الأصغر للقطر الخارجي ومعدل الانكماش الأكبر للقطر الداخلي لإتاحة مجال للتصحيح بعد تجربة القالب.

b. تحديد شكل وحجم وظروف صب نظام الصب بعد تجربة القالب.

c. تحديد التغير في أبعاد الجزء المقولب بعد المعالجة اللاحقة (ملاحظة: يجب إجراء القياس بعد 24 ساعة من إزالة القوالب).

d. يتم تصحيح قالب الحقن وفقًا للانكماش الفعلي.

e. عند إعادة اختبار القالب، يمكن تغيير ظروف عملية التشكيل بشكل مناسب لتصحيح قيمة الانكماش قليلاً لتلبية متطلبات الجزء البلاستيكي.

الانكماش الذي يؤثر على دقة القولبة بالحقن

هناك أربعة عوامل تؤثر على الانكماش: الانكماش الحراري، وانكماش تغير الطور، وانكماش التوجيه، وانكماش الضغط.

a. الانكماش الحراري هو خاصية فيزيائية حرارية متأصلة في مادة التشكيل ومادة القالب.

تكون درجة حرارة القالب عالية، ودرجة حرارة المنتج عالية أيضًا، وسيزداد معدل الانكماش الفعلي، لذلك يجب ألا تكون درجة حرارة القالب للقولبة الدقيقة عالية جدًا.

b. ويسمى انكماش تغير الطور انكماش تغير الطور بسبب تبلور الجزيئات الكبيرة في عملية التوجيه، والذي يصاحبه انخفاض الحجم النوعي.

ارتفاع درجة حرارة القالب، تبلور عالي، انكماش كبير؛ ولكن من ناحية أخرى، فإن الزيادة في التبلور ستزيد من كثافة المنتج، وتقلل من معامل التمدد الخطي، ويقل معدل الانكماش. لذلك، يتم تحديد معدل الانكماش الفعلي من خلال التأثير المشترك لكليهما.

c. يرجع الانكماش الاتجاهي إلى التمدد القسري للسلاسل الجزيئية في اتجاه التدفق، بحيث تميل الجزيئات الكبيرة في التبريد إلى إعادة التمدد والتعافي، مما ينتج عنه انكماش في اتجاه الاتجاه.

ترتبط درجة الاتجاه الجزيئي بضغط الحقن وسرعة الحقن ودرجة حرارة الراتنج ودرجة حرارة القالب. ولكن العامل الرئيسي هو سرعة الحقن.

d. الانكماش الانضغاطي والترميم المرن، اللدائن العامة ذات طبيعة انضغاطية. أي أن الحجم المحدد يتغير بشكل كبير تحت الضغط العالي.

في درجة الحرارة العامة، ستؤدي زيادة الحجم المحدد لمنتجات القولبة بالضغط إلى انخفاض الحجم المحدد، وستزيد الكثافة، وسيقل معامل التمدد، وسيقل الانكماش بشكل كبير.

بما يتوافق مع قابلية الانضغاط، فإن مادة التشكيل لها تأثير إعادة ضبط مرنة، بحيث يتم تقليل انكماش المنتج. ترتبط العوامل التي تؤثر على انكماش صب المنتج بظروف التشكيل وظروف التشغيل.

مبادئ اختيار مواد القولبة بالحقن.

قوة ميكانيكية عالية، وثبات جيد في الأبعاد، ومقاومة جيدة للزحف، ونطاق واسع من التكيف البيئي.

هناك أربعة أنواع من اللدائن الهندسية شائعة الاستخدام

1. POM وألياف الكربون المقوى (CF) أو المقوى بالزجاج (GF). تتميز هذه المادة بمقاومة جيدة للزحف، ومقاومة التعب، وقابلية التآكل، وخصائص عازلة جيدة، ومثبطات اللهب، وسهلة التحرير بإضافة مواد التشحيم.

2. PA و PA66 المقوى بالزجاج، وخصائصه: مقاومة قوية للصدمات ومقاومة التآكل، وقابلية تدفق جيدة، ويمكن تشكيله بسمك جدار 0.4 مم للمنتج.

تتميز PA66 المقواة بالألياف الزجاجية بمقاومة للحرارة (نقطة انصهار 250 ℃)، ومن عيوبها أنها تمتص الرطوبة، وعمومًا بعد التشكيل يجب معالجتها عن طريق تكييف الرطوبة.

3. البوليستر المقوى بـ PBT، وقت التشكيل قصير. مقارنة وقت التشكيل على النحو التالي: pbt ≤ pom ≈ pa66 ≤ pa6.

4- PC و GFPC. الخصائص: مقاومة جيدة للتآكل، وصلابة معززة، وثبات جيد في الأبعاد، ومقاومة للعوامل الجوية، ومقاومة للطقس، ومقاومة للهب وقابلية جيدة لمعالجة التشكيل.

معدات ماكينات التشكيل بالحقن وعملية التشكيل بالحقن

تشمل العناصر الخمسة لعملية القولبة بالحقن: الضغط والتدفق ودرجة الحرارة والزمن والموضع، وتُظهر ماكينة القولبة بالحقن الجيدة هذه العناصر الخمسة بدقة وحساسية أكبر.

1. درجة الحرارة

درجة الحرارة هي الخطوة الأولى لقولبة الحقن، ويمكن تقسيم درجة الحرارة إلى: درجة حرارة التجفيف، ودرجة حرارة المواد، ودرجة حرارة القالب، وهذه بعض العوامل الحيوية.

درجة حرارة التجفيف هي ضمان جودة الصب والتجفيف المسبق للبوليمر لضمان أن يكون البوليمر جافًا ورطبًا بكمية معينة؛ ودرجة حرارة المادة هي ضمان أن يكون تلدين البوليمر طبيعيًا، وملء القالب بسلاسة، والقولبة.

2. السرعة

تنقسم السرعة إلى: سرعة الحقن، ودرجة حرارة الذوبان، وسرعة الفك والتراجع، وسرعة فتح وإغلاق القالب، وسرعة القاذف إلى الأمام والخلف. ستؤثر سرعة الحقن على الزيادة في ضغط القالب، وزيادة سرعة الحقن يمكن أن تزيد من طول التدفق، وتوحيد جودة المنتج لضمان جودة المنتج، والحقن بسرعة عالية لمنتجات التدفق الطويل، وحجم المنتج الذي يتحكم في السرعة المنخفضة.

تؤثر سرعة الذوبان على قدرة التلدين، وتعد معالجة القوالب البلاستيكية معلمة مهمة لجودة التلدين، فكلما زادت السرعة، زادت درجة حرارة قدرة التلدين الذائبة بشكل أقوى.

تخفيف سرعة التراجع هو تقليل حجم الذوبان المحدد، بحيث يكون تجويف الذوبان سرعة فتح وإغلاق القالب هو أحد الشروط المهمة لضمان تشغيل الإنتاج للماكينة.

إن سرعة القاذف للأمام والخلف هي ضمان أن التحرير السلس للمنتج لا يجعل المنتج يتشوه أو يتشقق من الأعلى.

3. الضغط

تنقسم الضغوط إلى ضغط الحقن وضغط الإمساك والضغط الخلفي وضغط الإغلاق وضغط حماية القالب وضغط القذف. ويُستخدم ضغط الحقن في معالجة القولبة بالحقن للأغلفة البلاستيكية للتغلب على فقد الضغط عبر الفوهة والمجرى والبوابة والتجويف وضمان امتلائه.

الضغط هو تقليل ضغط الحقن للأجزاء بسبب ضغط الحقن المفرط ويؤدي إلى انفجار القالب اللزج أو الانحناء؛ يتم الضغط لتجنب الأجسام الغريبة في القالب بسرعة عالية وحالة الضغط العالي ويؤدي إلى تكسير القالب؛ الضغط القاذف هو منع المنتج من مغادرة سطح القالب بسبب سوء.

4. المنصب

الموضعيمكن تقسيمها إلى: موضع فتح القالب، شوط القذف الخلفي، شوط القياس، حجم الساق السائبة، شوط الحقن، حجم المخزن المؤقت. موضع الفتح هو التأكد من إمكانية خلع القالب من التشغيل العادي للأجزاء؛ شوط خلفي مقذوف على جزء من الزنبرك لإعادة ضبط دور حماية الحد الأعلى؛ شوط القياس هو التأكد من وجود ما يكفي من البلاستيك لملء القالب لضمان جودة المنتج.

5. الوقت

ينقسم الوقت إلى: زمن التبريد، وزمن الذوبان، وزمن الذوبان، وزمن الذوبان، وزمن التجفيف، والدورة، وزمن الحقن، وزمن الاحتفاظ.

تحتاج منتجات رش القشرة البلاستيكية إلى فترة معينة من التشكيل؛ ووقت الحقن لتحديد حجم المنتج؛ ووقت الاحتفاظ هو منع التدفق العكسي للذوبان، ودور انكماش التبريد؛ ووقت التبريد لضمان معالجة المنتج، لمنع التشوه؛ ووقت الذوبان هو التأكد من أن الذوبان كافٍ؛ ووقت التجفيف لضمان عدم استطالة المنتج وسوءه وعوامل أخرى.

الملخص

للحصول على قولبة دقيقة بالحقن، ينبغي منذ بدء تصميم المنتج مراعاة بنيته واختيار المواد الخام ودقة القالب ومعدات القولبة الدقيقة بالحقن وخبرة مصنع القولبة بالحقن، حتى نحصل في النهاية على منتجات مُرضية.

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

اطلب عرض أسعار مجانيًا ← راجع دليل القولبة بالحقن الشامل للحصول على نظرة عامة وافية.