كل ما تحتاج إلى معرفته عن لحام المنتجات البلاستيكية معًا

مقدمة

تُستخدم اللدائن على نطاق واسع في عبوات المواد الكيميائية اليومية والمعدات الطبية والسيارات والمنتجات اليومية. يقدم هذا المقال تعريفًا موجزًا بتقنيات وصل البلاستيك، وهي أكثر تنوعًا من لحام المعادن.

أنواع التوصيلات البلاستيكية

الوصلة اللاصقة ：

تشير الوصلة اللاصقة إلى تقنية توصيل أسطح الأجسام المتجانسة أو غير المتجانسة معًا باستخدام مادة لاصقة. تشير المادة اللاصقة إلى القدرة على صنع مكونين أو أكثر من اللدائن من خلال التصاق وتماسك الواجهة. أو فئة من المواد الطبيعية أو الاصطناعية، العضوية أو غير العضوية التي تربط المواد ببعضها البعض، وتسمى مجتمعةً المواد اللاصقة، وتسمى أيضاً المواد اللاصقة، ويشار إليها عادةً باسم الغراء. باختصار، المادة اللاصقة هي مادة يمكنها ربط المواد اللاصقة ببعضها البعض من خلال الالتصاق.

اتصال المذيبات ：

يعني ذلك إذابة المذيب لسطح البلاستيك كي تمتزج المواد بين السطحين، ثم تتكون الوصلة بعد تبخره. ويجب تجهيز السطح بإزالة جميع الأوساخ، لأن سوء التجهيز يؤدي إلى فشل اللحام بالمذيب.

اللحام بالمذيب هو عملية يتم فيها استخدام مذيب لتليين المواد البلاستيكية الحرارية غير البلورية. يكتمل التوصيل عندما يتم استهلاك المذيب أو تبخره بالكامل. يتم التوصيل من خلال إذابة البلاستيك الذي يتم لحامه.

عندما تحتوي الوصلة على كمية معينة من مكونات المادة الأم، تكون القوة أعلى. يجب أن يملأ المذيب الفجوات في منطقة الوصلة. لا يمكن استخدام هذه الطريقة مع البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبلاستيك الفلوري، إلخ.

يمكن أن تصل قوة الوصلة إلى قوة المادة الأصلية. معدات اللحام المطلوبة بسيطة، والعملية بسيطة للغاية، والتكلفة منخفضة.

سرعة اللحام بطيئة، ويستغرق وقتًا طويلاً حتى يتبخر، وبعض المذيبات سامة وضارة لجسم الإنسان، لذا يجب أخذ الحماية في الاعتبار.

تشمل الأدوات الرئيسية المستخدمة: إبر الحقن، وأدوات الاختبار، وحاويات الغمس، وما إلى ذلك؛ وأدوات التثبيت، وأجهزة التجفيف، وأجهزة استرداد المذيبات، وما إلى ذلك.

توصيل السحابة

تشير توصيلات السحابة إلى استخدام أدوات التثبيت لتوصيل الأجزاء البلاستيكية، بما في ذلك أدوات التثبيت بالضغط والبراغي ذاتية التنصت ووصلات البراغي. تقوم أدوات التثبيت بالضغط، كما يشار إليها عادةً، بتوصيل الأجزاء البلاستيكية عن طريق تشكيل تداخل بين نتوء معين على الساق والتجويف البلاستيكي. تستخدم البراغي ذاتية التنصت لولبية ذاتية التنصت للتوصيل بدون ثقوب ملولبة.

التوصيل المفصلي

يمكن تقسيم المفصلات البلاستيكية إلى ثلاثة أنواع: مفصلات متكاملة من قطعة واحدة، ومفصلات متكاملة من قطعتين، ومفصلات مدمجة متعددة القطع. يتم تحقيق المفصلة المتكاملة المكونة من قطعة واحدة عن طريق قولبة جزأين ككل دون الحاجة إلى أجزاء إضافية أخرى. تتم معالجة المفصلتين المتكاملتين أولاً كجزأين بلاستيكيين منفصلين عن طريق التشكيل، ثم يتم توصيلهما في النهاية من خلال التجميع. وبالإضافة إلى معالجة جزأين بلاستيكيين منفصلين، تتطلب المفصلات متعددة القطع أيضًا استخدام أجزاء إضافية، مثل القضبان أو مكونات المفصلة المعدنية. وتتمثل مزاياها في أنه يمكن فتحها وإغلاقها بشكل متكرر، وعادة ما يتم تصميم المفصلات المدمجة في الصندوق أو بالقرب من الداخل، وبالتالي تقليل الحجم الكلي للأجزاء؛ أما عيوبها فهي أن قوالب التشكيل تتطلب دقة عالية ومعقدة بشكل عام، مما يتطلب خبرة تطوير واسعة النطاق. تصميم معقول للمفصلات المتحركة.

إدراج القوالب

القولبة بالإدخال هي وضع إدخالات مجهزة من مواد مختلفة داخل قالب الحقن ثم حقن الراتنج، ليلتحم المصهور بالإدخال ويتصلبا كمنتج واحد. أشهرها الإدخالات الملولبة التي تمنح وصلة أقوى من السنون ذاتية القطع، ويمكن أن تكون الإدخالات معدنًا أو قماشًا أو ورقًا أو أسلاكًا أو بلاستيكًا أو زجاجًا أو خشبًا أو أجزاء كهربائية. تجمع التقنية عزل الراتنج وموصلية المعدن. أما IMD، أي الزخرفة داخل القالب، فتضع صفيحة مطبوعة في القالب ثم تحقن الراتنج خلفها لتكوين وحدة متكاملة، وتُستخدم في لوحات الأجهزة والسيارات والمكيفات وأغلفة الهواتف وغيرها.

الميزة الرئيسية لقولبة الإدخال هي أنه يمكن الجمع بين سهولة تشكيل الراتنج وقابلية الانحناء للراتنج وصلابة المعدن وقوته ومقاومته للحرارة لصنع منتجات متكاملة معقدة ورائعة من المعدن والبلاستيك.

صب متعدد الأجزاء

يشير القولبة متعددة الأجزاء، والمعروفة أيضًا باسم القولبة بالحقن ثنائية اللون، إلى طريقة قولبة يتم فيها حقن لونين مختلفين من البلاستيك في نفس القالب. يمكن أن تجعل الأجزاء البلاستيكية تظهر بلونين مختلفين، ويمكن أن تجعل الأجزاء البلاستيكية تقدم أنماطًا منتظمة أو ألوانًا غير منتظمة تشبه التموجات لتحسين التطبيق العملي والجماليات للأجزاء البلاستيكية.

يوضح الشكل أدناه مبدأ القولبة بالحقن ثنائي اللون. يحتوي على برميلين ، وهيكل واستخدام كل برميل هو نفس براميل القولبة بالحقن العادية. كل برميل له قناته الخاصة المتصلة بالفوهة. عند التشكيل في الفوهة، بعد أن يتم تلدين المادة المنصهرة في البرميل، تدخل المادة المنصهرة إلى التسلسل الأمامي للفوهة من خلال صمام الفتح والإغلاق وتفريغ نسبة المادة. تُحقن في تجويف القالب من الفوهة. تتوفر مجموعة متنوعة من المنتجات البلاستيكية ذات تأثيرات خلط الألوان المختلفة.

تشكيل الخيط المقولب

تشير الوصلة الملولبة المقولبة إلى تشكيل خيوط ملولبة مباشرةً على الأجزاء البلاستيكية من خلال تصميم قوالب الحقن، وبالتالي تحقيق وصلات ملولبة مع خيوط ملولبة أخرى بنفس شكل السن والقطر الاسمي وغيرها من المعلمات.

تنقسم الخيوط على المنتجات البلاستيكية إلى نوعين: خيوط خارجية وخيوط داخلية. وعادةً ما تستخدم الخيوط الخارجية منزلقات لإزالة القوالب، بينما تستخدم الخيوط الداخلية طرق التواء لإزالة القوالب. من بينها، هيكل الخيط الخارجي بسيط نسبيًا. بعد تشكيل المنتج، سيتم ترك علامات خط الفراق على المنتج البلاستيكي. إذا كانت علامات خط الفراق واضحة، فسيؤثر ذلك على مظهر المنتج وتنسيق الخيوط. المبدأ هو الانزلاق مفتوحًا بفعل عمود التوجيه المائل، ثم يقوم دبوس الإخراج بإخراج المنتج. يمكن تقسيم قوالب الخيوط الداخلية إلى:

1. هيكل إزالة اللولب القسري (نوع غير دوار).

2. إزالة الخيوط غير القسرية (النوع الدوار). تُستخدم الخيوط المقولبة حاليًا بشكل أساسي في إنتاج أغطية الزجاجات.

وصلة سن اللولب اللولبية

تشير الوصلة الملولبة بالاستدقاق البلاستيكية إلى حفر ثقوب في الأجزاء البلاستيكية ثم ثقبها لتشكيل خيوط ملولبة، ثم استخدام الخيوط الملولبة للتوصيل بأجزاء أخرى. هذه الطريقة مشابهة لتلك المستخدمة في المعدن.

وتتمثل ميزتها في أن العملية ليس لها أي متطلبات على شكل الأجزاء البلاستيكية، ويمكن الحصول على ثقوب دقيقة الموضع من خلال أدوات الماكينات الدقيقة.

الضغط المناسب

وتسمى ملاءمة الضغط أيضاً ملاءمة القوة وملاءمة التداخل وملاءمة الانكماش. يتم تجميع العمود والفتحة التي تكون علاقة تجميعها ملاءمة تداخلية معًا تحت ضغط معين. يمكن أيضًا تسخين الثقب لتكبير الثقب أو تبريد العمود. يتم إجراء التجميع بين الجزأين عن طريق تقليل حجم العمود. بعد التجميع، يحدث تركيب التداخل عندما يعود الجزءان إلى نفس درجة الحرارة. ويستفيد من التشوه المرن للفتحة والعمود في الأجزاء البلاستيكية المتصلة، ويمكنه نقل عزم دوران أو قوة محورية معينة بعد التجميع.

اتصال سناب كونيكشن

الإبزيم عبارة عن آلية تستخدم للتوصيل المدمج أو القفل الكلي بين جزء وجزء آخر. ويستخدم عادةً لتوصيل الأجزاء البلاستيكية، وعادةً ما تتكون مادته من مواد بلاستيكية ذات درجة معينة من المرونة. أكبر ميزة للوصلة المدمجة هي سهولة تركيبها وفكها، ويمكن فكها بدون أدوات.

بشكل عام، تتكون الأبازيم بشكل عام من أجزاء تحديد الموضع والمثبتات. وظيفة قطعة التموضع هي توجيه الإبزيم للوصول إلى موضع التثبيت بسلاسة وبشكل صحيح وسريع أثناء التثبيت. تتمثل وظيفة أداة التثبيت في قفل الإبزيم بجسم القاعدة وضمان عدم سقوطه أثناء الاستخدام. وفقًا لمناسبات ومتطلبات الاستخدام المختلفة، تنقسم أدوات التثبيت إلى أدوات تثبيت قابلة للإزالة وأدوات تثبيت غير قابلة للفصل. عادةً ما يتم تصميم السحابات القابلة للإزالة بحيث عندما يتم تطبيق قوة فصل معينة، ينفصل الإبزيم وينفصل الجزءان المتصلان. غالبًا ما يستخدم هذا النوع من الأبازيم لتوصيل جزأين يحتاجان إلى فكهما بشكل متكرر. تتطلب أدوات التثبيت غير القابلة للفصل انحرافًا اصطناعيًا للمشبك لفصل الجزأين. وهي تُستخدم في الغالب لتوصيل الأجزاء وتثبيتها دون تفكيكها أثناء الاستخدام.

برشام بلاستيك

تُستخدم عملية اللحام بالبرشام على وجه الخصوص لربط الأجزاء المصنوعة من مواد مختلفة (على سبيل المثال من البلاستيك إلى المعدن). توجد أعمدة برشام على أحد الأجزاء التي تمتد إلى ثقوب في الجزء الآخر. ومن ثم من خلال التدفق البارد أو ذوبان البلاستيك، يتم تشويه أعمدة البرشام لتشكيل رؤوس برشام، والتي تقفل الجزأين معًا ميكانيكيًا. ومن خلال تغيير تصميم رأس اللحام، يمكن الحصول على مجموعة متنوعة من تصميمات رؤوس البرشام المختلفة.

لحام البرشام البارد: يُستخدم ضغط عالٍ لتشويه أعمدة البرشام، ويولد التدفق البارد إجهادًا كبيرًا حولها، لذا يناسب فقط اللدائن جيدة المطيلية.

لحام البرشام الساخن: يسخن رأس اللحام الضاغط، فيلزم ضغط أقل لتشكيل رأس البرشام وينخفض الإجهاد المتبقي. يناسب نطاقًا أوسع من اللدائن الحرارية، ومنها المقواة بالزجاج، وتعتمد جودة الوصلة على ضبط الحرارة والضغط والزمن.

لحام البرشام بالغاز الساخن: يُسخن عمود البرشام بتيار هواء فائق السخونة يُنقل عبر أنبوب محيط به، ثم ينخفض رأس لحام بارد مستقل ليضغط العمود.

البرشمة بالموجات فوق الصوتية: تُذاب أعمدة البرشام بطاقة فوق صوتية من رأس اللحام، ومع استمرار الضغط تتدفق المادة المنصهرة إلى تجويف الرأس فتأخذ الشكل المطلوب.

عملية لحام القطع البلاستيكية: مبدأها تسخين سطحي التلامس حتى الذوبان، ثم زيادة ضغط التلامس على قضبان اللحام والحفاظ عليه مدة ثابتة حتى يتصلب السطح وتنجح الوصلة.

قضيب اللحام بالحث الحثي

تستخدم بشكل أساسي معدات عالية التردد، وتصحيح الجهد العالي، وتتذبذب الأنابيب الإلكترونية عالية التردد ذاتية الإثارة لتوليد مجالات كهربائية ذات تيار موجي كهرومغناطيسي فوريًا، واستخدام المواد البلاستيكية والبلاستيكية المعالجة PVC و TPU و EVA و PET وغيرها من المواد البلاستيكية والبلاستيكية لإنتاج احتكاك مستقطب بين الجزيئات الداخلية للبلاستيك والمواد البلاستيكية في المجال الكهربائي للموجات الكهرومغناطيسية. توليد الحرارة وإضافة قدر معين من الضغط لتحقيق تأثير اللحام على البلاستيك والمنتجات البلاستيكية التي تحتاج إلى ختمها ولحامها بالحرارة.

اللحام بالدوران

تُستخدم ماكينات لحام البلاستيك بالاحتكاك الدوَّار بشكل عام في لحام قطعتي عمل مستديرة من البلاستيك الحراري. أثناء اللحام، يتم تثبيت قطعة عمل واحدة على القالب السفلي، وتدور قطعة العمل الأخرى على سطح قطعة العمل الثابتة. ونظرًا لوجود قدر معين من الضغط المؤثر على قطعتي العمل، يمكن للحرارة الناتجة عن الاحتكاك بين قطع العمل أن تذيب سطح التلامس لقطعتي العمل وتشكل تركيبة صلبة ومحكمة الإغلاق. من بينها، يدور لحام الدوران الموضعي في وقت محدد ويتوقف عند الموضع المحدد على الفور، ليصبح اندماجًا دائمًا.

لحام اللوح الساخن

في لحام الصفيحة الساخنة توضع حافتا القطعتين على صفيحة مضبوطة حراريًا حتى يذوب سطحهما، مع أهمية درجة اللحام الصحيحة، ثم تضغطان قليلًا لتكوين الوصلة. وهو شبيه بلحام المعادن، لكن البلاستيك نفسه هو الذي يذوب ليترابط.

بالإضافة إلى ذلك، هناك عملية ختم بالحرارة شائعة الاستخدام. أولاً، يتم تكديس الجزأين اللذين يجب توصيلهما معًا، ويتم تسخين لوحة الختم الحراري باستخدام أنابيب التسخين الكهربائي ووسائل أخرى. يتم إنزال صفيحة الختم الحراري إلى الجزء العلوي من الجزأين، وفي الوقت نفسه، يتم تطبيق قدر معين من القوة على صفيحة الختم الحراري. ومع الضغط، تذيب الصفيحة محكمة الغلق بالحرارة منطقة التلامس بين الجزأين ثم تتصلب لتربطهما معًا. تُستخدم هذه العملية بشكل أساسي للوصلة محكمة الغلق بين مواد راتنج البوليمر الغشائية والأجزاء البلاستيكية.

قضيب اللحام بالغاز الساخن

للحام التصنيعي لللدائن الحرارية بالغاز الساخن ثلاث طرق: اللحام النقطي، واللحام الدائم بالغاز الساخن، ولحام البثق. مبدؤها أن يمرر المحرك الهواء على سلك تسخين، فيسخن الهواء القطعتين وقضيب اللحام حتى الانصهار والترابط. ويثبت اللحام النقطي القطع قبل اللحام الدائم.

اللحام الموضعي هو لحام مؤقت للمواد لا يتطلب قضيب لحام ويتطلب استخدام مسدس لحام موضعي.

يستخدم اللحام الدائم قضيب لحام صحيح مصنوع من نفس مادة الجزء الذي يتم لحامه. يتحرك طرف اللحام بسرعة ذهاباً وإياباً في شكل مروحة فوق منطقة اللحام حتى يتم تليين الأخدود على شكل حرف V وقضيب اللحام بما يكفي للحام، وعادةً ما يتم ضغطهما معاً باستخدام أسطوانة ساخنة. يشير اللحام بالبثق إلى ملء الراتنج أو تلقيمه من قمع على شكل كريات أو إعطائه على شكل قضيب لحام على ماسورة، ثم بثقه من غرفة صهر أحادية اللولب مدفوعة بمحرك، وتسخينه بحلقة تسخين كهربائية أو غاز ساخن. يتم تسخين سطح الوصلة بواسطة جهاز تسخين مسبق بالغاز الساخن متصل بالطارد، وأخيرًا يتم صهر راتينج الحشو والأجزاء الملحومة وتوصيلها معًا.

اللحام بالموجات فوق الصوتية

يستخدم اللحام بالموجات فوق الصوتية مولد بالموجات فوق الصوتية لتحويل تيار 50/60 هرتز إلى طاقة كهربائية بتردد 15 أو 20 أو 30 أو 40 كيلو هرتز. يتم تحويل الطاقة الكهربائية عالية التردد المحولة مرة أخرى إلى حركة ميكانيكية بنفس التردد من خلال محول الطاقة، ثم تنتقل الحركة الميكانيكية إلى قضيب اللحام من خلال مجموعة من أجهزة الأبواق التي يمكنها تغيير السعة.

ينقل رأس اللحام طاقة الاهتزاز المستقبلة إلى مفصل قطعة العمل المراد لحامها. في هذه المنطقة، يتم تحويل طاقة الاهتزاز إلى طاقة حرارية من خلال الاحتكاك، مما يتسبب في ذوبان سطح التلامس بين المادتين البلاستيكيتين في خط اللحام بسرعة. بعد تطبيق ضغط معين، يندمجان في خط واحد. عندما تتوقف الموجات فوق الصوتية عن العمل، دع الضغط يستمر لبضع ثوانٍ حتى يتصلب ويتشكل، وبالتالي تشكيل سلسلة جزيئية قوية لتحقيق الغرض من اللحام، ويمكن أن تكون قوة اللحام قريبة من قوة المادة الخام. يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية في لحام البلاستيك، وكذلك لمعالجة الأقمشة والأفلام.

تشتمل المكونات الرئيسية لنظام اللحام بالموجات فوق الصوتية على مولد الموجات فوق الصوتية ومحول الطاقة/البوق/رأس اللحام الثلاثي وأدوات اللحام البلاستيكية والإطار.

تعتمد جودة لحام البلاستيك بالموجات فوق الصوتية على سعة اهتزاز رأس المحول والضغط المطبق وزمن اللحام. يمكن ضبط الزمن والضغط، أما السعة فيحددها المحول والبوق.

اللحام الاهتزازي

هناك ستة معلمات عملية في عملية اللحام بالاهتزاز: وقت اللحام ووقت الانتظار وضغط اللحام والسعة والتردد والجهد.

ينقسم اللحام بالاهتزاز إلى: اللحام بالاهتزاز الخطي واللحام بالاهتزاز المداري واللحام بالاهتزاز الزاوي.

يستخدم لحام الاحتكاك بالاهتزاز الخطي حرارة الاحتكاك عند سطح تلامس القطعتين لإذابة البلاستيك. تنشأ الحرارة من حركة ترددية بإزاحة أو سعة محددة تحت ضغط. وعند بلوغ اللحام المطلوب يتوقف الاهتزاز مع استمرار الضغط حتى تبرد الوصلة وتتصلب بإحكام.

لحام الاحتكاك بالاهتزاز المداري يستخدم حرارة الاحتكاك، حيث تتحرك القطعة العليا في مدار دائري بكل الاتجاهات بسرعة ثابتة فتصل منطقتا القطعتين البلاستيكيتين إلى الانصهار. ثم تتوقف الحركة وتتصلب الوصلة. وتقلل قوة التثبيت الصغيرة التشوه، ويمكن لحام قطع حتى قطر 10 بوصات.

يشير اللحام بالاهتزاز الزاوي إلى الحركة الدورانية لقطعة العمل حول نقطة ارتكاز. وحاليًا، هناك عدد قليل من ماكينات اللحام بالاهتزاز الزاوي المنتجة تجاريًا.

اللحام بالليزر

تقنية اللحام بالليزر هي تقنية تستخدم الحرارة الناتجة عن شعاع الليزر لإذابة الأسطح الملامسة للبلاستيك وبالتالي ربط صفائح البلاستيك الحراري أو الأغشية أو الأجزاء المقولبة معًا.

ظهرت التقنية أول مرة في السبعينيات، لكن كلفتها العالية منعتها من منافسة تقنيات ربط البلاستيك الأقدم مثل اللحام الاهتزازي والصفيحة الساخنة. ومنذ منتصف التسعينيات، أدى انخفاض كلفة معدات الليزر إلى انتشارها تدريجيًا.

يمكن أن تكون تقنية اللحام بالليزر مفيدة عندما تكون الأجزاء البلاستيكية المراد ربطها من مواد دقيقة للغاية (مثل المكونات الإلكترونية) أو تتطلب بيئة معقمة (مثل الأجهزة الطبية وتغليف المواد الغذائية). تقنية اللحام بالليزر سريعة ومناسبة بشكل خاص لمعالجة خط تجميع الأجزاء البلاستيكية للسيارات. وبالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للأشكال الهندسية المعقدة التي يصعب ربطها باستخدام طرق اللحام الأخرى، يمكن النظر في تقنية اللحام بالليزر.

المزايا الرئيسية للحام بالليزر هي: لا تحتاج معدات اللحام إلى أن تكون ملامسة للأجزاء البلاستيكية الملتصقة؛ إنه سريع؛ المعدات مؤتمتة للغاية ويمكن استخدامها بسهولة لمعالجة الأجزاء البلاستيكية المعقدة؛ لن يكون هناك وميض؛ اللحام متين؛ يمكن الحصول على لحامات عالية الدقة؛ تقنية خالية من الاهتزازات؛ يمكن أن تنتج هياكل محكمة الإغلاق أو محكمة الإغلاق؛ تقليل الضرر الحراري والتشوه الحراري؛ يمكن أن تربط الراتنجات ذات التركيبات أو الألوان المختلفة معًا.

اللحام بالأسلاك الساخنة

يستخدم اللحام بالأسلاك الساخنة، والمعروف أيضًا باسم اللحام بالمقاومة، سلكًا لنقل الحرارة بين جزأين بلاستيكيين متصلين لإذابة سطح الأجزاء البلاستيكية وتطبيق قدر معين من الضغط لربطهما معًا.

يوضع السلك المعدني على سطح الأجزاء المراد توصيلها. عندما يمر التيار عبر السلك المعدني، يتم استخدام مقاومته لتوليد السلك المعدني للحرارة ونقل الحرارة إلى الجزء البلاستيكي. بعد اللحام، يبقى السلك المعدني في المنتج البلاستيكي، ويتم قطع الجزء الممتد خارج الوصلة بعد اللحام. وعمومًا، يتم تصميم أخاديد أو هياكل أخرى لتحديد المواقع على الأجزاء لضمان وجود السلك المعدني في الموضع المناسب.

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

اطلب عرض سعر مجاني ← راجع دليل القولبة بالحقن الشامل للحصول على نظرة متكاملة.