Plastic injection molding هي عملية تُصنع فيها الأجزاء بحقن البلاستيك المنصهر في قالب.
عملية injection molding هي حقن مادة بلاستيكية منصهرة في أداة معدنية، ثم تبريدها وإخراج جزء بلاستيكي من مكبس القولبة بالحقن.
يتم تلقيم راتنج البلاستيك في اللودر في شكل كريات. يتم تدوير المادة إلى الأمام بواسطة البرغي وتتلامس مع البرميل المسخن. يقوم الاحتكاك والبرميل الساخن بإذابة البلاستيك الذي يتراكم أمام البرغي.
يُحقن البلاستيك المنصهر في القالب تحت ضغط عالٍ، ثم يُترك ليبرد ويتصلب. والنتيجة جزء مقولب بالحقن. ولإنشاء قوالب تنتج منتجات عالية الجودة، من المهم فهم الأنواع المختلفة من البنى المستخدمة في injection molds.
قبل معالجة قالب بلاستيكي وتصنيعه، يجب تصميمه وفق الرسم، أي إجراء التصميم الإنشائي للقالب. ورغم اختلاف البنية المحددة لكل قالب بحسب المنتج، يمكن عمومًا وضع تصنيف عام لبنى القوالب.
يتكون القالب الكامل عادةً من جزأين رئيسيين
جزء التشكيل، المعروف أيضًا باسم النواة القديمة، هو الجزء الذي يتعلق بشكل وحجم المنتج البلاستيكي.
يتم استخدام جزء إطار القالب، المعروف أيضًا باسم جنين القالب، لتثبيت جزء القالب وتثبيته.
تنقسم قوالب حقن البلاستيك إلى نوعين رئيسيين
(a) قالب ذو لوحين لا ينطبق القالب ذو اللوحين على القالب المزود بمنزلق أمامي ولا على القالب ذي البوابة النقطية؛ وباستثناء هاتين البنيتين، يمكن استخدام سائر البنى وطرق إدخال المصهور.
(b) قالب ذو ثلاثة ألواح يُسمى أيضًا قالب البوابة الدقيقة، وينقسم بحسب النوع إلى ثلاثة أشكال: بوابة دقيقة، وبوابة دقيقة مبسطة، وثلاثة ألواح زائفة.
لا يحتوي إطار قالب فم الماء الناعم من النوع المبسط على عمود توجيه في اللوحة الجانبية للقالب الخلفي، ولا توجد غسالة حدية على شريط الربط، ولا يمكن تصميم هيكل لوحة الدفع، وعادة ما تستخدم في 500 مم تحت القالب الصغير والمتوسط الحجم، ودفعة المنتج غير مناسبة للاستخدام.
(c) قالب زائف ذو ثلاثة ألواح صُمم إطار القالب الزائف ذي الألواح الثلاثة خصيصًا للقالب ذي آلية المنزلق الأمامي. ولا يحتوي على لوحة نزع، ولا يناسب القالب ذي المصب النقطي.
سبعة أنظمة رئيسية تشكل قالب حقن البلاستيك الكامل
(1): نظام الصب يتكون من 4 أجزاء: قناة التدفق الرئيسية، والمشعب، والبوابة، وتجويف المادة الباردة.
(2) آلية التشكيل بنية التشكيل هي الجزء الملامس مباشرةً للمنتجات البلاستيكية، وتشمل قلب القالب الأمامي والخلفي، والبطانات، والمنزلقات، والرافعات المائلة، وغيرها من الآليات.
(3) نظام الإخراج يشمل نظام الإخراج دبابيس القذف وكتل القذف وأكمام القذف والرافعات وغيرها، لدفع الأجزاء المقولبة بالحقن بعيدًا عن قلب التجويف بعد التبريد.
(4) بنية التوجيه تشمل آلية التوجيه عمود التوجيه وجلبة التوجيه وقضيب إعادة لوحة القذف وجلبة توجيه لوحة القذف وغيرها من الآليات.
بالنسبة للقالب الأكثر تطلبًا، يجب في بعض الأحيان زيادة آلية التوجيه الإضافية، مثل الاستدقاق والسطح المستقيم وتحديد المواقع المخروطية الدقيقة وما إلى ذلك.
(5) نظام التبريد يتكون نظام التبريد أساسًا من دائرة مياه متداولة، مع إمكان التبريد بالزيت أو الماء أو الهواء وغيرها.
تحتاج بعض القوالب إلى التسخين، ويمكن استخدام دائرة مياه التبريد للتدفئة.
القالب نفسه عبارة عن نظام تبريد كبير. لتحقيق تأثير تبريد أفضل، سيتم تصميم مجموعة أو أكثر من قنوات التبريد للقالب.
عادةً ما تكون المسافة بين قناة التبريد والمنتج ضعف قطر القناة.
(6) نظام التنفيس يتكون أساسًا من أخدود تنفيس وإبرة تنفيس وبطانة تنفيس وصمام تنفيس وغيرها من أجزاء الآلية.
(7) نظام التغذية يشير نظام التغذية إلى المسار الذي يمر عبره البلاستيك المنصهر من فوهة ماكينة الحقن إلى تجويف القالب.
تتكون من أربعة أجزاء: ذراع الدبابة، والعداء، والبوابة، وبئر السبيكة الباردة.
وفقًا لمتطلبات العملية والتصنيع، يتكون بعض من قلب القالب والقالب الأنثوي من عدة قطع، والبعض الآخر مصنوع في كل واحد.
ولا يتم استخدام إدخالات القوالب إلا في الأجزاء الضعيفة أو المستعصية.
لتلبية متطلبات درجة حرارة القالب في عملية القولبة بالحقن، يلزم تركيب نظام لتنظيم درجة الحرارة وضبط حرارة القالب.
مقدمة نظام العداء الساخن للقالب البلاستيكي
(1) نظام المجرى الساخن هو نظام صب بلاستيكي واسع الاستخدام، يعتمد أساسًا على أجهزة التسخين ونظام إلكتروني للتحكم في درجة الحرارة حتى لا يتصلب البلاستيك المنصهر داخل نظام الصب.
وهذا يسمح بتعبئة البلاستيك في تجويف القالب بطريقة سلسة ومنظمة.
في حالة عدم وجود ضغط الحقن، لن يتدفق البلاستيك المنصهر تلقائيًا، ولن يتم سحبه أو فيضانه وظواهر أخرى مع إطلاق المنتجات البلاستيكية، لذلك يسمى قالب العداء الساخن أيضًا بدون عداء أو قالب عداء أقل.
(2) تناسب قوالب المجرى الساخن نطاقًا واسعًا من درجات انصهار البلاستيك: سيولة جيدة عند درجة حرارة منخفضة، وثبات حراري جيد عند درجة حرارة مرتفعة.
حساس للضغط، لا يوجد تدفق بدون ضغط، تدفق مباشرة بعد الضغط؛ توصيل حراري جيد، تسخين سريع، تبريد سريع.
وتتمثل العيوب في أن الآلية تشغل مساحة كبيرة، وتكلفتها عالية، وفقدان الحرارة بشكل خطير، وصعوبة التحكم فيها، والتمدد الحراري الخطير بعد التسخين.
وعلى النقيض من ذلك، فإن مادة اللدائن الحرارية هي مادة بلاستيكية يمكن صهرها وتلوينها وتوحيدها ثم صهرها مرة أخرى دون احتراقها.
مع المواد البلاستيكية الحرارية، يمكن استخدامها مرة أخرى. يحدث هذا في بعض الأحيان على أرضية المصنع مباشرة.
(3) عند تصميم قالب المجرى الساخن، يجب ترك مساحة كافية بين نظام المجرى الساخن والقالب للتمدد الحراري، ومحاولة تجنب التلامس على مساحات كبيرة، وإضافة وسادة عزل حراري بين القالب وماكينة القولبة بالحقن لتقليل فقد الحرارة.
يجب أن تكون الوسادة العازلة من مادة عازلة، وتستخدم عادةً في العزل، وهي الباكليت، أو ألواح بلاستيكية مختلفة أو ألياف زجاجية، إلخ.
(4) يتكون نظام المجرى الساخن أساسًا من أربعة أجزاء: منظم الحرارة الرئيسي، وجلبة العبور، والمشعب، والفوهة الساخنة. ويمكن تقسيم مدخل المصهور إلى نوع أحادي النقطة ونوع متعدد النقاط.
آلية الانزلاق والآلية العلوية المائلة
a. آلية المنزلق (1) آلية المنزلق، وتسمى أيضًا آلية الفصل الجانبي وسحب القلب، هي وسيلة لمعالجة النتوءات العكسية في المنتجات البلاستيكية التي لا يمكن تحريرها بسلاسة من القالب.
عندما يكون جانب المنتج البلاستيكي مقعرًا جانبيًا مثل ثقب دائري أو فتحة تحرير أو علامة تبويب أو أخدود أو قضيب أو ما إلى ذلك، ولا يمكن تحريره بسلاسة وفقًا لاتجاه فتح القالب، يجب استخدام آلية الفراق الجانبي واستخراج اللب، وآلية الاستخراج الأساسية وآلية المنزلق هي الشكل الأكثر شيوعًا.
(2) عند تصميم المنزلق، لجعل العمود المائل يقود حركة المنزلق بأمان وسلاسة، وعدم جعل العمود المائل والمنزلق ينغلقان ذاتيًا أو يعضان في عملية فتح وإغلاق القالب، لذلك يجب أن تكون زاوية العمود المائل أكبر من زاوية كتلة قفل المنزلق 1-3 درجات.
(3) يجب ألا تكون زاوية المنزلق أكبر من 25 درجة. عندما يخضع لشكل المنتج يجب أن يكون أكبر من 25 درجة، يجب استخدامه بحذر.
b. آلية الرافعة المائلة (1) تؤدي الرافعة المائلة الدور نفسه الذي يؤديه المنزلق. ويحول مبدأ حركتها أيضًا الحركة الرأسية لفتح القالب وإغلاقه إلى حركة أفقية لإتمام سحب القلب جانبيًا.
يعتمد الجزء العلوي المائل بشكل أساسي على حركة لوحة القاذف وحركته. وهو امتداد لنظام القاذف وينتمي إلى آلية الاستخراج الجانبي للقلب.
أثناء حركة الجزء العلوي المائل، لا يمكنها فقط استخراج الأشواك فحسب، بل يمكنها أيضًا مساعدة آلية القاذف على إخراج المنتجات البلاستيكية من القالب، لذلك لا توجد حاجة لترتيب القاذف في حدود 10-20 مم حول الجزء العلوي المائل.
(2) شوط القذف: عند تصميم السطح المائل، يجب أن يضمن شوط القاذف القذف الآمن للمنتجات البلاستيكية من قالب الحقن.
لضمان التحرير الآمن للقالب في نفس الوقت، يجب أيضًا محاولة تقصير شوط القاذف، فكلما كان شوط القاذف أكبر، كلما كان إجهاد الجزء العلوي المائل أسهل، كلما كان العمر الافتراضي أقصر.
(3) يجب ألا تزيد زاوية القمة المائلة عن 12 درجة. وينبغي استخدام أكبر من ذلك بحذر. فكلما كانت زاوية القمة المائلة أكبر من ذلك كلما كانت قوتها أسوأ، وكان من السهل كسرها.
تُعد آلية المنزلق الخلفي للقالب والرافعة المائلة من أكثر الهياكل شيوعًا وأساسية في قوالب البلاستيك.
c**. بنية منزلق القالب الأمامي** مثل منزلق القالب الخلفي، يُعد نظامًا مهمًا في القالب البلاستيكي. وتلزم آلية منزلق القالب الأمامي عندما تتوافر في المنتج الشروط التالية.
(1) منتجات القشرة ذات المتطلبات العالية على المظهر، عندما تكون هناك ثقوب أو أخاديد على الجدران الجانبية، فإن استخدام منزلق القالب الخلفي سيؤثر على المظهر.
(2) يكون ارتفاع المنتج مرتفعًا جدًا، عندما يكون موضع الإبزيم بعيدًا عن نواة القالب الخلفية، يكون منزلق القالب الخلفي أكثر صعوبة، تحتاج إلى التفكير في استخدام
(3) بعض منتجات الأصداف، موقع الإبزيم في الجانب الأمامي من القالب الداخلي، ببساطة لا يمكن أن تفعل منزلق القالب الخلفي
(4) في بعض المنتجات، نظرًا لظهور القيود، يكون مظهر المنتج لمنحدر الإصدار صغيرًا وسهل الالتصاق بالقالب الأمامي
(5) بالنسبة لبعض المنتجات ذات التجويف العميق المستديرة أو شبه المستديرة أو المستطيلة، عندما يكون السطح الخارجي بأكمله مشطوفًا، حاول التفكير في استخدام منزلق من نوع Haff.
توجد أنواع كثيرة من منزلقات القالب الأمامي، وتكلفة معالجتها في injection molding أعلى بكثير كما أن تشغيلها أصعب بكثير؛ لذلك ينبغي تجنب استخدامها قدر الإمكان عند تصميم القالب.
إذا كان المنتج المحقون يحتوي على تجويف سفلي أو ثقب في الجدار الجانبي، فيجب أن يتضمن custom plastic mold آلية سحب قلب جانبية، وتسمى أيضًا المنزلق، أو آلية سحب قلب مائلة، وتسمى أيضًا الرافعات، أو أسطوانة زيت عندما تكون مسافة السحب الجانبي طويلة.
منزلق القالب الأمامي مقارنة بمنزلق القالب الخلفي
(1) يحتاج الجزء الأمامي من القالب مع منزلق القالب الأمامي إلى جزء آخر (باستثناء المنزلق الأمامي)، ويحتاج القالب بأكمله إلى جزأين أو ثلاثة أجزاء على الأقل. إذا كان القالب مزودًا ببوابة تغذية نقطية، فإنه يحتاج إلى ثلاث مرات؛ وإذا كان القالب مزودًا ببوابة تغذية غير نقطية، فإنه يحتاج إلى مرتين.
(2) سواء أكان مرتين أو ثلاث مرات، يجب فتح سطح الفراق الرئيسي في المرة الأخيرة
(3) يحتوي سطح الفراق الرئيسي على آلية تشبيك أكثر
(4) عادة ما يكون عمود التوجيه لإطار القالب في القالب الأمامي
(5) لا يمكن للقالب الفردي لآلية انزلاق القالب الأمامي أن يدرك هيكل لوحة دفع القالب الخلفي
عند تصميم قالب آلية انزلاق القالب الأمامي، يجب ملاحظة المشكلات التالية
(1) عند تصميم قالب آلية انزلاق القالب الأمامي، إذا كانت طريقة تغذية الغراء هي التغذية بالبوابة النقطية، فيجب استخدام حامل القالب ذو الفوهة الدقيقة أو حامل القالب ذو الفوهة الدقيقة المبسطة.
إذا كانت طريقة الإلتصاق غير البوابة، فيجب عليك استخدام حامل القالب المزيف ثلاثي الألواح، لأن حامل القالب المزيف ثلاثي الألواح مصمم لقالب آلية انزلاق القالب الأمامي.
(2) يجب أن يكون سطح الفراق الرئيسي مزودًا بآلية تثبيت آمنة وموثوقة للغاية، وتستخدم عادةً فتاحة النايلون، وآلة القفل الزنبركي، وآلة القفل الميكانيكية، إلخ.
(3) يجب أن تكون هناك آلية تقييد آمنة للغاية بين قالب الشفرة العلوي وبعض الألواح، وتستخدم عادةً مع مسامير الكتف (مسامير التقييد).
(4) يكون غلاف بوابة قالب آلية انزلاق القالب الأمامي ونواة القالب الأمامي في حالة احتكاك عنيف لفترة طويلة، لذلك يجب أن يكون الطرف الأمامي من غلاف البوابة مشطوفًا ليتناسب.
هل تحتاج إلى عرض سعر لمشروع القولبة بالحقن؟احصل على أسعار تنافسية وملاحظات DFM وجدول الإنتاج من فريق ZetarMold الهندسي.
Request a Free Quote → واطّلع على Injection Molding Complete Guide للحصول على نظرة شاملة.
