ما هو القولبة بالحقن

في فيلم The Graduate عام 1967، قدم السيد روبنسون كلمة واحدة من النصائح المهنية إلى بنجامين برادوك، الشخصية التي لعبها داستن هوفمان: "بلاستيك." يبدو أن روبنسون كان على حق. فقد كان للعلم الصناعي لتحويل راتنجات البلاستيك إلى أشياء مفيدة من خلال عملية القولبة بالحقن، تأثير هائل على الصناعة وعلى معظم حياتنا.

إن عملية القولبة بالحقن تم تصميمه لأول مرة في ثلاثينيات القرن العشرين، وكان يعتمد في الأصل على تصميمات الصب بالقالب المعدني. يوفر الصب بالحقن العديد من المزايا مقارنةً بطرق التصنيع البديلة، بما في ذلك الحد الأدنى من الخسائر من الخردة (حيث يمكن صهر القطع الخردة وإعادة تدويرها)، والحد الأدنى من متطلبات التشطيب. ويختلف القولبة بالحقن عن الصب بالقالب المعدني في أنه يمكن ببساطة سكب المعادن المنصهرة؛ بينما يجب حقن الراتنجات البلاستيكية بقوة.

تستخدم هذه العملية ماكينات القولبة بالحقنالتي تقوم بتطوير الراتنجات من خلال ست عمليات رئيسية لإنتاج كل شيء بدءًا من أجزاء الكمبيوتر إلى عناكب الهالوين البلاستيكية. على الرغم من أن ماكينة القولبة بالحقن هي قطعة معقدة من المعدات، إلا أنها تتكون من عنصرين أساسيين هما وحدة الحقن ووحدة التثبيت.

تبدأ العملية بقالب يتم تثبيته تحت الضغط لاستيعاب عملية الحقن والتبريد. بعد ذلك، يتم تغذية الراتنجات المكورة في الماكينة، تليها الملونات المناسبة. ثم تسقط الراتنجات بعد ذلك في برميل الحقن، حيث يتم تسخينها إلى درجة الانصهار، ثم يتم حقنها في القالب إما من خلال جهاز لولبي أو جهاز صدم.

ثم تأتي بعد ذلك مرحلة السكون، حيث يتم احتواء البلاستيك المنصهر داخل القالب، ويتم تطبيق الضغط الهيدروليكي أو الميكانيكي للتأكد من ملء جميع التجاويف داخل القالب. ثم يتم السماح للبلاستيك بالتبريد داخل القالب، والذي يتم فتحه بعد ذلك بفصل نصفي القالب. في الخطوة النهائية، يتم إخراج الجزء البلاستيكي من القالب باستخدام دبابيس الإخراج. قد يحتوي الجزء المكتمل على أجزاء دخيلة تسمى العدائيات، والتي يتم قطعها وإعادة تدويرها. تتم العملية بأكملها بشكل دوري، حيث تتراوح مدة الدورة بين عشر ثوانٍ و100 ثانية، اعتمادًا على وقت التبريد المطلوب.

تتطلب عملية القولبة بالحقن بعض الحسابات المعقدة. كل نوع مختلف من الراتنج له قيمة انكماش يجب أخذها في الاعتبار، ويجب أن يعوضها القالب. إذا لم يتم تحديد هذه القيمة بدقة، فسيكون حجم المنتج النهائي غير صحيح أو قد يحتوي على عيوب. وعادةً ما يتم تعويض ذلك عن طريق ملء القالب بالراتنج أولاً، وتثبيته تحت الضغط، ثم إضافة المزيد من الراتنج لتعويض الانكماش. قد تشمل المضاعفات الأخرى الأجزاء المحترقة الناتجة عن ضبط درجة حرارة الذوبان على درجة حرارة عالية جدًا، أو الاعوجاج الناتج عن درجة حرارة سطح غير متساوية، أو الملء غير الكامل بسبب البطء الشديد في ضربة الحقن.

قوالب الحقن نفسها يمكن أن تكون باهظة الثمن بشكل مدهش، وأحيانًا تزيد عن $100,000. ومع ذلك، إذا كانت كمية الجزء المطلوب كبيرة بما فيه الكفاية، تصبح تكلفة القالب ضئيلة نسبيًا، وتكون الأجزاء البلاستيكية الناتجة بأسعار معقولة جدًا. تُصنع بعض القوالب بأكثر من تجويف واحد؛ هذه القوالب متعددة التجاويف تكلف أكثر من نظيراتها ذات التجويف الواحد، ولكن بسبب زيادة كفاءة الإنتاج، يتم تقليل تكلفة الجزء الواحد.

القولبة بالحقن يمكن استخدامها مع مجموعة متنوعة من راتنجات البلاستيك. تشمل الراتنجات الأكثر شيوعًا لهذا النوع من التشكيل: البولي بروبيلين (PP) والبولي إيثيلين (PE) والبولي إيثيلين (ABS). كل راتينج له مجموعة من المزايا والعيوب الخاصة به ويتم اختياره بناءً على الخصائص المرغوبة للجزء النهائي.