القولبة بالحقن

حقن القالب (التهجئة الأمريكية: حقن القالب ) هي عملية تصنيع لإنتاج الأجزاء عن طريق حقن مادة منصهرة في قالب أو قالب . يمكن إجراء حقن القالب بمجموعة من المواد بما في ذلك المعادن بشكل أساسي (والتي تسمى العملية بها صب القوالب ) والزجاج والإيلاستومرات والحلوى والبوليمرات الحرارية والصلبة بشكل شائع . يتم إدخال المادة الخاصة بالجزء في برميل ساخن وخلطها (باستخدام برغي حلزوني) وحقنها في تجويف القالب حيث تبرد وتتصلب وفقًا لتكوين التجويف. [ ^1]^{: 240} بعد تصميم المنتج، عادةً بواسطة مصمم صناعي أو مهندس ، يصنع صانع القالب (أو صانع الأدوات) القوالب من المعدن ، عادةً إما الفولاذ أو الألومنيوم ، ويتم تصنيعها بدقة لتشكيل ميزات الجزء المطلوب. يستخدم حقن القالب على نطاق واسع لتصنيع مجموعة متنوعة من الأجزاء، من أصغر المكونات إلى ألواح هيكل السيارة بالكامل. يمكن استخدام التطورات في تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد ، باستخدام البوليمرات الضوئية التي لا تذوب أثناء حقن بعض المواد البلاستيكية الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة، في بعض قوالب الحقن البسيطة.

تستخدم عملية القولبة بالحقن آلة ذات غرض خاص تتكون من ثلاثة أجزاء: وحدة الحقن والقالب والمشبك. يجب تصميم الأجزاء المراد قولبتها بالحقن بعناية شديدة لتسهيل عملية القولبة؛ يجب مراعاة المادة المستخدمة في القطعة والشكل والميزات المرغوبة للقطعة ومادة القالب وخصائص آلة القولبة. يتم تسهيل تنوع عملية القولبة بالحقن من خلال هذا الاتساع من اعتبارات التصميم والإمكانيات.

التطبيقات

تُستخدم عملية القولبة بالحقن في صنع العديد من الأشياء مثل بكرات الأسلاك ، والتغليف ، وأغطية الزجاجات ، وأجزاء ومكونات السيارات، والألعاب، وأمشاط الجيب ، وبعض الآلات الموسيقية (وأجزاء منها)، والكراسي الصغيرة والطاولات الصغيرة، وحاويات التخزين، والأجزاء الميكانيكية (بما في ذلك التروس)، ومعظم المنتجات البلاستيكية الأخرى المتوفرة اليوم. تُعَد عملية القولبة بالحقن الطريقة الحديثة الأكثر شيوعًا لتصنيع الأجزاء البلاستيكية؛ وهي مثالية لإنتاج كميات كبيرة من نفس الشيء. ^[2]

خصائص العملية

تستخدم عملية القولبة بالحقن مكبسًا من نوع الكبش أو اللولب لإجبار مادة بلاستيكية أو مطاطية منصهرة على الدخول إلى تجويف القالب؛ ويتصلب هذا في شكل يتوافق مع محيط القالب. ويُستخدم هذا بشكل شائع لمعالجة كل من البوليمرات الحرارية والبوليمرات الصلبة بالحرارة ، حيث يكون الحجم المستخدم من الأولى أعلى بكثير. ^[3]^{: 1-3} تنتشر المواد البلاستيكية الحرارية بسبب الخصائص التي تجعلها مناسبة للغاية للقولبة بالحقن، مثل سهولة إعادة التدوير، والتنوع في مجموعة واسعة من التطبيقات، ^[3]^{: 8-9} والقدرة على التليين والتدفق عند التسخين. كما تتمتع المواد البلاستيكية الحرارية بعنصر أمان على المواد الصلبة بالحرارة؛ فإذا لم يتم إخراج البوليمر الصلب بالحرارة من برميل الحقن في الوقت المناسب، فقد يحدث تشابك كيميائي مما يتسبب في توقف الصمامات اللولبية وصمامات الفحص وإتلاف آلة القولبة بالحقن. ^[3]^{: 3}

تتكون عملية القولبة بالحقن من حقن المواد الخام تحت ضغط عالي في قالب، والذي يشكل البوليمر بالشكل المطلوب. ^[3]^{: 14} يمكن أن تكون القوالب ذات تجويف واحد أو تجاويف متعددة. في قوالب التجاويف المتعددة، يمكن أن يكون كل تجويف متطابقًا ويشكل نفس الأجزاء أو يمكن أن يكون فريدًا ويشكل أشكالًا هندسية مختلفة متعددة خلال دورة واحدة. تصنع القوالب عمومًا من الفولاذ المستخدم في الأدوات ، ولكن الفولاذ المقاوم للصدأ وقوالب الألومنيوم مناسبة لتطبيقات معينة. قوالب الألومنيوم غير مناسبة بشكل عام للإنتاج بكميات كبيرة أو الأجزاء ذات التفاوتات البعدية الضيقة، حيث تتمتع بخصائص ميكانيكية رديئة وهي أكثر عرضة للتآكل والتلف والتشوه أثناء دورات الحقن والتثبيت؛ ومع ذلك، فإن قوالب الألومنيوم فعالة من حيث التكلفة في التطبيقات ذات الحجم المنخفض، حيث يتم تقليل تكاليف ووقت تصنيع القالب بشكل كبير. ^[1] تم تصميم العديد من قوالب الفولاذ لمعالجة أكثر من مليون قطعة خلال عمرها الافتراضي ويمكن أن تكلف مئات الآلاف من الدولارات لتصنيعها.

عند تشكيل المواد البلاستيكية الحرارية، يتم تغذية المواد الخام المحببة عادةً من خلال قادوس إلى برميل ساخن ببرغي ترددي. عند دخول البرميل، ترتفع درجة الحرارة وتضعف قوى فان دير فالز التي تقاوم التدفق النسبي للسلاسل الفردية نتيجة لزيادة المساحة بين الجزيئات في حالات الطاقة الحرارية الأعلى. تقلل هذه العملية من لزوجتها ، مما يمكن البوليمر من التدفق مع القوة الدافعة لوحدة الحقن. يسلم البرغي المواد الخام للأمام، ويخلط ويوحد التوزيعات الحرارية واللزوجة للبوليمر، ويقلل من وقت التسخين المطلوب عن طريق قص المادة ميكانيكيًا وإضافة كمية كبيرة من التسخين الاحتكاكي إلى البوليمر. تتغذى المادة للأمام من خلال صمام فحص وتتجمع في مقدمة البرغي في حجم يُعرف باسم اللقطة . الطلقة هي حجم المادة المستخدمة لملء تجويف القالب، والتعويض عن الانكماش، وتوفير وسادة (حوالي 10٪ من إجمالي حجم الطلقة، والتي تبقى في البرميل وتمنع المسمار من الوصول إلى القاع) لنقل الضغط من المسمار إلى تجويف القالب. عندما تتجمع مادة كافية، يتم دفع المادة تحت ضغط وسرعة عالية إلى تجويف تشكيل الجزء. الكمية الدقيقة للانكماش هي دالة على الراتينج المستخدم، ويمكن التنبؤ بها نسبيًا. ^[4] لمنع ارتفاع الضغط، تستخدم العملية عادةً موضع نقل يتوافق مع تجويف ممتلئ بنسبة 95-98٪ حيث يتحول المسمار من سرعة ثابتة إلى تحكم ثابت في الضغط. غالبًا ما تكون أوقات الحقن أقل من ثانية واحدة. بمجرد وصول المسمار إلى موضع النقل، يتم تطبيق ضغط التعبئة، مما يكمل ملء القالب ويعوض عن الانكماش الحراري، وهو مرتفع جدًا بالنسبة للمواد البلاستيكية الحرارية مقارنة بالعديد من المواد الأخرى. يتم تطبيق ضغط التعبئة حتى تتصلب البوابة (مدخل التجويف). نظرًا لحجمها الصغير، تكون البوابة عادةً أول مكان يتصلب من خلال سمكها بالكامل. ^[3]^{: 16} بمجرد تصلب البوابة، لا يمكن لأي مادة أخرى دخول التجويف؛ وفقًا لذلك، يتردد اللولب ويكتسب المادة للدورة التالية بينما تبرد المادة داخل القالب بحيث يمكن إخراجها وتكون مستقرة الأبعاد. يتم تقليل مدة التبريد هذه بشكل كبير عن طريق استخدام خطوط التبريد التي تدور الماء أو الزيت من وحدة تحكم في درجة الحرارة الخارجية. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، يفتح القالب ويتم دفع مجموعة من الدبابيس والأكمام والمجردات وما إلى ذلك إلى الأمام لإزالة القالب. ثم يغلق القالب وتتكرر العملية.

بالنسبة لقالب اللقطة المزدوجة، يتم دمج مادتين منفصلتين في جزء واحد. يستخدم هذا النوع من القولبة بالحقن لإضافة لمسة ناعمة للمقابض، لإعطاء المنتج ألوانًا متعددة، أو لإنتاج جزء بخصائص أداء متعددة. ^[5]

بالنسبة للمواد الصلبة بالحرارة، يتم عادةً حقن مكونين كيميائيين مختلفين في البرميل. تبدأ هذه المكونات على الفور تفاعلات كيميائية لا رجعة فيها تؤدي في النهاية إلى ربط المادة في شبكة متصلة واحدة من الجزيئات. مع حدوث التفاعل الكيميائي، يتحول المكونان السائلان بشكل دائم إلى مادة صلبة لزجة مرنة . ^[3]^{: 3} يمكن أن يكون التصلب في برميل الحقن والبرغي مشكلة وله عواقب مالية؛ لذلك، فإن تقليل معالجة المواد الصلبة بالحرارة داخل البرميل أمر حيوي. وهذا يعني عادةً أن وقت الإقامة ودرجة حرارة المواد الكيميائية الأولية يتم تقليلها في وحدة الحقن. يمكن تقليل وقت الإقامة عن طريق تقليل سعة حجم البرميل وتعظيم أوقات الدورة. أدت هذه العوامل إلى استخدام وحدة حقن باردة معزولة حرارياً تحقن المواد الكيميائية المتفاعلة في قالب ساخن معزول حرارياً، مما يزيد من معدل التفاعلات الكيميائية ويؤدي إلى وقت أقصر مطلوب لتحقيق مكون صلب بالحرارة. بعد تصلب القطعة، تغلق الصمامات لعزل نظام الحقن والمواد الكيميائية الأولية ، ثم يفتح القالب لإخراج القطع المصبوبة. ثم يغلق القالب وتتكرر العملية.

يمكن إدخال المكونات المصبوبة مسبقًا أو المصنعة آليًا في التجويف أثناء فتح القالب، مما يسمح للمادة المحقونة في الدورة التالية بالتشكل والتصلب حولها. تُعرف هذه العملية باسم التشكيل بالإدخال وتسمح للأجزاء الفردية باحتواء مواد متعددة. غالبًا ما تُستخدم هذه العملية لإنشاء أجزاء بلاستيكية بمسامير معدنية بارزة حتى يمكن تثبيتها وفكها بشكل متكرر. يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية لوضع العلامات داخل القالب ويمكن أيضًا ربط أغطية الأفلام بالحاويات البلاستيكية المصبوبة.

عادةً ما توجد خطوط فصل ومصب وعلامات بوابة وعلامات دبوس القاذف على الجزء النهائي. ^[3]^{: 98} لا يُرغب عادةً في أي من هذه الميزات، ولكن لا يمكن تجنبها بسبب طبيعة العملية. تحدث علامات البوابة عند البوابة التي تربط قنوات توصيل المصهور ( المصب والمسار) بتجويف تشكيل الجزء. تنتج علامات خط الفصل ودبوس القاذف عن عدم المحاذاة الدقيقة، والتآكل، وفتحات الغاز، والخلوص للأجزاء المجاورة في الحركة النسبية، و/أو الاختلافات في أبعاد الأسطح المنصهرة التي تلامس البوليمر المحقون. يمكن أن تُعزى الاختلافات في الأبعاد إلى التشوه غير المنتظم الناجم عن الضغط أثناء الحقن، وتفاوتات التصنيع، والتمدد الحراري غير المنتظم وانكماش مكونات القالب، والتي تشهد دورات سريعة أثناء مراحل الحقن والتعبئة والتبريد والقذف في العملية. غالبًا ما يتم تصميم مكونات القالب بمواد ذات معاملات تمدد حراري مختلفة. لا يمكن تفسير هذه العوامل في وقت واحد دون زيادات فلكية في تكلفة التصميم والتصنيع والمعالجة ومراقبة الجودة . يضع مصمم القالب والأجزاء الماهر هذه العيوب الجمالية في مناطق مخفية إذا كان ذلك ممكنًا .

تاريخ

في عام 1846، حصل المخترع البريطاني تشارلز هانكوك، وهو قريب لتوماس هانكوك ، على براءة اختراع لآلة قولبة الحقن. ^[6]

حصل المخترع الأمريكي جون ويسلي هايات ، مع شقيقه إيزايا، على براءة اختراع لواحدة من أولى آلات القولبة بالحقن في عام 1872. ^[7] كانت هذه الآلة بسيطة نسبيًا مقارنة بالآلات المستخدمة اليوم: كانت تعمل مثل إبرة تحت الجلد كبيرة ، باستخدام مكبس لحقن البلاستيك من خلال أسطوانة ساخنة في قالب. تقدمت الصناعة ببطء على مر السنين، وأنتجت منتجات مثل دعامات الياقة والأزرار وأمشاط الشعر (على الرغم من أن البلاستيك بشكل عام، في تعريفه الحديث، هو تطور أحدث حوالي خمسينيات القرن العشرين ).

اخترع الكيميائيان الألمانيان آرثر آيشنغرون وثيودور بيكر أول أشكال قابلة للذوبان من أسيتات السليلوز في عام 1903، والتي كانت أقل قابلية للاشتعال بكثير من نترات السليلوز . ^[8] تم توفيرها في النهاية في شكل مسحوق يمكن تشكيله بسهولة بالحقن. طور آرثر آيشنغرون أول مكبس تشكيل بالحقن في عام 1919. في عام 1939، حصل آرثر آيشنغرون على براءة اختراع لتشكيل أسيتات السليلوز الملدنة بالحقن.

توسعت الصناعة بسرعة في الأربعينيات من القرن العشرين لأن الحرب العالمية الثانية خلقت طلبًا كبيرًا على المنتجات غير المكلفة والمنتجة بكميات كبيرة. ^[9] في عام 1946، بنى المخترع الأمريكي جيمس واتسون هندري أول آلة حقن لولبية، والتي سمحت بتحكم أكثر دقة في سرعة الحقن وجودة المواد المنتجة. ^[10] سمحت هذه الآلة أيضًا بخلط المواد قبل الحقن، بحيث يمكن إضافة البلاستيك الملون أو المعاد تدويره إلى المواد الخام وخلطه جيدًا قبل حقنه. في السبعينيات، واصل هندري تطوير أول عملية قولبة بالحقن بمساعدة الغاز ، والتي سمحت بإنتاج مواد معقدة مجوفة تبرد بسرعة. أدى هذا إلى تحسين مرونة التصميم بشكل كبير بالإضافة إلى قوة وتشطيب الأجزاء المصنعة مع تقليل وقت الإنتاج والتكلفة والوزن والنفايات. بحلول عام 1979، تجاوز إنتاج البلاستيك إنتاج الصلب، وبحلول عام 1990، تم استخدام قوالب الألومنيوم على نطاق واسع في قولبة الحقن. ^[11] اليوم، تمثل آلات حقن البراغي الغالبية العظمى من جميع آلات الحقن.

تطورت صناعة قولبة الحقن البلاستيكية على مر السنين من إنتاج الأمشاط والأزرار إلى إنتاج مجموعة كبيرة من المنتجات للعديد من الصناعات بما في ذلك صناعة السيارات والطب والفضاء والمنتجات الاستهلاكية والألعاب والسباكة والتعبئة والتغليف والبناء. ^[12]^{: 1-2}

أمثلة على البوليمرات الأكثر ملاءمة لهذه العملية

يمكن استخدام معظم البوليمرات، والتي يشار إليها أحيانًا باسم الراتنجات، بما في ذلك جميع المواد البلاستيكية الحرارية، وبعض المواد الصلبة بالحرارة، وبعض الإيلاستومرات. ^[13] منذ عام 1995، زاد العدد الإجمالي للمواد المتاحة للقولبة بالحقن بمعدل 750 مادة سنويًا؛ كان هناك ما يقرب من 18000 مادة متاحة عندما بدأ هذا الاتجاه. ^[14] تشمل المواد المتاحة سبائك أو مخاليط من مواد تم تطويرها مسبقًا، لذلك يمكن لمصممي المنتجات اختيار المادة ذات أفضل مجموعة من الخصائص من مجموعة واسعة. المعايير الرئيسية لاختيار المادة هي القوة والوظيفة المطلوبة للجزء النهائي، وكذلك التكلفة، ولكن لكل مادة أيضًا معلمات مختلفة للقولبة يجب أخذها في الاعتبار. ^[12]^{: 6} تشمل الاعتبارات الأخرى عند اختيار مادة القولبة بالحقن معامل المرونة الانثناءي، أو الدرجة التي يمكن بها ثني المادة دون تلف، بالإضافة إلى انحراف الحرارة وامتصاص الماء. ^[15] البوليمرات الشائعة مثل الإيبوكسي والفينول هي أمثلة على البلاستيك الصلب بالحرارة بينما النايلون والبولي إيثيلين والبوليسترين هي من البلاستيك الحراري. ^[1]^{: 242} حتى وقت قريب نسبيًا، لم يكن من الممكن صنع نوابض بلاستيكية، لكن التطورات في خصائص البوليمر تجعلها الآن عملية للغاية. تشمل التطبيقات مشابك لتثبيت وفصل أحزمة المعدات الخارجية.

معدات

تتكون آلات القولبة بالحقن من قمع المواد، ومكبس الحقن أو المكبس اللولبي، ووحدة التسخين. ^[1]^{: 240} تُعرف أيضًا باسم الأسطوانات، وهي تحمل القوالب التي تُشكل فيها المكونات. يتم تصنيف المكابس حسب الوزن، والذي يعبر عن مقدار قوة الشد التي يمكن للآلة أن تبذلها. تحافظ هذه القوة على إغلاق القالب أثناء عملية الحقن. ^[16] يمكن أن يختلف الوزن من أقل من 5 أطنان إلى أكثر من 9000 طن، مع استخدام الأرقام الأعلى في عدد قليل نسبيًا من عمليات التصنيع. يتم تحديد إجمالي قوة الشد المطلوبة من خلال المساحة المتوقعة للجزء الذي يتم تشكيله. يتم ضرب هذه المساحة المتوقعة بقوة الشد من 1.8 إلى 7.2 طن لكل سنتيمتر مربع من المساحات المتوقعة. كقاعدة عامة، يمكن استخدام 4 أو 5 أطنان/بوصة ^مربعة لمعظم المنتجات. إذا كانت المادة البلاستيكية شديدة الصلابة، فإنها تتطلب المزيد من ضغط الحقن لملء القالب، وبالتالي المزيد من وزن الشد لإبقاء القالب مغلقًا. ^[12]^{: 43–44} يمكن أيضًا تحديد القوة المطلوبة من خلال المادة المستخدمة وحجم القطعة. تتطلب الأجزاء الأكبر قوة تثبيت أعلى. ^[13]

قالب

القالب أو القالب هي المصطلحات الشائعة المستخدمة لوصف الأداة المستخدمة لإنتاج الأجزاء البلاستيكية في عملية القولبة.

نظرًا لأن تصنيع القوالب كان مكلفًا، فقد كانت تُستخدم عادةً فقط في الإنتاج الضخم حيث يتم إنتاج آلاف الأجزاء. تُصنع القوالب النموذجية من الفولاذ المقسى والفولاذ المقسى مسبقًا والألمنيوم و/أو سبيكة البريليوم والنحاس . ^[17]^{: 176} لا يعتمد اختيار المادة للقالب على اعتبارات التكلفة فحسب، بل له أيضًا علاقة كبيرة بدورة حياة المنتج . بشكل عام، تكلف قوالب الفولاذ أكثر في التصنيع، ولكن عمرها الأطول يعوض التكلفة الأولية الأعلى على عدد أكبر من الأجزاء المصنوعة قبل التآكل. قوالب الفولاذ المقسى مسبقًا أقل مقاومة للتآكل وتُستخدم لمتطلبات الحجم المنخفض أو المكونات الأكبر حجمًا؛ صلادة الفولاذ النموذجية لها هي 38-45 على مقياس روكويل-سي . تتم معالجة قوالب الفولاذ المقسى بالحرارة بعد التصنيع؛ وهي متفوقة بكثير من حيث مقاومة التآكل وعمر الخدمة. تتراوح الصلابة النموذجية بين 50 و60 روكويل-سي (HRC). يمكن أن تكون تكلفة قوالب الألومنيوم أقل بكثير، وعند تصميمها وتصنيعها باستخدام معدات محوسبة حديثة يمكن أن تكون اقتصادية لصب عشرات أو حتى مئات الآلاف من الأجزاء. يستخدم نحاس البريليوم في مناطق القالب التي تتطلب إزالة الحرارة بسرعة أو المناطق التي تشهد أكبر قدر من الحرارة الناتجة عن القص. ^[17]^{: 176} يمكن تصنيع القوالب إما عن طريق التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أو باستخدام عمليات التصنيع بالتفريغ الكهربائي .

قوالب حقن مع سحوبات جانبية
الجانب "أ" من القالب لـ 25% من الأسيتال المملوء بالزجاج مع سحبتين جانبيتين
تقريب من الملحق القابل للإزالة في الجانب "أ"
الجانب "B" من القالب مع محركات السحب الجانبية
تم إزالة الإدخال من القالب

تصميم القالب

يتكون القالب من مكونين رئيسيين، قالب الحقن (اللوحة A) وقالب القاذف (اللوحة B). يشار إلى هذه المكونات أيضًا باسم القالب وصانع القالب . يدخل راتينج البلاستيك إلى القالب من خلال مجرى أو بوابة في قالب الحقن؛ يجب أن يكون جلبة المجرى مغلقًا بإحكام ضد فوهة برميل الحقن لآلة القولبة والسماح للبلاستيك المنصهر بالتدفق من البرميل إلى القالب، والمعروف أيضًا باسم التجويف. ^[12]^{: 141} يوجه جلبة المجرى البلاستيك المنصهر إلى صور التجويف من خلال قنوات يتم تشكيلها في وجوه اللوحتين A وB. تسمح هذه القنوات للبلاستيك بالجري على طولها، لذلك يشار إليها باسم الممرات. ^[12]^{: 142} يتدفق البلاستيك المنصهر عبر الممر ويدخل بوابة أو أكثر متخصصة إلى التجويف ^[18]^{: 15} الهندسة لتشكيل الجزء المطلوب.

تتكون كمية الراتينج المطلوبة لملء مجرى الهواء والقناة والتجاويف في القالب من "طلقة". يمكن للهواء المحبوس في القالب أن يهرب من خلال فتحات التهوية التي يتم صقلها في خط فصل القالب، أو حول دبابيس القذف والشرائح التي تكون أصغر قليلاً من الفتحات التي تحتجزها. إذا لم يُسمح للهواء المحبوس بالهرب، فإنه يتم ضغطه بواسطة ضغط المادة الواردة ويتم ضغطه في زوايا التجويف، حيث يمنع الملء ويمكن أن يتسبب أيضًا في عيوب أخرى. يمكن أن يصبح الهواء مضغوطًا لدرجة أنه يشعل ويحرق المادة البلاستيكية المحيطة. ^[12]^{: 147}

للسماح بإزالة الجزء المصبوب من القالب، يجب ألا تتداخل ميزات القالب مع بعضها البعض في الاتجاه الذي يفتح فيه القالب، ما لم يتم تصميم أجزاء القالب للتحرك من بين هذه التداخلات عندما يفتح القالب باستخدام مكونات تسمى الرافعات.

إن جوانب الجزء التي تظهر موازية لاتجاه السحب (يكون محور موضع الثقب أو الإدخال موازيًا لحركة القالب لأعلى ولأسفل أثناء فتحه وإغلاقه) ^[18]^{: 406} تكون عادةً بزاوية طفيفة، تسمى المسودة، لتسهيل إخراج الجزء من القالب. يمكن أن يتسبب المسودة غير الكافية في حدوث تشوه أو تلف. تعتمد المسودة المطلوبة لإخراج القالب في المقام الأول على عمق التجويف؛ فكلما كان التجويف أعمق، كلما كان المسودة ضرورية أكثر. يجب أيضًا مراعاة الانكماش عند تحديد المسودة المطلوبة. ^[18]^{: 332} إذا كان الغلاف رقيقًا جدًا، فإن الجزء المصبوب يميل إلى الانكماش على النوى التي تتشكل أثناء التبريد ويلتصق بتلك النوى، أو قد ينحني الجزء أو يلتوي أو يتقرح أو يتشقق عند سحب التجويف بعيدًا. ^[12]^{: 47}

عادة ما يتم تصميم القالب بحيث يظل الجزء المصبوب بشكل موثوق على جانب القاذف (ب) من القالب عند فتحه، ويسحب الممر والمصب من الجانب (أ) مع الأجزاء. ثم يسقط الجزء بحرية عند إخراجه من الجانب (ب). توجد بوابات النفق، والمعروفة أيضًا باسم البوابات البحرية أو بوابات القالب، أسفل خط الفصل أو سطح القالب. يتم تشغيل فتحة في سطح القالب على خط الفصل. يتم قطع الجزء المصبوب (بواسطة القالب) من نظام الممر عند إخراجه من القالب. ^[18]^{: 288} دبابيس القاذف، والمعروفة أيضًا باسم دبابيس الضربة القاضية، هي دبابيس دائرية توضع في أي نصف من القالب (عادةً نصف القاذف)، والتي تدفع المنتج المصبوب النهائي، أو نظام الممر خارج القالب. ^[12]^{: 143} قد يؤدي إخراج المادة باستخدام الدبابيس أو الأكمام أو أدوات التجريد وما إلى ذلك إلى ظهور انطباعات أو تشوهات غير مرغوب فيها، لذا يجب توخي الحذر عند تصميم القالب.

الطريقة القياسية للتبريد هي تمرير سائل تبريد (عادةً الماء) عبر سلسلة من الثقوب المحفورة عبر ألواح القالب والمتصلة بخراطيم لتشكيل مسار مستمر. يمتص سائل التبريد الحرارة من القالب (الذي امتص الحرارة من البلاستيك الساخن) ويحافظ على القالب عند درجة حرارة مناسبة لتصلب البلاستيك بأعلى معدل كفاءة. ^[12]^{: 86}

لتسهيل الصيانة والتهوية، يتم تقسيم التجاويف والأنوية إلى قطع تسمى الحشوات ، وتجميعات فرعية تسمى أيضًا الحشوات أو الكتل أو كتل المطاردة . من خلال استبدال الحشوات القابلة للتبديل، يمكن لقالب واحد أن يصنع عدة أشكال من نفس الجزء.

يتم تشكيل الأجزاء الأكثر تعقيدًا باستخدام قوالب أكثر تعقيدًا. قد تحتوي هذه القوالب على أقسام تسمى الشرائح، والتي تتحرك إلى تجويف عمودي على اتجاه السحب، لتشكيل ميزات الجزء المتدلية. عند فتح القالب، يتم سحب الشرائح بعيدًا عن الجزء البلاستيكي باستخدام "دبابيس زاوية" ثابتة على نصف القالب الثابت. تدخل هذه الدبابيس فتحة في الشرائح وتتسبب في تحرك الشرائح للخلف عندما يفتح النصف المتحرك من القالب. ثم يتم إخراج الجزء ويغلق القالب. يتسبب إغلاق القالب في تحرك الشرائح للأمام على طول دبابيس الزاوية. ^[12]^{: 268}

يمكن أن ينتج القالب عدة نسخ من نفس الأجزاء في "لقطة" واحدة. غالبًا ما يُشار إلى عدد "الانطباعات" في قالب ذلك الجزء بشكل غير صحيح باسم التجويف. غالبًا ما تسمى الأداة ذات الانطباع الواحد بقالب انطباع واحد (تجويف). ^[19]^{: 398} يُطلق على القالب الذي يحتوي على تجويفين أو أكثر لنفس الأجزاء عادةً اسم قالب انطباع متعدد (تجويف). (لا ينبغي الخلط بينه وبين "القولبة متعددة اللقطات " {التي سيتم تناولها في القسم التالي.}) ^[19]^{: 262} يمكن أن تحتوي بعض القوالب ذات حجم الإنتاج المرتفع للغاية (مثل تلك الخاصة بأغطية الزجاجات) على أكثر من 128 تجويف.

في بعض الحالات، تقوم قوالب التجاويف المتعددة بتشكيل سلسلة من الأجزاء المختلفة في نفس الأداة. ويطلق بعض صانعي الأدوات على هذه القوالب اسم قوالب العائلة، حيث أن جميع الأجزاء مترابطة - على سبيل المثال، مجموعات النماذج البلاستيكية. ^[20]^{: 114}

تسمح بعض القوالب بإعادة إدخال الأجزاء المصبوبة مسبقًا للسماح بتكوين طبقة بلاستيكية جديدة حول الجزء الأول. يُشار إلى ذلك غالبًا باسم التشكيل الزائد. يمكن أن يسمح هذا النظام بإنتاج إطارات وعجلات من قطعة واحدة.

تتطلب القوالب الخاصة بالأجزاء الدقيقة للغاية والصغيرة للغاية من عملية الحقن المجهري عناية إضافية في مرحلة التصميم، حيث تتفاعل راتنجات المواد بشكل مختلف مقارنة بنظيراتها ذات الحجم الكامل حيث يجب أن تملأ بسرعة هذه المساحات الصغيرة بشكل لا يصدق، مما يضعها تحت ضغوط قص شديدة. ^[22]

صب متعدد اللقطات

تم تصميم قوالب اللقطة المزدوجة أو اللقطة المتعددة بحيث يتم "صبها فوق بعضها" خلال دورة صب واحدة ويجب معالجتها على آلات صب بالحقن متخصصة مع وحدتي حقن أو أكثر. هذه العملية هي في الواقع عملية صب بالحقن يتم إجراؤها مرتين وبالتالي لا يمكن السماح إلا بهامش خطأ أصغر بكثير. في الخطوة الأولى، يتم صب المادة ذات اللون الأساسي في شكل أساسي، والذي يحتوي على مساحات لللقطة الثانية. ثم يتم صب المادة الثانية، بلون مختلف، في تلك المساحات. على سبيل المثال، تحتوي الأزرار والمفاتيح التي يتم تصنيعها بهذه العملية على علامات لا يمكن أن تتلاشى، وتظل مقروءة مع الاستخدام المكثف. ^[12]^{: 174}

تخزين القالب

يبذل المصنعون جهودًا كبيرة لحماية القوالب المخصصة نظرًا لارتفاع متوسط تكلفتها. يتم الحفاظ على مستويات درجة الحرارة والرطوبة المثالية لضمان أطول عمر افتراضي ممكن لكل قالب مخصص. يتم تخزين القوالب المخصصة، مثل تلك المستخدمة في صب المطاط بالحقن، في بيئات يتم التحكم في درجة حرارتها ورطوبتها لمنع الانحناء.

مواد الأدوات

غالبًا ما يتم استخدام فولاذ الأدوات. الفولاذ المعتدل أو الألومنيوم أو النيكل أو الإيبوكسي مناسب فقط للنماذج الأولية أو فترات الإنتاج القصيرة جدًا. ^[1] يمكن للألمنيوم الصلب الحديث (سبائك 7075 و 2024) مع تصميم القالب المناسب أن يصنع بسهولة قوالب قادرة على عمر 100000 جزء أو أكثر مع الصيانة المناسبة للقالب. ^[23]

التصنيع

يتم تصنيع القوالب من خلال طريقتين رئيسيتين: التصنيع القياسي والتصنيع بالتفريغ الكهربائي . كان التصنيع القياسي، في شكله التقليدي، هو الطريقة المستخدمة في تصنيع قوالب الحقن تاريخيًا. ومع التطورات التكنولوجية، أصبح التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الوسيلة السائدة لصنع قوالب أكثر تعقيدًا مع تفاصيل أكثر دقة في وقت أقل من الطرق التقليدية.

أصبحت عملية التفريغ الكهربائي (EDM) أو عملية التآكل بالشرارة مستخدمة على نطاق واسع في صناعة القوالب. بالإضافة إلى السماح بتكوين أشكال يصعب تصنيعها، تسمح العملية بتشكيل قوالب مقواة مسبقًا بحيث لا يلزم المعالجة الحرارية. تتطلب التغييرات التي تطرأ على القالب المقواة عن طريق الحفر والطحن التقليديين عادةً التلدين لتليين القالب، متبوعًا بالمعالجة الحرارية لتصلبه مرة أخرى. تعد عملية التفريغ الكهربائي عملية بسيطة يتم فيها إنزال قطب كهربائي مشكل، مصنوع عادةً من النحاس أو الجرافيت، ببطء شديد على سطح القالب على مدى عدة ساعات، والذي يتم غمره في زيت البارافين (الكيروسين). يتسبب الجهد المطبق بين الأداة والقالب في تآكل سطح القالب بالشرارة في الشكل العكسي للقطب الكهربائي. ^[24]

يكلف

يرتبط عدد التجاويف المدمجة في القالب ارتباطًا مباشرًا بتكاليف الصب. يتطلب عدد التجاويف الأقل قدرًا أقل بكثير من العمل في تصنيع الأدوات، لذا فإن الحد من عدد التجاويف يقلل من تكاليف التصنيع الأولية لبناء قالب الحقن.

نظرًا لأن عدد التجاويف يلعب دورًا حيويًا في تكاليف التشكيل، فإن تعقيد تصميم القطعة يلعب دورًا مهمًا أيضًا. يمكن دمج التعقيد في العديد من العوامل مثل التشطيب السطحي ومتطلبات التسامح والخيوط الداخلية أو الخارجية والتفاصيل الدقيقة أو عدد التخفيضات التي يمكن دمجها. ^[25]

تؤدي التفاصيل الإضافية، مثل القطع السفلية أو أي ميزة تحتاج إلى أدوات إضافية، إلى زيادة تكلفة القالب. كما يؤثر التشطيب السطحي للقلب وتجويف القالب على التكلفة بشكل أكبر.

تنتج عملية حقن المطاط إنتاجًا عاليًا من المنتجات المتينة، مما يجعلها الطريقة الأكثر فعالية وفعالية من حيث التكلفة في عملية التشكيل. تعمل عمليات البركنة المتسقة التي تتضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة على تقليل جميع المواد المهدرة بشكل كبير.

عملية الحقن

شرح الفيديو

آلة قولبة بالحقن صغيرة الحجم تُظهر القادوس والفوهة ومنطقة القالب

عادةً ما يتم تشكيل المواد البلاستيكية على شكل حبيبات أو كريات وإرسالها من مصنعي المواد الخام في أكياس ورقية. في عملية القولبة بالحقن، يتم تغذية البلاستيك الحبيبي المجفف مسبقًا بواسطة مكبس قسري من قادوس إلى برميل ساخن. مع تحريك الحبيبات ببطء للأمام بواسطة مكبس من النوع اللولبي، يتم دفع البلاستيك إلى غرفة ساخنة، حيث يتم إذابته. مع تقدم المكبس، يتم دفع البلاستيك المذاب عبر فوهة تستقر على القالب، مما يسمح له بدخول تجويف القالب من خلال نظام بوابة ومجرى. يظل القالب باردًا بحيث يتصلب البلاستيك تقريبًا بمجرد ملء القالب. ^[1]

دورة القولبة بالحقن

تُسمى تسلسل الأحداث أثناء حقن جزء بلاستيكي في القالب بدورة حقن القالب. تبدأ الدورة عندما يُغلق القالب، يليه حقن البوليمر في تجويف القالب. بمجرد ملء التجويف، يتم الحفاظ على ضغط احتجاز للتعويض عن انكماش المادة. في الخطوة التالية، يدور البرغي، ويغذي اللقطة التالية للبرغي الأمامي. يتسبب هذا في انكماش البرغي أثناء تحضير اللقطة التالية. بمجرد أن يبرد الجزء بدرجة كافية، يفتح القالب ويتم إخراج الجزء. ^[26]^{: 13}

القولبة العلمية مقابل القولبة التقليدية

تقليديًا، كان يتم إجراء جزء الحقن من عملية القولبة عند ضغط ثابت واحد لملء وتعبئة التجويف. ومع ذلك، سمحت هذه الطريقة باختلاف كبير في الأبعاد من دورة إلى أخرى. يستخدم الآن بشكل أكثر شيوعًا القولبة العلمية أو المنفصلة، وهي طريقة رائدة من قبل شركة RJG Inc. ^[27]^[28]^[29] في هذا يتم "فصل" حقن البلاستيك إلى مراحل للسماح بتحكم أفضل في أبعاد الأجزاء والمزيد من الاتساق من دورة إلى دورة (يُطلق عليه عادةً طلقة إلى طلقة في الصناعة). أولاً، يتم ملء التجويف بنسبة 98٪ تقريبًا باستخدام التحكم في السرعة. على الرغم من أن الضغط يجب أن يكون كافيًا للسماح بالسرعة المطلوبة، إلا أن قيود الضغط أثناء هذه المرحلة غير مرغوب فيها. بمجرد أن يمتلئ التجويف بنسبة 98٪، تتحول الآلة من التحكم في السرعة إلى التحكم في الضغط ، حيث يتم "تعبئة" التجويف عند ضغط ثابت، حيث تكون السرعة الكافية للوصول إلى الضغوط المطلوبة مطلوبة. يتيح هذا للعمال التحكم في أبعاد الأجزاء إلى جزء من الألف من البوصة أو أفضل. ^[30]

أنواع مختلفة من عمليات القولبة بالحقن

مقبض فرشاة الأسنان على شكل شطيرة

على الرغم من أن معظم عمليات القولبة بالحقن مشمولة بوصف العملية التقليدية أعلاه، إلا أن هناك العديد من الاختلافات المهمة في القولبة بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر:

يمكن العثور على قائمة أكثر شمولاً لعمليات القولبة بالحقن هنا: [1]

استكشاف أخطاء العملية وإصلاحها

مثل جميع العمليات الصناعية، يمكن أن تنتج عملية القولبة بالحقن أجزاء معيبة، حتى في الألعاب. في مجال القولبة بالحقن، غالبًا ما يتم استكشاف الأخطاء وإصلاحها من خلال فحص الأجزاء المعيبة بحثًا عن عيوب معينة ومعالجة هذه العيوب بتصميم القالب أو خصائص العملية نفسها. غالبًا ما يتم إجراء التجارب قبل عمليات الإنتاج الكاملة في محاولة للتنبؤ بالعيوب وتحديد المواصفات المناسبة لاستخدامها في عملية الحقن. ^[3]^{: 180}

عند ملء قالب جديد أو غير مألوف لأول مرة، حيث يكون حجم اللقطة لهذا القالب غير معروف، قد يقوم الفني/محدد الأدوات بإجراء تشغيل تجريبي قبل تشغيل الإنتاج الكامل. يبدأون بوزن لقطة صغير ويملؤون تدريجيًا حتى يمتلئ القالب بنسبة 95 إلى 99٪. بمجرد تحقيق ذلك، يطبقون كمية صغيرة من ضغط الإمساك ويزيدون من وقت الإمساك حتى يحدث تجميد البوابة (وقت التصلب). يمكن تحديد وقت تجميد البوابة عن طريق زيادة وقت الإمساك، ثم وزن الجزء. عندما لا يتغير وزن الجزء، تتجمد البوابة ولا يتم حقن المزيد من المواد في الجزء. يعد وقت تصلب البوابة مهمًا، حيث يحدد هذا وقت الدورة وجودة المنتج واتساقه، وهو في حد ذاته قضية مهمة في اقتصاديات عملية الإنتاج. ^[31] يزداد ضغط الإمساك حتى تصبح الأجزاء خالية من الأحواض ويتم تحقيق وزن الجزء.

عيوب القالب

إن عملية القولبة بالحقن هي تقنية معقدة قد تؤدي إلى مشاكل في الإنتاج. وقد تحدث هذه المشاكل إما بسبب عيوب في القوالب، أو في أغلب الأحيان بسبب عملية القولبة نفسها. ^[3]^{: 47–85}

عيوب القالب	الاسم البديل	الأوصاف	الأسباب
بثرة	ظهور بثور	منطقة مرتفعة أو طبقية على سطح الجزء	الأداة أو المادة ساخنة جدًا، وغالبًا ما يكون السبب في ذلك هو نقص التبريد حول الأداة أو وجود خلل في السخان.
علامات الحروق	حرق الهواء/حرق الغاز/الديزل/علامات الغاز/علامات النفخ	مناطق محترقة باللون الأسود أو البني على الجزء الواقع في أبعد النقاط عن البوابة أو حيث يتم حبس الهواء	الأداة تفتقر إلى التهوية، وسرعة الحقن عالية جدًا.
خطوط ملونة		تغير موضعي في اللون	لا يتم خلط الماسترباتش بشكل صحيح، أو أن المادة قد نفدت وبدأت في الظهور بشكل طبيعي فقط. مادة ملونة سابقة "تسحب" في الفوهة أو صمام الفحص.
تلوث	مادة غير مرغوب فيها أو غريبة	ظهور مادة ملونة مختلفة في المنتج، مما يؤدي إلى إضعاف المنتج	المواد الرديئة الناتجة عن سياسة إعادة التدوير أو إعادة الطحن السيئة؛ وقد تشمل كنس الأرضيات والغبار والحطام.
التقشر		تشكلت طبقات رقيقة تشبه الميكا في جزء من الجدار	تلوث المواد مثل مادة البولي بروبلين المختلطة مع مادة ABS ، أمر خطير للغاية إذا تم استخدام الجزء في تطبيق مهم للسلامة حيث أن المادة لديها قوة قليلة جدًا عند فصلها لأن المواد لا يمكن أن تترابط.
فلاش		مادة زائدة في طبقة رقيقة تتجاوز هندسة الجزء الطبيعي	قد يكون السبب هو زيادة تعبئة القالب أو تلف خط الفصل في الأداة أو زيادة سرعة الحقن أو زيادة المادة المحقونة أو انخفاض قوة التثبيت. وقد يكون السبب أيضًا هو الأوساخ والمواد الملوثة حول أسطح الأدوات.
الملوثات المضمنة	الجسيمات المضمنة	جسيم غريب (مادة محترقة أو غيرها) مضمن في القطعة	جزيئات على سطح الأداة، أو مواد ملوثة أو حطام غريب في البرميل، أو حرارة قص عالية جدًا تؤدي إلى حرق المادة قبل الحقن.
علامات التدفق	خطوط التدفق	خطوط أو أنماط متموجة "غير متناسقة" اتجاهيًا	سرعات الحقن بطيئة للغاية (لقد برد البلاستيك كثيرًا أثناء الحقن، لذا يجب ضبط سرعات الحقن بأسرع ما يمكن بما يتناسب مع العملية والمادة المستخدمة).
أحمر الخدود البوابة	الهالات أو علامات الخدود	نمط دائري حول البوابة، عادةً ما يكون مشكلة فقط في قوالب الممر الساخن	سرعة الحقن سريعة جدًا، أو حجم البوابة/المجرى/القناة صغير جدًا، أو درجة حرارة الذوبان/القالب منخفضة جدًا.
النفث		النفث هو تيار يشبه الثعبان يحدث عندما يتم دفع ذوبان البوليمر بسرعة عالية عبر المناطق المقيدة.	تصميم أداة رديء، أو موضع بوابة أو ممر. سرعة الحقن مضبوطة على مستوى مرتفع للغاية. تصميم رديء للبوابات، مما يتسبب في قلة انتفاخ القالب ونفث الهواء الناتج.
خطوط الحياكة	خطوط اللحام	خطوط صغيرة على الجانب الخلفي من دبابيس القلب أو النوافذ في الأجزاء التي تبدو وكأنها مجرد خطوط.	يحدث ذلك بسبب تدفق الجبهة المصهورة حول جسم يقف بفخر في جزء بلاستيكي وكذلك في نهاية الحشو حيث تتجمع الجبهة المصهورة مرة أخرى. يمكن تقليل ذلك أو التخلص منه من خلال دراسة تدفق القالب عندما يكون القالب في مرحلة التصميم. بمجرد صنع القالب ووضع البوابة، يمكن للمرء تقليل هذا العيب فقط عن طريق تغيير المصهورة ودرجة حرارة القالب.
تحلل البوليمر		تحلل البوليمر من التحلل المائي والأكسدة وما إلى ذلك.	وجود كمية زائدة من الماء في الحبيبات، ودرجات حرارة عالية في البرميل، وسرعات عالية للبرغي تسبب حرارة قص عالية، وترك المواد في البرميل لفترة طويلة، واستخدام كمية كبيرة من إعادة الطحن.
علامات الغرق	الأحواض	الاكتئاب الموضعي (في المناطق الأكثر سمكًا)	قد يكون سبب ذلك أيضًا ضبط درجة حرارة البوابة على درجة عالية جدًا، أو زيادة المواد أو سماكة الجدران.
لقطة قصيرة	حشو قصير، أو عدم حشو، أو قالب قصير	جزء جزئي	نقص المواد، أو سرعة الحقن أو الضغط منخفضان للغاية، أو القالب بارد للغاية، أو نقص فتحات الغاز.
علامات التباعد	علامة رش أو خطوط فضية	يظهر عادة على شكل خطوط فضية على طول نمط التدفق، ومع ذلك، اعتمادًا على نوع ولون المادة، فقد يمثل فقاعات صغيرة ناجمة عن الرطوبة المحاصرة.	الرطوبة في المادة، وعادةً ما تحدث عند تجفيف الراتنجات الماصة للرطوبة بشكل غير صحيح. حبس الغاز في مناطق "الضلع" بسبب سرعة الحقن المفرطة في هذه المناطق. المادة ساخنة للغاية، أو يتم قصها كثيرًا.
الخيطية	الوتر أو البوابة الطويلة	بقايا تشبه الخيوط من اللقطة السابقة يتم نقلها إلى لقطة جديدة	درجة حرارة الفوهة مرتفعة للغاية. البوابة لم تتجمد، ولا يوجد ضغط على المسمار، ولا يوجد كسر في المصب، ووضع غير جيد لأشرطة التسخين داخل الأداة.
الفراغات		مساحة فارغة داخل الجزء (عادة ما يتم استخدام جيب الهواء)	نقص ضغط التثبيت (يُستخدم ضغط التثبيت لتعبئة الجزء أثناء وقت التثبيت). الملء بسرعة كبيرة، مما لا يسمح لحواف الجزء بالإعداد. قد يكون القالب أيضًا خارج التسجيل (عندما لا يتمركز النصفان بشكل صحيح وجدران الجزء ليست بنفس السُمك). المعلومات المقدمة هي الفهم الشائع، التصحيح: نقص ضغط التعبئة (عدم التثبيت) (يُستخدم ضغط التعبئة لتعبئة الجزء على الرغم من أنه أثناء وقت التثبيت). لا يتسبب الملء بسرعة كبيرة في حدوث هذه الحالة، حيث أن الفراغ هو بالوعة لم يكن لها مكان يحدث فيه. بعبارة أخرى، عندما ينكمش الجزء، ينفصل الراتينج عن نفسه حيث لم يكن هناك راتينج كافٍ في التجويف. يمكن أن يحدث الفراغ في أي منطقة أو لا يقتصر الجزء على السُمك ولكن على تدفق الراتينج والتوصيل الحراري ، ولكن من المرجح أن يحدث في مناطق أكثر سمكًا مثل الأضلاع أو النتوءات. الأسباب الجذرية الإضافية للفراغات هي عدم الذوبان في حوض الذوبان.
خط اللحام	خط الحياكة / خط الدمج / خط النقل	خط متغير اللون حيث تلتقي جبهتا التدفق	تم ضبط درجات حرارة القالب أو المادة على درجة منخفضة للغاية (تكون المادة باردة عند التقاءها، لذا لا تلتصق ببعضها). الوقت اللازم للانتقال بين الحقن والنقل (إلى التعبئة والتثبيت) مبكر للغاية.
التشويه	التواء	جزء مشوه	التبريد قصير جدًا، المادة ساخنة جدًا، نقص التبريد حول الأداة، درجات حرارة الماء غير صحيحة (تنحني الأجزاء إلى الداخل باتجاه الجانب الساخن من الأداة) انكماش غير متساوٍ بين مناطق الجزء.
الشقوق	تشقق	اندماج غير صحيح لتدفقين للسوائل، وهي حالة قبل خط اللحام.	فجوة خط الخيط بين الأجزاء بسبب موقع البوابة غير المناسب في أجزاء التصميم المعقدة بما في ذلك زيادة الثقوب (يجب توفير بوابات متعددة النقاط)، وتحسين العملية، وتنفيس الهواء المناسب.

يمكن أن تساعد طرق مثل التصوير المقطعي الصناعي في العثور على هذه العيوب خارجيًا وداخليًا.

التسامحات

تعتمد التسامحات على أبعاد القطعة. مثال على التسامح القياسي لأبعاد 1 بوصة لقطعة من البولي إيثيلين منخفض الكثافة بسمك جدار 0.125 بوصة هو +/- 0.008 بوصة (0.2 مم). ^[18]^{: 446}

متطلبات الطاقة

تعتمد الطاقة المطلوبة لعملية القولبة بالحقن على العديد من الأشياء وتختلف باختلاف المواد المستخدمة. ينص دليل مرجع عمليات التصنيع على أن متطلبات الطاقة تعتمد على "الثقل النوعي للمادة ونقطة الانصهار والتوصيل الحراري وحجم القطعة ومعدل القولبة". يوجد أدناه جدول من الصفحة 243 من نفس المرجع المذكور سابقًا والذي يوضح بشكل أفضل الخصائص ذات الصلة بالطاقة المطلوبة للمواد الأكثر استخدامًا.

مادة	الوزن النوعي ^{[ يحتاج إلى توضيح ]}	نقطة الانصهار (°ف)	نقطة الانصهار (درجة مئوية)
إيبوكسي	1.12 إلى 1.24	248	120
الفينول	1.34 إلى 1.95	248	120
نايلون	1.01 إلى 1.15	381 إلى 509	194 إلى 265
البولي ايثيلين	0.91 إلى 0.965	230 إلى 243	110 إلى 117
البوليسترين	1.04 إلى 1.07	338	170

صب الروبوتات

تعني الأتمتة أن الحجم الأصغر للأجزاء يسمح لنظام التفتيش المتنقل بفحص أجزاء متعددة بسرعة أكبر. بالإضافة إلى تركيب أنظمة التفتيش على الأجهزة الأوتوماتيكية، يمكن للروبوتات متعددة المحاور إزالة الأجزاء من القالب ووضعها لمزيد من العمليات. ^[32]

تتضمن الحالات المحددة إزالة الأجزاء من القالب فورًا بعد إنشاء الأجزاء، بالإضافة إلى تطبيق أنظمة الرؤية الآلية. يمسك الروبوت بالجزء بعد تمديد دبابيس القاذف لتحرير الجزء من القالب. ثم ينقلها إما إلى مكان التثبيت أو مباشرة إلى نظام التفتيش. يعتمد الاختيار على نوع المنتج، بالإضافة إلى التصميم العام لمعدات التصنيع. لقد عززت أنظمة الرؤية المثبتة على الروبوتات مراقبة الجودة بشكل كبير للأجزاء المصبوبة. يمكن للروبوت المتحرك تحديد دقة وضع المكون المعدني بشكل أكثر دقة، وفحصه بشكل أسرع من الإنسان. ^[32]

معرض الصور

قالب حقن ليغو ، الجانب السفلي
قالب حقن ليغو، تفاصيل الجانب السفلي
قالب حقن ليغو، الجانب العلوي
قالب حقن ليغو، تفاصيل الجانب العلوي

انظر أيضا

مراجع

^ abcdef تود، روبرت هـ.؛ ألين، ديل ك.؛ ألتينج، ليو (1994). دليل مرجعي لعمليات التصنيع . شركة إندستريال برس.
^ "نظرة عامة على التطبيق: حقن القوالب". Yaskawa America, Inc. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2006. تم الاسترجاع في 27 فبراير 2009 .
^ abcdefghi مالوي، روبرت أ. (1994). تصميم الأجزاء البلاستيكية للقولبة بالحقن . ميونيخ فيينا نيويورك: هانسر.
^ "دليل التصميم: القولبة بالحقن" (PDF) . Xometry . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2018-01-19.
^ "Injection Molding Archived 2016-05-08 at the Wayback Machine "، Meridian Products Corporation، تم استرجاعه في 26 أبريل 2016.
^ وايت، جيمس ليندسي (16 يناير 1991). مبادئ هندسة البوليمرات. جون وايلي وأولاده. رقم ISBN 9780471853626.
^ براءة اختراع أمريكية رقم 133,229 ، بتاريخ 19 نوفمبر 1872.
^ Meade, Richard Kidder; McCormack, Harry; Clark, Laurance T.; Sclater, Alexander G.; Lamborn, Lloyd (27 أبريل 2018). "العصر الكيميائي". McCready Publishing Company . تم الاسترجاع في 27 أبريل 2018 – عبر كتب جوجل.
^ "حول حقن القوالب". Xcentric Mold & Engineering, Inc. مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2012. تم الاسترجاع في 30 يناير 2013 .
^ ميريل، آرثر م. (1955). تكنولوجيا البلاستيك، المجلد 1. قسم المطاط/السيارات في شركة هارتمان كوميونيكيشنز، 1955.
^ Torr, James (11 April 2010). "A Short History of Injection Moulding". AV Plastics Injection Moulding - Get Stuff Made . مؤرشف من الأصل في 24 مايو 2018 . تم الاسترجاع في 23 مايو 2018 .
^ abcdefghijk برايس، دوغلاس م. (1996). صب الحقن البلاستيكي: أساسيات عملية التصنيع . SME.
^ ab "Injection Molding". custompart.net . CustomPartNet. مؤرشف من الأصل في 2016-03-01.
^ "تطبيقات القولبة بالحقن". Engineer's Edge: حلول التصميم . Engineers Edge, LLC. مؤرشف من الأصل في 20 أغسطس 2013. تم الاسترجاع في 30 يناير 2013 .
^ Group®, The Rodon. "5 أنواع شائعة من الراتنجات البلاستيكية المستخدمة في عملية القولبة بالحقن". www.rodongroup.com .
^ "معلق". متوسط . مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2018 . استرجاع 27 أبريل 2018 .
^ ab Rosato, Donald V.; Rosato, Marlene G. (2000). Concise Encyclopedia of Plastics . Springer.
^ أ ب ج د روساتو، دومينيك؛ روساتو، مارلين؛ روساتو، دونالد (2000). دليل القولبة بالحقن (الطبعة الثالثة). دار النشر الأكاديمية كلوير.
^ ab Whelan, Tony (1994). قاموس تكنولوجيا البوليمر . سبرينغر.
^ ريس، هربرت؛ كاتوين، بروس (2006). اختيار قوالب الحقن – موازنة التكلفة مقابل الإنتاجية . دار نشر هانسر.
^ "Micro Systems". Micro Systems . تم الاسترجاع في 3 نوفمبر 2023 .
^ "القولبة الدقيقة مقابل القولبة التقليدية". Micro Systems . 16 مايو 2023 . تم الاسترجاع في 22 مايو 2023 .
^ جولدسبيري، كلير (29 أغسطس 2012). "الأدوات المصنوعة من الألومنيوم مقابل الفولاذ: أيهما المادة الصحيحة، وكيفية تصميمها وصيانتها؟". مجلة بلاستيك توداي . يو بي إم كانون. مؤرشف من الأصل في 2012-09-02.
^ "صب القوالب". Advantage Tool and Manufacturing . مؤرشف من الأصل في 2009-05-20.
^ "الحقن البلاستيكي – Xcentric Mold & Engineering". xcentricmold.com . مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2017 . تم الاسترجاع 27 أبريل 2018 .
^ دليل القولبة بالحقن (الطبعة الثانية).
^ "التقويم: أساسيات القولبة المنفصلة". مجلة بلاستيك توداي . يونيو 2005. مؤرشف من الأصل في 2 أبريل 2015. تم الاسترجاع في 16 يناير 2015 .
^ "تنفيذ القوالب المنفصلة". برامج تدريب بولسون . مؤرشف من الأصل في 9 يناير 2015. تم الاسترجاع في 16 يناير 2015 .
^ "دليل القولبة بالحقن" (PDF) . لوبريزول . ص. 6. مؤرشف من الأصل (PDF) في 15 يوليو 2014. تم الاسترجاع في 16 يناير 2015 .
^ "Decoupled Molding(SM)". Plastics Net . مؤرشف من الأصل في 29 مايو 2015 . تم الاسترجاع في 14 يناير 2015 .
^ بانتاني، ر.؛ دي سانتيس، ف.؛ بروكاتو، ف.؛ تيتومانليو، ج. (2004). تحليل زمن تجميد البوابة في عملية القولبة بالحقن . هندسة البوليمر والعلوم.
^ ab Callister, William D. (2003). Materials Science and Engineering: An Introduction . John Wiley and Sons. ISBN 9780471135760.

قراءة إضافية

ليندسي، جون أ. (2012). دليل عملي لقولبة المطاط بالحقن (الطبعة الإلكترونية). شوبيري، شروزبري، شروبشاير، المملكة المتحدة: سميثرز رابرا. رقم ISBN 978-1847357083.

روابط خارجية

معلومات الصفحة

الانكماش والانحناء – مركز تصميم الهندسة بجامعة سانتا كلارا أرشيف 2020-05-30 على موقع واي باك مشين

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[manPRG-1] تود، روبرت هـ.؛ ألين، ديل ك.؛ ألتينج، ليو (1994). دليل مرجعي لعمليات التصنيع . شركة إندستريال برس.

[2] "نظرة عامة على التطبيق: حقن القوالب". Yaskawa America, Inc. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2006. تم الاسترجاع في 27 فبراير 2009 .

[malloy-3] مالوي، روبرت أ. (1994). تصميم الأجزاء البلاستيكية للقولبة بالحقن . ميونيخ فيينا نيويورك: هانسر.

[4] "دليل التصميم: القولبة بالحقن" (PDF) . Xometry . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2018-01-19.

[5] "Injection Molding Archived 2016-05-08 at the Wayback Machine "، Meridian Products Corporation، تم استرجاعه في 26 أبريل 2016.

[6] وايت، جيمس ليندسي (16 يناير 1991). مبادئ هندسة البوليمرات. جون وايلي وأولاده. رقم ISBN 9780471853626.

[ReferenceA-7] براءة اختراع أمريكية رقم 133,229 ، بتاريخ 19 نوفمبر 1872.

[8] Meade, Richard Kidder; McCormack, Harry; Clark, Laurance T.; Sclater, Alexander G.; Lamborn, Lloyd (27 أبريل 2018). "العصر الكيميائي". McCready Publishing Company . تم الاسترجاع في 27 أبريل 2018 – عبر كتب جوجل.

[About_Injection_Molding-9] "حول حقن القوالب". Xcentric Mold & Engineering, Inc. مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2012. تم الاسترجاع في 30 يناير 2013 .

[Merril_1955-10] ميريل، آرثر م. (1955). تكنولوجيا البلاستيك، المجلد 1. قسم المطاط/السيارات في شركة هارتمان كوميونيكيشنز، 1955.

[11] Torr, James (11 April 2010). "A Short History of Injection Moulding". AV Plastics Injection Moulding - Get Stuff Made . مؤرشف من الأصل في 24 مايو 2018 . تم الاسترجاع في 23 مايو 2018 .

[Bryce-12] برايس، دوغلاس م. (1996). صب الحقن البلاستيكي: أساسيات عملية التصنيع . SME.

[custPN-13] "Injection Molding". custompart.net . CustomPartNet. مؤرشف من الأصل في 2016-03-01.

[14] "تطبيقات القولبة بالحقن". Engineer's Edge: حلول التصميم . Engineers Edge, LLC. مؤرشف من الأصل في 20 أغسطس 2013. تم الاسترجاع في 30 يناير 2013 .

[15] Group®, The Rodon. "5 أنواع شائعة من الراتنجات البلاستيكية المستخدمة في عملية القولبة بالحقن". www.rodongroup.com .

[16] "معلق". متوسط . مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2018 . استرجاع 27 أبريل 2018 .

[Concise_Encyclopedia_of_Plastics-17] Rosato, Donald V.; Rosato, Marlene G. (2000). Concise Encyclopedia of Plastics . Springer.

[IMhand3-18] أ ب ج د روساتو، دومينيك؛ روساتو، مارلين؛ روساتو، دونالد (2000). دليل القولبة بالحقن (الطبعة الثالثة). دار النشر الأكاديمية كلوير.

[PTdict-19] Whelan, Tony (1994). قاموس تكنولوجيا البوليمر . سبرينغر.

[20] ريس، هربرت؛ كاتوين، بروس (2006). اختيار قوالب الحقن – موازنة التكلفة مقابل الإنتاجية . دار نشر هانسر.

[21] "Micro Systems". Micro Systems . تم الاسترجاع في 3 نوفمبر 2023 .

[22] "القولبة الدقيقة مقابل القولبة التقليدية". Micro Systems . 16 مايو 2023 . تم الاسترجاع في 22 مايو 2023 .

[23] جولدسبيري، كلير (29 أغسطس 2012). "الأدوات المصنوعة من الألومنيوم مقابل الفولاذ: أيهما المادة الصحيحة، وكيفية تصميمها وصيانتها؟". مجلة بلاستيك توداي . يو بي إم كانون. مؤرشف من الأصل في 2012-09-02.

[24] "صب القوالب". Advantage Tool and Manufacturing . مؤرشف من الأصل في 2009-05-20.

[25] "الحقن البلاستيكي – Xcentric Mold & Engineering". xcentricmold.com . مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2017 . تم الاسترجاع 27 أبريل 2018 .

[IMhand2-26] دليل القولبة بالحقن (الطبعة الثانية).

[27] "التقويم: أساسيات القولبة المنفصلة". مجلة بلاستيك توداي . يونيو 2005. مؤرشف من الأصل في 2 أبريل 2015. تم الاسترجاع في 16 يناير 2015 .

[28] "تنفيذ القوالب المنفصلة". برامج تدريب بولسون . مؤرشف من الأصل في 9 يناير 2015. تم الاسترجاع في 16 يناير 2015 .

[29] "دليل القولبة بالحقن" (PDF) . لوبريزول . ص. 6. مؤرشف من الأصل (PDF) في 15 يوليو 2014. تم الاسترجاع في 16 يناير 2015 .

[30] "Decoupled Molding(SM)". Plastics Net . مؤرشف من الأصل في 29 مايو 2015 . تم الاسترجاع في 14 يناير 2015 .

[31] بانتاني، ر.؛ دي سانتيس، ف.؛ بروكاتو، ف.؛ تيتومانليو، ج. (2004). تحليل زمن تجميد البوابة في عملية القولبة بالحقن . هندسة البوليمر والعلوم.

[callister-32] Callister, William D. (2003). Materials Science and Engineering: An Introduction . John Wiley and Sons. ISBN 9780471135760.