لقد تطورت الصناعة التحويلية. يتم استخدام طرق تصنيع مختلفة للحصول على المنتج المطلوب بالشكل المثالي. يعد القولبة بالحقن واحدة من تلك الطرق وهي شائعة جدًا لأنها توفر إمكانية تكرار ممتازة. ومع ذلك، يشعر بعض الناس بالارتباك حول السؤال: ما هو القولبة بالحقن؟
أعلم أن هذه العملية معقدة. تحتاج إلى اتباع خطوات متعددة للحصول على المنتج النهائي. ومع ذلك، إذا كانت لديك بعض المعرفة الأساسية، تصبح العملية سهلة ومباشرة. إذا كنت على استعداد لفهم عملية الحقن بالحقن بالتفصيل، فأنت محظوظ. سوف أتعمق وأستكشف كل ما يتعلق بعملية التصنيع هذه. لذا، لنبدأ!
نظرة عامة على القولبة بالحقن
القولبة بالحقن هي طريقة تصنيع لإنتاج أجزاء ذات شكل معقد. تستخدم هذه الطريقة القوالب والمواد المنصهرة. تقوم الشركة المصنعة بملء القالب بمادة منصهرة ثم تقوم بتجميدها. وبمجرد أن تجف، تستخدم الشركة المصنعة عملية طرد وإخراج الجزء من القالب.
بشكل عام، البلاستيك هو المادة الأساسية المستخدمة في القولبة بالحقن. تبدأ العملية بإنشاء قالب بشكل معين. يتكون هذا القالب من تجويف يشبه تصميم معين. تخضع المادة للتسخين وتذوب. يتم حقن المادة المنصهرة في القالب.
بمجرد أن تجف المادة المنصهرة، فإنها تتخذ شكل القالب. ونتيجة لذلك، تحصل الشركة المصنعة على شكل المنتج المطلوب. عملية التصنيع هذه ليست جديدة. كان جون ويسلي هيات أول من عمل على القولبة بالحقن في عام 1872. وعلى مر السنين، خضعت العملية لتغييرات وتطورات مختلفة.
في الماضي، كان يتم استخدام العمالة البشرية لإكمال جميع الخطوات التي تنطوي عليها هذه الطريقة. ومع ذلك، فقد تغيرت الأمور الآن. تتوفر آلات قولبة الحقن المختلفة. بعضها هيدروليكي، والبعض الآخر كهربائي. وقد جعلت سهولة استخدامها هذه العملية سريعة وفعالة للغاية. توفر هذه الطريقة إمكانية تكرار ممتازة.
يمكنك صنع آلاف الأجزاء بأشكال متطابقة في وقت قصير. الشيء الوحيد الذي لاحظته هو أن هذه الطريقة تعتمد على المعلمات المناسبة. وهي تشمل الضغط الأمثل ودرجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك. أي معلمة ليست ضمن النطاق المناسب يمكن أن تؤثر على هذا الناتج النهائي. ومع ذلك، فإن دقتها تجعلها متميزة.
كيف يعمل القولبة بالحقن؟
لقد قدمت لمحة موجزة عن طريقة حقن القوالب هذه. ومع ذلك، فهي ليست بالبساطة التي تبدو عليها. تتضمن هذه العملية خطوات متعددة قبل أن تعطي المنتج النهائي. كل خطوة حاسمة في الحصول على مخرجات مثالية. أي خطأ صغير في أي خطوة سيؤدي إلى منتج نهائي منخفض الجودة. سأشرح في القسم أدناه كل خطوة من خطوات القولبة بالحقن.
1- اختيار المواد
يعد اختيار المادة المناسبة لعملية القولبة بالحقن أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن تساعدك المادة المناسبة على صنع أجزاء قوية. إذا كانت المادة الأولية هشة، فستحصل على أجزاء منخفضة الجودة. تتوفر مجموعة متنوعة من المواد للقولبة. تشمل المواد الأكثر شيوعًا المطاط والمعادن والبلاستيك وما إلى ذلك.
ومع ذلك، فإن البلاستيك هو المادة الأكثر شيوعًا التي يستخدمها المصنعون. والسبب هو أنه لا يتدهور عند خضوعه لعملية التشكيل. وعلاوة على ذلك، فإن عملية التصلب سهلة وسريعة، مما يجعل العملية سريعة. وفوق كل ذلك، فإنه يوفر المتانة المثلى بأسعار معقولة.
كما تعلم، تأتي المواد البلاستيكية في العديد من الأصناف. ومن الأمثلة على ذلك البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين والنايلون. وتختلف جميع هذه الأنواع الفرعية من البلاستيك من حيث ميزاتها وأسعارها. يجب عليك اختيار النوع الذي يناسب متطلبات منتجك. يمكنك أيضًا استخدام المعدن، ولكن ذلك سيجعل العملية مكلفة.
2- تصميم القوالب
تخيل أنك بحاجة إلى جزء بتصميم معين. يجب عليك صنع وتصميم قالب مشابه للجزء المطلوب. تذكّر أنه إذا كان القالب خاطئًا، ستحصل على منتج بشكل خاطئ. حتى الحجم والأبعاد تعتمد أيضًا على القالب.
القالب عبارة عن قالب مجوف ذو تجويف. سوف تملأه بمادة منصهرة. بمجرد أن تتصلب المادة المنصهرة، فإنها تتخذ شكل القالب. القالب الواحد مناسب لشكل واحد محدد من الأجزاء أو المكونات. يحتوي القالب بشكل عام على ثقب أو فتحة تسمى ذرب. هذه الفتحة الصغيرة هي المكان الذي تقوم فيه بحقن المادة المنصهرة في القالب.
السؤال الذي يطرح نفسه: كيف يمكنني صنع قالب معين مشابه للجزء المطلوب مني؟ هناك طرق مختلفة لصنع القوالب. يقوم المصممون أولاً بتصميم وإنشاء نماذج أولية للقالب باستخدام البرمجيات. يكون هذا التصميم مطابقًا للشكل المطلوب للجزء المطلوب. ثم يقوم المصنعون بصنع القالب حسب التصميم.
ملاحظة سريعة: يعد إنشاء القالب من أكثر الخطوات صعوبة في طريقة الحقن هذه. فهي مكلفة وتستغرق المزيد من الوقت، مما يؤدي إلى إبطاء العملية. علاوة على ذلك، يعمل المصنعون على القوالب بعناية. يمكن أن تؤدي الأخطاء الصغيرة إلى انتكاسات هائلة. القالب الصحيح يصنع اللعبة؛ إذا أخطأت في صنع القالب الصحيح، فستنتهي اللعبة.
3- حقن المادة في القالب
يستخدم المصنعون ماكينات القولبة بالحقن لإكمال هذه الخطوة. يتم وضع المواد الخام، مثل القطع البلاستيكية أو الحبيبات، في قادوس الماكينة. والقادوس هو جزء صغير من قالب الحقن الذي يخزن المادة الخام. تخضع هذه المادة الخام لتسخين شديد في البرميل.
يوفر جزء البرميل من الماكينة حرارة شديدة ويذيب المواد الخام. في هذه الغرفة، يتم الحفاظ على كل من الضغط ودرجة الحرارة عند مستويات محددة. في البرميل، تتحول المواد البلاستيكية في البرميل إلى معادن منصهرة. ثم تذهب المادة المنصهرة إلى القالب. ولكن هذه العملية تتم تحت ضغط مرتفع للغاية.
تتكون ماكينة الحقن من وحدة حقن. تقوم هذه الوحدة بحقن المواد البلاستيكية المنصهرة في القالب باستخدام فتحة الذرب. تستمر الماكينة في حقن البلاستيك المنصهر في القالب حتى يتم ملؤه. ضع في اعتبارك أن ماكينات الحقن المختلفة متوفرة. وجميعها تختلف في كيفية حقن البلاستيك المنصهر في القالب.
ملاحظة سريعة: الآلات محددة للغاية في العمل مع مواد خام محددة. على سبيل المثال، فإن ماكينة قولبة حقن المطاط يستخدم المطاط كمادة خام. وعلى العكس من ذلك, ماكينات صب البلاستيك العمل مع البلاستيك كمواد خام. لا يمكنك إعطاء البلاستيك لماكينة قولبة المطاط. وهذا ينطبق على العكس.
4- التصلب والتبريد
بمجرد ملء القالب بالبلاستيك المنصهر، تبدأ عملية التصلب. في هذه الخطوة، تخضع المواد البلاستيكية المنصهرة للتبريد عند درجة حرارة مضبوطة. ونتيجة لذلك، يصبح جافًا وصلبًا. وأثناء عملية التصلب، يتخذ البلاستيك شكل القالب.
لذا، مهما كان شكل القالب، سيصبح البلاستيك الصلب بهذا الشكل. لنفترض أن القالب عبارة عن كتلة مربعة الشكل؛ يتصلب البلاستيك المنصهر ويصبح كتلة مربعة الشكل. يحافظ المصنعون على درجة حرارة منخفضة أثناء عملية التصلب.
5- عملية الطرد
هذه هي الخطوة الأخيرة في طريقة إنتاج القولبة بالحقن. أثناء هذه العملية، يظل القالب على وحدة التثبيت الخاصة بماكينة الحقن. يتكون هذا القالب من نصفين. تقوم وحدة التثبيت بتحرير الضغط من القالب، مما يؤدي إلى انفصال النصفين.
تحتفظ الشركة المصنعة بمسمار في الجزء السفلي من القالب. ويلعب هذا الدبوس، المعروف أيضًا باسم القاذف، دورًا حاسمًا في إخراج المادة (المنتج على شكل منتج). يتم تثبيت الدبوس على الصفيحة أسفل المادة في أسفل القالب. في وقت الطرد، تسحب الشركة المصنعة دبوس القاذف إلى أعلى.
تخرج الصفيحة الموجودة في الأسفل، مما يخرج المنتج من القالب. ضع في اعتبارك أن هذه الصفيحة تدعم المادة المنصهرة. تصبح المادة المنصهرة صلبة بسبب التصلب. توفر الصفيحة قاعدة لهذا المنتج المصبوب. عند سحب الصفيحة من خلال الدبوس، يخرج المنتج المصبوب من القالب.
هذا المنتج أو الجزء المصبوب جاهز للاستخدام. إحدى الخطوات الحاسمة هي الحفاظ على الضغط المناسب طوال العملية. يمكن أن يؤدي الضغط ودرجة الحرارة غير المناسبة إلى تكوين فقاعات هواء أو ملء القوالب بشكل غير كامل. تتطلب كل خطوة درجة حرارة محددة. ومن الضروري أيضًا مراقبة العوامل الأخرى، مثل الرطوبة.
المواد المستخدمة في القولبة بالحقن
كما قلت، يتم استخدام مواد مختلفة في طرق القولبة بالحقن. يعتمد اختيار المواد على احتياجات الشركة المصنعة. إذا كان يريد مادة ذات صلابة، فإن البلاستيك المتصلد بالحرارة سيكون خيارًا مناسبًا. كل مادة لها خصائصها الفريدة.
تستخدمه بعض الشركات المصنعة كمادة. والسبب الرئيسي هو أنهم يهدفون إلى صنع أجزاء قوية للغاية. ومع ذلك، فإن استخدام المعدن ليس حلاً فعالاً من حيث التكلفة. يتطلب صهر المعدن درجة حرارة عالية، وتحقيق ذلك مكلف. تحتاج البراميل إلى المزيد من الطاقة من الماكينات لتوليد المزيد من الحرارة.
أكثر المواد المستخدمة في هذه العملية شيوعًا هي البلاستيك. ومن المثير للاهتمام أن البلاستيك له العديد من الأنواع الفرعية. كل نوع من هذه الأنواع الفرعية له خصائصه الفريدة. فيما يلي قائمة ببعض المواد البلاستيكية المستخدمة في طريقة القولبة بالحقن:
- اللدائن
- اللدائن الحرارية
- اللدائن المتصلدة بالحرارة:
- بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE)
- البلاستيك المقوى بألياف الكربون (CFRP)
ومن بين جميع هذه الأصناف، فإن اللدائن الحرارية هي الأكثر شيوعًا. ويفضل المصنعون استخدام هذا البلاستيك بسبب قوته ضد درجات الحرارة العالية. وعلاوة على ذلك، فهو غير مكلف ولا يتحلل عند خروجه من القالب. البلاستيك الحراري مناسب فقط عندما يحتاج المصنعون إلى منتجات ذات صلابة ممتازة.
هل القولبة بالحقن صديقة للبيئة ورخيصة الثمن؟
نعم، القولبة بالحقن 100% صديقة للبيئة. فهي لا تنتج أي نفايات أو غازات ضارة. في الواقع، تستخدم عملية التصنيع بأكملها مواد قابلة لإعادة التدوير. كما يمكن إعادة استخدام النفايات الناتجة باستخدام هذه الطريقة.
تفضل العديد من الشركات المصنعة الحديثة طريقة التصنيع هذه. فهي لا تنتج أي تلوث بيئي. علاوة على ذلك، فإن استخدام المواد القابلة لإعادة التدوير يجعلها مناسبة للبيئة والمصنعين على حد سواء. وفيما يلي ثلاثة جوانب رئيسية تؤكد ملاءمتها للبيئة.
- استخدام المواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير
- لا ينتج عنه أي تلوث أو غازات ضارة
- تستهلك ماكينات القولبة بالحقن طاقة قليلة جدًا
ما يعجبني في ماكينات القولبة بالحقن هو أنها لا تصدر ضوضاء كبيرة. لذلك، لا تساهم العملية بشكل كبير في التلوث الضوضائي. وعلاوة على ذلك، فإن مواد البدء البلاستيكية بأسعار معقولة. يمكن لأي شخص شراؤها وصنع قالب كمشروع ذاتي. ومع ذلك، فإن ماكينات القولبة بالحقن هذه باهظة الثمن، وهذا عيب.
الخاتمة
في الواقع، طريقة القولبة بالحقن ممتازة، ويحبها المصنعون. فهي لا تنتج أي تلوث وتوفر إمكانية تكرار ودقة ممتازة. يمكنك صنع أي عدد تريده من المنتجات. كل ما عليك فعله هو إنشاء قالب بتصميم معين. والآن، استخدم الماكينة واستمر في صنع منتجات جديدة متطابقة.
تجعل ماكينات القولبة بالحقن المختلفة العملية سريعة وفعالة للغاية. ومع ذلك، فإن هذه الماكينات متميزة ومكلفة للغاية، وهو ما يعد عيبًا. في هذا الدليل، قمت بشرح طريقة عمل طرق الحقن بخطوات بسيطة. نأمل أن يضيف هذا الدليل قيمة لعمليات التصنيع.
