في تصنيع البلاستيك، القولبة بمساعدة الغاز لقد اكتسبت هذه الطريقة اهتمامًا كبيرًا نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة. لقد أصبحت الآن تقنية متطورة تُستخدم على نطاق واسع في صب أجزاء التفاصيل المعقدة لتلبية المواصفات الدقيقة. على عكس تقنيات القولبة التقليدية، حيث تُستخدم الراتنجات أو البوليمرات، يتم استغلال القولبة بمساعدة الغاز عادةً باستخدام النيتروجين النقي حتى درجة نقاء 98% في شكل خامد. يجبر حقن الغاز هذا بعض المواد البلاستيكية على ترك المنتج النهائي مع وجود فراغات في بنيته. بالإضافة إلى ذلك، فإن انخفاض تكاليف المواد، وسرعة دوران تشكيل الأجزاء، وتصنيع أجزاء خفيفة الوزن ولكنها قوية هي بعض ميزاتها الأساسية.
استمر في قراءة هذه التدوينة لأن هذه المقالة تتضمن تفاصيل شاملة حول حقن بمساعدة الغاز، واستخداماتها، والأجزاء المصنوعة من هذه التقنية الهائلة، والكثير مما يجب معرفته.
حقن القوالب بمساعدة الغاز: نظرة عامة موجزة
تتبع عملية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز نفس التسلسل المتبع في القولبة التقليدية. عادةً، يتم ملء القالب بـ 70 إلى 80% من البلاستيك المنصهر، مما يستلزم الشكل المحدد مسبقًا للأجزاء أو المنتجات المقصودة. يتم ملء الحجم المتبقي من القالب بغاز النيتروجين النقي لتجنب تكوين الفراغات في المنتجات المصبوبة. هذه التقنية مفيدة لإنتاج أجزاء ذات أبعاد ضيقة وتشطيبات سطحية ناعمة بشكل مثالي. بالإضافة إلى ذلك، فإن مخاطر الانحناء والتشوه ضئيلة في تقنيات القولبة بالحقن بمساعدة الغاز.
أنواع شائعة من حقن الغاز المساعد
عادةً ما يستخدم مصنعو المنتجات نوعين من تقنيات حقن الغاز بمساعدة الغاز: داخلي وخارجي. ولكل نوع سير عمل من ثلاث خطوات يختلف عن الأنواع الأخرى. يتم توضيح الإجراء التفصيلي أدناه.
قوالب مساعدة الغاز الداخلي
دعونا نناقش آلية عملها؛
- أولاً، صب البلاستيك المنصهر في القالب باستخدام القنوات.
- بعد ذلك، قم بنفخ غاز خامل تحت ضغط عالي، عادةً ما يكون عبارة عن نيتروجين (درجة نقاءه 98%)، لتشكيل فقاعة في البلاستيك المذاب.
- وأخيرا، فإن القوة التي يمارسها الغاز على البلاستيك تجبره على أخذ شكل القالب أثناء تشكيل القطعة.
This method is advantageous when designing geometries with thin walls and a relatively low density. The gas’s pressure is constant, preventing the walls from shrinking or distorting, thus ensuring that thin-walled structures are accurately formed. Therefore, this process is best suited for the production of thin-walled parts.
Also, production cycle times are notably shorter than external gas-assisted injection molding. The parts’ thin sections or hollow areas help them cool faster than solid ones.
قوالب مساعدة الغاز الخارجية
دعونا نناقش مبدأ عملها؛
- على عكس المواد الأخرى، لا يتسرب الغاز إلى داخل المادة لتكوين فراغات أو قنوات.
- يدخل القالب من خلال قنوات صغيرة على جانب واحد فقط بينما يكون الجانب الآخر مكشوفًا.
- ضغط الغاز يجبر الراتينج المنصهر على ملامسة جدران القالب من جانب الجزء غير المرئي من الناحية الجمالية.
يتميز هذا النهج بشهرته بشكل خاص بسبب الجودة العالية للتشطيب السطحي الذي يمكن إنجازه.
علاوة على ذلك، فإن هذه التقنية فعالة للغاية في التعامل مع الأجزاء ذات المساحات السطحية الكبيرة والأسطح المنحنية المعقدة. يتم ترتيب قنوات الغاز بالتوازي على طول السطح بالكامل، مما يجعل من السهل تطبيق الضغط وتصنيع مساحات سطحية كبيرة بأشكال معقدة.
ما هو نوع الغاز المستخدم في عملية الحقن بمساعدة الغاز؟
النيتروجين هو غاز خامل متوفر على نطاق واسع ويستخدم في تشكيل المنتجات. ولا يؤثر على البلاستيك ويحافظ على خصائصه ومظهره. ويستخدم الضغط لنشر المادة بشكل صحيح وتقليل استخدام راتنج البلاستيك.
المواد المستخدمة في عملية حقن الغاز المساعد:
تشمل أنواع المواد الشائعة ما يلي؛
أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS):
ABS مادة صلبة ومرنة ومنخفضة الكثافة، مما يجعلها مثالية للاستخدام في مختلف المجالات. تُستخدم على نطاق واسع في قطع غيار السيارات، والأغطية الواقية، وغيرها من المنتجات. ومع ذلك، في بعض الحالات، يمكن أن تتحول، أي تتشوه.
البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE):
يتم اختيار مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة بسبب قدرتها الفائقة على مقاومة الظروف الجوية، والقدرة الكيميائية، والمتانة، مما يجعلها مثالية للاستخدام في الهواء الطلق والتعرض لظروف بيئية مختلفة. ومع ذلك، قد تمتلك صلابة أقل مقارنة بالمواد الأخرى المستخدمة في بناء الهياكل المختلفة.
البولي بروبلين (PP):
يشتهر البولي بروبلين بخموله الكيميائي، كما أنه موصل رديء للكهرباء، وله قوة شد عالية، ونقطة انصهار عالية، لذا فهو قوي ويمكنه تحمل الأحمال الثقيلة. ومع ذلك، فإنه يفقد بعض خصائصه إذا تعرض لأشعة الشمس المباشرة، لذلك فهو غير مناسب للاستخدام في الظروف الخارجية.
البولي كربونات (PC):
يتم اختيار البولي كربونات لمقاومته للصدمات وبالتالي فهو مناسب لأجزاء السيارات ومعدات السلامة. كما أنه متين للغاية ولا يتدهور في القوة حتى في درجات الحرارة المرتفعة. ومع ذلك، فإن البولي كربونات مادة مكلفة نسبيًا مقارنة بالبلاستيك الحراري الهندسي الآخر.
البوليسترين عالي التأثير (HIPS):
تلعب HIPS دورًا مهمًا في تلبية متطلبات قوة التأثير. فهي تمنح ثباتًا بعديًا وقابلية للتوسع في المنتجات المصبوبة بالحقن بمساعدة الغاز. علاوة على ذلك، فإن تصنيع HIPS سهل عادةً. ويمكن مقارنته بالمواد الهندسية الأخرى. تتمتع HIPS بخصائص حرارية عالية ويمكنها تحمل الظروف القاسية. في الغالب، تكون فائدتها أعلى في التطبيقات البحرية.
إيجابيات حقن الغاز المساعد:
تساعد عملية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز على تكرار الأجزاء بأبعاد دقيقة ومتقنة. كما أنها تقلل من وقت دورة العملية وتزيد من معدلات الإنتاج وكفاءة العملية بأكملها. كما تساعد عملية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز على منع عيوب السطح، مما يحسن المظهر الجمالي والشعور بالأجزاء. علاوة على ذلك، فهي تقلل من الانحناء وعلامات الغرق والضغوط الداخلية الضارة بأداء الأجزاء وجودتها وطول عمرها. تعتبر العملية اقتصادية بمعنى أنها تستخدم مواد أقل، وذلك بسبب المقاطع المجوفة. والأهم من ذلك، توفر عملية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز قوة وصلابة عالية ووزن منخفض، وبالتالي نسبة عالية من القوة إلى الوزن.
سلبيات حقن الغاز المساعد:
على الرغم من أنها مفيدة لعمليات الإنتاج واسعة النطاق، إلا أنه يمكن مواجهة بعض المشكلات في عملية القولبة بمساعدة الغاز، وخاصة عندما تكون هناك تجاويف متعددة بأحجام مختلفة لتشكيل الأجزاء. وبالتالي، قد تتطلب المشاكل في تجويف واحد إزالة القالب بالكامل بينما تظل التجاويف الأخرى غير مستخدمة، وبالتالي انخفاض الإنتاجية وتميل إلى تكبد المزيد من النفقات في المشروع. كما أن تقنية القولبة هذه أكثر تعقيدًا من غيرها. فهي تتطلب معدات ومهارات خاصة لتطبيقها، لذا فهي مكلفة. يمكن أيضًا أن تُعزى قيود التصميم الأخرى إلى الحاجة إلى توجيه الغاز وتنفيسه، مما قد يحد من التصميم وقد يتعين التلاعب به لتحقيق أفضل نتيجة.
ما هي بعض أمثلة المنتجات المصنوعة عن طريق حقن الغاز بمساعدة؟
تُستخدم عملية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز على نطاق واسع لإنشاء نماذج أولية متناظرة ذات جدران رقيقة وأقسام أو فراغات أسطوانية من خلال تطبيق ضغط عالٍ يتراوح بين 35 إلى 70 ميجا باسكال مع غاز خامل (عادةً نيتروجين بنقاء 98%). تُستخدم عادةً في العديد من المنتجات في صناعات مختلفة. على سبيل المثال، تُنتج أذرع الكراسي وأجزاء لوحة القيادة وإطارات المقاعد في صناعات الأثاث والسيارات. في صناعة الأجهزة المنزلية، تُنتج القولبة بمساعدة الغاز أجسام المكنسة الكهربائية وأبواب الغسالات بأشكال معقدة والصلابة المطلوبة.
تُطبق هذه العملية أيضًا على المعدات الرياضية، على سبيل المثال، مقابض مضارب التنس وأنوية مضارب البيسبول. وفي التطبيقات المكتبية والإلكترونية، تعد إطارات الطابعات وحوامل الشاشات وإطارات التلفزيون من بين المنتجات التي يمكن إنتاجها باستخدام تقنية التشكيل هذه لأنها يمكن أن تخلق تصميمات معقدة وتقلل من استخدام المواد. كما تُستخدم عملية التشكيل بالحقن بمساعدة الغاز في إنتاج المعدات الطبية مثل إطارات المشايات وأجزاء الكراسي المتحركة مع الحفاظ على قوة ودقة المعدات. وفي صناعة الصوت، يتم إنتاج أغلفة مكبرات الصوت بقوة ميكانيكية ومظهر محسنين بسبب عملية التشكيل بالحقن بمساعدة الغاز.
هل منتجات حقن الغاز المساعدة قوية وموثوقة للاستخدام على المدى الطويل؟
تؤدي هذه العملية إلى تكوين أجزاء خفيفة الوزن وقوية بسبب تكوين تجاويف تزيد من صلابة الهيكل مع تقليل الوزن في نفس الوقت. تم تصميم هذه المنتجات لتوفير امتصاص جيد للصدمات وهذا يجعلها مناسبة للاستخدام في المناطق التي تتطلب القوة.
ما هي المدة التي يستمر فيها المنتج المصنوع عن طريق حقن الغاز؟
تعتمد مدة الحياة المتوقعة للمنتجات المصبوبة بالحقن بمساعدة الغاز على عوامل معينة، مثل نوع المادة المستخدمة، وتصميم القطعة، والاستخدام المقصود - تطبيق القطعة. إذا تم استخدام هذه المنتجات وصيانتها بشكل صحيح، فيمكن أن تدوم لسنوات عديدة. يختلف العمر العام والخدمة حسب التطبيق ونوع المنتج.
حقن القالب بمساعدة الغاز: هل هو مكلف؟
ومع ذلك، من الأهمية بمكان أن نفهم أن عملية حقن الغاز أكثر تكلفة نسبيًا من عمليات حقن الغاز الأخرى. وترجع التكاليف المرتفعة إلى الحاجة إلى استخدام معدات وأدوات خاصة وموظفين مؤهلين لإجراء العملية.
Although there are some drawbacks, such as the machine tool’s higher initial cost than that of a conventional machine tool, the following benefits can be achieved: In addition, the efficiency of gas-assisted injection molding is influenced by factors like the product’s use and the volume of production.
حقن بمساعدة الغاز وحقن بالتفاعل: الاختلافات الرئيسية
GAIM وRIM هما عمليتان مختلفتان للتشكيل. GAIM هي عملية حقن المواد البلاستيكية مع غاز عالي الضغط لتشكيل الفراغات في الجزء دون بلمرة المواد البلاستيكية الحرارية. من ناحية أخرى، تتضمن RIM استخدام وسيطات سائلة مثل الأيزوسيانات والبوليول التي تتفاعل كيميائيًا لتكوين جزء بوليمر صلب. تحتاج كل عملية إلى أدوات ومعدات لأداء العمليات بفعالية وكفاءة.
خدمات حقن القوالب بمساعدة الغاز في Sincere Tech
تتضمن خدماتنا الجديدة القدرة على تقديم خدمات النماذج الأولية السريعة، والتي تمكن من إنشاء نماذج مادية لأفكارك في فترة زمنية قصيرة لتحسين التصميم بشكل أكبر وتطوير المنتج بشكل أسرع.
- تتمثل خبرتنا في عملية التشكيل الزائد، وهي عملية ربط مادتين أو أكثر لتحسين الأداء والمظهر والقوة.
- إن كفاءتنا في عملية التشكيل بالإدخال تمكننا من تضمين الإدخالات بقوة في المكونات المصبوبة، وتعزيز التجميع ووظائف المنتج.
- في عملية القولبة ثنائية اللقطات، يمكننا إنشاء أجزاء معقدة باستخدام مواد متعددة في عملية واحدة، مما يقلل من التجميع ويفتح فرص تصميم جديدة.
- نحن نقدم أيضًا خدمات إضافية مثل تجميع المنتجات والتعبئة والتغليف والخدمات اللوجستية لمساعدتك في إدارة سلسلة التوريد الخاصة بك بشكل أكثر فعالية وكفاءة.
- اختر Sincere Tech Mould كمورد لقوالب الحقن بمساعدة الغاز
واستمتع بخدماتنا الشاملة وسياساتنا الصارمة في مجال الجودة والبيئة، وشغفنا بتقديم أكثر مما هو متوقع لعملائنا.
- دعونا نتعاون ونجعل رؤيتك تصبح حقيقة.
ملخص
في هذه المقالة، تشاركنا Sincere Tech رؤى قيمة حول عملية القولبة بالحقن بمساعدة الغاز من خلال تقديم وصف لطريقة عملها وتطبيقها الصناعي. تقدم SincereTech مجموعة واسعة من حلول التصنيع لتلبية احتياجاتك، مثل القولبة بالحقن والخدمات الأخرى اللازمة للنماذج الأولية والإنتاج. اتصل بنا الآن واحصل على عرض أسعار مجاني عبر الإنترنت لمشروع تصنيع البلاستيك الخاص بك.
الأسئلة الشائعة
س1. ما هي المعدات اللازمة لعملية حقن الغاز بمساعدة الغاز؟
تتضمن عملية حقن الغاز بمساعدة الغاز استخدام معدات خاصة، مثل وحدات حقن الغاز، وأنظمة التحكم في الغاز، والقوالب ذات القنوات لاستيعاب الغاز. ومن المتطلبات الأخرى لعملية حقن الغاز: ماكينة قولبة الحقن قدرتها على التعامل مع عمليات حقن الغاز.
س2. اذكر بعض المشكلات التي واجهتك أثناء عملية حقن البلاستيك بمساعدة الغاز.
تتضمن بعض القضايا الحرجة التي قد تواجهها أثناء العملية مشاكل تغلغل الغاز، وتشكيل مصائد الغاز، والتهوية، وتنظيم الضغط، والحفاظ على اتساق الأجزاء المنتجة ضمن دورة الإنتاج.
س3. ما هي تدابير مراقبة الجودة الحاسمة في عملية حقن الغاز بمساعدة الغاز؟
تتضمن بعض التدابير الحاسمة التي تم اتخاذها في مراقبة الجودة التحقق من ضغط الغاز، وتعيين المعلمات الصحيحة في العملية، وصيانة القالب بشكل متكرر، وفحوصات العملية لتجنب الأجزاء من العيوب، وضمان أن تصميمها يلبي المتطلبات الدقيقة.
س4. هل يمكن استخدام عملية حقن الغاز في عمليات الإنتاج بكميات كبيرة؟
نعم، إن عملية حقن البلاستيك بمساعدة الغاز مناسبة لكل من عمليات الإنتاج ذات الحجم المنخفض والكبير. ومع ذلك، فإن عوامل مثل وقت الدورة وتكاليف الأدوات وتعقيد الأجزاء قد تحدد مدى إمكانية تطبيقها على الإنتاج على نطاق واسع.
س5. ما هي الصناعات التي تستخدم عملية حقن الغاز بمساعدة الغاز؟
تُستخدم هذه العملية عادةً في صناعة السيارات والسلع الاستهلاكية والإلكترونيات والتكنولوجيا الطبية والتكنولوجيا الصناعية والأدوات الرياضية/الترفيهية لإنتاج أجزاء خفيفة الوزن وجدران رقيقة وقوة ميكانيكية عالية.