دليل مفصل حول حقن مادة ABS

حقن ABS عملية حقن البلاستيك هي إجراء يتم فيه حقن البلاستيك المصهور من مادة ABS في قالب تحت ضغوط ودرجات حرارة عالية. تساعد هذه العملية على تكرار أنواع متعددة من تصميمات النماذج الأولية للعديد من التطبيقات الصناعية لأن بلاستيك ABS هو بلاستيك ذو درجة هندسية. يتم تصنيعه بواسطة صناعات بما في ذلك صناعة السيارات والمنتجات الاستهلاكية والبناء، على سبيل المثال لا الحصر.

تتناول هذه المقالة عملية صب ABS من التعريف إلى التطبيقات والعمليات والتقنيات. لذا تابع القراءة!

نظرة عامة على حقن مادة ABS: 

إن عملية حقن مادة ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين) هي تقنية شائعة لإنتاج منتجات بلاستيكية من مادة ABS بمواصفات دقيقة. ومن الناحية الهندسية، فإن مادة ABS عبارة عن بوليمر ترموبلاستيكي صلب ومتين، ويشتهر بسهولة تصنيعه أو تشكيله. وتُطبق تقنيات التشكيل لحقن مادة ABS المنصهرة في قالب القالب، وبعد ذلك يبرد الجزء ثم يُقذف بعد التصلب. وهذه الطريقة دقيقة وفعالة ويمكنها إنتاج مجموعة متنوعة من منتجات ABS، مما يجعلها حلاً رخيصًا لكميات كبيرة.

كيفية تشغيل نظام ABS بدقة؟

إن عملية صب البلاستيك ABS تشبه إلى حد كبير عملية صب الحقن، مثل العديد من تقنيات صب البلاستيك الحراري الأخرى. تبدأ العملية بتزويد حبيبات البلاستيك المصنوعة من راتنج ABS في قمع، حيث يتم صهرها بعد ذلك وحقنها في قالب تحت ضغط يتم التحكم فيه بشكل كبير حتى تصل إلى 10 ... إلى 700–1400 بار. ثم يتم تقسيم مراحل التبريد والتصلب إلى طبقات، ويتم إخراج الجزء المصبوب بالحقن، وتبدأ الدورة مرة أخرى بطريقة متكررة لتشكيل أجزاء متعددة من قالب أداة واحد.

نظام ABS حقن البلاستيك تشتهر ببساطتها وكفاءتها؛ وبالتالي، فهي تعتبر بشكل خاص عملية مثالية لأجزاء الدفعات الكبيرة لطرحها في السوق بفعالية مع الحد الأدنى من التحول. عندما يتعلق الأمر بـ ABS، فإنه يتمتع بثبات أبعادي جيد وقابلية تشغيل بعد التشكيل، مما يعني أنه من السهل نسبيًا تشغيله وحفره وثقبه وطحنه وفقًا لمواصفات الأجزاء المطلوبة.

لماذا يعتبر استخدام قوالب ABS هو الخيار الصحيح؟

ABS هي مادة مفضلة للقولبة بالحقن بسبب خصائصها المفيدة. هذه هي الميزات التي تجعل استخدامها لا غنى عنه؛ على سبيل المثال، تتمتع المادة الجيدة بقوة عالية ونقطة انصهار منخفضة وقابلية إعادة التدوير ومقاومة ممتازة للمواد الكيميائية والحرارة. تعد مرونتها سببًا رئيسيًا لسهولة معالجتها وتشكيلها في أشكال وأحجام متعددة. وبالتالي، فإن ABS قابلة للتطبيق على نطاق واسع في المجالات التي تتطلب القوة والمكونات المتينة، مثل أجزاء السيارات الداخلية والأجهزة المنزلية والأدوات والأجهزة الطبية. تجيب تنوعها وموثوقيتها على السؤال، "لماذا تعد ABS الخيار الأفضل لمشاريع القولبة بالحقن؟".

خصائص البلاستيك ABS

دعونا نناقش خصائصه الغريبة:

• الصيغة الكيميائية: يتكون البلاستيك ABS من (C8H8) x· (C4H6) y· (C3H3N) z.
• مقاومة الحرارة والمواد الكيميائية: لا تتأثر مادة ABS بسهولة بالحرارة أو التفاعلات الكيميائية.
• مقاومة للصدمات والتآكل والبقع: تتميز مادة ABS بمتانتها ومقاومتها للتآكل والبقع وقدرتها على تحمل الصدمات.
• نطاق درجة الحرارة النموذجية: درجة الحرارة التشغيلية الطبيعية لـ ABS هي 204–238 درجة مئوية.
• درجة حرارة التسييل: تتمتع مادة ABS بدرجة حرارة تسييل تبلغ 105 درجة مئوية.
• قوة الشد: تتمتع مادة ABS بقوة شد تبلغ 46 ميجا باسكال (6600 رطل/بوصة مربعة).
• الوزن النوعي: الوزن النوعي لـ ABS هو 1.06.
• معدل الانكماش: تتمتع عضلات البطن بمعدل انكماش يتراوح بين 0.5-0.7%.

مزايا حقن مادة ABS

فيما يلي الفوائد الرئيسية لقالب ABS:

1. كفاءة الطاقة: 

توفر المعدات المستخدمة في صب ABS أداءً فعالاً أثناء معالجة المواد البلاستيكية الحرارية. وتضمن قوة وديناميكية عملياتها أداءً ثابتًا ومنتظمًا للإنتاج من خلال تقليل الطلب على الطاقة وأوقات الدورة الإجمالية.

2. تطبيقات متعددة:

تسمح عملية تشكيل البلاستيك ABS بإنتاج عدد كبير من التطبيقات، والتي يمكن تطبيقها على راتنجات ABS بأحجام مختلفة مع قدرات تكامل موحدة. وبالتالي، تضمن قابلية التكيف للعملية إنتاج مكونات معقدة لتطبيقات صناعية مختلفة.

3. إمكانية إعادة الإنتاج بدقة:

إنه الخيار الأفضل بشكل خاص لإنتاج أجزاء مميزة ومعقدة، على سبيل المثال، الأجزاء الداخلية والخارجية، وهذا هو السبب في تفوقه على عمليات التشكيل الأخرى. علاوة على ذلك، تحافظ بلاستيكات ABS على خصائصها وأدائها حتى في ظروف درجات الحرارة الشديدة أو الظروف الجوية. هذا هو السبب الرئيسي لاستخدامها في تطبيقات الطيران والإلكترونيات.

عيوب حقن ABS

على الرغم من الفوائد، فإن تصنيع البلاستيك ABS ينطوي على بعض القيود أيضًا؛ دعونا نناقش كل منها بتفاصيل موجزة.

1. مقاومة ضعيفة للأشعة فوق البنفسجية:

تتمتع مادة ABS البلاستيكية بمقاومة ضعيفة للأشعة فوق البنفسجية من الشمس؛ وبالتالي، فإنها تتدهور عند تعرضها لها لفترة طويلة. وللتخفيف من هذه المشكلة، عادة ما يتم تغطية مكونات ABS بمواد مقاومة للأشعة فوق البنفسجية لجعلها أكثر حماية واستدامة.

2. تطور الدخان العالي:

على الرغم من أن مادة ABS تعتبر عادةً من المواد البلاستيكية الحرارية غير السامة للإنسان، إلا أنها قد تنتج دخانًا ضارًا أثناء عملية القولبة بالحقن. وبالتالي، يمكن أن تؤثر على صحة الموظفين المسؤولين عن قولبة مادة ABS. هناك حاجة إلى بروتوكولات سلامة قوية لمشغليها، إلى جانب الخبرة الفنية.

3. مقاومة ضعيفة للتعب:

قد لا يكون بلاستيك ABS مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إجهادًا أو شدًا عاليًا بسبب مقاومته المحدودة للتعب. يؤدي التعرض المطول لـ ABS للعوامل المسببة للإجهاد عادةً إلى تدهور وانخفاض متانة القطعة أو المنتج بمرور الوقت. إذا كنت بحاجة إلى المزيد من الإجهاد العالي، حقن ABS PC سيكون الحل الأفضل.

اعتبارات في عملية حقن البلاستيك ABS

هناك بعض الجوانب الرئيسية التي يجب مراعاتها عند تصنيع ABS. وتشمل هذه العوامل الضرورية ما يلي:

1. تصميم أجزاء البلاستيك ABS:

قبل البدء في عملية حقن البلاستيك ABS، عليك مراعاة الجوانب الفنية لتصميم الأجزاء. حاول تقسيم التصميمات إلى سمك جدار موحد لتجنب الإجهاد، مع اختلاف سمك الجدار 25% وفقًا لقاعدة عامة. يمكن أن يؤدي تضمين المزيد من الأضلاع أو الأقطار إلى زيادة القوة وتجنب مشكلات الكسر.

2. نسبة سمك الجدار ونصف القطر:

يجب ألا تقل نسبة نصف القطر إلى سمك الجدار عن 0.3، لأن الأقطار الأكبر ستكون هي العامل المخفف للإجهاد. ومع ذلك، تجنب التفكير في الأقطار الصغيرة لأنها قد تسبب مشاكل انكماش في المنتجات أثناء عملية القولبة بالحقن. يجب الحفاظ على تصميم أجزاء البلاستيك ABS متوازنًا بحيث تكون قوية ولا تتقلص تحت الضغط أو الإجهاد.

احتياطات في عملية حقن البلاستيك ABS: 

بالنسبة لمشاريع تطوير النماذج الأولية المثالية، من الدفعات الصغيرة إلى الدفعات الكبيرة الحجم، إليك بعض الاعتبارات التي يمكنك الاعتماد عليها.

1. تجفيف مادة ABS قبل المعالجة:

تتميز مادة ABS بقدرتها على امتصاص الرطوبة بشكل كبير. ومن المحتمل أن تحدث مشكلات أثناء المعالجة. يجب تجفيف المادة تمامًا في البداية قبل صبها بالحقن لمنع المشكلات المتعلقة بزيادة تكلفة المشروع، وإطالة وقت التصنيع، وإنتاج أجزاء ذات سطح غائم أو أكثر خشونة. على الرغم من أن راتنجات ABS قد تمتص الرطوبة من الغلاف الجوي بشكل طبيعي في نطاق يتراوح من 0.4% إلى 2%، لذلك، من المهم خفض محتوى الرطوبة إلى 0.5% أو أقل من الحد الأقصى لتجنب أي مشاكل. بهذه الطريقة، تتم عملية التجفيف عادةً عند درجات حرارة تتراوح من 80 إلى 95 درجة مئوية لمدة 3 إلى 4 ساعات تقريبًا.

2. التحكم في درجة حرارة القالب:

يعد التحكم في درجة حرارة القالب أمرًا بالغ الأهمية في عملية حقن ABS لتجنب التحلل الحراري. تؤدي هذه المشكلات إلى تكوين حبيبات بنية اللون على الأجزاء المصبوبة. يمكن أن تتسبب عملية ارتفاع درجة حرارة بلاستيك ABS في كسر الرابطة الكيميائية. على الرغم من أن درجات الحرارة المرتفعة ضرورية لأجزاء ABS اللامعة وغير اللامعة، فمن المهم عدم إتلاف المادة. يتراوح نطاق درجة الحرارة المثالي لعملية حقن ABS بين 180 و230 درجة مئوية، ويوصى بفترات تعرض أقصر عند درجات حرارة أعلى لتجنب التدهور بمرور الوقت.

3. ضغط الحقن والسرعة في حقن مادة ABS:

يتمتع بلاستيك ABS بضغط حقن أعلى من المواد الأخرى، على سبيل المثال، صب حقن البولي بروبلينالسبب هو أن البلاستيك شديد اللزوجة. ورغم أن هذا ليس مطلوبًا للمنتجات البسيطة أو السميكة، فإن الضغط المفرط يمكن أن يؤدي إلى عواقب وخيمة، مثل التصاق الأجزاء ببعضها البعض. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاحتكاك المتزايد يؤدي في النهاية إلى زيادة تكاليف الإنتاج. من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي الضغط المنخفض إلى انكماش القالب والمكونات ذات الجودة الرديئة.

سرعة الحقن هي عامل رئيسي آخر في إنتاج المنتجات النهائية عالية الجودة. يمكن أن تؤدي السرعة العالية جدًا إلى احتراق البلاستيك أو التحلل الحراري. بالإضافة إلى ذلك، هناك مشاكل تتعلق بضعف اللمعان وخطوط اللحام وتغير اللون. كما يمكن ملاحظة نقص ملء القالب عند سرعات الحقن البطيئة. تعد سرعة الحقن جانبًا بالغ الأهمية في معالجة المواد لضمان الكفاءة والحد الأدنى من هدر المواد. يحتاج بلاستيك ABS عادةً إلى حجم طلقة أصغر من المواد البلاستيكية الأخرى، مما يعني تقليل استخدام المواد ولكن تقنيات القولبة لا تتأثر.

تطبيقات صب البلاستيك ABS:

يتم استخدام بلاستيك ABS على نطاق واسع من قبل العديد من الصناعات بسبب تنوعه ومزاياه. تتضمن بعض التطبيقات الرئيسية لصب بلاستيك ABS ما يلي: تتضمن بعض التطبيقات الرئيسية لصب بلاستيك ABS ما يلي:

1. صناعة السيارات:

تُستخدم مادة ABS البلاستيكية على نطاق واسع في صناعة السيارات لإنتاج مكونات خفيفة الوزن، والتي تعد بديلاً للمعادن مثل الألومنيوم. ومن الأمثلة على ذلك بطانات الأبواب، ولوحات العدادات، ومكونات لوحة القيادة، وزخارف الأعمدة، والمقابض، وأجزاء حزام الأمان.

2. التطبيقات التجارية:

يُعد بلاستيك ABS مادة شائعة الاستخدام في العديد من المنتجات المنزلية. وهذه أمثلة للمنتجات التي يتم استهلاكها في الحياة اليومية: بطانات الثلاجة، والمكانس الكهربائية، ولوحات التحكم، ومعالجات الطعام.

3. الصناعة الكهربائية:

تُستخدم المنتجات المصبوبة من مادة ABS في الصناعة الكهربائية في إنتاج العبوات الإلكترونية ولوحات مفاتيح الكمبيوتر.

4. صناعة البناء والتشييد:

يُعد بلاستيك ABS أحد أفضل المواد المستخدمة في صناعة البناء نظرًا لمقاومته العالية للصدمات وقدرته على تحمل التغيرات الكيميائية والفيزيائية. ولهذه الأسباب، يُستخدم عادةً في تصنيع الأنابيب والتجهيزات.

تطبيقات جمالية أخرى:

يتم استخدام البلاستيك ABS بكثافة في العديد من التطبيقات الأخرى لتشكيل المنتجات الخاصة بالتصنيع والأدوات الموسيقية.

على سبيل المثال، تتضمن صناعة المعدات والمرافق الرياضية استخدام حقن مادة ABS. علاوة على ذلك، يمكن أيضًا تصنيع المنتجات الطبية مثل الضواغط وأجهزة الاستنشاق والمحاقن التي تُستعمل لمرة واحدة أو المنتجات التي تُستخدم لمرة واحدة من مادة ABS نظرًا لقوتها الشديدة.

تقنيات تصنيع ABS

فيما يلي بعض التقنيات الرئيسية المستخدمة بشكل شائع:فيما يلي بعض التقنيات الرئيسية المستخدمة بشكل شائع:

1. الأجزاء ذات الجدران الرقيقة:

تتميز مادة ABS بلزوجة أعلى، لذا فهي تتطلب ضغوط حقن أعلى للأجزاء ذات الجدران الرقيقة. لذلك، يجب تصنيع قوالب قادرة على تحمل هذه الضغوط العالية. وعادةً ما تُستخدم القوالب المصنوعة من الفولاذ في تصنيع المنتجات ذات الجدران الرقيقة.

2. الأجزاء المجوفة الكبيرة:

إن عملية الحقن بمساعدة الماء أو الغاز هي الطريقة المفيدة في تصنيع الأجزاء الكبيرة أو الرقيقة أو المجوفة. حيث يتسبب الماء أو الغاز عالي الضغط في ضغط البلاستيك المنصهر أو البلاستيك البركاني على جوانب القوالب. لذلك، يجب التأكد من أن سمك ورقة مادة ABS موحد وأن الأحجام الداخلية ناعمة.

3. الأجزاء ذات الجدران السميكة:

قد تتسبب عملية الحقن العادية للمكونات ذات الجدران السميكة في ظهور علامات الغرق على سطح الأجزاء. تستخدم عملية الحقن بالضغط كمية محددة من البلاستيك المنصهر لتقليل علامات الغرق والضغوط الداخلية. من ناحية أخرى، يمكن استخدام جدران قالب أرق أو أكثر تجانسًا لتجنب مشكلة علامات الغرق.

4. المكونات متعددة المواد:

تُستخدم تقنيات مثل التشكيل بالإدراج والتشكيل الزائد للمكونات متعددة المواد. عادةً ما يستخدم التشكيل الزائد لمادة ABS بلاستيكًا شديد التحمل لتعزيز وظائف المنتج أو القطعة. على سبيل المثال، في تطبيقات الأدوات الصناعية مثل المثاقب اللاسلكية، تساعد هذه الطرق في تكرار أجزاء ABS لتكون أكثر كفاءة وفعالية لمواصفات التصميم.

المواد المتوافقة مع قوالب ABS

يمكن معالجة عملية حقن مادة ABS باستخدام العديد من أنواع المواد، من المواد الصلبة بالحرارة إلى المواد البلاستيكية الحرارية. ومن بين هذه المواد، تستخدم المواد البلاستيكية الحرارية إضافات تقوية مثل حشوات الزجاج أو ألياف الكربون. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن أيضًا حقن معادن غريبة مثل الألومنيوم والتيتانيوم والزنك، ولكن هذا ينطوي عادةً على الجمع بين المعادن مع مادة حشو بلاستيكية لجعل التدفق موحدًا عبر القالب.

ملخص

لتلخيص، قوالب بلاستيكية ABS تعتبر عملية حقن البلاستيك ABS طريقة معروفة تستخدم بشكل كبير مجموعة من المواد في عملية القولبة بالحقن. إن ميزتها المقاومة للحرارة ومتانتها تجعلها مفيدة للغاية في تصنيع أجزاء صناعية مختلفة. تعد عملية حقن البلاستيك ABS طريقة رخيصة لتصنيع أجزاء مختلفة للسيارات والطائرات لمشاريع التصنيع. إذا كنت بحاجة إلى حل موثوق به وفعّال من حيث التكلفة للبلاستيك، حقن القالبج، إن قوالب البلاستيك ABS هي الاختيار الأمثل.