عيوب حقن القوالب بالحقن تحدث دائمًا لمصنعي القوالب؛ فهي بمثابة عملهم اليومي. عملية القولبة بالحقن هي عملية تصنيع مهمة للغاية تُستخدم لتصنيع الأجزاء البلاستيكية بدقة وبمعدلات عالية. ومع ذلك، قد تحدث بعض العيوب، مما ينتقص من مظهرها ويضر بوظائف النتيجة. ومع ذلك، يركز هذا المقال على مبادئ القولبة بالحقن، ويشرح العيوب العامة والعيوب السطحية، ويقيّم أسبابها المحتملة، ويقدم حلولاً وتوصيات لتحسين نتائج القولبة بالحقن.

ما هو القولبة بالحقن؟

القولبة بالحقن عملية تساعد في صنع الأجزاء عن طريق حقن مادة منصهرة في قالب وتعبئة الجزء تحت الضغط. تنقبض المادة في الأصل وتتحول إلى مادة صلبة مع شكل القالب بعد أن تبرد. وتُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في صناعة السيارات والسلع الاستهلاكية والأجهزة الطبية بسبب المزايا التي توفرها هذه التقنية لتصنيع مكونات معقدة ودقيقة بتكلفة أقل.

تشمل المكونات الرئيسية لعملية القولبة بالحقن ما يلي:

1. مواد القولبة بالحقن

يتم اختيار المواد المستخدمة في القولبة بالحقن بعناية بناءً على متطلبات المنتج النهائي. والمواد الأكثر استخدامًا هي اللدائن الحرارية نظرًا لتعدد استخداماتها وقدرتها على الذوبان والتصلب بشكل متكرر دون تدهور كبير. تشمل اللدائن الحرارية الرئيسية ما يلي:

• البولي بروبلين (PP): يشتهر البولي بروبيلين بمرونته ومقاومته للمواد الكيميائية وخصائصه خفيفة الوزن، ويستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات والتعبئة والتغليف والسلع المنزلية.
• أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS): يتميز ABS بمقاومة ممتازة للصدمات والصلابة والسطح الأملس مما يجعله مثاليًا للإلكترونيات الاستهلاكية والتصاميم الداخلية للسيارات والألعاب.
• البولي ايثيلين (PE): يتميز البولي إيثيلين البولي إيثيلين بصلابته ومقاومته للرطوبة وانخفاض تكلفته، مما يجعله خيارًا مفضلًا لحاويات الطعام والأنابيب والمكونات الصناعية.

لكل مادة خصائص فريدة من نوعها، ويعتمد الاختيار على المتطلبات الميكانيكية والحرارية والكيميائية للمنتج. تم إدراج عدد قليل فقط من مواد القولبة بالحقن أعلاه؛ يمكنك زيارة مواد صب الحقن صفحة للتعرف على المزيد من أنواع المواد البلاستيكية.

2. قالب حقن البلاستيك

ال قالب حقن البلاستيك هي أداة دقيقة التشكيل مصممة لتشكيل الشكل المطلوب للجزء البلاستيكي. تتكون من:

• التجويف: تشكيل الجزء الخارجي للجزء البلاستيكي من البلاستيك.
• الأساسيات: تشكل الملامح الداخلية والأضلاع والرؤوس وما إلى ذلك.
• قاعدة القالب: تُستخدم قاعدة القالب لحمل التجويف، والقلب، والمنزلق، والرافعات، والقاذفات، وأنظمة التوجيه، واللب، والمنزلق، والرافعات، والقواذف، وأنظمة التوجيه، والصب والعديد من المكونات الأخرى.

تصميم القالب مصمم خصيصًا وفقًا لهندسة المنتج، ويتضمن عناصر مثل قنوات التبريد وأنظمة القاذف والبوابات لضمان كفاءة الإنتاج. ويضمن التصميم المناسب للقالب دقة الأبعاد ويقلل من العيوب مثل الاعوجاج أو علامات الحوض.

3. ماكينة قولبة بالحقن

تُستخدم ماكينة القولبة بالحقن لربط قالب حقن البلاستيك، والتي تلعب دورًا حاسمًا في عملية القولبة بالحقن، وتتكون من:

• وحدة الحقن: يذوب ويحقن البلاستيك المنصهر في تجويف القالب تحت ضغط عالٍ.
• وحدة التثبيت: يمسك نصفي القالب معًا أثناء الحقن ويفتحهما لإخراج الجزء.
• نظام التحكم: ينظم المعلمات مثل درجة الحرارة، والضغط، وسرعة الحقن لضمان جودة القِطع المتسقة.

وتشكل هذه المكونات معًا العمود الفقري لعملية القولبة بالحقن، مما يتيح إنتاج أجزاء دقيقة بكفاءة لمختلف الصناعات.

عيوب حقن القوالب بالحقن الشائعة

هناك العديد من العيوب الشائعة في عملية حقن القوالب بالحقن التي تعتبر نموذجية في عملية التصنيع المحددة ويمكن أن تحدد جودة الأجزاء المصبوبة ومظهرها وقابليتها للاستخدام. تعود جذور هذه المشاكل إلى مشاكل المواد، وعدم كفاية التحكم في الماكينة، و/أو تكوين القالب. فيما يلي شرح تفصيلي لعيوب القولبة بالحقن الشائعة وحل المشاكل:

1. اللقطة القصيرةق عيب في التشكيل

تنشأ عيوب القوالب القصيرة عندما يفشل البلاستيك المصهور في التدفق الأمثل في تجويف القالب، مما يؤدي إلى إنتاج أجزاء أقصر. ويرتبط هذا العيب بانخفاض إمدادات المواد، أو انخفاض ضغط الحقن، أو القنوات الضيقة التي تعيق تدفق البلاستيك في القالب.

يتضمن الحل النموذجي لاستكشاف الأعطال وإصلاحها زيادة ضغط الحقن أو فحص فتحات العفن أو إزالة أي عوائق في نظام التدفق.

2. علامات الحوض عيوب القالب

عادةً ما تكون علامات الغرق في أجزاء القولبة بالحقن عبارة عن انخفاضات سطحية صغيرة مقعرة غالبًا ما تلاحظ في المواقع ذات الجدران السميكة. يمكن أن تسبب عوامل مختلفة هذه الظاهرة. قد تشمل هذه العوامل معدلات التبريد التفاضلية، أو قوة التعبئة المنخفضة، أو سُمك المواد الهائل.

حل المشاكل: يمكن للمصنعين تقليل علامات الانكماش من خلال التحكم في وقت التبريد، وضغط التعبئة، وإنشاء قوالب لها نفس سمك الجدار. وهذا يقلل من حدوث علامات الغرق، والتي تنتج عن سوء التبريد والانكماش.

3. فلاش عيوب القالب

تظهر مشاكل الوميض في أجزاء القولبة بالحقن على شكل طبقات رقيقة غير مرغوب فيها من البلاستيك تتشكل بجوار خط الفصل أو أي فتحة أخرى في القالب. عادةً ما تتسبب مستويات ضغط الحقن المرتفعة، أو الوضع غير الصحيح للقالب، أو سوء تركيب القالب، أو تآكل أجزاء القالب في حدوث ذلك.

يتضمن حل استكشاف الأعطال وإصلاحها تقليل ضغط الحقن، ووضع أو محاذاة أنصاف القالب بشكل صحيح، واستبدال أي مكونات بالية للقالب حسب الضرورة.

4. الالتواء عيوب في القولبة بالحقن

وعندما يتم إنتاج السلعة يتبين أن لها شكلًا آخر غير الشكل المطلوب، ويشار إلى ذلك باسم الاعوجاج. يحدث هذا العيب عادةً بسبب المعالجة الحرارية، أو التبريد، أو انكماش المعدن، أو الاختلافات في سُمك الجدار. يمكن للمصنعين بعد ذلك أن يشعروا بالحرية في إبطاء معدل تبريد هذه المكونات، وتعديل القالب لجعل الجدران متينة ومتساوية قدر الإمكان، واختيار المواد التي تتقلص بمعدل أبطأ.

5. خطوط اللحام عيوب القالب

خطوط اللحام عبارة عن حدود أو هوامش لجزأين ملتصقين حيث لا تلتصق الطبقتان البلاستيكيتان المنصهرتان جيدًا. ويرجع ذلك بشكل عام إلى انخفاض درجة حرارة الذوبان وبطء معدل الحقن والوضع الخاطئ للبوابة في القالب. تشمل الحلول للمشكلة الموصوفة زيادة درجة حرارة الذوبان وسرعة الحقن، وإعادة وضع البوابات، وتصميم أفضل لتدفق القالب.

6. علامات الحروق عيوب القالب

علامات الكربنة هي بقع سوداء أو بنية اللون على السطح الخارجي للجزء. وهي ناتجة عن الهواء أو الغازات المحتبسة في القالب الذي ترتفع درجة حرارته بسبب عدم وجود تهوية كافية أو بسبب سرعة الحقن المفرطة. من خلال تحسين تهوية القالب، ومعدلات الحقن المنخفضة، والتحقق من وجود انسدادات في القالب، يصبح من الممكن إزالة علامات الاحتراق.

7. الفراغات عيوب القالب

الفراغات عبارة عن جيوب صغيرة نظيفة ومغلقة من الهواء المحبوس داخل الجزء النهائي المقولب. وتحدث عادةً بسبب انخفاض ضغط التعبئة أو التبريد السريع أو انكماش قطعة العمل. بالنسبة للفراغات، يمكن للمصنعين رفع ضغط التعبئة ودرجة حرارة التبريد والتحقق من أن المادة تملأ تجويف القالب بالتساوي.

8. النفث عيوب القالب

النفث هو عيب في خط اللحام حيث يتم إنتاج نمط يشبه الثعبان في الجزء بسبب التبريد الجزئي للبلاستيك المصهور أثناء حقنه بسرعة عالية. هذه هي نتيجة لسرعة الحقن العالية أو درجات حرارة الذوبان المنخفضة. تشمل تقنيات التخفيف إبطاء سرعة الحقن ورفع درجة حرارة الذوبان وإنشاء بوابات أفضل مع تدفق سلس.

9. الفقاعات عيوب في القولبة بالحقن

الفقاعات عبارة عن مناطق في الجزء المقولب حيث يكون الهواء أو الغاز محبوسًا وعادةً ما تكون شفافة أو غائمة المظهر. تنشأ هذه الفقاعات من عدم كفاية تجفيف المواد، أو الرطوبة الزائدة، أو المواد القابلة للاشتعال في محتويات المواد. وتتراوح التدابير من تجفيف جميع المواد بشكل صحيح قبل المعالجة إلى تحسين تهوية تجويف القالب.

10. علامات الوميض داخل الثقوب

يتم إنشاء الوميض الذي يحدث داخل الثقوب أو داخل الهيكل الداخلي للجزء على شكل طبقات رقيقة من مادة البوليمر الزائدة. غالبًا ما يوجد هذا العيب مع ضغط الحقن العالي أو القوالب البالية. الوقاية: إدخال تدابير خفض الضغط على أنظمة الحقن وتنظيف أسطح القوالب بشكل مستمر والتأكد من صحة محاذاة القالب.

عيوب سطح حقن القوالب بالحقن

على الرغم من أن العيوب التي تتم ملاحظتها على سطح الجزء المصبوب بالحقن ترتبط بشكل أساسي بالمظهر، إلا أن لها أيضًا آثارًا وظيفية. وتشمل المشكلات الشائعة ما يلي:

1. خطوط التدفق

يتسبب عدم الاستمرارية في انتقالات سُمك الجدار أو انخفاض درجات حرارة الذوبان في ظهور سمات مثل الخطوط أو الأنماط على سطح النتوءات غير المتصلة. أفضل طريقة للقضاء على خطوط التدفق هي تحقيق أو تحقيق أفضل اتساق في التصميم والتحكم في درجات حرارة الذوبان بكفاءة. وهناك عامل آخر يتمثل في تحسين تصميم القالب، مما يقلل من الخطوات التدريجية لسُمك الجدار. لذا، يمكن أن يساعد في حل المشكلة.

2. الشرائط الفضية

تتكون هذه الأنماط أو الخطوط المعدنية المرئية على القماش بسبب الرطوبة أو بسبب ارتفاع درجة الحرارة أثناء المعالجة. ويُنصح بالتأكد من جفاف الراتنج قبل التشكيل، وكذلك مراقبة درجة الحرارة عن كثب للتخلص من تكون الخطوط بواسطة المكونات المتطايرة. من الضروري أيضًا مراقبة ظروف المواد المخزنة للحفاظ على الراتنج في مستوى الجودة المناسب.

3. التقرح

تخلق المحفزات أو الرطوبة والغازات المحتبسة فقاعات على السطح غالبًا نتيجة لارتفاع درجات حرارة القالب. وللتخلص من هذا العيب من الضروري تجفيف المواد الخام إلى أقصى حد وتنظيم المعالجة الحرارية للقالب بشكل صحيح. في القالب، يتم أيضًا تقليل الغازات المحتبسة في القالب من خلال أنظمة تنفيس مناسبة.

4. قشر البرتقال

غالبًا ما يتم إلقاء اللوم على هذا النوع من تشطيب السطح أو الخشونة على عدم كفاية التبريد أو عدم تجانس المواد. يمكن أيضًا الوصول إلى انكماش متساوٍ بمساعدة ظروف التبريد المنتظم، وبالتالي توفير استمرارية الأسطح دون خشونة. وعلاوة على ذلك، فإن الانتظام في لزوجة المواد يعزز أيضًا من نسبة خشونة السطح بكفاءة.

5. التصفيح السطحي

الطبقات التي تبدأ في التقشر عن السطح هي نتائج التلوث أو سوء التفاعل مع الركيزة. للحصول على ترابط جيد للراتنج، من المهم تنظيف الراتنج قبل المعالجة وتطبيق المقدار المناسب من الضغط أثناء التشكيل. من الضروري التحكم في توافر المواد الغريبة في خط الإنتاج.

6. تباين اللمعان

تؤدي معدلات التبريد المتفاوتة أو التوزيع غير المتكافئ للمواد إلى تكوين لمعان غير متجانس وغير متساوٍ للهيكل. يتم استخدام حالة معالجة ثابتة وموحدة لحل هذه المشكلة. كما يمكن أن يؤدي تحسين تصميم القوالب مع تحسين قدرة الإدارة الحرارية إلى تحسين اتساق مستويات اللمعان.

أسباب عيوب حقن القوالب بالحقن واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

من المهم جدًا الوصول إلى السبب الجذري للمشكلة لمعرفة كيفية حلها. فيما يلي الأسباب الشائعة والتدابير المقابلة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها لـ 8 عيوب:

استراتيجيات الوقاية من عيوب حقن القوالب بالحقن

هناك العديد من استراتيجيات الوقاية كما هو موضح أدناه والتي من شأنها أن تساعد في القضاء على عيوب القولبة بالحقن أو تقليلها.

1. إعداد المواد

• يزيل هذا الأمر الرطوبة من المواد لمنع حدوث أشياء مثل الصقل الفضي أو التقرحات.
• يجب أن تكون المادة التي يجب استخدامها لتصنيع الراتنج من أعلى مستويات الجودة ولا تحتوي على أي ملوثات.

2. تصميم القالب

ضع في اعتبارك سمك الجدار الفردي لتجنب تشويه اللوح وتكوين علامات الحوض.

• يجب تضمين التهوية المناسبة لمنع ظهور علامات الحروق بالإضافة إلى مصائد الهواء.
• قم بتسهيل التدفق عبر البوابات أو ضع البوابات بطريقة تجعل كل شخص يحصل على عدد متساوٍ من الأشخاص في جانبه.

3. تحسين بارامتر العملية

• سجّل درجة حرارة الذوبان والضغط ووقت التبريد للتحقق من مدى تكرار قياسه.
• تقليل عيوب التدفق الناتجة من خلال التحكم في سرعة الحقن وضغط التعبئة.

4. صيانة المعدات

• افحص القوالب والماكينات بحثًا عن التلف بشكل متكرر.
• احرص على استبدال الأجزاء التالفة في أقرب وقت ممكن للحفاظ على المحاذاة الصحيحة والحد الأدنى من التباين.

5. التدريب والخبرة

• كما يجب أن تهيئ مشغلي التدريب لتحديد المشاكل المحتملة أثناء سيرهم في عملية الإنتاج.
• من الضروري المطالبة باتباع نهج أكثر فاعلية في إدارة الجودة.

6. الاختبار ووضع النماذج الأولية

• ضمان إجراء اختبارات السلامة على القوالب والعمليات أثناء تصميم المنتجات وفحص التصميم.
• ومع ذلك، من خلال تطبيق برنامج المحاكاة، يكون المرء في وضع يسمح له باكتشاف أو تحديد بعض المشاكل التي من المحتمل أن يواجهها عند تنفيذ الإنتاج الفعلي.

خاتمة

ختاماً، حقن القالب أداة قوية لتحديد نقاط القوة والضعف. العديد من هذه العيوب، على سبيل المثال، اللقطات القصيرة، والالتواء، والعيوب السطحية، كلها يمكن أن يكون لها تأثير مباشر على جودة المنتج ويمكن أن ترفع تكاليف التصنيع. عند التعامل مع مشكلات القوالب، من المهم معرفة السبب الجذري. بعد ذلك، فإن تطبيق الأساليب المناسبة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها والتركيز على تقليل حدوثها سيؤدي إلى إنتاج أجزاء خالية من العيوب. يجب أن ينصب التركيز بالفعل على التحسين واستخدام أنظمة إدارة الجودة المتطورة للحفاظ على مستوى إنتاج عالٍ.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي عيوب القولبة بالحقن الأكثر شيوعًا؟

تُعد الطلقات القصيرة، وعلامات الحوض، وعلامات الحوض، والالتواء، وخطوط اللحام، وعلامات الاحتراق، والومضات، والفراغات، والنفث من عيوب القولبة بالحقن التي يتم تحديدها على نطاق واسع.

2. ما هي التدابير المتبعة لتجنب علامات الغرق في القولبة بالحقن؟

من أجل تقليل علامات الحوض، وتحقيق سماكة متساوية للجدار، وتقليل فترة التبريد، د، وتعزيز ضغط التعبئة أثناء التشكيل.

3. ما هو سبب خطوط اللحام في الأجزاء المصبوبة؟

تحدث خطوط اللحام عندما لا تتصل جبهتا تدفق البلاستيك المنصهر بسلاسة بسبب انخفاض درجة حرارة الذوبان أو سوء تصميم التدفق.

4. هل من الممكن أن تؤدي الرطوبة المحتبسة في الراتنج إلى حدوث عيوب؟

نعم، يمكن أن تتسبب الرطوبة في حدوث عيوب مثل ما نعرفه عادةً بالخطوط الفضية والتقرحات. لذلك من الضروري تجفيف الراتينج قبل التشكيل لتفادي مثل هذه المشاكل.

5. كيف يساهم تصميم القالب في الحد من العيوب؟

تصميم القالب أمر بالغ الأهمية. تقلل عوامل مثل السماكة المتساوية للجدران، وأنظمة التهوية الصحيحة، ووضع البوابات من فرص حدوث أشياء مثل الاعوجاج، وخطوط الوميض، وعلامات الاحتراق.