تحظى عملية القولبة بالحقن بشعبية كبيرة بسبب قابليتها للتكرار. ويمكنها إنشاء آلاف الأجزاء المتطابقة في غضون ثوانٍ. وهي تستخدم القالب الذي يغير المادة المنصهرة إلى الشكل المطلوب. يلعب القالب دورًا أساسيًا في عملية القولبة بالحقن. ومع ذلك، يبدو أن الكثير من الناس ليس لديهم أي فكرة عندما يتعلق الأمر بمدة استمرار قالب الحقن.
قد تسمع الناس يقولون أن قوالب الحقن يمكن أن تدوم لعقود. هل هذا صحيح؟ من المثير للاهتمام أن طول عمر القالب يعتمد على عدة عوامل. يمكن أن يستمر في أي مكان من بضعة أشهر إلى عدة سنوات، اعتمادًا على هذه العوامل. في هذه المقالة، سأناقش جميع جوانب عمر القالب. لذا، دعونا نبدأ!
الملخص الأساسي لقوالب الحقن وعملها
قبل مناقشة دورة الحياة، دعونا نلقي نظرة شاملة على العفن.
القالب عبارة عن هيكل أو صينية مجوفة تتكون من تجاويف. يتشابه شكله وتصميمه مع المنتج المطلوب. وهو عبارة عن كتلة صغيرة يمكن ملؤها بالمواد ثم تشكيلها إلى أجزاء. يتكون القالب من عدة مكونات داخليةبما في ذلك العدائين، ونظام تبريد، ودبوس طرد. وهي مصنوعة من مواد قوية مثل الفولاذ أو الألومنيوم.
مما لا شك فيه أن القالب يلعب دورًا أساسيًا في عملية التشكيل بالحقن. فبدونه تكون عملية الحقن غير مكتملة. دعونا نناقش كيف يلعب القولبة بالحقن دورًا في صنع الأجزاء. في هذه العملية، يتم ملء المادة المنصهرة (البلاستيك) في هذا القالب. تبرد هذه المادة وتتصلب وتتخذ شكل القالب.
بمجرد أن تجف المادة المنصهرة، نقوم بإخراجها باستخدام مسمار طرد القالب. تذكر أن القالب يتكون من نصفين. عندما يتم ملء القالب، يتم إغلاق النصفين. وعند الحاجة إلى إخراج جزء ما، يمكن فتح نصفي القالب بسهولة. تصنيع القالب عملية معقدة، حيث أنها تتضمن العديد من المكونات.
يجب أن يكون شكل القالب مشابهًا لشكل الجزء الذي تريد إنتاجه. لذلك، يتم استخدام برنامج CAD لعمل تصميم القالب. تذكر، بالنسبة للأجزاء المختلفة، ستحتاج إلى قوالب متعددة. شكل قالب واحد مشابه لجزء واحد فقط. يجب أن يكون القالب متينًا وطويل الأمد، مما يسمح له بالتعامل مع الإنتاج بكميات كبيرة.
كم من الوقت يدوم قالب الحقن؟
لا توجد إجابة ثابتة على هذا السؤال. إن حياة قالب الحقن يعتمد على عدة عوامل.
يمكن أن يستمر العفن لمدة 5 إلى 8 سنوات إذا لم يتم استخدامه بشكل متكرر. ومع ذلك، إذا كان الاستخدام مكثفاً، يمكن أن يستمر العفن لمدة 1 إلى 3 سنوات. تذكر أن العناية والصيانة الدورية يمكن أن تعزز من عمر القالب. تؤثر مادة القالب أيضاً على عمره الافتراضي. القوالب الفولاذية متينة وتدوم لفترة أطول من قوالب الألومنيوم.
في المقام الأول، يحدد تكرار الاستخدام العمر الافتراضي للعفن. إذا كنت تستخدمين العفن مرة واحدة في الأسبوع، فسيكون على ما يرام لفترة طويلة. لن يبلى بسرعة. من ناحية أخرى، إذا كنت تستخدمه بشكل متكرر على مدار اليوم، سيبدأ في التلف. تذكر أن القالب مملوء بمادة منصهرة. هذه المادة ساخنة جدًا ويمكن أن تؤثر على القالب في كل مرة يلامسها.
فيما يلي جدول يوضح أنواع العفن وتكرار استخدامها وعمرها الافتراضي:
| نوع القالب | تواتر الاستخدام | العمر المتوقع (الوقت) |
| العفن قليل الاستخدام | من حين لآخر (عدة مرات في السنة) | من 5 إلى 8 سنوات فأكثر |
| قالب متوسط الاستخدام | أسبوعيًا أو شهريًا | من 2 إلى 5 سنوات |
| العفن عالي الاستخدام | يوميًا (الإنتاج الضخم) | من 6 أشهر إلى سنتين |
ومع ذلك، فإن الصيانة والعناية المنتظمة يمكن أن تزيد من عمر القالب. على سبيل المثال، يجب عليك تنظيف القالب بعد كل استخدام. وبالمثل، يجب تعريضه للرطوبة لفترة طويلة لمنعه من الصدأ. كل هذه الاحتياطات صغيرة، ولكن لها تأثير إيجابي على عمر القوالب. في المتوسط، تدوم القوالب لمدة 3 إلى 5 سنوات إذا تم استخدامها باستمرار.
دورة حياة قالب الحقن: كم عدد الدورات لكل قالب؟
معرفة العدد الإجمالي لدورات القالب هي أفضل طريقة لتقدير عمره الافتراضي. تشير الدورة الواحدة إلى استخدام واحد أو حالة واحدة. على سبيل المثال، تضع مادة منصهرة في قالب. تتصلب هذه المادة، وتتخذ شكل القالب، ثم يتم إخراجها منه. هذه دورة واحدة كاملة.
في المتوسط، يمكن أن يعطي القالب بسهولة حوالي 100,000 إلى 500,000 دورة. بل يمكن أن يخضع القالب لما يصل إلى مليون دورة خلال عمره الافتراضي. ومع ذلك، فإن هذه القوالب مصنوعة من مواد فولاذية عالية الجودة. وعلاوة على ذلك، يتم الاحتفاظ بها تحت الفحص، وتتم صيانتها الدورية على الفور.
كما قلت سابقًا، يعتمد عمر قالب الحقن على العديد من العوامل. وينطبق الشيء نفسه على دورات حياة القوالب. جمعية صناعة البلاستيك (SPI) قسمت القوالب إلى فئات مختلفة. تعتمد هذه الفئات على عدد الدورات التي يعطيها كل قالب. إليك الجدول الذي يوضح تلك الفئات:
| الفئة أو الفئة | العمر المتوقع (الطلقات) |
| 101 | 1 مليون دولار فأكثر |
| 102 | 500,000 - 1 مليون |
| 103 | 250,000 - 500,000 |
| 104 | < 100,000 |
| 105 | < 500 |
يتم استخدام القالب من الفئة 101 على نطاق واسع. وهي مصنوعة من مواد شديدة التحمل وتدوم لسنوات عديدة. ومن ناحية أخرى، القوالب من الفئة 104 أقل متانة ولا يمكن استخدامها إلا على نطاق أصغر. تذكر أن قوالب الفئة 105 هي نماذج أولية تستخدم لأغراض الاختبار. تقدم القوالب من كل فئة عدد محدد من الدورات.
العمر الافتراضي لقوالب حقن الصلب مقابل قوالب حقن الألومنيوم
مادة الفولاذ أقوى بكثير من الألومنيوم. ويمكنها تحمل الضغط الشديد والاستخدام المتكرر ودرجات الحرارة العالية. لذا، فإن القالب المصنوع من هذه المادة متين للغاية ويدوم لفترة أطول. تذكر أن الألومنيوم مادة تفتقر إلى القوة المثالية. وعند تعرضها للضغط بانتظام، يمكن أن تتعرض هذه المادة للتلف.
ولذلك، فإن القوالب المصنوعة من الألومنيوم أقل متانة ولها عمر افتراضي أقصر. كما أن تآكلها وتلفها سائد أيضًا. بشكل عام، تبدأ قوالب الألومنيوم في إظهار التلف بعد 10000 دورة. أما القوالب الفولاذية فيمكن أن تظل في حالة جيدة حتى بعد 500000 دورة. ومع ذلك، فإن مادة الفولاذ مكلفة، مما قد يكون عيبًا.
فيما يلي جدول يوضح المقارنة بين قوالب الصلب والألومنيوم:
| قالب فولاذي | قالب الألومنيوم |
| تدوم من 500,000 إلى 1 مليون دورة فأكثر | تدوم من 5,000 إلى 100,000 دورة |
| العمر الافتراضي من 5 إلى 10 سنوات فأكثر | العمر الافتراضي من 1 إلى 3 سنوات |
| باهظة الثمن مقدمًا | أرخص مقدمًا |
| أطول في التصنيع | أسرع في التصنيع |
| يحتاج إلى أدوات صيانة متقدمة | أسهل في التشغيل الآلي والإصلاح |
| تبريد أبطأ - زمن دورة أطول | تبريد أسرع - زمن دورة أقصر |
| الأفضل للإنتاج بكميات كبيرة | الأفضل لعمليات التشغيل منخفضة إلى متوسطة الحجم |
ما العوامل التي تؤثر على العمر الافتراضي لقوالب الحقن؟
كما ذكرنا سابقاً، يختلف عمر القالب باختلاف العوامل المختلفة. إذا كنت تتحكم في تلك العوامل، يمكن إطالة عمر القوالب والعكس صحيح. سأشرح في القسم أدناه تلك العوامل:
1- مادة القالب
تؤثر مادة القالب على متانته وعمره الافتراضي. وبصفة عامة، يعتبر الفولاذ والألومنيوم من المواد الشائعة المستخدمة في صناعة القوالب. القوالب الفولاذية متينة للغاية ويمكن أن تعطي دورات تزيد عن مليون دورة. تُستخدم أنواع مختلفة من الفولاذ، مثل P20 وP20 والستانلس ستيل في القوالب. قوالب الألومنيوم أقل متانة ويمكن أن تتحمل أقل من 100,000 دورة. أوصي باختيار القوالب الفولاذية إذا كنت ترغب في الإنتاج على نطاق واسع.
2- تصميم القالب وجودته
تحدد جودة القالب طول عمره. على سبيل المثال، القوالب عالية الجودة تأتي بتصميم سلس وتدوم لفترة أطول. تأتي مع تدفق متساوٍ للسوائل في تجاويفها. آلية تسخينها وتبريدها فعالة للغاية. هذه القوالب لا تبلى بسرعة. القوالب ذات قنوات التبريد غير الفعالة ستبقى تحت الحرارة لفترة طويلة. وسوف يقصر عمرها الافتراضي بسبب هذا التعرض المفرط للحرارة. القوالب ذات الجودة العالية مع التصميم الأمثل والعناية المناسبة هي أفضل مزيج.
3- ضغط الحقن ودرجة الحرارة
يمكن أن يؤدي الضغط ودرجة الحرارة غير المناسبة إلى تقليل عمر القوالب بشكل كبير. تذكر أن القالب يخضع للضغط ودرجة الحرارة عند استخدامه في القولبة بالحقن. إذا كان الضغط في القالب مرتفعًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في حدوث تشققات في القالب.
هذه الشقوق، مع مرور الوقت، تتوسع وتؤثر على العفن. وبالمثل، فإن درجات الحرارة المنخفضة جداً أو المرتفعة جداً تؤذي العفن أيضاً. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية، يمكن أن تضعف جدران وسطح القالب. وإذا كانت منخفضة للغاية، فلن تتدفق المادة المنصهرة بالتساوي، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط على بعض أجزاء القوالب.
4- الصيانة والتنظيف
الصيانة المناسبة هي عامل حاسم يمكن أن يزيد من عمر القالب. فكما تعلم، يخضع القالب لضغط ودرجة حرارة عالية ومواد بلاستيكية منصهرة في كل دورة. تترك المواد البلاستيكية بعض البقايا في القالب.
إذا بقيت هذه البقايا دون رادع، فإنها ستؤثر على جودة القوالب. علاوة على ذلك، يجب عدم تخزين القوالب في ظروف رطبة. إذا رأيت أي علامة على وجود صدأ، اتخذ خطوات فورية لإزالته. أوصي بشدة بالحفاظ على تشحيم مسمار الطرد. كل هذه الخطوات ستؤدي إلى إطالة عمر القوالب.
5- مهارة المشغل وخبرته
كما تلعب مهارة المشغل وخبرته دورًا في زيادة عمر القالب. إذا لم يكن المشغل ماهرًا، فقد يسيء التعامل مع القالب. بشكل عام، يقوم المشغل بضبط درجة الحرارة، والضغط، والمعلمات الأخرى حسب الحاجة.
إذا كان هذا الإعداد خاطئاً، سيتعرض القالب لظروف قاسية. ونتيجة لذلك، سوف يتأثر عمر القالب بشكل كبير. لنفترض أن المشغِّل يجبر الجزء على الخروج من القالب دون استخدام مسمار طرد. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تلف الأجزاء الداخلية للقوالب. لذلك، فإن وجود مشغل ماهر يساعد على زيادة العمر الافتراضي للقوالب.
6- الظروف البيئية
عادةً ما تكون القوالب التي تتعرض لظروف بيئية سيئة أقل متانة. لذلك تبدأ في التآكل بسرعة. حتى القوالب المصنوعة من مواد فولاذية عالية الجودة لا يمكن أن تزدهر في البيئات غير المواتية.
إذا ظل القالب معرضاً للرطوبة، يمكن أن يصدأ. يدعي بعض الناس أن القوالب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة للصدأ، وهذا صحيح بالفعل. ومع ذلك، فإن التعرض المستمر للرطوبة يمكن أن يؤدي إلى صدأ القالب. أوصي بشدة بتخزين القالب في أماكن جافة. علاوة على ذلك، يجب عليك منع الملوثات الأخرى من ملامسة القالب.
كيفية الحفاظ على قوالب الحقن لإطالة عمرها الافتراضي؟
بشكل عام، تدوم القوالب لمدة 1 إلى 3 سنوات في ظروف الاستخدام القاسية. ومع ذلك، إذا كنت تعتني بها، يمكن إطالة عمرها حتى 10 سنوات. إليك بعض النصائح الأساسية التي ستساعدك على إطالة عمر القوالب:
- أولاً، قم بتنظيف القالب بعد كل دورة. سيمنع ذلك تراكم بقايا البلاستيك أو المطاط.
- يتكون القالب من العديد من الأجزاء الداخلية. وتشمل هذه الأجزاء دبابيس الطرد، والشرائح، والأجزاء الأساسية المتحركة، وغيرها. يجب عليك الحفاظ على تشحيم جميع هذه الأجزاء لضمان التشغيل السلس.
- يتميز القالب بقنوات تبريد تقوم بتوجيه الماء. يجب عليك الحفاظ على نظافة هذه القنوات حتى يتحرك الماء بسلاسة. سيحافظ ذلك على القالب في درجة حرارة مثالية.
- إذا تعرض العفن للرطوبة لفترة طويلة، يمكن أن يتغير لونه ويصبح مظهره صدئاً. لذلك، من الأفضل الاحتفاظ بالقالب في أماكن جافة. علاوة على ذلك، يمكنك أيضًا وضع طبقة من الطلاء لحماية القالب من التآكل. يمكنك أيضًا استخدام رذاذ مضاد للصدأ على القالب كإجراء احترازي.
- عمليات الفحص المنتظمة هي المفتاح، لأنها تبقيك على علم بحالة القالب. بعد كل استخدام، افحص القالب بحثاً عن أي علامات تلف، مثل التغليف أو التشقق أو العيوب. إذا كان هناك أي منها، يجب أن تتصرف على الفور لإزالة هذا العيب. يساعد الفحص المنتظم في الحفاظ على القالب في حالة جيدة لفترة طويلة.
الخاتمة
دور القالب حاسم في عملية القولبة بالحقن. فالقالب المتين وطويل الأمد يجعل العملية أكثر فعالية من حيث التكلفة والعكس صحيح. بشكل عام، يمكن أن يدوم المنتج عالي الجودة لمدة تصل إلى 5 إلى 6 سنوات، شريطة أن تتم صيانته جيدًا. وسوف يقدم حوالي 500000 دورة في عمره الافتراضي.
تذكري، إذا لم تحافظي على العفن، فقد يتلف بسرعة. لماذا؟ لأنه يواجه حرارة وضغط شديدين في كل دورة. تؤثر عوامل متعددة على العمر الافتراضي لقالب الحقن. وتشمل هذه العوامل مادة القالب، والتصميم، والصيانة الشاملة. في القسم الختامي، ستجد أيضًا بعض النصائح العملية التي تساعد على إطالة عمر القوالب.