القولبة بالحقن هي إحدى الطرق الشائعة لإنتاج الأجزاء البلاستيكية. من الألعاب وأغلفة الهواتف إلى قطع غيار السيارات، يتم تصنيع عدد لا يحصى من المنتجات اليومية باستخدام هذه الطريقة. يتم استخدام معدات خاصة مثل "القالب" لتصنيع جميع هذه العناصر. ومع ذلك، هناك عدة أنواع من قوالب الحقن؛ يختلف كل منها في التصميم والحجم والشكل.
على سبيل المثال، بعض القوالب بسيطة وتستخدم للمنتجات الأساسية. ومع ذلك، يمكن لبعض القوالب إنشاء أجزاء معقدة ومعقدة. وبالتالي، فإن فهم هذه الأنواع أمر بالغ الأهمية لأي شخص يعمل في تصميم المنتجات. هل أنت ممن يواجهون صعوبة في التمييز بين أنواع القوالب؟ لا تقلق! ستجعل هذه المقالة الأمور سهلة من خلال استكشاف بعض أنواع القوالب الشائعة. لذا، لنبدأ!
ما هو قالب الحقن؟
قالب الحقن هو أداة خاصة تستخدم في عملية التشكيل بالحقن. وله نصفان يجتمعان معاً لتشكيل تجويف مجوف بالداخل. يتم تشكيل هذا التجويف المجوف على شكل المنتج النهائي. يتم حقن المادة الساخنة والمنصهرة في القالب. وعند التبريد، تصبح المادة صلبة وتأخذ شكل القالب.
وبمجرد أن يصبح المنتج النهائي جاهزًا، يُفتح القالب ويخرج. يستعد هذا القالب للدورة التالية، والتي تستمر حتى الوصول إلى الكمية المطلوبة. ونظراً لأن القوالب يجب أن تتحمل الضغط والحرارة العالية، فإنها تُصنع قوية. وتشمل المواد الشائعة المستخدمة في القوالب الفولاذ والألومنيوم والفولاذ عالي الكربون.
كما تُصنع قوالب الحقن بدقة باستخدام تقنيات خاصة مثل التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي. وذلك لأن دقة القالب تحدد دقة المنتج. إذا كان القالب دقيقًا، فإن المنتج النهائي يكون له الحجم والشكل والسطح الأملس الصحيح. أخيرًا، لا تقتصر هذه القوالب على إنتاج الأجزاء البلاستيكية فحسب، بل يمكنها أيضًا التعامل مع مجموعة متنوعة من مواد القولبة بالحقن.
المكونات الرئيسية لقالب الحقن
يحتوي قالب الحقن على نصفين. ومع ذلك، يحتوي هذان النصفان على عدة أجزاء تساهم في الإنتاج الدقيق للعناصر. دعونا نلقي نظرة سريعة على هذه الأجزاء.
- قاعدة القالب: إنه الجزء الخارجي الذي يحمل جميع الأجزاء الأخرى. وهو يعمل كإطار ويدعم جسم القالب ويحاذيه.
- التجويف (الجانب أ): وهي المساحة المجوفة التي يتم فيها حقن المادة المنصهرة. هذا الجزء مسؤول عن صنع الشكل الخارجي للمنتج.
- اللب (الجانب ب): وهو الجزء المرتفع الذي يشكل السطح الداخلي للمنتج. ويقع عادةً في النصف الخلفي من القالب.
- نظام العداء والبوابة: العدائين هي القنوات التي توجه المادة المنصهرة. يساعدها شانيل على تشغيلها من نقطة الحقن إلى التجويف. ومع ذلك، فإن البوابات عبارة عن فتحات صغيرة. تتحكم في التدفق إلى كل جزء من التجويف.
- نظام القاذف: يتضمن نظام القاذف دبابيس. تدفع هذه المسامير الجزء المقولب للخارج بعد أن يبرد.
أنواع قوالب الحقن
كما قلت أعلاه، يأتي قالب الحقن بأنواع مختلفة. تختلف كل هذه الأنواع في عدة جوانب، وفهمها أمر بالغ الأهمية للحصول على نتائج دقيقة. دعنا نتعمق ونستكشف بعض الأنواع الشائعة من قوالب الحقن مع مواصفاتها.
1- قالب من طبقتين
وهو أكثر أنواع قوالب الحقن شيوعاً وأساساً. ويطلق عليه اسم اللوحين لأنه يحتوي على جزأين: الجانب الأساسي وجانب التجويف. الجانب الأساسي هو النصف المتحرك بينما جانب التجويف ثابت. يجتمع هذان النصفان معاً لصنع تجويف مجوف من الداخل. كما أنها تحتوي على قنوات خاصة تسمى سبرو، والتي تؤدي إلى العدائين.
عندما تقوم بحقن المادة المنصهرة، فإنها تتبع هذا المسار وتصل إلى التجويف. وعند التبريد، يتم الحصول على المنتج على شكل القالب الدقيق. ومع ذلك، لا تحتوي القوالب ثنائية الطلاء على هيكل معقد. لذلك، فهي مثالية للمنتجات ذات التصميم الأساسي والبسيط مثل الأزرار والأغطية.
2- قالب ثلاثي القوالب
القالب ثلاثي الألواح هو قالب حقن متطور مقارنة بالقالب ثنائي الألواح. وكما يوحي الاسم، فإنه يحتوي على ثلاثة أجزاء بدلاً من اثنين. وتشمل هذه الأجزاء لوحة تجويف، ولوحة قلبية، ولوحة عداء. هذا الجزء الإضافي يجعلها مرنة للأجزاء المعقدة وتوفر تشطيبات أنظف.
كيف؟ في الواقع، في القوالب ذات الصفيحتين، يجتمع الجزء البلاستيكي والعدّاء معًا. ولكن في القوالب ثلاثية الألواح، يفتح القالب في مكانين. مرة يطلق العداء المتبقي ومرة أخرى يطلق الجزء النهائي. وبهذه الطريقة، يكون المنتج النهائي أكثر نظافة وسلاسة.
إضاءة سريعة: العداء هو القناة الصغيرة داخل قالب الحقن. وهي توجه المادة المنصهرة من الماكينة إلى تجويف القالب. ومع ذلك، بعد تبريد المادة، يصبح العداء بلاستيكًا صلبًا. لذلك، يجب إزالته أو إعادة تدويره لتحسين كفاءة المنتج.
3- قالب العداء الساخن
إنه نوع خاص من قوالب الحقن حيث تبقى المادة ساخنة وتذوب داخل النظام طوال الوقت. ويستخدم هذا النظام قنوات معدنية ساخنة بدلاً من القنوات الباردة العادية. توجه هذه القنوات الساخنة المواد المنصهرة مباشرةً إلى التجويف. وأثناء عملية النقل هذه، لا تبرد المواد أثناء عملية النقل هذه، لا تبرد المواد لتكوين عدّادات نفايات.
هذا يقلل من هدر المواد ويجعل قولبة بالحقن فعالة من حيث التكلفة. وعلاوة على ذلك، تأتي هذه القوالب في نوعين أساسيين. الأول هو قالب عداء ساخن مفتوح تتدفق فيه المواد بحرية في الجزء. أما النوع الثاني فهو قالب عداء ساخن ذو بوابة صمام. يستخدم هذا النوع دبوسًا خاصًا للتحكم في تدفق المواد.
4- العفن العائلي
القالب العائلي هو نوع آخر من القوالب التي يمكنها إنتاج جزأين مختلفين أو أكثر في دورة واحدة. وعادة ما تكون هذه الأجزاء مترابطة أو تستخدم في نفس المنتجات. ولهذا السبب يُعرف باسم القالب العائلي. ولكن كيف يعمل؟ يحتوي القالب العائلي على تجاويف متعددة. كل تجويف من هذه التجاويف له شكل مختلف.
يتم إنشاء منتجات مختلفة الأشكال في وقت واحد عند صب المواد المنصهرة في التجاويف. ومع ذلك، أوصي باستخدام نفس المادة لكل تجويف. يمكن أن تتسبب المواد المختلفة في حدوث اختلاط بين المواد المختلفة وتعطل المنتج. وعلاوة على ذلك، نظرًا للإنتاج المتزامن للأجزاء المختلفة، فإن هذا القالب يوفر الوقت والمال.
5- قالب المكدس
القالب المكدس هو نوع من قوالب الحقن ذات طبقات تجويف متعددة. تتكدس كل هذه التجاويف على بعضها البعض مثل الساندويتش، ولهذا السبب سُمي بهذا الاسم. ومع ذلك، يمكن أن يكون شكل هذه التجاويف متماثل أو مختلف. هناك وحدة حقن واحدة فقط، مما يعني أنه يتم حقن المادة المنصهرة من خلال نقطة واحدة.
يتبع مسار القناة ويصل إلى طبقات مختلفة من التجويف. تتيح هذه الميزة إمكانية إنشاء عدة منتجات في نفس الوقت. وبهذه الطريقة، يمكنك مضاعفة الإنتاج دون الاستثمار في ماكينات إضافية. ولهذا السبب يثبت القالب المكدس أيضًا أنه موفر للوقت وفعال من حيث التكلفة.
6- إدراج القالب
قالب إدراج القالب هو نوع قالب متخصص يوفر تنوعًا في الاستخدامات. كيف؟ يتم وضع الجزء المصنوع مسبقاً أولاً في القالب في عملية التشكيل الإدخالي. يُعرف هذا الجزء باسم قالب الإدخال. يمكن أن يكون مصنوعًا من مواد أخرى غير البلاستيك. والآن، عندما تقوم بحقن البلاستيك المنصهر في القالب، فإنه يلتصق بالقالب المدرج.
ونتيجة لذلك، ستحصل على مادتين في منتج واحد. هذه القوالب هي أفضل طريقة لصنع منتجين من مادتين مختلفتين. علاوة على ذلك، تتميز هذه القوالب أيضًا بخيوط. لذا يمكنك أيضًا صنع أجزاء متينة بميزات إضافية. وهذا يوفر الوقت والمال على المدى الطويل.
7- فك القالب
القوالب غير الملولبة مصممة خصيصًا لصنع أجزاء ذات خيط، مثل أغطية الزجاجات والأغطية. تحتوي هذه الأجزاء على أخاديد تسمح لها بالبراغي على شيء آخر لإنشاء ختم. تُصنع هذه الأخاديد عن طريق فك القوالب الملولبة. كيف؟ تحتوي هذه القوالب على تجاويف خيطية على شكل أخاديد. عندما تقوم بحقن المواد في هذه التجاويف، فإنها تتخذ نفس شكل الخيط.
ومع ذلك، فإن المفتاح في هذه القوالب هو الفك. لا تقوم هذه القوالب بسحب الجزء على الفور. وبدلاً من ذلك، فإنها تفك الجزء برفق ثم تقوم بإخراجه. هذه الخطوة ضرورية لمنع حدوث أي تلف للمنتج. لهذا الغرض، تستخدم هذه القوالب محركات هيدروليكية لتدوير أو فك أجزاء القالب.
8- القالب ذو الطلقتين
قالب ثنائي الطلقاتوالمعروف أيضًا باسم قالب 2K، يصنع جزءًا باستخدام مادتين أو لونين مختلفين. دعني أبسط دورها بعبارات بسيطة. تحتوي هذه القوالب على تجويفين. أولاً، تقوم بحقن مادة واحدة في القالبين. ثم، يدور القالب نفسه ويحاذي التجويف الثاني. والآن، تقوم بحقن المادة الثانية في القالب.
يدور القالب ذو اللقطتين مرة أخرى، وترتبط المادة الثانية بالأولى. وعند التبريد، تحصل على منتج من مادتين أو لونين كوحدة واحدة. ومع ذلك، تستخدم هذه القوالب ماكينات حقن خاصة. تحتوي هذه الماكينات على برميلين لحقن المواد المختلفة. وبشكل عام، تقدم هذه القوالب منتجات ذات جودة عالية وتوفر الوقت وتكاليف العمالة الإضافية.
9- قالب الحقن بمساعدة الغاز
قالب الحقن بمساعدة الغاز هو نوع آخر من القوالب الخاصة التي تتعامل مع الغاز المساعد. في عملية القولبة، عندما يتم حقن البلاستيك، تظل بعض الزوايا غير مملوءة داخل القالب. يحدث هذا بسبب السماكة الإضافية للمادة المنصهرة. ومع ذلك، يجب ملء هذه الزوايا المجوفة لضمان الحجم والشكل الدقيق للمنتج النهائي.
لهذا الغرض، يقوم المصنعون بإدخال غاز مساعد، عادةً ما يكون النيتروجين، داخل القالب. يدفع هذا الغاز المادة الساخنة إلى زاوية القالب ويملأ الفراغات الفارغة. ونتيجة لذلك، يتم إنتاج الجزء النهائي بدون أي جزء فارغ. بالنسبة لهذه الأسعار والأشكال الخالية من العيوب، فإن هذه القوالب المدعومة بالغاز مفيدة. وبفضل تصميمها وموادها الفريدة من نوعها، يمكنها بسهولة التعامل مع غاز النفخ وضغطه.
10- قالب النموذج الأولي
قوالب النماذج الأولية هي قوالب مؤقتة أو تجريبية. وتُستخدم لصنع أعداد صغيرة من المنتجات قبل بدء الإنتاج الكامل. وبالتالي، فهي تستخدم في المقام الأول لاختبار المنتجات قبل استثمار الأموال في منتجات نهائية باهظة الثمن ودائمة. تتميز القوالب النموذجية بشكل أساسي بتصميمات بسيطة للغاية.
وهي لا تتضمن الكثير من التفاصيل ومصنوعة من الفولاذ أو الألومنيوم، لذا فهي تأتي بأسعار أقل أيضاً. تكشف قوالب النماذج الأولية عن الخطأ في وقت مبكر. وهذا يوفر المال والوقت قبل الاستثمار في الإنتاج على نطاق واسع. وبالتالي، أصبحت خيارًا شائعًا بين الصناعات واسعة النطاق.
ما هي العوامل التي تحدد نوع القالب الذي يجب استخدامه؟
يعد اختيار النوع الصحيح من قوالب الحقن أمرًا بالغ الأهمية في التصنيع. فالقالب الخاطئ يضيع الوقت ويؤدي إلى ضعف جودة المنتج وإهدار المواد. ومع ذلك، يمكن أن تساعدك بعض العوامل في تحديد النوع الصحيح من القالب. دعونا نناقش هذه العوامل في هذا القسم.
- تصميم الجزء: أولاً، يجب أن تفهم تصميم الجزء. إذا كان بسيطًا، ففكر في القالب الأساسي ثنائي الألواح. ومع ذلك، بالنسبة للخصائص المعقدة مثل الخيوط، استخدم القوالب ثلاثية الألواح.
- المواد المستخدمة: تتصرف المواد المختلفة بشكل مختلف عند حقنها أو صهرها. فبعضها سهل الذوبان، بينما يتطلب البعض الآخر درجات حرارة عالية. بالنسبة لمثل هذه المواد، تعمل القوالب الساخنة بشكل جيد.
- حجم الإنتاج: يؤثر عدد الأجزاء المطلوبة أيضًا على نوع القالب. إذا كنت تصنع عينات من المنتجات، فاختر القوالب النموذجية. ومع ذلك، بالنسبة للإنتاج بكميات كبيرة، يمكن الاعتماد على القوالب العائلية أو القوالب المكدسة.
- تشطيب السطح وجودة القطعة: يجب أن تبدو بعض المنتجات ناعمة ولامعة. في مثل هذه الحالة، يكون القالب الذي يسمح بالبوابات المركزية مثاليًا. يجب عليك استخدام القوالب التي تعمل بالغاز والقوالب ثلاثية الطلاء.
- التكلفة والميزانية: كل نوع من القوالب له أسعار مختلفة. يعتمد اختيارك على ميزانيتك وكمية المنتج. إذا كانت ميزانيتك محدودة والقطعة بسيطة، اختر القوالب ذات القوالب الساخنة. ومع ذلك، فإن القوالب المتقدمة مثل القوالب ثنائية الطلقات هي الأفضل للتفاصيل والتوفير على المدى الطويل.
الأسئلة المتداولة
هل يمكن إعادة استخدام قوالب الحقن؟
نعم، يمكن إعادة استخدام قوالب الحقن، وهي واحدة من أهم مزاياها. فهي مصممة خصيصًا لاستخدامها مرارًا وتكرارًا. بمجرد أن يصبح القالب جاهزًا، يمكنك استخدامه آلاف المرات لصنع المنتجات.
لماذا بعض قوالب الحقن باهظة الثمن؟
بعض قوالب الحقن باهظة الثمن لأنها تحتاج إلى أن تكون دقيقة وقوية. ولهذا الغرض، يتم تصنيعها باستخدام تقنيات خاصة مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد. تتطلب هذه الطرق عمالة متمرسة ومواد باهظة الثمن. ولهذا السبب ترتفع التكلفة الإجمالية لبعض القوالب المعقدة والطويلة الأمد.
كم من الوقت يدوم قالب الحقن؟
يعتمد عمر قالب الحقن على مادته وتصميمه. بعض القوالب مصنوعة من مواد قوية، مثل الفولاذ المقوى. ويمكن أن تستمر لمدة 500,000 إلى أكثر من مليون دورة. ومع ذلك، فإن الصيانة المناسبة ضرورية أيضًا لإطالة عمرها الافتراضي.
الخاتمة
يلعب القولبة بالحقن دورًا حيويًا في التصنيع الحديث. فهي تساعد في صناعة كل شيء بدءًا من المنتجات ذات الاستخدام اليومي وحتى الأدوات الصناعية. وفي قلب هذه العملية، تحدد أداة القالب دقة المنتج النهائي وشكله. في هذه المقالة، رأينا عدة أنواع من قوالب الحقن.
كل هذه الأنواع تختلف في التصميم والمعالجة. على سبيل المثال، بعض القوالب لها تصميم بسيط وتصنع منتجات أساسية. ومع ذلك، فإن بعضها متخصص في صناعة الأجزاء المعقدة والمعقدة. تحدد دقة هذه القوالب دقة المنتجات النهائية. لذلك، يتم تصنيعها باستخدام تقنيات خاصة. وأخيرًا، بمجرد أن يصبح القالب جاهزًا، يمكنك استخدامه مرارًا وتكرارًا.