القالب البلاستيكي هو نوع من الأدوات المستخدمة في معالجة المنتجات البلاستيكية، والتي تعطي المنتجات البلاستيكية تكوينًا كاملاً وحجمًا دقيقًا. القوالب البلاستيكية لها أنواع وهياكل مختلفة، تعتمد بشكل رئيسي على أنواع البلاستيك، طرق المعالجة وهيكل المنتجات البلاستيكية. القالب البلاستيكي هو نوع من القوالب البلاستيكية، والتي تستخدم على نطاق واسع في قولبة الضغط، قولبة البثق، قولبة الحقن، قولبة النفخ وقولبة الرغوة المنخفضة.
يتكون القالب البلاستيكي العام من جزأين، القالب المتحرك والقالب الثابت، يتم تركيب القالب المتحرك على قالب التحريك لآلة الحقن، ويتم تركيب القالب الثابت على قالب التثبيت لآلة الحقن. أثناء الحقن، يتم إغلاق القالب المتحرك والقالب الثابت لتشكيل نظام الصب والتجويف، وعند فتح القالب، يتم فصل القالب المتحرك والقالب الثابت من أجل إخراج المنتجات البلاستيكية.
1. تصنيف القوالب البلاستيكية
وفقًا لطرق التشكيل المختلفة، يمكن تقسيم أنواع قوالب معالجة البلاستيك وفقًا لمتطلبات العملية المختلفة، وتشمل بشكل رئيسي قوالب الحقن، قوالب البثق، قوالب التشكيل بالفراغ، قوالب تشكيل البوليسترين عالي التمدد، إلخ.
1.1 قالب الحقن البلاستيكي
قالب الحقن البلاستيكي هو القالب الأكثر استخدامًا في إنتاج الأجزاء البلاستيكية الحرارية. المعدات المقابلة لقوالب الحقن البلاستيكية هي آلة الحقن البلاستيكية. يتم تسخين البلاستيك أولاً ويذوب في برميل التسخين في أسفل آلة الحقن. ثم، مدفوعًا بواسطة المسمار أو المكبس في آلة الحقن، يدخل تجويف القالب عبر فوهة آلة الحقن ونظام الصب في القالب، يتم تبريد البلاستيك ويتصلب ليشكل، ويتم إزالة المنتج النهائي من القالب.
عادة ما تتكون قوالب الحقن البلاستيكية من أجزاء التشكيل، أنظمة الصب، أجزاء التوجيه، آليات الطرد، أنظمة ضبط درجة الحرارة، أنظمة العادم، الأجزاء الداعمة، إلخ. مواد التصنيع عادة ما تستخدم وحدات فولاذ قوالب البلاستيك. المواد المستخدمة بشكل شائع هي بشكل رئيسي الفولاذ الكربوني الهيكلي، الفولاذ الكربوني للأدوات، الفولاذ السبائكي للأدوات، الفولاذ عالي السرعة، إلخ.
طريقة معالجة القولبة بالحقن عادة ما تكون مناسبة فقط لإنتاج المنتجات البلاستيكية الحرارية. المنتجات البلاستيكية التي يتم إنتاجها بواسطة عملية القولبة بالحقن واسعة جدًا، بدءًا من الضروريات اليومية إلى مختلف الآلات المعقدة، الأجهزة الكهربائية، أجزاء النقل، إلخ، كلها تتشكل باستخدام قوالب الحقن. إنها الطريقة الأكثر استخدامًا في إنتاج المنتجات البلاستيكية.
1.2 قوالب الضغط البلاستيكية
تشمل قوالب الضغط البلاستيكية نوعين من القوالب الهيكلية: قولبة الضغط وقولبة الحقن بالضغط. إنها نوع من القوالب المستخدمة بشكل رئيسي لتشكيل البلاستيكات الحرارية، والمعدات المقابلة لها هي آلة قولبة الضغط.
طريقة قولبة الضغط وفقًا لخصائص البلاستيك، سيتم تسخين القالب إلى درجة حرارة التشكيل (عادة بين 103 درجة - 108 درجة)، ثم يتم وضع مسحوق البلاستيك المقاس في تجويف القالب وغرفة الشحن، يتم إغلاق القالب، البلاستيك تحت تأثير الحرارة العالية، الضغط العالي يصبح لزجًا ويتدفق، بعد فترة معينة من الزمن بعد التصلب والتشكيل، يصبح المنتج بالشكل المطلوب. قولبة الحقن بالضغط وقولبة الضغط تختلف عن غرفة الشحن المنفصلة، يتم إغلاق القالب قبل التشكيل، البلاستيك في غرفة الشحن يكمل التسخين المسبق ويصبح في حالة تدفق لزج، يتم ضغطه تحت الضغط إلى تجويف القالب، يتصلب ويتشكل.
يتكون قالب الحقن بالضغط بشكل رئيسي من تجويف، غرفة الشحن، آلية التوجيه، أجزاء الإطلاق، نظام التسخين، إلخ. قوالب الحقن بالضغط تستخدم على نطاق واسع في تغليف المكونات الكهربائية. المواد المستخدمة في تصنيع قوالب الضغط هي أساسًا نفس المواد المستخدمة في قوالب الحقن.
1.3 قالب البثق البلاستيكي
قالب البثق البلاستيكي يستخدم لتشكيل إنتاج المنتجات البلاستيكية ذات الشكل المستمر، والمعروف أيضًا باسم رأس البثق، يستخدم على نطاق واسع في الأنابيب، القضبان، الخيوط الأحادية، الصفائح، الأفلام، تغطيات الأسلاك والكابلات، البروفيلات وغيرها من المعالجة.
مع قالب البثق البلاستيكي المقابل لمعدات الإنتاج هو آلة البثق البلاستيكية، المبدأ هو أن البلاستيك الصلب في ظروف التسخين وضغط دوران المسمار في آلة البثق، يذوب، يتلدن، يمر عبر فم القالب ذو الشكل المحدد ويصنع المنتجات البلاستيكية المستمرة ذات الشكل المقطع العرضي والشكل نفسه لفم القالب.
مواد تصنيع قوالب البثق البلاستيكية هي بشكل رئيسي الفولاذ الكربوني الهيكلي، أدوات السبائك، إلخ. بعض قوالب البثق التي تحتاج إلى أجزاء مقاومة للتآكل سيتم أيضًا تضمينها بالماس ومواد مقاومة للتآكل الأخرى. عملية البثق عادة ما تكون مناسبة فقط لإنتاج المنتجات البلاستيكية الحرارية، هيكلها وقوالب الحقن وقوالب الضغط لها اختلافات واضحة.
1.4 قالب النفخ البلاستيكي
قالب النفخ البلاستيكي يستخدم لتشكيل المنتجات البلاستيكية المجوفة (مثل زجاجات المشروبات، الضروريات اليومية وغيرها من حاويات التعبئة والتغليف). شكل النفخ وفقًا لمبدأ العملية يشمل بشكل رئيسي النفخ بالبثق، النفخ بالحقن، النفخ بالحقن، النفخ بالحقن والتمديد (المعروف عادةً باسم "الحقن والسحب والنفخ")، النفخ متعدد الطبقات، النفخ بالصفائح وغيرها من عمليات النفخ. المعدات المقابلة لنفخ المنتجات المجوفة عادة ما تسمى آلة النفخ البلاستيكية، والنفخ ينطبق فقط على إنتاج المنتجات البلاستيكية الحرارية. هيكل قوالب النفخ بسيط نسبيًا، والمواد المستخدمة هي في الغالب مصنوعة من الكربون.
1.5 قالب التشكيل بالفراغ البلاستيكي
قالب التشكيل بالشفط هو قالب يستخدم لتشكيل بعض المنتجات البلاستيكية البسيطة من صفائح البلاستيك، مبدأه هو استخدام طريقة التشكيل بالفراغ أو طريقة التشكيل بالهواء المضغوط لجعل الصفائح البلاستيكية المثبتة في القالب المقعر أو المحدب، في حالة التسخين والتشوه اللين والالتصاق في تجويف القالب للحصول على المنتجات المشكلة المطلوبة، يستخدم بشكل رئيسي في إنتاج بعض الضروريات اليومية، الطعام، الألعاب، منتجات التعبئة والتغليف. قالب التشكيل بالفراغ لتشكيل الضغط منخفض، لذلك المواد المستخدمة في الغالب هي الألومنيوم المصبوب أو المواد غير المعدنية، هيكله بسيط نسبيًا.
1.6 قوالب تشكيل البوليسترين عالي الرغوة
قالب البوليسترين عالي الرغوة هو نوع من القوالب التي تطبق المادة الخام من البوليسترين القابل للتوسيع (مادة حبيبية تتكون من البوليسترين وعامل النفخ) لتشكيل مواد تغليف رغوية مختلفة بالأشكال المطلوبة. المبدأ هو أن البوليسترين القابل للتبخر يمكن تشكيله بالبخار داخل القالب، بما في ذلك نوعين من القوالب اليدوية البسيطة وقوالب الرغوة الهيدروليكية المستقيمة، والتي تُستخدم بشكل رئيسي لإنتاج منتجات التغليف للبضائع الصناعية. المادة المستخدمة في تصنيع هذا النوع من القوالب هي الألومنيوم المصبوب، الفولاذ المقاوم للصدأ، البرونز وما إلى ذلك.
2. مبدأ عمل القالب البلاستيكي
يتكون القالب البلاستيكي عمومًا من مقعد القالب (القالب الثابت)، نواة القالب (القالب المتحرك)، دبوس القاذف، قضيب القاذف ومكونات أخرى. مبدأ عمله هو أن المادة البلاستيكية يتم تسخينها وذوبانها وحقنها في القالب، ثم تتشكل بواسطة الضغط ودرجة الحرارة وعوامل أخرى.
في الخطوة الأولى، يتم تسخين المادة البلاستيكية إلى درجة حرارة معينة بحيث تصبح منصهرة ويمكن حقنها في القالب.
في الخطوة الثانية، يتم حقن المادة البلاستيكية في الحالة المنصهرة في القالب.
الخطوة الثالثة، انتظر حتى تتصلب المادة البلاستيكية وتتشكل، وقم بإخراج المنتج النهائي.
3. عملية صنع القالب البلاستيكي
يمكن تقسيم إنتاج القوالب البلاستيكية إلى ثلاث مراحل: تصميم القالب، معالجة القالب وتجربة القالب. من بينها، يعد تصميم القالب أحد الروابط الأكثر أهمية، حيث يحتاج إلى النظر بشكل كامل في الشكل والحجم والسماكة والبنية والعوامل الأخرى للمنتجات البلاستيكية، وتصميم بنية القالب المناسبة وفقًا للاحتياجات الفعلية.
مرحلة معالجة القالب، تحتاج إلى الاعتماد على معدات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ومجموعة متنوعة من أدوات القطع لإكمالها. عادةً ما تكون دقة معالجة القوالب عالية جدًا لضمان أن تكون جودة المنتجات البلاستيكية النهائية المنتجة جيدة.
مرحلة تجربة القالب هي للتحقق مما إذا كان القالب يعمل بشكل صحيح، عادةً باستخدام المواد الخام البلاستيكية لتجربة القالب للتحقق مما إذا كان القالب يلبي احتياجات الإنتاج الفعلية.
4. متطلبات المواد للقالب البلاستيكي
ظروف عمل القوالب البلاستيكية وقوالب التثقيب البارد مختلفة، حيث يتعين عليها العمل عادةً عند درجة حرارة 150 درجة مئوية - 200 درجة مئوية، بالإضافة إلى ضغط معين، يجب أيضًا أن تتحمل تأثيرات درجة الحرارة. وفقًا لظروف استخدام قوالب التشكيل البلاستيكية، سيتم تلخيص متطلبات الأداء الأساسية لفولاذ القوالب البلاستيكية بطرق معالجة مختلفة أدناه.
- صلابة سطحية كافية ومقاومة للتآكل
عادةً ما تكون صلابة القالب البلاستيكي أقل من 50-60HRC، بعد المعالجة الحرارية للقالب يجب أن يكون لديه صلابة سطحية كافية لضمان أن يكون للقالب صلابة كافية. القالب أثناء العمل بسبب ملء وتدفق البلاستيك يتحمل ضغطًا انضغاطيًا أكبر واحتكاكًا، يتطلب من القالب الحفاظ على دقة الشكل واستقرار دقة الأبعاد، لضمان أن يكون للقالب عمر خدمة كافٍ. تعتمد مقاومة التآكل للقالب على التركيب الكيميائي للفولاذ وصلابة المعالجة الحرارية، لذا فإن تحسين صلابة القالب يساهم في تحسين مقاومة التآكل.
- قابلية معالجة ممتازة بالقطع
معظم قوالب التشكيل البلاستيكية، بالإضافة إلى معالجة EMD تحتاج أيضًا إلى إجراء كمية معينة من معالجة القطع وإصلاح المشابك. من أجل إطالة عمر أدوات القطع، وتحسين أداء القطع وتقليل خشونة السطح، يجب أن تكون صلابة الفولاذ للقوالب البلاستيكية مناسبة.
- أداء جيد في التلميع
المنتجات البلاستيكية عالية الجودة، تتطلب أن تكون قيمة خشونة سطح التجويف صغيرة. على سبيل المثال، تتطلب قيمة خشونة سطح تجويف الحقن أن تكون أقل من مستوى Ra0.1 ~ 0.25، وتتطلب السطح البصري Ra<0.01nm، ويجب تلميع التجويف لتقليل قيمة خشونة السطح. لهذا السبب، يتطلب اختيار الفولاذ أن يكون به شوائب أقل، وأن تكون البنية الدقيقة متجانسة، ولا يوجد اتجاه للألياف، ويجب ألا تظهر عيوب الحفر أو قشر البرتقال أثناء التلميع.
- استقرار حراري جيد
أجزاء قوالب الحقن البلاستيكية غالبًا ما تكون ذات شكل معقد، يصعب معالجتها بعد التصلب، لذا يجب محاولة استخدام استقرار حراري جيد، عندما تكون عملية تشكيل القالب بعد المعالجة الحرارية بسبب معامل التمدد الخطي صغير، يكون تشوه المعالجة الحرارية صغيرًا، معدل التغير في الأبعاد الناجم عن اختلاف درجة الحرارة صغير، التنظيم المعدني وأبعاد القالب مستقرة، يمكن تقليل أو عدم الحاجة إلى المعالجة مرة أخرى، يمكن ضمان دقة أبعاد القالب ومتطلبات خشونة السطح.
5. استخدام القالب البلاستيكي
تُستخدم القوالب البلاستيكية في تصنيع الضروريات اليومية، والتصنيع الصناعي، والأجهزة الطبية، وصناديق التغليف البلاستيكية وغيرها من المجالات.
- تصنيع الضروريات اليومية. تُستخدم القوالب البلاستيكية على نطاق واسع في تصنيع الضروريات اليومية، مثل الأكواب البلاستيكية، الأوعية البلاستيكية، العصي البلاستيكية وما إلى ذلك.
- التصنيع الصناعي. تلعب القوالب البلاستيكية أيضًا دورًا مهمًا في التصنيع الصناعي. على سبيل المثال، تصنيع السيارات،
