ما الذي يسبب تراكم القوالب في عملية بثق البلاستيك وكيف يمكنك منع ذلك؟

يُعد تراكم القوالب، الذي يشار إليه غالبًا باسم سيلان لعاب القالب أو نزف القالب أو خروج الصفيحة، تحديًا متكررًا في بثق البلاستيك الذي يمكن أن يضر بجودة المنتج ويعيق كفاءة الإنتاج. تحدث هذه الظاهرة عندما تتراكم المواد على القالب، خاصةً عند مخرج القالب أو بالقرب منه، بسبب عوامل مثل تصميم القالب, خواص المواد¹أو ظروف العملية. يعد اكتساب نظرة ثاقبة لأسبابها وتنفيذ استراتيجيات الوقاية الفعالة أمرًا ضروريًا لضمان سلاسة عمليات البثق وعالية الجودة.

يرجع تراكم القوالب في بثق البلاستيك في المقام الأول إلى هندسة خروج القالب²وخصائص المواد، وظروف المعالجة مثل الضغط العالي والسرعة العالية، ولكن يمكن تخفيفها من خلال التصميم الأمثل للقالب ومعينات المعالجة والتحكم في المواد.

ما الذي يسبب تراكم القوالب في عملية بثق البلاستيك؟

ينبع تراكم القوالب من مجموعة من العوامل التي تتفاعل أثناء عملية البثق. إليك نظرة فاحصة على المسببات الرئيسية:

• هندسة خروج الموتى: يؤثر شكل وزاوية مخرج القالب بشكل كبير على التراكم. تُظهر الأبحاث أن الحواف الحادة أو مخارج القوالب المتقاربة، مثل الزاوية 90 درجة، يمكن أن تزيد من تراكم شفة القالب (DLBU). وفي المقابل، يمكن أن يقلل المخرج المشطوف (على سبيل المثال، 15 درجة للبولي إيثيلين عالي الكثافة) من خلال تخفيف الضغط وسرعة الذوبان. حتى العيوب الطفيفة، مثل نصف قطر صغير يبلغ 0.010 بوصة عند مخرج القالب، يمكن أن تؤدي إلى تمزق السطح وتراكمه مع بعض البوليمرات تأثير هندسة مخرج القالب على ظاهرة سيلان اللعاب الداخلي للقالب أثناء البثق الخطي للبولي إيثيلين عالي الكثافة المصهور؛ القوالب الأكثر حدة تصنع عمليات بثق أكثر سلاسة |تكنولوجيا البلاستيك.

• خواص المواد: البوليمرات ذات الإضافات أو المواد غير العضوية أو توزيعات الوزن الجزيئي الواسعة (MWD) معرضة بشكل خاص. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي الرطوبة في المادة إلى تسريع انفصال المكونات تحت القص العالي ودرجة الحرارة المرتفعة، مما يؤدي إلى تراكمها. مواد مثل HDPE معرضة لهذه المشكلة بسبب التحلل المستحث حراريًا الذي يعزز مرونة الذوبان NOVA-Chem-Tech-Bulletin-Die-Lie-Lip-Buildup-FINAL.pdf؛ التحقيق في ظاهرة سيلان اللعاب في القالب للبوليمر الذائب HDPE.

• شروط العملية: يمكن أن يؤدي ارتفاع الضغط وسرعة الذوبان العالية إلى حدوث فراغات أو دوامات تسحب المكونات الأخف وزنًا إلى شفاه القالب، مما يؤدي إلى تفاقم التراكم. ويتضح هذا الأمر بشكل خاص في عمليات البثق عالية السرعة أو عند معالجة المواد ذات الملامح الانسيابية المتفاوتة.

كيف يمكنك منع تراكم القوالب؟

تتطلب الوقاية من تراكم القوالب نهجاً استباقياً مصمماً خصيصاً. إليك بعض الاستراتيجيات التي أثبتت جدواها:

• تحسين تصميم القالب: يقلل ضبط مخرج القالب على شكل متباعد، مثل شطبة بزاوية 15 درجة للبولي إيثيلين عالي الكثافة، من ضغط الذوبان وسرعته، مما يقلل من التراكم. يُنصح باختبار هذه التعديلات على المعدات الأصغر أولًا واستشارة مصنعي الماكينات NOVA-Chem-Tech-Bulletin-Die-Lie-Lip-Buildup-FINAL.pdf.

• استخدام الوسائل المساعدة في العملية: يمكن للمواد المضافة التي تقلل من التكسر الذائب أن تخفف أيضًا من تراكم القوالب، مما يوفر حلاً مرنًا دون إجراء تغييرات كبيرة في المعدات.

• التحكم في رطوبة المواد: ويمنع تجفيف المواد إلى أقل من 0.05 بالوزن % الرطوبة من الانفصال والتراكم، خاصةً في خلطات البوليمر. كما أن مطابقة المكونات ذات الملامح الانسيابية المتشابهة يقلل من المخاطر.

• تطبيق طلاء القوالب: تقاوم الطلاءات المعدنية الموحدة على الجزء الداخلي للقالب التآكل والالتصاق بالبوليمر، على الرغم من أنها قد تحتاج إلى إعادة طلاء دورية.

• الصيانة والتنظيف المنتظمين: يحول الجدول الزمني الروتيني لفحص القالب وتنظيفه دون تفاقم التراكم، بما في ذلك التحقق من التآكل وضمان المحاذاة السليمة.

ما هي المواد الشائعة التي تتأثر بتراكم القوالب؟

بعض المواد أكثر عرضة لـ تراكم القوالب³ بسبب خصائصها المتأصلة. وفيما يلي تفصيل ذلك:

المواد	القابلية للتعرض لتراكم القوالب	الملاحظات
البولي إيثيلين عالي الكثافة	عالية	عرضة للتدهور الحراري وانتفاخ القالب.
البولي إثيلين منخفض الكثافة LDPE	معتدل	تتأثر بخصائص التدفق ومحتوى الرطوبة.
ص	معتدل	يتأثر بالتجسيم المجسم وتوزيع الوزن الجزيئي.
خلطات البوليمر	عالية	يؤدي الانفصال تحت القص إلى تراكم كبير.

• البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE): شديد التأثر بسبب انتفاخ القالب وتأثيرات التدهور الحراري على مرونة الذوبان⁴.

• البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE): تتأثر بشكل معتدل، وغالباً ما ترتبط بخصائص التدفق والرطوبة.

• بولي بروبيلين (بولي بروبيلين): تختلف حسب الرتبة، مع زيادة قابلية التأثر بالحرارة MWD الأوسع نطاقًا.

• خلطات البوليمر: مخاطر عالية بسبب انفصال المكونات تحت القص ودرجة الحرارة.

ما هي خطوات استكشاف أخطاء تراكم القوالب وإصلاحها؟

عند حدوث تراكم القوالب، يمكن للنهج المنظم تحديد المشكلة وحلها:

1. عزل المصدر: قم بإزالة مكونات المزيج كل على حدة لتحديد المادة المسببة للخلط.

2. استبدال البوليمر الأساسي: اختبر بوليمرًا مختلفًا لتحديد ما إذا كانت المشكلة خاصة بالمادة.

3. افحص مخرج القالب: تحقق من عدم وجود تآكل أو تلف أو هندسة غير سليمة تساهم في التراكم.

4. تقييم خروج القالب الأوسع نطاقاً: استخدم مؤقتاً مخرجاً أوسع لتقييم دور الهندسة.

5. تحليل تركيبة البناء المتراكم: افحص التراكم لتحديد المكونات المتراكمة وضبط التركيبة.

الخاتمة

يمثل تراكم القوالب في بثق البلاستيك تحديًا معقدًا يؤثر على جودة المنتج وكفاءته. ومن خلال معالجة أسبابه - هندسة مخرج القالب، وخصائص المواد، وظروف العملية - وتطبيق حلول مثل التصميم الأمثل للقالب ومساعدات العملية والتحكم في المواد، يمكن للمصنعين إبقاءه تحت السيطرة. كما تضمن الصيانة الدورية واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل منتظم سلاسة العمليات.