ما هي المبادئ العلمية وراء بثق البلاستيك؟

يقوم بثق البلاستيك بتحويل البلاستيك الخام إلى أشكال بلاستيكية متواصلة باستخدام الحرارة والضغط، وهي تقنية حيوية لصنع منتجات مختلفة مثل الأنابيب والألواح والأغشية.

تعمل عملية بثق البلاستيك على إذابة البوليمرات ودفعها من خلال قالب للحصول على أشكال متواصلة، مما يجعلها فعالة في صنع عناصر مثل الأنابيب والصفائح والأغشية.

يعد فهم بثق البلاستيك أمرًا أساسيًا لتحسين عمليات التصنيع. تسمح هذه الطريقة بإنشاء أشكال بلاستيكية متنوعة. تعمّق أكثر لاستكشاف كيف يمكن لتقنيات البثق المختلفة أن تفيد خط الإنتاج لديك.

ما هي المبادئ الأساسية لبثق البلاستيك؟

بثق البلاستيك هو عملية تصنيع أساسية تقوم بتشكيل المواد وتشكيلها في منتجات تُستخدم في مختلف الصناعات. ومن خلال التسخين والبثق المتحكم فيه، يتم تحويل البلاستيك الخام إلى مواد متعددة الاستخدامات مثل الأنابيب والأغشية والصفائح.

يعمل بثق البلاستيك على إذابة البلاستيك وتشكيله من خلال قالب لإنتاج منتجات مستمرة مثل الأنابيب. وتشمل المكونات الرئيسية الطارد والقالب ونظام التبريد، وهي مكونات أساسية للتصنيع الفعال في صناعات السيارات والبناء.

المبادئ الميكانيكية

البثق بسيط. يدور برغي في برميل ويدفع البلاستيك إلى الأمام. البرغي هو في الواقع مستوى مائل أو منحدر ملفوف حول طبقة مركزية. والغرض منه هو زيادة الضغط للتغلب على مقاومة أكبر.

عندما تقوم بعملية البثق، يكون لديك ثلاثة أشياء عليك محاربتها: احتكاك الجسيمات الصلبة (التغذية) بجدار البرميل والاحتكاك بينها أثناء اللفات القليلة الأولى للولب (منطقة التغذية)؛ والتصاق الذوبان بجدار البرميل؛ ومقاومة التدفق داخل الذوبان أثناء دفعه للأمام.

المبادئ الحرارية

اللدائن الحرارية هي مواد بلاستيكية يمكن صهرها عندما تسخن وتتصلب عندما تبرد. من أين تأتي الحرارة لإذابة البلاستيك؟ قد تساعد السخانات الموجودة على حلق التغذية والبرميل/القالب وهي مهمة عند بدء التشغيل، ولكن طاقة مدخلات المحرك، وهي الحرارة الناتجة عن الاحتكاك في البرميل أثناء تدوير المحرك للولب ضد مقاومة البلاستيك السميك المذاب، هي أهم مصدر للحرارة لجميع أنواع البلاستيك، باستثناء الأنظمة الصغيرة، بطيئة سرعة اللولب¹واللدائن ذات درجة حرارة الذوبان العالية وتطبيقات الطلاء بالبثق.

مبادئ التجهيز

في معظم الطاردات، يتم تحقيق التغيير في سرعة البرغي عن طريق ضبط سرعة المحرك. عادةً ما يعمل المحرك بسرعة كاملة تبلغ حوالي 1750 دورة في الدقيقة، ولكن هذا سريع جدًا بالنسبة لبرغي الطارد.

إذا تم تشغيله بهذه السرعة، يتم توليد الكثير من الحرارة الاحتكاكية ويكون وقت بقاء البلاستيك قصيرًا جدًا لإعداد ذوبان متجانس ومختلط جيدًا. تتراوح نسب الاختزال النموذجية بين 10:1 و20:1. يمكن أن تستخدم المرحلة الأولى إما التروس أو البكرات، ولكن المرحلة الثانية تستخدم التروس ويقع البرغي في وسط آخر ترس كبير.

في بعض الماكينات البطيئة التشغيل (مثل البراغي المزدوجة لـ UPVC)، قد تكون هناك ثلاث مراحل تخفيض وقد تكون السرعة القصوى منخفضة تصل إلى 30 دورة في الدقيقة أو أقل (نسب تصل إلى 60:1). في الطرف الآخر، يمكن أن تعمل بعض البراغي المزدوجة الطويلة جدًا المستخدمة للخلط بسرعة 600 دورة في الدقيقة أو أسرع، لذلك يلزم معدل تباطؤ منخفض جدًا والكثير من التبريد العميق.

ما هي معلمات عملية التشكيل بالبثق؟

تحدد معلمات التشكيل بالبثق جودة المنتج وكفاءته، وتلعب دورًا حيويًا في مختلف قطاعات التصنيع.

تشمل معلمات قولبة البثق درجة حرارة البرميل وسرعة البرغي وتصميم القالب، مما يؤثر على التدفق والشكل والدقة، وهي أمور ضرورية للإنتاج الأمثل في التعبئة والتغليف والبناء.

درجة الحرارة

درجة الحرارة هي أحد الشروط المهمة للتقدم السلس في عملية التشكيل بالبثق. بدءًا من المواد الصلبة في شكل مسحوق أو حبيبات، يتم بثق المنتجات ذات درجة الحرارة العالية من رأس القالب وتخضع لعملية تغيير معقدة في درجة الحرارة.

بالمعنى الدقيق للكلمة، يجب أن تشير درجة حرارة التشكيل بالبثق إلى درجة حرارة ذوبان البلاستيك، ولكن درجة الحرارة هذه تعتمد إلى حد كبير على درجة حرارة البرميل والبرغي، ويأتي جزء صغير من حرارة الاحتكاك المتولدة أثناء الخلط في البرميل، لذلك غالبًا ما تستخدم درجة حرارة البرميل لتقريب درجة حرارة التشكيل.

لنقل البلاستيك وصهره وتجانسه وبثق البلاستيك في البرميل بسلاسة وإذابته وتجانسه وبثقه في البرميل، ولإنتاج أجزاء عالية الجودة بكفاءة، فإن المفتاح هو التحكم في درجة حرارة كل قسم من البرميل. يتم ضبط درجة حرارة البرميل من خلال نظام التسخين والتبريد و التحكم في درجة الحرارة² نظام الطارد.

يجب التحكم في درجة حرارة الرأس تحت درجة حرارة التحلل الحراري للبلاستيك، ويمكن أن تكون درجة الحرارة عند القالب أقل قليلاً من درجة حرارة الرأس، ولكن يجب ضمان سيولة جيدة لذوبان البلاستيك.

كما أن التقلبات في درجات الحرارة والاختلافات في درجات الحرارة أثناء عملية التشكيل تتسبب في حدوث عيوب مثل الإجهاد المتبقي والقوة غير المتساوية في كل نقطة والسطح الباهت على الأجزاء البلاستيكية. هناك العديد من العوامل التي تسبب مثل هذه التقلبات والاختلافات في درجات الحرارة، مثل أنظمة التسخين والتبريد غير المستقرة، والتغيرات في سرعة البرغي، وما إلى ذلك، ولكن تصميم البرغي واختياره لهما التأثير الأكبر.

الضغط

عند البثق يجب أن يدفع البلاستيك من خلال القالب. الأمر أشبه بمحاولة عصر معجون الأسنان من الأنبوب. عليك أن تدفعه بقوة حتى يخرج. فالضغط داخل البلاستيك أثناء مروره من خلال البرميل هو ما يجعله يذوب ويصبح جزءًا صلبًا.

إذا قمت بزيادة ضغط القالب، يمكنك جعل مزيج الذوبان أفضل وجعل المنتج أكثر كثافة. ولكن إذا قمت بزيادة ضغط القالب أكثر من اللازم، فسوف تصنع منتجًا أقل.

وكما هو الحال مع درجة الحرارة، فإن تغيرات الضغط بمرور الوقت ستؤدي أيضًا إلى تقلبات دورية، والتي لها أيضًا تأثير سلبي على جودة الأجزاء البلاستيكية.

التغيرات في سرعة اللولب وعدم الاستقرار في أنظمة التسخين والتبريد كلها أسباب لتقلبات الضغط. من أجل تقليل تقلبات الضغط، يجب التحكم في سرعة اللولب بشكل معقول لضمان دقة التحكم في درجة حرارة أجهزة التسخين والتبريد.

معدل البثق

معدل البثق (المعروف أيضًا باسم سرعة البثق) هو كمية البلاستيك التي تخرج من قالب الطارد في فترة زمنية معينة. ويقاس عادةً بالكيلوجرام في الساعة أو المتر في الدقيقة. يخبرك حجم سرعة البثق بالكمية التي يمكن أن يصنعها الطارد.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على سرعة البثق، مثل هيكل القالب، والبرغي والبرميل، وسرعة البرغي، وهيكل نظام التسخين والتبريد، وخصائص البلاستيك.

وقد أظهر كل من النظرية والتطبيق العملي أن معدل البثق³ يزداد مع زيادة قطر اللولب وعمق الأخدود الحلزوني وطول مقطع التجانس وسرعة اللولب، ويزداد مع زيادة ضغط الذوبان في نهاية اللولب والفجوة بين اللولب والبرميل.

عندما يتم تحديد هيكل الطارد ونوع البلاستيك ونوع الأجزاء البلاستيكية، فإن معدل البثق يرتبط فقط بسرعة البرغي. لذلك، فإن ضبط سرعة البرغي هو المقياس الرئيسي للتحكم في معدل البثق.

يتغير معدل البثق أيضًا أثناء الإنتاج، مما يؤثر على شكل وحجم الأجزاء البلاستيكية. لذا، إلى جانب الحصول على تصميم البرغي والأبعاد الصحيحة، عليك التحكم في سرعة البرغي ودرجة حرارة البثق. وبهذه الطريقة، يمكنك الحفاظ على ضغط البثق ولزوجة الذوبان من التغير بسبب تغيرات درجة الحرارة. وبهذه الطريقة، يمكنك الحفاظ على معدل البثق من التغير.

سرعة الجر

عندما تقوم ببثق البلاستيك، تحصل على جزء طويل متصل. تحتاج إلى شيء لسحبه للخارج. يتم شد البلاستيك عند خروجه من القالب ويتم سحبه. وكلما قمت بتمديده أكثر، كلما أصبح أقوى في الاتجاه الذي تمدده، ولكنه ينكمش أكثر عندما يبرد.

عادةً ما تسحبها بنفس سرعة البثق. وتسمى نسبة سرعة السحب إلى سرعة البثق بـ نسبة السحب⁴. يجب أن يكون أكثر من 1.

ما هي خطوات بثق البلاستيك؟

يقوم بثق البلاستيك بتحويل المواد البلاستيكية الخام إلى أشكال مستمرة مثل الأنابيب والصفائح البلاستيكية الضرورية للعديد من تطبيقات التصنيع.

ينطوي بثق البلاستيك على تلقيم البلاستيك الخام وصهره وتشكيله من خلال قالب وتبريده لإنشاء مقاطع جانبية مستمرة مثل الأنابيب والصفائح.

التغذية والتسخين المسبق

عادةً ما يستخدم جهاز التغذية الخاص بآلة بثق البلاستيك تصميمًا قمعيًا لإضافة المواد الخام البلاستيكية إلى البرميل. أثناء عملية التغذية، تحتاج المادة الخام إلى التسخين المسبق لتحسين سيولتها وتأثير الانصهار. يمكن تحقيق التسخين المسبق من خلال سخان خارج البرميل، أو يمكن تسخين المادة الخام بواسطة جهاز التسخين المسبق.

الذوبان والنقل

عندما تدخل المادة الخام إلى البرميل، يستمر البرغي في دفعها إلى الأمام. وفي الوقت نفسه، يقوم السخان الموجود خارج البرميل بتسخين المادة الخام، مما يجعلها تذوب وتصبح سائلًا لزجًا. يعمل البرغي والسخان معًا لجعل السائل يشكل طبقات في البرميل.

يُعد البرغي جزءًا رئيسيًا من آلة بثق البلاستيك، ويؤثر شكله وهيكله تأثيرًا كبيرًا على مدى جودة صهره للبلاستيك وتحريكه. عادةً ما يتم تصنيع البرغي في أقسام، مع وجود أجزاء مختلفة من البرغي لها أعماق وعرض خيوط مختلفة للعمل مع أنواع مختلفة من البلاستيك.

كما أن سرعة دوران البرغي مهمة أيضًا لمدى سرعة ذوبان البلاستيك وتحريكه بشكل جيد، وعليك تغيير السرعة اعتمادًا على نوع البلاستيك الذي تستخدمه ومدى سخونته وما تريد صنعه.

البثق والقولبة

بعد صهر البلاستيك ونقله، يصل ذوبان البلاستيك إلى جزء القالب (القالب). يقوم القالب ببثق الذوبان إلى الشكل المطلوب وفقًا لشكل المنتج ومتطلباته. يؤثر هيكل القالب وتصميمه تأثيرًا مهمًا على تأثير قولبة المنتج، ويجب تصميمه وتصنيعه وفقًا لمتطلبات المنتج.

عندما يتم بثق المصهور، فإنه يتعرض للضغط وقوى القص داخل القالب، ويشكل تدريجيًا شكل المنتج. وفي الوقت نفسه، يقوم نظام التبريد خارج القالب بتبريد المنتج للحفاظ عليه في شكل وحجم معينين. يجب تعديل سرعة التبريد وطريقة التبريد وفقًا للمواد ومتطلبات المنتج.

الجر والقطع

بعد البثق والقولبة، يجب سحب المنتج من القالب والقطع. يستخدم جهاز السحب عادةً تصميم مجنزرة أو بكرة لسحب المنتج من القالب عن طريق الاحتكاك. يقوم جهاز القطع بالقطع وفقًا لطول المنتج ومتطلباته لضمان مواصفات المنتج وجودته.

ما هي خصائص عملية بثق البلاستيك؟

تُعد عملية بثق البلاستيك طريقة تصنيع متعددة الاستخدامات تُستخدم على نطاق واسع لإنتاج مقاطع جانبية متواصلة ذات مقاطع عرضية متناسقة، وهي ضرورية لصناعات مثل البناء والتعبئة والتغليف.

ينطوي بثق البلاستيك على صهر الكريات وتشكيلها من خلال قالب، مما يوفر تنوعًا وكفاءة وفعالية من حيث التكلفة للإنتاج على نطاق واسع.

صب البلاستيك الدقيق

إن دقة المنتجات المبثوقة عالية نسبيًا، ويمكن إنتاج منتجات ذات قطر وسمك وطول بالنسبة للدقة المحددة. المنتجات عالية الدقة لها تطبيقات مهمة للغاية في جميع مناحي الحياة لأنها يمكن أن تلبي احتياجات العملاء بشكل أفضل أو تطوير منتجات أكثر تعقيدًا بحرية.

عملية بثق البلاستيك هي عملية يمكن أن تجعل قولبة البلاستيك أكثر دقة وتنتج جميع أنواع المنتجات البلاستيكية المعقدة، مثل الأنابيب والمقاطع والصفائح وما إلى ذلك. من خلال ضبط معلمات الطارد وهيكل القالب، يمكن التحكم في حجم وشكل المنتجات المنتجة بدقة لتلبية احتياجات العملاء المختلفين.

كفاءة إنتاج عالية

بالمقارنة مع طرق معالجة البلاستيك الأخرى، فإن عملية بثق البلاستيك⁵ لديها كفاءة إنتاج أعلى. عملية إنتاج قولبة بثق البلاستيك بسيطة وسهلة، ويمكن أن تكون آلية. كفاءة الإنتاج عالية نسبيًا، ويمكنك صنع الكثير من المنتجات في وقت قصير.

يمكن لآلة البثق أن تنتج باستمرار منتجات بلاستيكية يصل طولها إلى مئات الأمتار، مع سرعة إنتاج سريعة، وإنتاج أوتوماتيكي، وانخفاض تكاليف العمالة، وتحسين كفاءة الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك قولبة البثق⁶ يمكن أيضًا إنتاجها بشكل مستمر دون توقف لعمليات تغيير القالب، مما يقلل بشكل كبير من التكلفة الزمنية لإنتاج المنتج. مناسب للإنتاج بكميات كبيرة.

قابلية تحكم قوية

يمكنك التحكم في بثق البلاستيك⁷ عملية لصنع منتجات مختلفة. يمكنك تغيير درجة الحرارة، والضغط، والسرعة، وأشياء أخرى على الطارد لجعل المواد والعملية تعمل لمنتجات مختلفة. يمكنك أيضًا تغيير القالب كلما أردت صنع منتجات مختلفة.

سطح المنتج الأملس

المنتجات البلاستيكية المصنوعة عن طريق بثق البلاستيك لها سطح أملس وجودة مستقرة. عندما يتم بثق البلاستيك وتبريده بواسطة القالب، ليس من السهل إنتاج فقاعات وعيوب على السطح. تبدو جيدة المظهر والمظهر، وهي مناسبة للمناسبات ذات المتطلبات العالية على سطح المنتج.

خواص ميكانيكية ممتازة

تتميز منتجات القولبة بالبثق بخصائص ميكانيكية ممتازة، مثل مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، والقوة العالية، والمتانة الجيدة. هذه الخصائص الممتازة الخواص الميكانيكية⁸ جعل المنتجات المبثوقة تستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات، مثل الألياف الكيماوية ومواد البناء والإلكترونيات والسيارات والتعبئة والتغليف وغيرها من الصناعات.

أشكال مختلفة

يمكن لتقنية القولبة بالبثق أن تصنع جميع أنواع المنتجات، مثل الأنابيب والألواح والأغشية والأغشية والملامح وما إلى ذلك. يمكنك أيضًا تخصيصها. المنتجات مرنة للغاية.

تكلفة إنتاج منخفضة

إن إنتاج قوالب البثق رخيص الثمن لأن المعدات والعملية الخاصة بهذه التقنية بسيطة، ومعدل الخردة منخفض. عندما تصنع المنتجات، فإن التكلفة مهمة. لذا، فإن القولبة بالبثق هي خيار جيد لصنع المنتجات.

في عملية بثق البلاستيك، يتم تسخين جزيئات البلاستيك وتليينها قبل بثقها، مما يقلل من النفايات ويوفر المواد الخام إلى أقصى حد. وعلاوة على ذلك، يمكن لآلة البثق التحكم بدقة في كمية البثق وتجنب إهدار المواد الخام، وتحسين معدل استخدام المواد الخام، وتقليل تكاليف الإنتاج.

ما هي مجالات استخدامات بثق البلاستيك؟

يُعد بثق البلاستيك جزءًا لا يتجزأ من التصنيع، حيث يعمل على تمكين صناعات متنوعة بمنتجات بلاستيكية مصممة خصيصًا من قطع غيار السيارات إلى التعبئة والتغليف.

يُستخدم بثق البلاستيك في مكونات السيارات ومواد البناء والمنتجات الاستهلاكية والتعبئة والتغليف، مما يوفر تعدد الاستخدامات والخصائص المحسنة والفعالية من حيث التكلفة ومرونة التصميم.

مواد ديكور المنزل

في مجال الديكور المنزلي، تُستخدم تقنية بثق البلاستيك على نطاق واسع. يمكن لتكنولوجيا البثق أن تصنع مواد الديكور مثل الأرضيات وألواح الجدران والحواف. هذه المواد ليست جميلة وسهلة التركيب فحسب، بل تتميز أيضًا بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة الماء ومقاومة التآكل. وتوفر عملية بثق البلاستيك خيارًا أكثر تنوعًا وصديقًا للبيئة للديكور المنزلي.

ملامح الأبواب والنوافذ

في صناعة البناء والتشييد، حلت مقاطع الأبواب والنوافذ البلاستيكية تدريجياً محل مقاطع الأبواب والنوافذ الخشبية والمعدنية التقليدية لأنها خفيفة ولا تصدأ وسهلة الصنع.

PVC هو أحد المواد الرئيسية لصنع مقاطع الأبواب والنوافذ. يمكنك صنع إطارات الأبواب والنوافذ والزنانير والأجزاء الأخرى ذات الأشكال المختلفة عن طريق عصر الـ PVC من ماكينة. وتبدو هذه الأجزاء جيدة المظهر، وتحافظ على الحرارة في الداخل، وتمنع الضوضاء، وهي جزء من المباني الحديثة.

الأنابيب

الأنابيب هي واحدة من أكثر الأشياء شيوعًا المصنوعة من بثق البلاستيك. يمكنك صنع أنابيب المياه أو أنابيب الغاز أو أنابيب عزل الأسلاك باستخدام البثق. PVC و PE و PP هي المواد البلاستيكية الأكثر شيوعًا لصنع الأنابيب لأن لها خصائص فيزيائية جيدة وسهلة المعالجة. يمكنك صنع أنابيب بأقطار وسماكات جدران وأطوال مختلفة باستخدام البثق لتناسب الاستخدامات المختلفة.

قطع غيار السيارات

يعد بثق البلاستيك مهمًا أيضًا في صناعة السيارات. يمكن أن يصنع البثق قطع غيار السيارات مثل لوحات العدادات وموانع التسرب وأجزاء أخرى. يجب أن تبدو هذه الأجزاء بمظهر جيد وأن تكون بالحجم المناسب. كما يجب أن تكون قادرة على تحمل الطقس وعدم التآكل. يمكن أن يصنع البثق هذه الأجزاء. يمكن أن تصنع قطع غيار سيارات جيدة تجعل السيارة أفضل.

الأجزاء الإلكترونية والكهربائية

في الصناعة الإلكترونية والكهربائية، تُستخدم تكنولوجيا بثق البلاستيك على نطاق واسع في صناعة جميع أنواع العلب، ومواد العزل، والمشعات وغيرها من الأجزاء. تحتاج هذه الأجزاء إلى عزل جيد ومقاومة للحرارة وقوة ميكانيكية جيدة. من خلال تعديل هيكل وحجم قالب البثق، يمكننا صنع جميع أنواع الأشكال والألوان المعقدة للأجزاء الإلكترونية والكهربائية لتلبية احتياجات المنتجات المختلفة.

ملفات تعريف خاصة أخرى

إلى جانب الملامح البلاستيكية الشائعة المذكورة أعلاه، يمكن لتكنولوجيا بثق البلاستيك أيضًا إنتاج مقاطع خاصة متنوعة وفقًا لاحتياجات العملاء. على سبيل المثال، الملامح الخاصة لسور السلامة وأجهزة الحماية، والمقاطع الجانبية الدقيقة للمعدات الطبية ومكونات الإضاءة، إلخ. يتطلب إنتاج هذه الملامح الخاصة تصميم قوالب عالية الدقة وتكنولوجيا بثق متقدمة لتلبية احتياجات مجالات محددة.

الخاتمة

عملية بثق البلاستيك هي عملية تدفع البلاستيك إلى الأمام عن طريق تدوير المسمار في البرميل، وتشمل مبادئ ميكانيكية وحرارية وتباطؤ. يتم تسخين اللدائن الحرارية مسبقًا وصهرها ونقلها إلى القالب لتشكيل الشكل المطلوب، ويتم إكمالها عن طريق القطع بالسحب.

التشكيل بالبثق طريقة رائعة لصنع الأشياء. إنها دقيقة للغاية، وسريعة للغاية، وسهلة التحكم، ورخيصة الثمن. يمكنك استخدامها لصنع جميع أنواع الأشياء مثل الأغراض المنزلية، والأنابيب، والأبواب والنوافذ، وقطع غيار السيارات، والإلكترونيات. يمكنك صنع جميع أنواع الأشكال لتناسب كل ما تحتاج إليه. إنها رائعة لجميع أنواع الأشياء.