كيفية اختيار المواد المناسبة لقالب الحقن؟

اختيار المواد المناسبة لمعالجة قوالب الحقنله تأثير حاسم على القولبة بالحقن، مما يؤثر على كفاءة الإنتاج والتكلفة وجودة المنتجات البلاستيكية. تستكشف هذه المدونة بشكل شامل معايير اختيار مواد القالب وتقدم شرحًا تفصيليًا للتفاعلات بين المواد المختلفة ومواد القالب. ستساعد هذه الأفكار المصنعين والمصممين على اتخاذ قرارات مستنيرة وتحسين إنتاج قوالب الحقن الخاصة بهم.

يجب أن تكون قوالب الحقن مصنوعة من مواد تتحمل الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية أثناء عملية قولبة الحقن، كما يجب أن تكون متوافقة مع نوع البلاستيك المراد حقنه. لا يؤثر الاختيار الصحيح لمواد القالب على عمر القالب فحسب، بل يؤثر أيضًا على الشكل الجمالي والسلامة الهيكلية للمنتج النهائي.

يتطلب اختيار مواد قوالب الحقن المناسبة النظر في العوامل الرئيسية التالية:

الموصلية الحرارية: تعتبر الموصلية الحرارية العالية أمرًا بالغ الأهمية لأنها تساعد على تقليل وقت الدورة عن طريق تبريد القالب بسرعة، وهو أمر ضروري للحفاظ على كفاءة الإنتاج.

مقاومة التآكل: يجب أن تقاوم مواد القالب التآكل الناتج عن التدفق المستمر للبلاستيك، خاصة تلك المملوءة بالمواد الكاشطة

مقاومة التآكل: قد تطلق بعض المواد البلاستيكية مواد مسببة للتآكل. في ظل هذه الظروف، يجب اختيار مادة القالب لتحمل البيئات المسببة للتآكل لمنع التدهور.

فعالية التكلفة: تعتبر تكلفة المواد عاملاً مهمًا، خاصة في الإنتاج واسع النطاق حيث يجب تقليل تكلفة الأجزاء إلى الحد الأدنى.

قابلية التصنيع: يمكن للمواد التي يسهل معالجتها أن تقلل بشكل كبير من الوقت والتكلفة المرتبطة بتصنيع القوالب.

مواد قوالب الحقن الشائعة

العديد من المواد المعدنية شائعة الاستخدام في صناعةقوالب الحقن، ولكل منها خصائصها ومزاياها الفريدة

منتجات الصلب:

الفولاذ القالب: عادةً ما يختلف نوع الفولاذ القالب وفقًا للغرض وخصائص الأداء، بدلاً من النموذج الثابت. الأنواع المختلفة من قوالب الفولاذ لها خصائص واستخدامات مختلفة. بعض الأنواع الشائعة من قوالب الفولاذ تشمل:

- الفولاذ P20: P20 عبارة عن فولاذ قالب حقن بلاستيكي عالمي يتميز بأداء قطع جيد، ومقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة. يتم استخدامه عادةً لإنتاج أجزاء بلاستيكية كبيرة ومعقدة.

- الفولاذ H13: H13 عبارة عن فولاذ قالب للعمل على الساخن يتمتع بمقاومة ممتازة للحرارة ومقاومة التآكل، ومناسب للصب بالقالب والقولبة بالحقن في بيئات درجة الحرارة العالية.

- الفولاذ S136: S136 عبارة عن قالب من الفولاذ المقاوم للصدأ يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة الأكسدة، ويستخدم بشكل شائع في إنتاج المنتجات البلاستيكية الشفافة والأجهزة الطبية.

- الفولاذ 718: 718 عبارة عن فولاذ قالب بلاستيكي مقاوم للحرارة ومناسب لإنتاج المنتجات البلاستيكية ذات درجة الحرارة العالية، مثل قطع غيار السيارات وأغلفة الأجهزة المنزلية.

الفولاذ المقاوم للصدأ: مفضل بسبب مقاومته الممتازة للتآكل، ومناسب بشكل خاص للتطبيقات الطبية أو عند استخدام المواد البلاستيكية المسببة للتآكل. تشمل أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الشائعة المستخدمة في قوالب الحقن ما يلي:

- SUS420J2: يتمتع بصلابة جيدة ومقاومة للتآكل، ومناسب لتصنيع قوالب الحقن العامة.

- SUS304: يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل ومناسب للمنتجات البلاستيكية ذات متطلبات الإنتاج العالية وجودة السطح الجيدة

- SUS316: يتمتع بمقاومة أعلى للتآكل ويستخدم بشكل شائع في إنتاج المنتجات البلاستيكية ذات المتطلبات الأعلى، مثل الأجهزة الطبية وحاويات المواد الغذائية.

- NAK80: يتميز بمقاومة التآكل والتآكل الجيدة، وهو مناسب لإنتاج منتجات بلاستيكية دقيقة مثل المكونات البصرية والإلكترونية.

سبائك الألومنيوم: تتميز مواد سبائك الألومنيوم بخصائص التوصيل الحراري الخفيف والجيد، وهي مناسبة لتصنيع النماذج الأولية السريعة وإنتاج الدفعات الصغيرة وتصنيع قوالب الحقن التي تتطلب أداء معالجة جيدًا. تشمل مواد الألمنيوم الشائعة المستخدمة في قوالب الحقن ما يلي:

- سبائك الألومنيوم 7075: مع القوة والصلابة الممتازة، فهي مناسبة لإنتاج المنتجات البلاستيكية التي تتطلب مقاومة أعلى للتآكل ومقاومة للحرارة.

- سبائك الألومنيوم 6061: تتميز بقابلية معالجة وقوة جيدة، وتستخدم بشكل شائع لتصنيع قوالب الحقن ذات التعقيد المنخفض إلى المتوسط

- سبائك الألومنيوم 2024: تتميز بالقوة العالية وأداء القطع، ومناسبة لتصنيع قوالب الحقن عالية السرعة.

سبيكة نحاس البريليوم: تُستخدم في مناطق محددة من القالب تتطلب توصيلًا حراريًا فائقًا أو ثباتًا عالي الأبعاد، كما تتمتع هذه المادة أيضًا بالقوة والصلابة.

إن فهم الطريقة التي تتفاعل بها مواد القالب مع أنواع معينة من البلاستيك يمكن أن يوجه عملية اختيار المواد. فيما يلي العديد من خصائص اللدائن الحرارية الهندسية شائعة الاستخدام للرجوع إليها:

1. إستر الأكريليك (PMMA): المعروف بالأكريليك، يتطلب التحكم الدقيق في درجة الحرارة أثناء عملية التشكيل. عادةً ما يتم استخدام الفولاذ المقولب لأنه يمكنه الحفاظ على درجة حرارة ثابتة.

2. أكريلونتريل بوتادين ستايرين (ABS): مادة أكريلونتريل بوتادين ستايرين مقاومة للتآكل وتتطلب قوالب مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل، مثل الفولاذ المقسى، لمقاومة التآكل.

3. النايلون (البولي أميد، PA): النايلون استرطابي ومسبب للتآكل؛ لذلك، يتم استخدام قوالب الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل شائع لمنع تآكل القالب.

4. البولي كربونات (PC): يتمتع البولي كربونات بصلابة قوية ويتطلب قوالب تتحمل درجات الحرارة العالية. إعطاء الأولوية لاختيار الفولاذ القالب مع الاستقرار الحراري الجيد.

5. البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP): تتمتع هاتان المادتان بمقاومة منخفضة للتآكل ويمكن إنتاجهما في دورات قصيرة باستخدام الألومنيوم أو الفولاذ المقسى مسبقًا.

6. بولي أوكسي ميثيلين (POM): POM معروف بصلابته ويمكن معالجته في قوالب فولاذية يمكنها تحمل درجات حرارة المعالجة العالية.

7. البوليسترين (PS): نظرًا لأداء التبريد الممتاز، فإن البوليسترين الهش يتشكل جيدًا في قوالب الألومنيوم.

8. اللدائن المرنة بالحرارة (TPE) والبولي يوريثان بالحرارة (TPU): تتطلب هذه المواد قوالب يمكنها التعامل مع مرونتها ولزوجتها، وعادةً ما تستخدم قوالب فولاذية ذات طبقات متخصصة لتسهيل عملية التشكيل.