في هذه المقالة، سنلقي نظرة متعمقة على ماهية قولبة الحقن التفاعلية، والأنواع المختلفة لتقنية التصنيع هذه، والمواد المستخدمة، ومزاياها وعيوبها. دعونا نتعمق في خصوصيات وعموميات قولبة الحقن التفاعلية.
ما هو صب حقن رد الفعل؟
صب حقن رد الفعل هي عملية الإنتاج حيث يتم خلط البوليمرات المتصلدة بالحرارة ذات اللزوجة المنخفضة وضخها في قالب والسماح لها بالمعالجة، مع أخذ الأشكال التي يمليها داخل القالب. الغاء الاعجاب صب الحقن العادي حيث تحتاج الأجزاء المقولبة فقط إلى التبريد للحفاظ على شكلها، تحتاج أجزاء RIM إلى وقت للمعالجة حتى يتم ضبط شكلها.
عندما تبدأ عملية RIM، يتم خلط مكونين سائلين جيدًا عند ضغط مرتفع قبل حقنهما في تجويف القالب عند ضغط منخفض. هذا انخفاض ضغط الحقن يعد أمرًا مهمًا لهذه العملية لأنه يسمح باستخدام أدوات أقل تكلفة مقارنةً بقولبة الحقن العادية.
In صب حقن البلاستيك، تبرد المادة البلاستيكية ببساطة داخل القالب. ومع ذلك، في RIM يحدث تفاعل كيميائي بين المكونات المختلفة في القالب لتشكيل الجزء النهائي. يحدث رد الفعل هذا بسرعة و دورة مرات يمكن أن يكون صب حقن التفاعل أقل من 60 ثانية.
2 أنواع من حقن صب التفاعل
إحدى الفوائد التي يتم الاستشهاد بها بانتظام لعملية قولبة حقن التفاعل هي مستوى مرونة التصميم التي تسمح لك بتحقيقها. يمكن التحكم في خصائص الأجزاء مثل المرونة والقوة بدرجة كبيرة.
أحد العوامل التي تجعل هذا ممكنًا هو توفر أنواع مختلفة من عمليات RIM.
صب حقن التفاعل الهيكلي (SRIM)
إن قولبة حقن التفاعل الهيكلي هي نوع من RIM يستخدم لتصنيع الأجزاء ذات مستويات أعلى من الصلابة. يتم تحقيق ذلك من خلال تعزيز الأجزاء بألياف مختلفة. على عكس الأنواع الأخرى من RIM، فإن الألياف المستخدمة في SRIM تكون على شكل:
- فرشات
- تنسجم
- يتشكل
يتم وضع التعزيزات داخل القوالب قبل حقن البوليمر السائل. يتم استخدام الأجزاء المصنوعة باستخدام قالب حقن التفاعل الهيكلي في صناعات مختلفة بما في ذلك الصناعات الطبية والسيارات والفضاء.
تشمل الأجزاء المصنوعة باستخدام هذه التقنية الأرفف والألواح والأبواب حيث تعد الصلابة ميزة مهمة.
للحصول على أفضل النتائج، يجب أن تكون الشبكة أو الحصائر المستخدمة في SRIM مشبعة تمامًا. لذلك، يفضل استخدام البوليمرات السائلة منخفضة اللزوجة في هذه العملية لأنها يمكن أن تتدفق بشكل أفضل داخل القالب.
صب حقن التفاعل المقوى (RRIM)
يعتبر قولبة الحقن بالتفاعل المقوى أحد أشكال RIM المستخدمة لتصنيع أجزاء أكبر بكثير. إنها تكتسب شعبية في صناعة النقل بفضل قدرتها على إنتاج أجزاء طويلة الأمد ووزن أقل.
على غرار SRIM، يتضمن RRIM إضافة ألياف تقوية إلى الجزء المصبوب. ومع ذلك، هناك بعض الاختلافات الملحوظة بما في ذلك:
- الألياف المستخدمة في عملية RRIM هي ألياف قصيرة الجديلة. يتم تقطيع الألياف أو طحنها مسبقًا.
- يتم خلط الألياف والبوليمر السائل قبل حقنهما في القالب
تعتبر الألياف الزجاجية من عوامل التسليح التقليدية، إلا أن استخدام ألياف الكربون بدأ يصبح شائعًا.
الأجزاء المصنوعة باستخدام RRIM أقوى بكثير وتتمتع بمقاومة أعلى للصدمات مقارنة بالأجزاء المصنوعة باستخدام عملية RIM العادية. وهذا يجعلها عملية جيدة لتصنيع أجزاء مثل ألواح الجسم المقاومة للتشوه والتآكل.
بالمقارنة مع عمليات مثل قالب الضغطلا تنكمش أجزاء RRIM بنفس القدر عند إزالتها من قوالبها. تخضع الأجزاء أيضًا لتمدد حراري أقل عند درجات الحرارة القصوى.
أرسل استفسارك للحصول على عروض أسعار سريعة!
المكونات والمواد المستخدمة في RIM
يمكن استخدام قولبة الحقن التفاعلية لتحقيق أجزاء ذات نطاق واسع من الخصائص. وذلك بفضل اختلاف أنواع المواد الخام والمواد المضافة المتوافقة مع هذه العملية.
البولي يوريثين هي المادة المرتبطة بشكل شائع بـ RIM، ولكن الأجزاء مصنوعة باستخدام البوليوريا، والبولي أميدات، سيليكونويمكن أيضًا معالجة المواد الأخرى باستخدام عملية RIM.
أنواع المواد المرتبطة بـ RIM
اعتمادا على صياغة السائل البوليمر بالحرارة، يمكن أن تنتج عملية صب حقن التفاعل أجزاء مصنوعة من المواد التالية:
- الرغاوي الإنشائية: الهيكلي رغاوي البولي يوريثان فهي خفيفة الوزن وقاسية وطويلة الأمد. تحتوي هذه المواد على بنية خلوية يتم تحقيقها باستخدام عوامل النفخ. يمكن تشكيل الرغاوي الهيكلية في مجموعة واسعة من الأشكال، بل ويمكن استخدامها بدلاً من بعض الأجزاء المصبوبة بالحقن. تُستخدم هذه الرغاوي في العلب الصلبة لحماية الأجهزة الطبية والإلكترونية.
- البولي يوريثين المرنة: هذه الفئة من البولي يوريثين مرنة للغاية بالإضافة إلى أنها تتمتع بمقاومة فائقة للصدمات والتآكل والتآكل. تحظى هذه المواد بشعبية كبيرة في التطبيقات العسكرية، من بين أمور أخرى، ويمكن أيضًا طلاؤها أو صبغها.
- رغوة مرنة: هذه الرغاوي المرنة أكثر كثافة بشكل ملحوظ، ولكنها تظل مرنة. اعتمادًا على المدخلات، قد يكون لسطح المادة لمسة نهائية تشبه الجلد أم لا. اللمسة النهائية التي تشبه الجلد تجعل الأجزاء أسهل في التنظيف وأكثر متانة. تُستخدم هذه المواد في صناعة الأجهزة الطبية ومنتجات الأطفال وما إلى ذلك.
- رغوة صلبة: يمكن لهذه المواد الشبيهة بالستايروفوم تحقيق نطاق أوسع من الكثافات مقارنة بالرغاوي الهيكلية وتكون أكثر مقاومة للمواد الكيميائية. التطبيقات التي تستخدم الرغاوي الصلبة تشمل مساعدات الطفو.
- Dicyclopentadiene: تُعرف هذه المادة أيضًا باسم DCPD، ويتم تصنيعها باستخدام زيوت الغاز التي تم تسخينها. تتمتع بمقاومة عالية جدًا للصدمات وتستخدم في صنع الدروع الواقية المستخدمة في الآلات العسكرية والدفاعية والثقيلة.
المواد المضافة والمحفزات المستخدمة في RIM
لن تكون عملية قولبة الحقن التفاعلية ناجحة كما هي حاليًا بدون استخدام إضافات مختلفة. تشمل هذه الإضافات ما يلي:
- المحفزات: المحفزات هي مواد تضاف إلى التفاعلات الكيميائية لتسريعها، أو خفض الضغط ودرجة الحرارة اللازمة لحدوث التفاعلات. تم استخدام الأمينات والقصدير والزنك والبزموت وحتى الزركونيوم كمحفزات في صناعة البولي يوريثان.
- السطحي: تعمل هذه المركبات على تقليل التوتر السطحي بين المكونات السائلة والغازية والصلبة. في RIM، تساعد رغوة البولي يوريثان على الاستقرار والثبات عن طريق منع الرغوة من الانهيار. كما أنها تساعد على التحكم في حجم الخلايا والحد من الانكماش بعد المعالجة.
- عوامل النفخ: تنتج هذه المواد غازات تقوم بدورها بتكوين الخلايا داخل أجزاء RIM. يمكن أن يكون عامل النفخ كيميائيًا أو فيزيائيًا. تشمل عوامل النفخ شائعة الاستخدام الماء وثاني أكسيد الكربون المسال.
- مضادات الأكسدة ومثبتات الأشعة فوق البنفسجية: يتم إضافتها للحد من معدل تدهور الجزء النهائي.
- أصباغ: يتم إضافتها لإعطاء المنتج لونًا محددًا.
- الملدنات: يمكن إضافة الملدنات لجعل الجزء النهائي أكثر مرونة.
أرسل استفسارك للحصول على عروض أسعار سريعة!
عملية ريم
تبدأ عملية قولبة حقن التفاعل الأساسية بسوائل مخزنة في خزانين منفصلين. يتم الاحتفاظ بهذه السوائل منفصلة ويمكن أن تكون عند درجتي حرارة مختلفتين أثناء التخزين. عندما يحين وقت بدء عملية RIM، يتم اتباع الخطوات التالية.
الخطوة 1: قياس أو قياس المكونات
يتم سحب كميات دقيقة من السوائل من صهاريج التخزين ليتم خلطها. يجب التحكم بدقة في كمية المكونات المختلفة المستخدمة لأن ذلك سيؤثر على خصائص المنتج النهائي. وتستخدم وحدات القياس لهذا الغرض.
الخطوة 2: الخلط
يتم خلط السائلين المقاسين جيدًا تحت ضغط عالٍ بمساعدة خلاط الاصطدام. يؤدي هذا إلى مزج جميع المكونات السائلة تمامًا بما في ذلك أي إضافات ضرورية.
الخطوة 3: توزيع الخليط في القالب
يتم توزيع الخليط السائل في تجويف القالب بعد وقت قصير من الخلط لأن التفاعلات الكيميائية بين المكونات تبدأ عند خلطها.
يتم توزيع السائل في القالب الساخن بواسطة الخلاط اللاحق الذي يحافظ على السائل مختلطًا جيدًا مع خفض ضغطه. كما أن درجة حرارة المزيج أقل مقارنة به صب الحقن التقليدي في هذه المرحلة (140 – 248 درجة فهرنهايت).
عندما يكون الخليط السائل في القالب، تخضع المكونات لتفاعل طارد للحرارة. يتم الاحتفاظ بالمادة في القالب لفترة كافية لإجراء عملية التوسيع والمعالجة. وهذا يسمح للمادة الصلبة المشكلة بأخذ شكل القالب والاحتفاظ به.
الخطوة 4: التبريد
يمكن أن يؤدي التفاعل الطارد للحرارة إلى ارتفاع درجات الحرارة داخل القالب الساخن إلى 350 درجة فهرنهايت. لكي تتم إزالة الجزء يدويًا، يجب خفض درجات الحرارة هذه. ويتم تحقيق ذلك بمساعدة الخطوط المائية داخل القالب.
الخطوة 5: ديمولدينج
بمجرد معالجة الجزء وتبريده بشكل كافٍ، يتم تحريره من القالب. يجب التعامل مع هذه العملية بعناية لتجنب إتلاف الجزء الجديد.
الخطوة الأولى: المعالجة البعدية
يمكن أن يشمل ذلك إزالة المواد الزائدة أو تطبيق العلاج أو طلاء على السطح من الجزء النهائي إذا رغب العميل.
أرسل استفسارك للحصول على عروض أسعار سريعة!
مزايا وقيود RIM
تتمتع قوالب الحقن التفاعلية بقائمة طويلة من المزايا مقارنة بقوالب الحقن التقليدية وعمليات التصنيع الأخرى. وتشمل هذه المزايا ما يلي:
- خصائص الأجزاء المتفوقة: يمكن أن تكون الأجزاء المصنوعة باستخدام عملية RIM أقوى وأخف وزنًا وأكثر مرونة من الأجزاء المصنوعة باستخدام طرق التصنيع الأخرى. وقد سمح لها ذلك باستبدال قوالب حقن البلاستيك في بعض التطبيقات.
- الأجزاء الأكبر والأرق: بالمقارنة مع القولبة بالحقن، فإن الخليط الذي يتم توزيعه في القالب في RIM له لزوجة أقل بكثير. يمكن أن يتدفق هذا الخليط بسهولة أكبر، مما يسمح للمصنعين بتصنيع أجزاء أكبر أو ذات جدران أرق.
- استخدام الإدخالات: هناك فائدة أخرى من اللزوجة المنخفضة للخلائط المستخدمة في RIM وهي أنه يمكن استخدام العديد من الإدخالات بنجاح داخل القالب. وهذا يسمح بتحقيق أشكال أكثر تعقيدًا في الجزء.
- تكاليف الأدوات المنخفضة: يعد إعداد قوالب حقن البلاستيك أمرًا مكلفًا لأن الأدوات المستخدمة يجب أن تكون قادرة على تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية. على الجانب الآخر، تستخدم RIM درجات حرارة وضغوطًا أقل وتتطلب قوى تثبيت أقل. يتيح ذلك استخدام مواد قوالب أقل تكلفة وأسهل في الماكينة بما في ذلك الألومنيوم.
لسوء الحظ، RIM ليست عملية مثالية وتواجه بعض التحديات. وتشمل هذه:
- أوقات دورة أطول: بالمقارنة مع قولبة الحقن، فإن قولبة الحقن التفاعلية لها وقت دورة أطول بكثير. يمكن إنتاج الأجزاء المقولبة بالحقن في ثوانٍ بينما تكون أوقات دورة الأجزاء المصنعة بواسطة RIM عادةً عدة دقائق.
- خيارات المواد المحدودة: قد يكون البولي يوريثين أحد المواد الأكثر استخدامًا، لكن عملية RIM لا تعمل حاليًا مع البوليمرات البلاستيكية الحرارية والعديد من المواد الأخرى.
- الملوثات: تنتج بعض المواد المستخدمة في عملية قولبة الحقن المركبات العضوية المتطايرة.
- أدوات منخفضة القوة: يمكن تصنيع الأدوات المستخدمة في RIM من مواد أقل تكلفة. ومع ذلك، فإن هذا أيضًا يجعلها أسهل في التلف وأقل ملاءمة للإنتاج الضخم.
تطبيقات ريم
توجد الأجزاء المصنعة من RIM في العديد من الصناعات وتستمر القائمة في النمو. تعتبر طريقة التصنيع هذه مناسبة بشكل أفضل للمنتجات ذات الحجم المنخفض مقارنةً بقولبة حقن البلاستيك.
تتضمن بعض الأمثلة البارزة لكيفية استخدام منتجات RIM ما يلي:
- مصدات السيارات وألواح الأبواب ومساند الأذرع والمفسدات في صناعة النقل
- حاويات المعدات المستخدمة في الصناعة الطبية مثل أجهزة التصوير المقطعي المحوسب وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.
- العلب والمرفقات للإلكترونيات
- الألواح والقنوات لصناعة الطيران
- علب المحرك في الصناعة البحرية
- الأبواب والنوافذ ولوحات الوصول في صناعة البناء والتشييد
- منتجات مرنة ومرنة لصناعة الرياضة والترفيه.
أرسل استفسارك للحصول على عروض أسعار سريعة!
وفي الختام
قولبة الحقن التفاعلية هي عملية تصنيع تنتج أجزاء باستخدام البوليمرات المتصلدة بالحرارة. وهذا يمنحها العديد من المزايا مقارنة بالقولبة بالحقن التقليدية بما في ذلك تكلفة أقل للأدوات بفضل انخفاض درجة حرارة العملية والضغط.
يمكن تعزيز الأجزاء المصنعة من RIM لجعلها أقوى أو أكثر صلابة. قائمة المواد المتوافقة لا تزال قصيرة، ولكنها آخذة في النمو. تمتلك RIM بالفعل قائمة طويلة من التطبيقات في الصناعات الرئيسية بما في ذلك الصناعات الطبية والسيارات والفضاء.
اسمح لشركة Hongju بالإجابة على أسئلتك المتعلقة بتصنيع RIM
هل تفكر في استخدام قالب حقن التفاعل لمنتجك القادم؟ إن العمل مع الفريق المناسب لا يقل أهمية عن العمل مع العملية الصحيحة. تواصل مع الخبراء في هونغجو اليوم والحصول على مدخلاتهم. يمكنك التعرف على المزيد حول عملية تصنيع RIM وما يمكن أن تفعله للارتقاء بعملك إلى المستوى التالي.
