ما هو قولبة الضغط؟

في هذه المقالة سوف ندرس ما قالب الضغط هي الميزات المهمة للقوالب المستخدمة، وأنواع المواد المتوافقة، و إيجابيات وسلبيات العملية. سنتناول أيضًا استخدامات قولبة الضغط المتعددة ومقارنتها بعمليات القولبة الأخرى. تابع القراءة لنستكشف إحدى أقدم عمليات القولبة قيد الاستخدام.

ما هو قولبة الضغط؟

قالب الضغط هي عملية إنتاج تستخدم قالبًا ساخنًا من جانبين، العلوي والسفلي، لضغط مادة قابلة للتشكيل إلى شكل أو هيئة يحددها القالب. الحرارة والضغط هي جوانب مهمة في عملية تشكيل الضغط.

تساعد الحرارة المادة المستخدمة في قولبة الضغط على الذوبان أو التصلب، حسب نوع المادة المستخدمة. يُجبر الضغط المادة المُطرّية على يتدفق بالتساوي إلى تجاويف القالب.

كما يقترح اسمها ، قوى الضغط هي مفتاح هذه الطريقة في التشكيل. يمكن أن يصل عدد المكابس المستخدمة إلى 2500 طن. تعتبر عملية القولبة بالضغط طريقة تصنيع ممتازة للإنتاج بكميات كبيرة. 

عملية صب الضغط

تختلف عملية صب الضغط باختلاف نوع المادة المستخدمة. ومع ذلك، يمكن تقسيم العملية الرئيسية إلى: ست خطوات اساسية. 

الخطوة 1: تحضير الآلة للقولبة

هناك أنواع مختلفة من معدات صب الضغطولكن يجب إعداد كلٍّ منها بطريقةٍ ما قبل بدء دورة الإنتاج. قد يشمل ذلك إجراءاتٍ مثل:

• تنظيف القالب
• رش أ عميل إطلاق السراح 
• تشغيل الحرارة وتسخين القالب
• وضع إدراجات، الخ.

تعتبر هذه الإجراءات ضرورية، وقد يؤدي تفويت خطوة واحدة إلى تلف جزء معيب أو تالف.

الخطوة 2: قياس وتحميل مادة التغذية

كمية مادة بلاستيكية يجب قياس المواد المستخدمة في قوالب الضغط بدقة. هذا يضمن تناسق المنتجات. قد يؤدي وجود كمية زائدة من المواد في القالب إلى عدة مشاكل، منها:

• الكميات الزائدة من الفلاش التي يجب قطعها
• تحديات الديمولدينغ
• القوالب التالفة
• دقة منخفضة الأبعاد

من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي قلة المواد إلى ظهور جزء لا يمكن إصلاحه. يفتقر إلى الكثافة الصحيحة، لها جودة سطح رديئة، أو حتى تحتوي على أجزاء مفقودة من المواد. 

عند قياس الكمية الصحيحة من المادة، تُوضع في تجويف القالب. يمكن تسخين مادة الصب مسبقًا قبل وضعها في القالب. هذا يساعد على: تقليل وقت الدورة.

الخطوة 3: إغلاق القالب/ضغط المادة

بمجرد وضع المادة في مكانها، يتم إغلاق القالب لتطبيق الضغط الذي يدفع المادة إلى كل جزء من تجويف القالب. يمكن تطبيق الحرارة على القالب في هذه المرحلة أيضًا لتليين المادة أو للمساعدة في معالجة المواد الصلبة بالحرارة. 

يتم إغلاق القالب بسرعة محددة مسبقًا أوقات دورة أسرع. كما لا يمكن أن تكون السرعة عالية جدًا لأن المادة قد تتحرك من داخل تجويف القالب. 

الخطوة 4: المعالجة أو التبريد

بعد إغلاق القالب، تُثبّت المادة في مكانها لفترة زمنية محددة، عادةً من دقيقة إلى خمس دقائق. بالنسبة للبلاستيك المتصلب بالحرارة، تخضع المادة للمعالجة خلال هذه الفترة. المعالجة هي عملية يحدث فيها تشابك في البوليمر، مما ينتج عنه جزء صلب ذو... خصائص محددة.

في حالة البلاستيكية الحراريةيتم تبريد الجزء المشكل داخل القالب خلال هذه الفترة حتى يصبح صلبًا بدرجة كافية ليتم تشكيله. تم إزالتها دون أن تتعرض للتلف.

الخطوة 5: ديمولدينج

خلال هذه الخطوة، يتم فتح القالب وإزالة الجزء الصلب من القالب. دبابيس القذف والأنظمة الميكانيكية الأخرى يمكن المساعدة في هذا. في بعض الحالات، يمكن إزالة القالب يدويًا. 

بعض الأجزاء لها عملية إزالة القالب أكثر تعقيدًا على سبيل المثال، بالنسبة للجزء المصبوب باستخدام الحشوات، يجب إزالة الحشوات في مرحلة ما أثناء عملية فك القالب.

الخطوة 6: مرحلة ما بعد المعالجة

بعد إخراج القطعة من القالب، قد تحتاج إلى بعض الخطوات الإضافية قبل اعتبارها جاهزة. يُعدّ قطع المواد الزائدة أو اللمعان إجراءً شائعًا في هذه المرحلة. قد تحتاج أجزاء أخرى إلى معالجة حرارية. تقليل الضغوط الداخلية أو التنظيف.

تصميم القالب في صب الضغط

يبدأ النجاح في عملية صب الضغط بـ تصميم القالب المناسب لجزءك. تضع آليات التشكيل بالضغط قيودًا معينة على الميزات التي يمكن أن يتمتع بها الجزء. من المهم أن تكون على دراية بهذه الحدود لضمان إمكانية تصنيع الجزء المصمم.

اختر مستوى يمكن تحقيقه من التعقيد

يمكن استخدام آلات تشكيل الضغط لتشكيل الأجزاء باستخدام تصاميم معقدةولكن هذه الأمور تجعل العملية أكثر تحديًا. 

يمكن تصميم معقد أضف عدة خطوات تؤثر هذه التصاميم سلبًا على العملية. كما أن تدفق المواد ووصولها إلى كل جزء من القالب قد يُصعّب تدفقها. الخطوات الإضافية تعني دورات إنتاج أطول وتكلفة أعلى، بينما قد يؤدي ضعف تدفق المواد إلى عيوب في القطعة.

يجب أن يكون لدى مصمم القالب الخبرة اللازمة التوصل إلى تصميم الذي ينتج أجزاء معقدة دون أن يقلل بشكل كبير من إمكانية تصنيع الجزء النهائي.

اجعل عملية إخراج الأجزاء سهلة

يجب أن يؤخذ في الاعتبار سهولة إخراج الأجزاء عند تصميم قطعة ما لأن الأجزاء التي يصعب إخراجها قد يواجه الإخراج المشكلات التالية:

• أوقات الدورات الطويلة
• الانتهاء من السطح السيئ
• كسر أثناء القذف

هناك عاملان يسهلان إخراج الأجزاء وهما استخدام زوايا السحب في تصميم القالب وتجنب القطع السفلية. 

اختر سُمك الجدار المناسب

يمكن أن تُشكّل الجدران السميكة والرقيقة مشكلةً للأجزاء المصبوبة. فالجدران السميكة عُرضةٌ لتكوين فراغاتٍ داخلية. ويحدث هذا بسبب تبريد الأجزاء الخارجية منها بشكلٍ كبير. أسرع من الأقسام الداخلية. 

جدران رقيقة يفتقر إلى القوة لمقاومة قوى التشوه الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة. وهي أكثر عرضة للانحناء أو التشويه بطريقة ما أثناء تبريد أحد أجزائها.  

وتعني هذه التحديات أن تصميم القالب يجب أن يختار سمك الجدار الأمثل بناءً على الاحتياجات الهيكلية للجزء وتدفق المادة. تُستخدم الأضلاع عادةً للحصول على أجزاء قوية بدون أقسام جدران سميكة. 

ضع في اعتبارك المادة

مواد مختلفة تتصرف بشكل مختلف أثناء عملية التشكيل بالضغط. بعض المواد لا تتدفق بسهولة كغيرها. بعضها يسخن أو يبرد بمعدل أبطأ أو أسرع. كما أن بعض المواد قد تتمدد أو تنكمش خلال بعض مراحل العملية.

يجب أن يأخذ تصميم القالب في الاعتبار مثل هذه الحقائق لتجنب صنع أجزاء معيبة أو أجزاء ذات أبعاد غير صحيحة. 

تصميم لآخر

يتم تصنيف عملية صب الضغط على أنها طريقة تصنيع بكميات كبيرةوهذا يعني أن القالب المستخدم يجب أن يدوم لفترة طويلة وأن يتم استخدامه للعديد من الأجزاء.

ولضمان حدوث ذلك، يجب تصميم القالب بطريقة يقلل من الآثار الضارة من درجات الحرارة والضغوط العالية. 

يجب تصميم أجزاء القالب التي يمكن أن تتعرض للتلف بسهولة أكبر سهلة الإصلاح. سيؤدي هذا إلى تقليل وقت التوقف في حالة الحاجة إلى استبدال هذه الأجزاء أو إصلاحها.

مواد لقولبة الضغط

يعد القولبة بالضغط إحدى عمليات التصنيع القليلة التي يمكنها العمل مع كليهما بالحرارة واللدائن الحراريةهذا يُوسّع نطاق المنتجات التي يُمكن تصنيعها باستخدام هذه العملية بشكل كبير. من بين المواد الشائعة المُستخدمة حاليًا: السيليكون، الايبوكسي، و البولي إيثيلين عالي الكثافة.

سيليكون

سيليكون هي مادة مرنة مذهلة يتم استبدالها المطاط الطبيعي في العديد من التطبيقات. لديها مقاومة أفضل لدرجة الحرارة ويعمل بكفاءة عالية كعازل. كما أنه أكثر متانة من المطاط، ويمكن استخدامه في كليهما. التطبيقات الطبية والغذائية.

السيليكون رائع للتشكيل بالضغط لأنه يتدفق بسهولة، مما يسمح لها بملء أشكال القالب بشكل جيد. سيليكون يستخدم عادة لإنتاج الجوانات والأختام، وأجزاء من معدات طبية.

PU

بو، المعروف أيضا باسم البولي يوريثين، يتم استخدامه لصنع الأجزاء ذات التأثير العالي القوة ومقاومة التآكل والصلابة. اعتمادًا على التركيبة، يمكن أن يكون لجزء البولي يوريثان العديد من الصفات الفيزيائية المختلفة. 

يتدفق هذا النوع من المواد الصلبة بالحرارة بسهولة، ويمكن استخدامه، باستخدام القوالب المضغوطة، في صنع العجلات والأختام والبكرات وما إلى ذلك.

HDPE

بولي ايثيلين عالي الكثافة هي مادة بلاستيكية حرارية يذوب بسهولة ويتدفق بشكل جيد في حالة منصهرة. يمكن استخدامها في صبّ أجزاء معقدة بالضغط. تتميز هذه المادة بثبات أبعادي ممتاز ومقاومة ممتازة للصدمات. 

يتم استخدام صب الضغط لتصنيع أجزاء HDPE للتطبيقات الصناعية والسيارات.

الايبوكسي

أجزاء الإيبوكسي المُعالجة قوية ومتينة للغاية. يمكن استخدامها لـ العزل الكهربائي وحتى الفضاء المكونات. في الحالة غير المعالجة، يتدفق الراتنج بسهولة ويملأ تجاويف القالب جيدًا. 

يمكن لأجزاء الإيبوكسي أن تتحمل درجات الحرارة العالية وتتمتع بثبات ممتاز للأبعاد.

PTFE

بولي تترافلوروإيثيلين يتميز بخصائص ممتازة غير لاصقة، كما أنه مقاوم للغاية للمواد الكيميائية. يُعدّ PTFE مادة جيدة للقولبة بالضغط لأنه يتدفق بسهولةيمكن تشكيل المحامل والحشيات وأجزاء العزل الكهربائي باستخدام مادة PTFE.

مقارنة مع عمليات صب أخرى

صب الضغط وقولبة الحقن تتم مقارنتها بشكل متكرر لأن كلتا العمليتين تستخدمان القوالب. وعلى الرغم من وجود درجة كبيرة من التداخل، إلا أن هذه طريقتين للتصنيع تختلف بشكل كبير وعادةً ما تخدم احتياجات تصنيع مختلفة.

فتح مقابل العفن المغلق

يستخدم صب الضغط تصميم القالب المفتوح. يتم وضع المادة في تجويف القالب المكشوف قبل أن يغلق الجزء العلوي من القالب فوقه. 

من ناحية أخرى، حقن صب يستخدم تصميم قالب مغلقتُحقن المادة في قالب مُغلق مسبقًا. توجد ممرات لإدخال المادة أو التهوية.

تصميم جزء

الطبيعة المفتوحة للقوالب المستخدمة في عملية صب الضغط تجعلها عملية جيدة لصنع أجزاء كبيرة ذات هندسة غير معقدة، مثل الألواح. أجزاء مثل مصدات السيارة يمكن صنعها بسهولة باستخدام هذه العملية. 

الطبيعة المغلقة لل حقن صب تجعلها القوالب عملية ممتازة لإنتاج أجزاء ذات تصميمات أكثر تعقيدًا. يتم إدخال المواد في القالب عند أ ارتفاع ضغط الذي يمكّنه من التدفق إلى أشكال معقدة.

تكلفة الإعداد

إن إنشاء عملية قولبة الحقن يميل إلى أن يكون أكثر تكلفة من الإعداد لقولبة الضغط. تكاليف الأدوات مرتفعة جدًا نظرًا لضرورة تحملها للضغوط العالية لعملية قولبة الحقن والتحكم الدقيق في معايير العملية.

لا تكلف الأدوات المستخدمة في عملية صب الضغط الكثير، وهذا يجعلها خيارًا أفضل عندما حجم الإنتاج أقل.

دورة تايمز

تتراوح مدة دورات صب الضغط بين دقيقة وست دقائق. من ناحية أخرى، يمكن أن تستغرق بعض دورات صب الحقن أقل من ثانيتين. 

هناك حالات حيث أوقات الإنتاج لصب الحقن تستغرق هذه العملية أكثر من دقيقة، ولكنها في العموم عملية أسرع وتعد خيارًا ممتازًا للإنتاج الضخم. 

يأتي هذا الاختلاف في أوقات الدورة من حقيقة أن عمليات قولبة الحقن تكون عادةً آلية بالكامل، بينما يمكن أن تكون قولبة الضغط يدوية، مع أجزاء تحتاج إلى وقت للشفاء قبل إخراجها. يمكن أيضًا إجراء تحميل المواد وإخراج الأجزاء يدويًا في عملية القولبة بالضغط.

مستوى الدقة

عملية حقن القالب هي عملية أكثر دقة بكثير مقارنةً بقولبة الضغط. تُصنع القوالب المستخدمة في قولبة الحقن من مواد متينة للغاية، ما يقلل من احتمالية ظهور عيوب تؤثر على أشكال وأبعاد القطع.

مستوى الدقة مرتفع بدرجة كافية بحيث لا تحتاج الأجزاء المصبوبة بالحقن إلى أي شيء المعالجة البعدية. 

خيارات المواد

على الرغم من أن عملية صب الحقن تعمل بشكل جيد مع العديد من المواد، إلا أن هناك حالة خاصة مع عملية صب الضغط وهي أنه يمكن استخدامها مركب صب بالجملة أو مركب صب الصفائح. تحتوي هذه المواد على ألياف مقطعة ويمكن استخدامها في تصنيع الأجزاء المركبة. 

لا يمكن لقولبة الحقن الاستفادة من هذه المواد وهي غير مناسبة لتصنيع أجزاء مصنوعة من مواد مركبة.

مزايا وعيوب صب الضغط

لقد استمر استخدام قوالب الضغط لأكثر من قرن. وذلك لأنها مزايا التي تشمل:

• تكلفة أقل للأدوات: المعدات المستخدمة في عملية قولبة الضغط، مثل المكابس الهيدروليكية، ليست معقدة كمعدات قولبة الحقن، مما يُقلل من تكلفة بدء عملية قولبة الضغط.

• أفضل للإنتاج منخفض الحجم: إن التكلفة المنخفضة لأدوات التشكيل بالضغط تجعلها أفضل بالنسبة لأحجام الإنتاج المنخفضة. وذلك لأن هناك حاجة إلى عدد أقل من المنتجات لتحقيق التعادل. 

• رائعة للأشياء الكبيرة: العوامل المحددة الرئيسية من حيث حجم ووزن الأجزاء المصنوعة باستخدام صب الضغط هي حمولة وحجم المكبس. لذلك، يتم استخدام القولبة بالضغط بشكل شائع لتصنيع أجزاء أكبر مقارنةً بالقولبة بالحقن والعمليات الأخرى.

• الإدخالات ممكنة: إدراج صب هو صب مادة واحدة على أخرى. وهذا ممكن مع صب الضغط إذا تم استخدام الأساليب والأدوات الصحيحة.

• أجزاء قوية: تنتج عملية الضغط أجزاء كثيفة قوية جدًا، وذلك بفضل قوى الضغط الكبيرة التي تستخدمها.

• التوافق المادي: تتوافق عملية صب الضغط مع العديد من أنواع المواد المختلفة، بما في ذلك المركبات المشبعة بالألياف.

هذه الطريقة في التصنيع ليست مناسبة دائمًا لبعض المنتجات. عيوب تشمل عمليات صب الضغط ما يلي:

• تعقيد الجزء: إن مستوى التعقيد الذي يمكن تحقيقه باستخدام عملية القولبة بالضغط ليس ضعيفًا، لكنه لا يستطيع التنافس مع عملية القولبة بالحقن وبعض العمليات الأخرى.

• أوقات الإنتاج: أوقات الإنتاج لقولبة الضغط أطول من تلك الخاصة بقولبة الحقن.

• المعالجة البعدية: بدون الإجراءات الصحيحة، قد يُشكّل الوميض مشكلةً كبيرةً في عملية صبّ الضغط. يجب إزالة هذه المادة الزائدة، وهذه الخطوة الإضافية قد تكون مكلفة.

تطبيقات صب الضغط

يمكن استخدام القولبة المضغوطة لتصنيع مجموعة واسعة من الأجزاء من البوليمرات البلاستيكية الحرارية والبوليمرات المتصلبة بالحرارة. بعض الأمثلة على ذلك هي:

• قطع كهربائية: يمكن تصنيع المقابس والألواح الأمامية والمفاتيح والمكونات الكهربائية الأخرى باستخدام القولبة المضغوطة.

• الأجهزة الإلكترونية: يمكن صنع أجزاء من لوحات المفاتيح وأجهزة التحكم في الألعاب وما إلى ذلك باستخدام هذه التقنية.

• قطع غيار السيارات: يمكن تصنيع الألواح الكبيرة والأجزاء الأخرى من المركبات باستخدام القولبة المضغوطة. 

• أجزاء الأجهزة الطبية: يتم تصنيع أقنعة التنفس والأجهزة الطبية الأخرى باستخدام قوالب الضغط.

الخاتمة

لا تتمتع عملية صب الضغط بنفس تعقيد عملية صب الحقن، ولكنها تظل أفضل طريقة لصنع أنواع معينة من المنتجات.

عملية التصنيع هذه بسيطة، حتى أن المواد تُحمَّل يدويًا في القالب. ورغم بساطتها، تُنتج منتجات عالية الجودة. قوة عالية وتشطيب سطحي جيدويمكنه أيضًا إدارة بعض الأشكال الهندسية المعقدة. 

تعمل عملية القولبة بالضغط الآن مع العديد من المواد الصلبة بالحرارة والمواد البلاستيكية الحرارية، وتُستخدم منتجاتها في العديد من الصناعات. 

تحدث إلى خبراء قوالب الضغط في Hongju اليوم

إن عملية صب الضغط هي عملية تصنيع متعددة الاستخدامات يمكنك استخدامها لتصنيع المنتجات التي تشمل حلقات O، ولوحات مفاتيح، وأقدام مطاطية، والمزيد. إنه خيار ممتاز إذا كنت بحاجة إلى منتج بحجم منخفض إلى متوسط.

للحصول على أقصى استفادة من عملية صب الضغط، ستحتاج إلى فريق لديه الخبرة صنع منتجات عالية الجودة باستخدام هذه العملية. هذا ما ستحصل عليه عند التواصل معنا الفريق في هونغجو.