كيفية اختيار ماكينة قولبة بالحقن

طريقة الاختيار خطوة بخطوة

يكون اختيار ماكينة القولبة بالحقن أنجح عندما تبدأ من القطعة والقالب، لا من رقم الحمولة. فكل خطوة أدناه تضيّق نطاق الماكينات المناسبة، والاختيار النهائي هو أصغر ماكينة تلبي كل المتطلبات بهامش معقول.

اجمع البيانات أولًا: رسم القطعة أو نموذجها ثلاثي الأبعاد، ودرجة المادة، ووزن القطعة، وسماكة الجدار، وطول مسار التدفق، وعدد التجاويف، ونوع المجرى، وأبعاد القالب ووزنه، وزمن الدورة المستهدف، والإنتاج السنوي. وبهذه الأرقام يمكن حساب كل خطوة بدلًا من تقديرها.

1. احسب قوة الإغلاق

المساحة المسقطة لجميع التجاويف والمجاري مضروبة في ضغط التجويف المعتاد للمادة وسماكة الجدار، مع إضافة هامش.

2. تحقق من حجم الحقنة

ينبغي أن يستهلك وزن الحقنة الإجمالي ما بين 20 و80 بالمئة تقريبًا من سعة حقنة اللولب.

3. اختر وحدة الحقن

قطر لولب ونسبة L/D وضغط حقن مناسبة للمادة وطول مسار التدفق.

4. تأكد من توافق القالب

المسافة بين أعمدة الربط، وحجم اللوح، ونطاق سماكة القالب، وشوط الفتح، والطارد.

5. تحقق من السرعة والضغط

تحتاج القطع رقيقة الجدران وطويلة مسار التدفق إلى معدل حقن وضغط مرتفعين.

6. تحقق من معدل التلدين

يجب أن يصهر اللولب الحقنة التالية ضمن زمن التبريد المتاح.

7. اختر نوع الإدارة والخيارات

سيرفو هيدروليكي أو ثنائي الألواح أو سلسلة متخصصة؛ سحب القلوب، بوابات الصمامات، واجهة الروبوت.

8. خطط للأتمتة والمرافق

الروبوت، IML، المجفف، المبرد، التحكم في درجة حرارة القالب، الطاقة والمياه.

حساب قوة الإغلاق مع مثال تطبيقي

يجب أن تتجاوز قوة الإغلاق القوة التي يؤثر بها المصهور على القالب أثناء الملء والكبس. والتقدير القياسي هو: قوة الإغلاق = إجمالي المساحة المسقطة × متوسط ضغط التجويف × معامل الأمان. والمساحة المسقطة هي مساحة القطعة كما تُرى في اتجاه فتح القالب، لكل تجويف إضافة إلى أي مجرى بارد على خط الفصل. ولا تُطرح الفتحات داخل محيط القطعة إلا إذا كانت مغلقة بالكامل بالفولاذ.

مثال تطبيقي: غلاف إلكترونيات من ABS بمحيط 150 × 100 mm، يُقولب في تجويفين مع مجرى بارد. المساحة المسقطة لكل تجويف 15 × 10 = 150 cm2، فيعطي التجويفان 300 cm2. ويضيف المجرى نحو 20 cm2، ليصبح الإجمالي 320 cm2. ومع جدران بسماكة 2 mm وطول تدفق متوسط، يكون ضغط التجويف المعتاد لمادة ABS نحو 300 kgf/cm2. القوة = 320 × 300 = 96,000 kgf، أي 96 tf، وهو ما يعادل نحو 940 kN. وبإضافة هامش 15 بالمئة نحصل على نحو 1,080 kN، لذا تكون ماكينة بقوة 1,100 إلى 1,300 kN تقريبًا نقطة البداية، رهنًا بفحص توافق القالب.

ويوضح مثال الجدران الرقيقة مدى سرعة تغيّر النتيجة مع الضغط. فغطاء من PP بأربعة تجاويف وقطر 120 mm له مساحة مسقطة تبلغ نحو 113 cm2 لكل تجويف، أي 452 cm2 إجمالًا. وعند سماكة جدار 0.6 mm يكون ضغط التجويف المعتاد نحو 500 kgf/cm2، ما يعطي 226 tf أو نحو 2,220 kN قبل الهامش. أما الغطاء نفسه بسماكة 1.5 mm فيحتاج إلى قوة أقل بكثير. وتطبق حاسبة الحمولة من HWAMDA الطريقة نفسها.

1 kgf/cm2 يقارب 1 bar؛ و1 tf يعادل نحو 9.81 kN. أكّد القيم للدرجات المحددة مع مورد المادة.

حجم الحقنة ونسبة استغلال اللولب

الحقنة هي إجمالي المصهور المحقون في كل دورة: جميع القطع إضافة إلى أي مجرى بارد. والحقنة التي تستغل جزءًا ضئيلًا من اللولب تُبقي المصهور في الأسطوانة لدورات عديدة، فيزداد زمن المكوث وخطر التحلل، ويصعب التحكم في شوط الحقن. أما الحقنة التي تستغل أكثر من اللازم فلا تترك وسادة وتعطي تجانسًا ضعيفًا للمصهور.

القاعدة الشائعة هي استغلال ما بين 20 و80 بالمئة من أقصى سعة حقنة للولب، مع اعتبار 30 إلى 65 بالمئة النطاق المريح للمواد الحساسة للحرارة. وتُذكر سعة حقنة الماكينة عادةً بالغرامات من PS. وللمواد الأخرى، اضرب بنسبة كثافات المصهور: يعطي PP وPE نحو 0.85 إلى 0.9 من قيمة PS، بينما يعطي PC وPET وPVC القيمة نفسها تقريبًا أو أكثر قليلًا.

في مثال ABS، تعطي قطعتان بوزن 45 g لكل منهما مع مجرى بوزن 8 g حقنة بوزن 98 g. وللبقاء بين 20 و80 بالمئة، ينبغي أن تكون سعة اللولب بين نحو 123 g و490 g، وتوفر وحدة بسعة 150 إلى 250 g تحكمًا جيدًا. وتحوّل حاسبة حجم الحقنة على هذا الموقع الحجم والكثافة وقطر اللولب نيابة عنك.

قطر اللولب ونسبة L/D وخيارات وحدة الحقن

في وحدة حقن معينة، يعطي اللولب الأصغر ضغط حقن أعلى وتحكمًا أدق في الحقنة، بينما يعطي اللولب الأكبر حجم حقنة ومعدل تلدين أكبر لكن بضغط أقصى أقل. ولهذا تقدم ماكينات كثيرة، ومنها سلسلة M8SII، عدة خيارات لوحدة الحقن (A, B, C, D) على وحدة الإغلاق نفسها: فيمكنك مطابقة اللولب مع القطعة بدلًا من الانتقال إلى ماكينة أكبر.

نسبة L/D هي الطول المحزز للولب مقسومًا على قطره. وتكون اللوالب العامة عادةً بنسبة 20:1 إلى 22:1 تقريبًا. أما المواد التي تحتاج إلى صهر وخلط شاملين، مثل PET، فتستخدم لوالب أطول؛ إذ تستخدم ماكينات بريفورم PET من HWAMDA لولب PET بنسبة 25:1. ويحتاج PVC الصلب إلى لولب منخفض الانضغاط وأسطوانة مقاومة للتآكل الكيميائي للحد من حرارة القص، ولهذا تستخدم ماكينات وصلات PVC حزمة تلدين مخصصة.

توافق القالب: أعمدة الربط واللوح وسماكة القالب وشوط الفتح والطارد

قد تكون الماكينة ذات قوة الإغلاق الكافية هي الماكينة الخطأ إذا لم يتوافق القالب معها. قارن رسم القالب بهذه الأبعاد قبل تأكيد الطراز. وإذا لم يُصمم القالب بعد، فاستخدمها لتوجيه صانع القالب.

المسافة بين أعمدة الربط

يجب أن يمر عرض القالب أو ارتفاعه بين أعمدة الربط مع خلوص للتركيب. وتحتاج القوالب الأعرض من هذه المسافة إلى ماكينة أكبر أو خيار أعمدة ربط بمسافة أوسع.

حجم اللوح

ينبغي أن تكون قاعدة القالب مدعومة على معظم مساحتها حتى لا ينحني اللوح تحت قوة الإغلاق.

نطاق سماكة القالب

يجب أن يقع ارتفاع القالب المغلق بين الحد الأدنى والأقصى لسماكة القالب في الماكينة.

شوط الفتح

في القالب ثنائي الألواح، اترك على الأقل ضعف عمق القطعة إضافة إلى خلوص المجرى والسحب؛ وتحتاج القوالب ثلاثية الألواح والقوالب المكدسة إلى أكثر من ذلك.

شوط الطارد وقوته

يجب أن يدفع الطارد القطعة لتتحرر تمامًا من القلب؛ وتحتاج العبوات العميقة والدلاء إلى أشواط طويلة أو مساعدة بالهواء.

وزن القالب

تحقق من أن اللوح المتحرك قادر على حمل نصف القالب وأن رافعتك قادرة على رفعه.

سرعة الحقن والضغط ومعدل التلدين

تتجمد القطع رقيقة الجدران بسرعة، لذا يجب ملؤها بسرعة. وكقاعدة إرشادية، عندما تتجاوز نسبة طول مسار التدفق إلى سماكة الجدار نحو 150:1، أو تنخفض سماكة الجدار عن نحو 0.7 mm، تواجه وحدات الحقن القياسية صعوبة. وتُملأ عبوات الطعام والأكواب رقيقة الجدران عادةً في 0.1 إلى 0.3 ثانية، وتحتاج إلى معدلات حقن عالية وضغط حقن مرتفع وصمامات أو مراكمات سريعة الاستجابة. وهذا هو دور سلسلة SP6 عالية السرعة للجدران الرقيقة.

يجب أن يواكب معدل التلدين الدورة. فاللولب يجهّز الحقنة التالية أثناء التبريد، لذا يكون المعدل المطلوب هو وزن الحقنة مقسومًا على زمن الاسترداد المتاح. في مثال ABS، تتطلب حقنة بوزن 98 g كل 30 ثانية نحو 12 kg/h، وهذا سهل. أما عبوة رقيقة الجدران بأربعة تجاويف بوزن 40 g للحقنة ودورة مدتها 5 ثوانٍ فتحتاج إلى نحو 29 kg/h، مع نحو 3 ثوانٍ فقط متاحة للاسترداد، لذا يجب أن يكون اللولب قادرًا على توفير المصهور ضمن هذه النافذة الزمنية.

نوع الإدارة والأتمتة والمرافق

تناسب الماكينات السيرفو الهيدروليكية معظم التطبيقات العامة وتطبيقات التغليف والتطبيقات الصناعية لأنها تجمع بين القوة الهيدروليكية واستهلاك أقل للطاقة. وتناسب الماكينات ثنائية الألواح القوالب الكبيرة حيث يهم طول الأرضية وفتحة القالب. وتلزم الماكينات متعددة المواد بوحدتي حقن أو ثلاث وحدات للقطع ثنائية اللون أو ثنائية المادة.

خطط للخلية كاملة في الوقت نفسه. أكّد أتمتة الروبوت أو IML، وسعة المجفف للمواد الماصة للرطوبة، وحجم المبرد ووحدة التحكم في درجة حرارة القالب، ومصدر الطاقة، والهواء المضغوط. فهذه البنود تؤثر في خيارات الماكينة، مثل واجهة الروبوت وصمامات الهواء ومناطق المجرى الساخن.

قائمة التحقق لاختيار الماكينة

مطابقة أنواع المنتجات مع سلاسل ماكينات HWAMDA