طرق تشكيل البلاستيك

توجد اللدائن على شكل حبيبات بودرة أو سوائل أو عصي أو أنابيب وبالتالي فان عملية تصنيعها للحصول على المنتج النهائي تختلف لتتناسب مع طبيعة الشكل الموجودة عليه.
ولها عده طرق:

-1طريقة القولبة بالحقن
-2طريقة البثق EXRUSION
-3طريقة القولبة بالنفخ BLOW MOULDING
-4قوالب الضغط والنقل COMPRESSION AND TRANSFER MOULD
-5الصقل CALENDERING
-6مواد ألواح التشكيل الحراري THERMO FORMING SHEET MATERIAL
-7اللدائن المصبوبة CASTING PLASTICS
-8 طريقة القولبة بالبلاستيزول PLASTISOL MOULDING

-9اللدائن الرقائقية LAMINATED PLASTICS



طريقة القولبة بالحقن


توجد اللدائن على شكل حبيبات بودرة أو سوائل أو عصي أو أنابيب وبالتالي فان عملية تصنيعها للحصول على المنتج النهائي تختلف لتتناسب مع طبيعة الشكل الموجودة عليه.
ونلاحظ أن المواد الثرموبلاستيكية ( مواد التلدن بالحرارة ) تكون قابلة للتصنيع بمعظم الطرق المعروفة بينما المواد الثرموسيتنج ( مواد التصلد بالحرارة) تحتاج إلى طرق أخري للتشكيل ، وهذا يرجع إلى الخاصية المميزة للمواد الثرموبلاستيكية بإمكانية اعادة تشكيلها بالتسخين دون حدوث تغير كيميائي في تركيبها في حين أن المواد الثرموستينج يكون التفاعل الكيميائي لعملية البلمرة أثناء عملية صناعة المنتج النهائي منها بتأثير الحرارة والضغط والعوامل المنشطة ، وهذا المفهوم يجب تذكرة دائما عند دراسة طرق تصنيع البلاستيك ونوع الراتنج المستخدم في عملية التصنيع.
قوالب الحقن : Injection moulds


يمكن القول إن أسلوب تصنيع البلاستيك بطريقة قوالب الحقن هو الأسلوب الشائع الاستعمال في تشكيل المواد البلاستيكية وهو أيضا واحد من اقدم الأساليب في هذا المجال. ويمكن تلخيص أساسيات عملية الصب في قوالب بواسطة الحقن إلى الخطوات التالية : 1- يملأ القادوس بحبيبات الراتنج المستخدم. 2- يسخن الراتنج إلى الدرجة التي تجعله لينا وقابلا للتدفق. 3- يدفع الراتنج المتدفق خلال الفونية إلى تجويف القالب ( أنثى القالب ). 4- عندما يبرد القالب فينفصل نصفيه متباعدين. 5- يطرد المنتج النهائي من القالب.
وقد توجد خطوات اقل أو اكثر من هذه الخمسة الأساسية حسب نوع وطراز ماكينة الحقن المستخدمة إلا أنها ولابد أن تتبع هذه الخطوات الأساسية ، ونجد في الصور المرفقة بعض ماكينات الحقن وأنواع المنتجات المختلفة منها. مكائن الحقن في قوالب :
توجد مكائن الحقن في أحجام وقدرات مختلفة وقد تكون يدوية التشغيل أو تعمل بالكهرباء أو آلية أو نصف اليه كما أن الأنواع الحديثة منها تخضع لبرمجة الكمبيوتر ، كما تختلف أنواعها حسب وزن المنتج النهائي وعزم المكبس الذي يقوم بربط نصفي القالب أثناء الحقن. ويتراوح وزن المنتج النهائي بين عدة جرامات إلى اكثر من عشرة كيلو جرام كما يصل عزم الربط بين نصفي القالب إلي اكثر من 2700 طن. وتتكون ماكينة الحقن من وحدتين اساسيتين هما : الوحدة الأولى : وحدة حقن البلاستيك الساخن وفيها : 1- قادوس التغذية. 2- اسطوانة الحقن الساخنة. 3- كباس الحقن أو النظام اللولبي. الوحدة الثانية : وحدة فتح وغلق نصفي القالب وتتكون من طنبور ( صينية ) ثابت يوضع عليه نصفي القالب وآخر متحرك هيدروليكيا. وهناك تصميمات مختلفة لمكائن الحقن إلا أنها تعتمد أساسا على أحد النوعين التاليين : 1- مكائن تستخدم دافعة الحقن. 2- مكائن تستخدم الكباس اللولبي التبادلي.
والفرق بين النوعين هو في الطريقة التي يتم بها دفع المادة البلاستيكية الساخنة من داخل اسطوانة الحقن الساخنة عبر الفونية الى القالب.
ولما كان النوع الثاني هو الأكثر شيوعا واستخداما فهو ما سنعني به في هذا الكتاب وذلك للميزات التالية فيه :
1- سرعة المشوار. 2- انخفاض درجة حرارة الانصهار. 3- سهولة امتزاج الصهير.
وفي مكان القلاووظ (اللولب) التبادلي تتم عملية الحقن حسب الخطوات التالية: 1- توضع البودرة في القادوس لتسلك طريقها إلى اسطوانة الحقن خلال فتحة اتصال. 2- تتقدم البودرة إلى الأمام نتيجة للحركة اللولبية للكباس والتي تدفع بها تحت ضغط عال الى الجدران الساخنة للاسطوانة كي تنصهر ومع تزايد الضغط وتراجع اللولب يتجمع مزيد من البودرة المنصهرة تمهيدا لبدء دفعة الحقن. 3- باندفاع اللولب إلى الأمام هيدروليكيا تحقن البودرة المنصهرة من خلال الفونية مرورا بعيون الصب والمجاري إلى تجاويف القالب المغلق. 4- يظل تأثير ضغط الاندفاع فترة قصيرة تسمح للصهير المحقون بالثبات في القالب. 5- يتراجع اللولب ويقل الضغط بينما يقوم الماء بتبريد القالب حيث تتماسك وتتصلب المادة المنصهرة بسرعة متخذة شكل القالب. 6- يفتح القالب ويطرد المنتج النهائي من النصف المتحرك فيها ما بضغط الهواء أو بواسطة خابور طرد زنبركي. 7- يغلق القالب مرة أخرى لبدء مشوار جديد.
قوالب الحقن


يتكون القالب المستخدم في مكائن الحقن من نصفين أحدهما ثابت وملتصق بالصينية الثابتة للماكينة ويتصل مباشرة بالفونية أثناء التشغيلة بينما النصف الآخر متحرك مع الصينية المتحركة ويتصل به عادة نظام طرد المنتج ( بضغط الهواء أو خوابير الطرد).
وهناك آلاف الأشكال لقوالب الحقن ذات الأحجام المتباينة وبعضها هد يعطي وحدة واحدة من المنتج والبعض الآخر قد يعطي وحدات متركزة في المشوار الواحد (خاصة الوحدات الصغيرة الحجم) . حيث يقوم مصمم القالب بوضع عدة تجاويف فيه تحقن بالبلاستيك المنصهر في نفس المشوار وذلك بعمل مجاري في القالب تحمل الصهير من عنق الصب إلى كل تجويف على حدة عبر بوابة ذات فتحة اصغر من اتساع المجرى حتى تعطي امتلاء كامل ومنتظم للتجويف وفي نفس الوقت تسهل عملية فصل المنتج النهائي عن المجاري.
وتعرف المنتجات البلاستيكية المصنعة بمكائن الحقن من نقطة الحقن التي تظهر عليها وتكون غالبا عن خط الاتصال بين نصفي القالب أو في منتصف المنتجات الاسطوانية الشكل كالفناجين ... الخ.
وتتميز طريقة الحقن في قوالب بالإنتاجية العالية وهذا عامل رئيسي في خفض تكلفة الإنتاج حيث نجد أن سعر القالب والماكينة مرتفعان جدا بالمقارنة بسعر الخام المستخدم في احقن لذا يجب أن يكون الإنتاج غزيرا لتغطية هذه التكلفة العالية حين بيعه بسعر رخيص في الأسواق.
ومعظم مكائن الحقن يمكنها إنتاج آلاف القطع البلاستيكية في الوردية الواحدة اعتمادا على وزن وحجم المنتج النهائي وزمن المشوار.
ونلاحظ هنا انه يمكن لجميع المواد الثرموبلاستيكية أن تصنع بطريقة الحقن.
المعدات الثانوية المساعدة


1- التلوين : يتم تلوين حبيبات أو بودرة الراتنج في براميل للتغليب قبل وضعها في قادوس الماكينة وذلك بخلها بنسبة 1 – 5% صبغة مركزة باللون المطلوب. 2- التجفيف : بعض المواد الثرموبلاستيكية (كانايلون) تمتص الرطوبة من الجو مما يؤدي إلى ظهور فقاقيع مائية على سطح المنتج النهائي ، لذا فان الراتنج المستخدم يجب تسخينه الى ما قبل درجة انصهاره لطرد بخار الماء منه قبل إدخاله في القادوس ، ومعظم مكائن الحقن الحديثة مزودة بوحدة تجفيف ملحقة بقادوس الماكينة. 3- التبريد : لابد من استخدام نظام تبريد عبارة عن مواسير يجري بها تيار من الماء البارد المتجدد حول القالب لتبريده وامتصاص حرارة الصهير المحقون فيه ما يساعد على سرعة تماسك المنتج النهائي وبالتالي تقليل زمن المشوار. 4- الكسارة : لما كانت المواد الثرموبلاستيكية يمكن إعادة استخدامها لذا فان النفايات الناتجة عن التشغيل كالقطع المعيبة أو الزوائد الناتجة عن التشذيب ( محل فتحة الصب أو بواسطة كشارة مثقبية يفضل اتصالها بالماكينة مباشرة (لمنع التلوث) حيث تقوم سكاكين التقطيع بقذف النفايات إلى الكسارة ثم تدفع الحبيبات الناتجة بالشفط إلى القادوس لتختلط بالحبيبات الجديدة متجهة جميعها إلى وحدة الحقن.
ويمكن تغذية الكسارة يدويا بواسطة العامل حيث توضع بجانب ماكينة الحقن إلا أن المشكلة الأساسية في الأسلوب اليدوي هو تلوث واتساخ الحبيبات الناتجة أثناء النقل.
حقن مواد الثرموست ( مواد التصلد بالحرارة)


علمنا مما سبق أن مواد الثرموست تحتاج إلى الحرارة وليس التبريد لكي تتم بلمرتها إلى مواد صلبة.
ويمكننا بإجراء بعض التعديلات في مكائن الحقن ذات اللولب التبادلي أن نستخدم طريقة القولبة بالحقن لإنتاج قطع بلاستيكية من مواد الثرموست.
ولعمل ذلك فإننا نقوم بتسخين مادة الثرموست في الاسطوانة إلى درجة حرارة تجعلها لينة ( من 65م إلى 115م ) ثم تحقن إلى القالب الساخن وتترك لتأخذ شكلها النهائي عند درجة حرارة ( من 162م إلى 204م ) وبعد تصلبها فإنها تطرد من القالب ساخنة. ملاحظة هامة : إذا ظلت مادة الثرموست في الاسطوانة فترة أطول من اللازم أو إذا سخنت لفترة طويلة نسبيا فإنها تتصلب داخل الاسطوانة وتسبب انسداد واعاقة حركة الماكينة.
ويتم تسخين الاسطوانة لهذه المكائن المخصوصة بإحاطتها بالماء أو الزيت الساخنين ، إما تسخين القالب فيتم بواسطة سخان كهربائي على شكل خرطوش يدخل في القالب للوصول به الى درجة الحرارة المناسبة لتصلب مادة الثرموست داخله.
ومن اشهر مواد الثرموست التي يتم حقنها بهذه الطريقة الميلامين واليوريا والفينولات.
وتتميز طريقة حقن مواد الثرموست عن غيرها من طرق التصنيع ( كطريقة الضغط والنقل ) بأنها ذات مشوار زمني قصير وتتفادى عمليات التسخين والتشكيل المسبق للتصنيع.
ملاحظة هامة : نؤكد هنا ما سبق أن ذكرناه وهو إن نفايات مواد الثرموست لا تصلح لإعادة الاستخدام بالتكسير.
الحقن في قوالب مع التفاعل REACTION INJECTION MOULDING RIM


وتشمل هذه الطريقة دفع نوعين من مواد الثرموست على شكل سائل داخل القالب حيث يتم تفاعلهما واستكمال بلمرتهما لإنتاج الشكل البلاستيكي النهائي.
يوضع تياران من نوعين من سائل راتنج البولي يوريثان المتفاعل حقنا تحت ضغط كبير ( 2500 رطل / بوصة مربعة) في راس الخلط حيث يندفعا إلى تجاويف القالب عبر بوابة ، وبنزول خليط السائل إلى قاع القالب يطفو الهواء إلى أعلى خارجا من شق الاتصال بين نصفي القالب.
ويمر سائل اليوريثان بحالة هلامية قبل أن يتصلد ، وعندما يتم التصلد بدرجة كافية فانه يزال باليد او بواسطة خوابير الطرد.
يستغرق مشوار التصنيع بهذه الطريقة بين دقيقتين إلى أربعة دقائق تقريبا ، ونلاحظ أن كمية السوائل الزائدة تطرد هي الأخرى خارجة من خطالانفصال في القالب ويجب إزالتها تماما من المنتج الخارج.
وتستخدم مادة خاصة لفصل القالب ترش بها جدرانه الداخلية قبل كل مشوار لتسهيل إزالة المنتج النهائي ولما كانت هذه المادة تسبب الانزلاق فيجب إزالتها من مسطح المنتج قبل تلوينه ( عادة يحتاج الإنتاج بهذه الطريقة الى تلوين ) كأجزاء السيارات الخارجية والتي يجب إعطائها نفس لون السيارة.
وهذه الطريقة ذات مستقبل غير محدود لتصبح إحدى اكبر وسائل التقنية في صناعات البلاستيك نظرا لكبر حجم المنتج النهائي وقلة التكاليف مقارنة بالطرق الأخرى سواء في صناعة البلاستيك أو الصناعات المعدنية كما أنها تحتاج إلى كمية ضئيلة من الطاقة وتكلفة المكائن المستخدمة فيها اقل من مكائن الحقن التقليدية.

طريقة البثق EXRUSION


عملية البثق هي الطريقة المثالية لتصنيع أشكال بلاستيكية ذات أحجام قياسية كالقضبان والأنابيب والشرائط والألواح ، وهي تصلح للمواد الثرموبلاستيكية فقط ، ويمكن تلخيص أنواع المنتجات التي نحصل عليها بهذه الطريقة إلى
(1) الأشكال القياسية كالقضبان والأنابيب والألواح والأشكال ذات المقاطع الغير عادية. (2) الشرائط المفردة أو المتعددة الطبقات للاستخدام المباشر أو كطبقة تغطية للورق ، الملابس او أي سطح اخر. (3) عمل طبقة حماية وعزل حول الأسلاك والكابلات بالبثق.
ويختلف حجم المنتج حسب حجم الماكينة أو على الأصح باختلاف طول وسمك اللولب الدوار والذي يتراوح بين 20 سم في المكائن الكبيرة الى 2 سم المكائن الصغيرة.
الأجزاء الرئيسية في ماكينة البثق :
1- قادوس التغذية. 2- اللولب الدوار ويوجد داخل ماسورة محاطة باسطوانة التسخين ، ويمكن تقسيم طول اللولب الى 3 اجزاء هي :
أ‌- قسم التغذية وهو المتصل بالقادوس. ب‌- قسم الضغط وهو الجزء الأوسط الذي يندفع فيه البلاستيك اللدين الى الامام. ت‌- ـ قسم القياس وهو الجزء الأخير من اللولب والمنتهي بمصفاة لمنع الشوائب من المرور للفونية ث‌- قسم الضغط وهو الجزء الأوسط الذي يندفع فيه البلاستيك اللدين الى الامام. 3- اللقمة وهي قالب معدني قياسي الحجم حسب نوع المنتج.
وبخروج البلاستيك المنبثق من الماكينة يتم سحبه إلى وحدة اخرى ملحقة حيث يبرد متخذا شكله النهائي.
وتتلخص طريقة البثق في تغذية المادة الثرموبلاستيكية وانتقالها عبر اللولب الدوار الساخن تحت ضغط عال خلال فتحة قياسية الحجم إلى (لقمة القالب) حيث يتم سحبها وتبريدها خارج الماكينة.
عملية البثق:
1- يملأ القادوس بحبيبات المادة الثرموبلاستيكية. 2- تلتقط الحبيبات بواسطة اللولب الدوار المحاط ببطانة مصلدة لاسطوانة البثق وتدفع للأمام وعلى طول اللولب الدوار واندفاع حبيبات البلاستيك إلى امام فانها تسخن وتلين وتنعم بتأثير عاملين : أ‌- السخانات الخارجية المحيطة بماسورة اللولب. ب‌- الحرارة الناتجة من احتكاك الحبيبات مع جسم اللولب الدوار.
وفي أثناء حركة المواد الثرموبلاستيكية على طول اللولب الدوار فإنها تمتزج في صهير متجانس ومتماسك مع بعضها أو مع المادة الملونة (في حالة إضافة لون إليها) وهذا التجانس يمنع حدوث تموجات سطحية أو عدم انتظام المقطع للمنتج النهائي.
3- تدفع المادة المنصهرة تحت ضغط عال عبر رصة ترشيح (تمنع مرور الشوائب) إلى لقمة القالب. 4- يخرج القطاع البلاستيكي المنبثق من اللقمة إلى وحدة التبريد ليتصلب متخذا شكله النهائي بعد تقطيعه إلى الأطوال أو المساحات المطلوبة أو لفة على اسطوانات ذات إحجام وسعات معلومة.
بثق الشرائط والألواح المسطحة:

يتم عادة بثق الألواح المسطحة حوالي 6 سم بينما يطلق اسم الشرائط على منتجات البثق ذات السمك اقل من 0.25 سم.
ويستخدم نفس نظام البثق في القطاعات الأخرى ( كالقضبان والأنابيب ) في بثق الألواح والشرائط مع ملاحظة اختلاف لقمة القالب ومعدات الاستلام النهائي.
بثق طبقة تغطية (الحماية) البلاستيكية على المواد المختلفة:

يمكن استخدام طريقة البثق في تغطية المواد المختلفة بغشاء بلاستيكي واقي ( او للتجميل ) وذلك بضغط شرائط البلاستيك المنبثقة الساخنة من الماكينة مع المادة المطلوب تغطيتها بين بكرتين ضاغطتين بحيث تكون مادة البلاستيك اسفل المادة الأخرى. ولا تحتاج هذه العملية إلى إضافة مواد لاصقة حيث يكون الضغط الواقع على شريط البلاستيك الساخن كافيا لالتحامه بالمادة المطلوب لصقه عليها.
باستخدام شرائط ذات عرض قياس مناسب لسطح المادة المطلوب تغطيتها يمكننا تغليف مواد كالورق والملابس والرقائق المعدنية باستخدام طريقه البثق.
الشرائط البلاستيكية متعددة الطبقات

يمكننا الحصول على شرائط بلاستيكية متعددة الطبقات (كل طبقة تختلف في مادتها عن الأخرى باستخدام عدة باثقات في الماكينة الواحدة تصب جميعها في لقمة القالب وتسمى هذه الطريقة بالبثق الاسهاميCoextrusion ، وتستخدم الباثقات المتعددة لبثق عدة مواد بلاستيكية مختلفة أو ألوان مختلفة ( لمادة واحدة ) في لقمة القالب بواسطة نظام متشعب.
والتطبيق العملي لهذه الطريقة ينتج منه لفائف الأطعمة المانعة للرطوبة وأبخرة الغازات وكذلك شفاطات المشروبات ذات اللونين وزجاج السيارات الأمامي.
شرائط البثق بالنفخ

تستخدم هذه الطريقة نفس التقنية المستخدمة في إنتاج الألواح إلا أن لقمة القالب تكون على شكل تجويف أنبوبي يندفع خلاله تيار هوائي يمدد الشريط على شكل اسطواني يسمى "الفقاعة".
وأثناء تصلب الفقاعة فإنها تضغط من الجانبين بين بكرتين لتكوين شريط مزدوج السمك وقد وجد عمليا انه من الأفضل بثق واستلام القاعة من اسفل إلى أعلى ثم تسطيحها بين البكرتين وحملها إلى بكرة اللف.
وتستخدم هذه الطريقة في عمل لفات شرائط البلاستيك لاستخدامها في تغطية الأجسام كبيرة الجسم نسبيا كالمكائن والسيارات .. الخ ، ويمكن قطع الشرائط على مسافات قصيرة ولحامها من إحدى نهايتيها لتعطي لنا الحقائب البلاستيكية الخفيفة.
البثق لتغطية الأسلاك

من أهم التطبيقات العملية لطريقة البثق هو تغطية الأسلاك المعدنية والكابلات بمادة بلاستيكية عازلة للكهرباء ومقاومة للتآكل وعوامل الجو.
وهي تماثل عمليا طريقة بثق الأنابيب لشاقة في لقمة القالب تستبدل بدليل متدرج (بالتناقص) يمر من خالاه السلك المعدني المراد تغطيته وأثناء مرور المادة البلاستيكية الساخنة عبر لقمة القالب فإنها تحيط بالسلك المعدني الساخن (تكون درجة حرارته كدرجة انصهار المادة البلاستيكية) ويحرجا الاثنين كوحدة واحدة من لقمة القالب حيث يبردا ويلف السلك أو الكابل على بكرات ذات إحجام وأطوال قياسية.
ومن الراتنجات الشائع استخدامها في تغطية الأسلاك والكوابل راتنج البولي ايثلين وكلوريد البولي فنيل والنايلون كما يستخدم أحيانا راتنج السيليكون للكابلات ذات المقاومة العالية للحرارة.
البثق لعمل الحبيبات والمركبات

تستخدم تقنيات البثق في مصانع إنتاج المركبات الراتنجية وذلك لخلط وتلوين وتشكيل الحبيبات الراتنجية التي تباع الى مصانع إنتاج المنتج البلاستيكي النهائي.
وغالبا تحتاج الراتنجات الأساسية إلى مواد مضافة لتناسب تطبيقات عملية محددة ذات مواصفات خاصة أو قد تحتاج إلى التلوين بلون مطلوب أو يكون الإنتاج المطلوب على شكل عصي أو حبيبات أو ... الخ ، وتضاف المواد الإضافية أو الألوان إلى الراتنج وتخلط جيدا لتكوين مزيج متجانس في الحبيبات الناتجة وبالطبع فان لقمة القالب تصمم بحيث يخرج الراتنج منها على شكل حبال يتم تقطيعها إلى قطع صغيرة حبيبية الشكل لا يتجاوز طورها 2-3 مم ثم تعبا في أكياس ( عبوته 50 كجم عادة ) وبذلك تكون جاهزة للتشغيل والتصنيع. ويجدر الإشارة هنا إلى أن الاصطلاح المستخدم للدلالة على ملونات اللدائن هو Master batch بينما يطلق على مواد الإضافة التي تكسب الراتنج صفات مرغوبة Additives * وتحتكر تقنية تصنيع هذه المواد شركات عالمية معدودة.
ويختلف شكل الحبيبات من الاسطواني الى المكعب او الكرات الصغيرة البيضاء أو الملونة حسب الطلب ونؤكد هنا ما سبق ذكره عن إمكانية إعادة استخدام الراتنجات البلاستيكية المستخدمة في طرق البثق حيث أنها مواد ثرموبلاستيكية.

طريقة القولبة بالنفخ BLOW MOULDING


تستخدم قوالب النفخ في إنتاج الأجزاء البلاستيكية من مادة الثرموبلاستيك ذات التجويف رقيق الجدران (كالقوارير مثلا) وذلك بوضع اسطوانة من البلاستيك تسمى "باريسون" بين فكي القالب الذي يقوم بثني نهايتي الاسطوانة البلاستيكية الساخنة بينما يندفع هواء مضغوط بقوة ليدفع بالصهير البلاستيكي إلى جدران القالب ، وبالتبريد يصبح البلاستيك المتراكم على جدران القالب الداخلية جامدا وقويا متخذا شكلها.


ويمكن حصر تقنية النفخ في ثلاث مراحل أساسية :
أولا : تليين الراتنج بالتسخين وذلك باستخدام باثق لتسخين اللدينة إلى حالة الانصهار ودفعها إلى راس لقمة القالب (وهذه المرحلة مشابهة تماما لعملية البثق).
ثانيا : تكوين الاسطوانة الباريسون حتى تكون جاهزة للدخول بين نصفي القالب.
ثالثا : نفخ الاسطوانة داخل القالب بواسطة هواء مضغوط يقوم بفرد مادة الباريسون المنصهرة على جدران تجاويف القالب متخذة شكله (زجاجة مثلا) علما بأنه عند غلق نصفي القالب فان الضغط الهيدرولكي المستخدم في الإغلاق يقوم بثني نهايتي اسطوانة الباريسون.
وتعتبر طريقة تصنيع البلاستيك بالنفخ واحدة من العمليات الرئيسية في صناعة البلاستيك وبالتالي في الأسواق العالمية مما نلمسه يوميا من إنتاج غير محدود للقوارير والزجاجات التي نستخدمها في حياتنا اليومية.
وقد استخدم هذا الأسلوب أساسا بغرض تصنيع القوارير الأسطوانية البسيطة ومع التقدم التقني السريع وتصميمي ماكينات ذات مواصفات متميزة تطورت عمليات النفخ لينتج منها مختلف الأشكال بكميات وفيرة حيث ناجذ دورة الإنتاج زمنا قصيرا ، كما أمكن إنتاج نوعيات ذات أشكال معقدة.
وفي الواقع العملي فانه يمكننا الآن إنتاج أي جسم مفرغ تقريبا باستخدام تقنية النفخ سواء كانت مقاعد وظهور كراسي السيارات أو مساند الرأس والأذرع وكذلك الزجاج الأمامي.
ويستخدم راتنج البولي ايثلين بكثرة في عمليات النفخ حيث انه راتنج مثالي لإنتاج القوارير الخفيفة وكذلك الحاويات الصلبة القوية. ويمكن استخدام النفخ في معظم أنواع المواد الثرموبلاستيكية إلا أن الايونومر وكلوريد البولي فنيل ، والبولي كربونات والاسيتال تستخدم بقلة في هذا المجال.
ويعتبر أهم تطبيق عملي تجاري لعملية النفخ هو إنتاج القوارير والأدوات ذات الاستخدام الواحدة نظرا لخفة وزنها وعدم قابليتها للكسر وسهولة التخلص منها كفضلات بالحرق والتكلفة الإنتاجية البسيطة جدا مقارنة بالزجاج.
ويتأثر جسم ماكينة النفخ حسب مقاس لولب الباثق وعدد رؤوس لقمة القالب وجسم القالب الذي سيوضع في الماكينة.
ولفهم عملية النفخ يجب دراسة أجزاء القالب المستخدم بالتفصيل ، ويبين الخط الفاصل على المنتج محل التقاء نصفي القالب أما أجزاء القالب التي تقوم بكبس الاسطوانة ( الباريسون ) ولحامها قبل النفخ فتعرف بالكماشات (Pinch – offs ) وتلك الأجزاء التي يتم عندها لحام جزئي الاسطوانة يتم قطعها فيما بعد في عملية التشطيب ويسمى الجزء المنثني في قاع القارورة بـ (الذيل).
ويستخدم عنصر الألومنيوم في صناعة القوالب المستخدمة في عمليات النفخ بدلا من سبيكة النحاس والبريليوم التي كانت تستخدم في السابق.
عملية النفخ :
أولا : قبل التشغيل : 1- يبدأ ترتيب عملية النفخ بتامين القوالب المطلوبة وتثبيتها على الصينية المتحركة هيدرليكيا في الماكينة. 2- تضبط لقمة القالب مقاس وسمك جدران الباريسون عند بثقه. 3- يملأ القادوس بحبيبات المادة البلاستيكية أما يدويا أو بنظام تفريغ اوتوماتيكي. 4- تشغل سخانات لتدفئة الراتنج وتليينه في اسطوانة الباثق رؤوس لقمة القالب. 5- يضبط ضغط الهواء المستخدم في نفخ الاسطوانة (الباريسون). 6- تضبط مواقع الطرد للمنتج النهائي. 7- تشغل دورة التبريد بالمياه لضبط حرارة القالب وتنشيط النظام الهيدرولكي في الماكينة والذي يقوم بفتح وغلق القالب.
ثانيا : بدء التشغيل : 1- نضغط زر التشغيل للباثق في الوضع "Auto" أي تشغيل اوتوماتيكي. 2- تنبثق اسطوانة الباريسون بين نصفي القالب المفتوح. 3- يغلق نصفي القالب هيدروليكيا ويندفع هواء مضغوط ينفخ الاسطوانة البلاستيكية ويفردها على جدران القالب متخذة شكل تجاويفه. 4- بعد إتمام دورة النفخ يفتح القالب ويطرد المنتج النهائي. 5- تقطع النهايات المنثنية للمنتج لنهائي في عملية التشطيب اما في ماكينة منفصلة او يتم نقلها اوتوماتيكيا الى ماكنية التقطيع.
وكما نعلم فان المادة الثرموبلاستيكية يمكن تكسيرها وإعادة استخدامها مرة أخرى لذا فان بقايا التقطيع والإنتاج المعيب يتم تكسيره واعادة تغذية القادوس به.
عملية النفخ مع الحقن:
تختلف هذه العملية عن عملية النفخ العادية في ان الباريسون يتم انتاجه بواسطة الحقن. ويتم تشكيل الباريسون في قالب حول خابور في الوسط ثم ينقل إلى قالب النفخ حيث يشد بين نصفيه ، وفي تلك المرحلة يدفع هواء مضغوط خلال الخابور الاوسط لفرد الباريسون الساخن على تجاويف القالب.
وتتميز هذه العملية بان المنتج النهائي لا يحتاج إلى قطع الزوائد حيث انه لم يتم تثنية أصلا قبل دخوله القالب كما أنها تعطي سطحا أملسا متجانسا وكذلك شكل العنق يكون مضبوطا مما يعطي الفرصة لتصنيع الحاويات ذات الاشكال الغير تقليدية بهذه الطريقة إلا أن تكلفة مكائن النفخ مع الحقن تكون أعلى من تكلفة مكائن النفخ التقليدية (مع البثق) وذلك لضرورة وجود قالبين وكذلك محطتين للقوالب فيها كما أن زمن المشوار فيها أطول من المكائن العادية كما توجد بعض القيود على حجم وشكل القالب المستخدم.

قوالب الضغط والنقل COMPRESSION AND TRANSFER MOULD





وتتلخص هذه الطريقة في وضع كمية محسوبة من الراتنج في القالب الذي يسخن صم يدفع مكبس على العجينة المنصهرة فتملأ الفراغات داخل القالب حيث يرفع الضغط بعد أن يأخذ الراتنج شكل التجاويف التي ملأها ثم يترك ليتصلب بتأثير التفاعلات الكيميائية التي تتم عملية البلمرة كما هو معلوم في مواد الثرموسيتنج.
وتوجد مواد الثرموسيتنج على شكل مسحوق أو حبيبات أو صفائح أو حبال وفي بعض الأحيان يتم تشكيلها على هيئة أقراص سباقة التشكيل متصلة ببعضها وذات أوزان محسوبة لا تسمح إلا بكميات ضئيلة زائدة (فاقد) عند كبسها داخل القالب (والطبع يجب قطع هذه الزيادة عند تشطيب المنتج النهائي قبل اكتمال تصلبه).
وتتراوح درجة حرارة القالب المسخن بين 93م و 205م بينما يتراوح الضغط في المكبس بين 1000 و 10000 رطل / بوصة مربعة وتكتمل عملية بلمرة الراتنج في زمن ما بين 3 و20 دقيقة.
ويمكن احتواء القالب الواحد على تجويف أو اكثر حسب حجم المنتج ويصنع عادة من مادة الفولاذ ذات الأسطح العالية الصقل لتعطي إنتاج ذو مظهر جيد.
ويتم تثبيت نصفي القالب بصينية المكبس الهيدروليكي العلوي والسفلي وذلك حتى يكون قفلهما وفتحهما هيدروليكيا أثناء دورة التشغيل.
وفي المكائن اليدوية فان العامل يقوم بوزن كمية الراتنج المطلوبة وضعها داخل القالب الساخن ودفع ذراع المكبس يدويا ثم إخراج الناتج من القالب وقطع الزائد منه قبل تمام تصلبه * بينما نجد في المكائن الآلية كمية الراتنج المحسوبة تغذي القالب وتضغط ويفتح القالب بعد فترة زمنية قياسية ويطرد الناتج آليا إلا في حالة إذا كان هناك أجزاء معدنية يراد إدخالها في المنتج النهائي فتلك توضع بواسطة العاملة يدويا في القالب المفتوح ثم تكمل الدورة آليا.
ثانيا : القولبة بالنقل : TRANSFEER MOULDING
تعتمد طريقة القولبة بالنقل على نفس أساسيات طريقة الضغط السالفة إلا أن الاختلاف البين بينهما هو في كيفية ملء فراغات القالب بالراتنج المنصهر ، ففي عملية النقل لا يصب الراتنج مباشرة في تجاويف القالب ولكن يتم تسخينه في غرفة منفصلة تحت ضغط كباس حتى ينصهر ثم يزاد الضغط على الكباس (6000 – 12000 رطل / بوصة مربعة) فيدفع الراتنج المنصهر إلى مجاري الإمداد والبوابات المؤدية إلى فراغات القالب * وهذا الجزء من العملية يشبه تماما عملية الحقن في المواد الثرموبلاستيكية.
وفي الحالات التي تحتاج إنتاج كبير وسريع فتستخدم طريقة القولبة الدافعة Plunger molding مع استخدام كباس نقل إضافي منفصل ليدفع بالبلاستيك خلال المجاري ثم إلى التجاويف ، وهنا نجد أن الضغط التحويلي مضبوط لاستقلاله عن الضغط المستخدم في ربط نصفي القالب.
وعادة يعمل الكباس الإضافي من أعلى لاسفل حيث يوجد في أعلى المكبس ويتحرك مع الصينية العلوية ويتم تسخين الراتنج قبل صبه لتقليل زمن دورة القالب حيث انه لا يمكن عمل سوى دفعة واحدة من الراتنج (محسوبة الوزن بالطبع) في كل دورة ، ومن ثم فان جميع المواد المتبلمرة والفرزة والمجاري والمنتج يجب إزالتها قبل بدء دورة جديدة ونلاحظ أن جميع الأجزاء الداخلة في طريقة القولبة ما عدا المنتج النهائي تعتبر نفايات لأنه من المعلوم أن مواد الثرموسيتنج لا يمكن إعادة تصنيعها.
وتتميز طريقة قوالب النقل عن قوالب الضغط في عدم وجود زوائد في المنتج النهائي مما يجعلها بسيطة التشطيب كما انه يمكن بها إنتاج عدة وحدات متكررة باستخدام أسلوب المجاري خاصة في إنتاج الأشكال الصغيرة الحجم ذات التركيب المعقد والتي من الصعب تصنيعها بطريقة الضغط.


الصقل CALENDERING


يقصد بعملية الصقل ضغط عجينة البلاستيك من المواد الثرموبلاستيكية اللينة (المنصهرة) بين بكرتين أو اكثر لتكوين شريط متصل.
وهذه العملية مشابهة تماما لما يحدث في صناعة المطاط وهي الطريقة المثلى لتصنيع شرائط وألواح البلاستيك:
وتستخدم عادة مادة كلوريد البولي فينيل المرنة في هذه العملية إلا انه يمكن أيضا استخدام مواد الايه بي سي ، السليلوزات ، البولي ايثلين والبوليسترين.
ويمكن خلط الراتنج الثرموبلاستيكي مع بعض المواد الأخرى كعوامل مساعدة على التثبيت والتلدن والتزييت والتلوين.
وأثناء الخلط فان العجينة تسخن حتى تصبح مطاطية التكوين أشبه بالفخار الأملس الساخن ثم تغذى إلى بكرات الصقل الساخنة حيث تنضغط إلى السمك والاتساع المطلوبين أثناء مرورها بين البكرات ، ومن ثم تمرر على بكرات التبريد ثم تقطع بالاتساع المطلوب على اله القطع ثم تلف على بكرات التسليم.
ويتم التحكم في سمك اللوح المصقول حسب المسافة بين البكرتين النهائيتين.
مكائن الصقل:
تتكون ماكينة الصقل من اربعة وحدات رئيسية هي : 1- خلاط : يقوم بمزج المكونات المطلوبة من الراتنج والعوامل المساعدة وذلك بغرض عمل مزيج متجانس منها جاهز للتشغيل. 2- الوحدة الرئيسية : وهي ماكينة الصقل وتقوم بضغط ولف (تبطيط) العجينة الساخنة بين البكرات إلى شرائط أو ألواح مسطحة. 3- وحدة التشطيب : وتشمل بكرات التبريد وآلة القطع والتشذيب. 4- بكرات اللف التي يلف عليها المنتج النهائي بكميات قياسية.
ونلاحظ أن البكرات تظل دائما ساخنة لحفظ حرارة التكوين كما ان التحكم في سمك البلاستيك الناتج يتم بواسطة تضييق المسافة تدريجيا بين كل بكرتين ، ويمكننا استخدام بكرات مزخرفة لإنتاج لفائف البلاستيك النسيجي او المزخرف.
عملية التكسية : COATING PROCESS
يمكن استخدام تقنية الصقل لتكسية بعض المواد كالورق والقماش بطبقة بلاستيكية ، وهذه العملية تشبه عملية الصقل إلا انه توضع المادة المراد تغطيتها بين البكرات أثناء تكوين لفائف البلاستيك.
ويتم أثناء ذلك الالتحام التام بين المادة البلاستيكية والورق أو القماش المستخدم ويخرجان من البكرة النهائية قطعة واحدة.
وتنجح هذه العملية في إنتاج أقمشة التنجيد البلاستيكية للأثاث والمقاعد والملابس والأحذية والحقائب وحقائب اليد من رقائق البولي فينيل المرنة كغطاء فوق القماش.
أما كلوريد البولي فينيل المرن فيستخدم في صناعة ستائر الحمامات ، ملابس المطر ، حبال تخطيط حمامات السباحة ، الجلد الصناعي وواقيات الاصطدام في السيارات وكذلك الهارد توب.
ويستخدم كلوريد البولي فينيل الجاسئ Rigid pvc في صناعة أكياس النفايات ، بطاقات البنوك ، أشرطة التسجيل الصوتية ، وسائل الإضاءة وأكياس حفظ الحبوب.

الله ينور

بسم الله ماشاء الله تبارك الله