ما هي العمليات الهيكلية للأجزاء البلاستيكية؟
ما هي العمليات الهيكلية للأجزاء البلاستيكية؟
تتضمن عملية تصميم الهيكل للأجزاء البلاستيكية بشكل أساسي اعتبارات مثل الهندسة ودقة الأبعاد ونسبة السحب وخشونة السطح وسمك الجدار وزاوية السحب وقطر الفتحة ونصف قطر الشرائح وزاوية سحب القالب وأضلاع التعزيز. ستتناول هذه المقالة كل هذه النقاط بالتفصيل وتناقش كيفية تحسين هذه العناصر أثناء عملية التشكيل الحراري لتحسين جودة المنتج وكفاءة الإنتاج.
1. الهندسة ودقة الأبعاد
منذالتشكيل الحراري البلاستيكيتعد عملية التشكيل بالتفريغ طريقة معالجة ثانوية، وخاصة في التشكيل بالتفريغ، وغالبًا ما توجد فجوة بين الورقة البلاستيكية والقالب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي الانكماش والتشوه، وخاصة في المناطق البارزة، إلى أن يصبح سمك الجدار أرق، مما يؤدي إلى انخفاض القوة. لذلك، لا ينبغي أن تكون للأجزاء البلاستيكية المستخدمة في التشكيل بالتفريغ متطلبات صارمة للغاية فيما يتعلق بالهندسة ودقة الأبعاد.
أثناء عملية التشكيل، تكون الورقة البلاستيكية المسخنة في حالة تمدد غير مقيدة، مما قد يؤدي إلى الترهل. بالإضافة إلى التبريد والانكماش الكبيرين بعد إزالة القالب، قد تكون الأبعاد النهائية وشكل المنتج غير مستقرين بسبب تغيرات درجة الحرارة والبيئة. لهذا السبب، فإن الأجزاء البلاستيكية المقولبة بالحرارة ليست مناسبة لتطبيقات التشكيل الدقيق.
2. نسبة السحب
إن نسبة السحب، وهي نسبة ارتفاع القطعة (أو عمقها) إلى عرضها (أو قطرها)، تحدد إلى حد كبير صعوبة عملية التشكيل. وكلما كانت نسبة السحب أكبر، كلما أصبحت عملية التشكيل أكثر صعوبة، وزادت احتمالية حدوث مشكلات غير مرغوب فيها مثل التجعد أو التشقق. تقلل نسب السحب المفرطة بشكل كبير من قوة وصلابة القطعة. لذلك، في الإنتاج الفعلي، يتم استخدام نطاق أقل من نسبة السحب القصوى عادةً، وعادةً ما يكون بين 0.5 و1.
ترتبط نسبة السحب بشكل مباشر بالحد الأدنى لسمك جدار القطعة. يمكن لنسبة السحب الأصغر إنشاء جدران أكثر سمكًا، مناسبة لتشكيل صفائح رقيقة، بينما تتطلب نسبة السحب الأكبر صفائح أكثر سمكًا لضمان عدم أن يصبح سمك الجدار رقيقًا للغاية. بالإضافة إلى ذلك، ترتبط نسبة السحب أيضًا بزاوية مسودة القالب وقابلية تمدد المادة البلاستيكية. لضمان جودة المنتج، يجب التحكم في نسبة السحب لتجنب زيادة معدل الخردة.
3. تصميم الشرائح
لا ينبغي تصميم زوايا حادة عند زوايا أو حواف الأجزاء البلاستيكية. وبدلاً من ذلك، يجب استخدام أكبر قدر ممكن من الشرائح، بحيث لا يقل نصف قطر الزاوية عمومًا عن 4 إلى 5 أضعاف سمك الورقة. قد يؤدي عدم القيام بذلك إلى ترقق المادة وتركيز الإجهاد، مما يؤثر سلبًا على قوة القطعة ومتانتها.
4. زاوية المسودة
التشكيل الحراريتتطلب القوالب، المشابهة للقوالب العادية، زاوية سحب معينة لتسهيل إزالة القالب. تتراوح زاوية السحب عادةً من 1° إلى 4°. يمكن استخدام زاوية سحب أصغر للقوالب الأنثوية، حيث يوفر انكماش الجزء البلاستيكي بعض الخلوص الإضافي، مما يجعل إزالة القالب أسهل.
5. تصميم ضلع التعزيز
عادةً ما تكون الصفائح البلاستيكية المشكلة بالحرارة رقيقة للغاية، وتقتصر عملية التشكيل على نسبة السحب. لذلك، فإن إضافة أضلاع التعزيز في المناطق الضعيفة هيكليًا تعد طريقة أساسية لزيادة الصلابة والقوة. يجب مراعاة وضع أضلاع التعزيز بعناية لتجنب المناطق الرقيقة للغاية في أسفل وزوايا القطعة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة أخاديد ضحلة أو أنماط أو علامات إلى أسفل الغلاف المشكل بالحرارة يمكن أن يعزز الصلابة ويدعم الهيكل. تعمل الأخاديد الضحلة الطولية على الجانبين على زيادة الصلابة الرأسية، في حين أن الأخاديد الضحلة العرضية، على الرغم من تعزيز مقاومة الانهيار، يمكن أن تجعل إزالة القالب أكثر صعوبة.
6. انكماش المنتج
المنتجات المشكلة بالحرارةبشكل عام، تشهد القوالب الأنثى انكماشًا كبيرًا، حيث يحدث حوالي 50% منه أثناء التبريد في القالب. إذا كانت درجة حرارة القالب مرتفعة، فقد ينكمش الجزء بنسبة 25% إضافية أثناء تبريده إلى درجة حرارة الغرفة بعد إخراج القالب، مع حدوث نسبة الانكماش المتبقية البالغة 25% خلال الـ 24 ساعة التالية. علاوة على ذلك، تميل المنتجات المشكلة باستخدام قوالب أنثوية إلى أن يكون معدل انكماشها أعلى بنسبة 25% إلى 50% من تلك المشكلة باستخدام قوالب ذكرية. لذلك، من الأهمية بمكان مراعاة الانكماش أثناء عملية التصميم لضمان تلبية الأبعاد النهائية لمتطلبات الدقة.
من خلال تحسين التصميم من حيث الهندسة ونسبة السحب ونصف قطر القطع وزاوية السحب وأضلاع التعزيز والانكماش، يمكن تحسين جودة واستقرار الأجزاء البلاستيكية المشكلة بالحرارة بشكل كبير. تؤثر عناصر تصميم العملية هذه بشكل حاسم على كفاءة الإنتاج وأداء المنتجات المشكلة بالحرارة وهي مفتاح لضمان تلبية المنتجات لمتطلبات المستخدم.