في عملية تصميم وتصنيع المنتجات البلاستيكية، لا يقبل المستخدمون بشكل عام العيوب الواضحة أو العوائق الوظيفية. إحدى هذه المشكلات هي تكوين خطوط اللحام، والتي يمكن أن تؤثر سلبًا على مظهر المنتج وعمره، وقد تؤدي حتى إلى رفض المنتج.
للمساعدة في تجنب هذا الموقف، سوف تتعمق هذه المقالة في أسباب تكوين خط اللحام وتقترح سلسلة من التدابير الوقائية المستهدفة. نحن نهدف إلى تقديم المشورة الفعالة لتطوير منتجاتك البلاستيكية.
ما هو المقصود بخط اللحام؟
خط اللحام، المعروف أيضًا باسم خطوط الحياكة، عبارة عن آثار خطية تتكون من البلاستيك المنصهر أثناء عملية التعبئة لأسباب مختلفة. تتضمن هذه الأسباب قولبة حقن البوابات المتعددة، وسمك الجدار غير المتساوي، والفراغات، وسرعة التدفق غير المتناسقة، وما إلى ذلك.
كيف تتشكل عيوب خط اللحام؟
غالبًا ما تحدث خطوط اللحام عند التقاء تدفقين من المواد أو عندما يلتف تدفق المادة على بعض السمات الهندسية (مثل الثقوب) على الجزء ثم يتقارب مرة أخرى. يرتبط تكوين خطوط اللحام بتدفق البلاستيك المنصهر.
يتدفق ذوبان البلاستيك في أكثر من اتجاهين داخل القالب. عندما يتقارب تدفقان أو أكثر من المواد في التجويف، تتلامس جبهات التدفق وتندمج. على وجه التحديد، اعتمادًا على زاوية التقاطع، يمكن تصنيفها إلى خطوط اللحام وخطوط الدمج.
يعتمد الفرق بين خطوط اللحام وخطوط الدمج على الزاوية التي تلتقي عندها جبهات التدفق. في المخططات، إذا كانت زاوية التقارب أكبر من 135 درجة، يطلق عليها خط الدمج، بينما إذا كانت زاوية التقارب أقل من 135 درجة، يطلق عليها خط اللحام.
بسبب التدفق، تبرز الطبقة الأساسية المنصهرة لتدفق المواد من الطبقات الصلبة على جانبي واجهة التدفق. لذلك، عندما يتلامس تدفقان من المواد، فإن منتصف المقطع العرضي يتلامس أولاً ثم ينتشر إلى كلا الجانبين. في النهاية، يتم تشكيل أخدود على شكل حرف V في موقع التعبئة، كما هو موضح في الشكل 1.
إذا كان من الصعب طرد الهواء الموجود في الأخدود، أو إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا عند تقارب تدفقات المواد، مما يؤدي إلى عدم دمج جبهات التدفق هذه بسلاسة أو "لحام" معًا، فستظهر خطوط لحام أكثر وضوحًا، كما هو موضح في الشكل 2 .
وفقًا لطرق الإنتاج المختلفة، يمكن تقسيم خطوط اللحام في الأجزاء المقولبة بالحقن إلى خطوط لحام ساخن وخطوط لحام بارد:
- تتشكل خطوط اللحام البارد عندما لا يتدفق المصهور بعد أن يلتقي التياران المنصهران وجهاً لوجه.
- تتشكل خطوط اللحام الساخن عندما يواجه المصهور عوائق (مثل الإدخالات)، وينقسم إلى تيارين منصهرين أو أكثر، ويلتف حول العوائق، ويتقارب مرة أخرى، ويستمر في التدفق.
مخاطر خطوط اللحام
تشكل خطوط اللحام مخاطر محتملة في المنتجات البلاستيكية، في المقام الأول في الجوانب التالية:
القضايا الهيكلية
خط اللحام هو المنطقة التي تتقارب فيها المواد البلاستيكية المنصهرة وتندمج داخل القالب. إذا كان الاندماج غير مكتمل أو ذو جودة منخفضة، فقد تكون القوة في هذا المجال ضعيفة نسبيًا. وبالتالي فإن احتمالية تمزق الجزء أو تشوهه عند خط اللحام تزداد خاصة في المناطق المعرضة للإجهاد مما يؤدي إلى تفاقم هذا الضعف.
يمكن أن يؤثر هذا بشكل كبير على القوة الميكانيكية للمنتج، وربما يقللها إلى 20% إلى 100% من القوة الاسمية. بالإضافة إلى ذلك، تتراوح القوة في موقع خط اللحام عادةً من 40% إلى 95% من قوة البلاستيك المحيطة، اعتمادًا على نوع البلاستيك وظروف المعالجة.
قضايا المظهر
قد تؤدي خطوط اللحام إلى ظهور خطوط أو أخاديد أو تغيرات في اللون على سطح الجزء، مما يؤثر على جودة مظهر المنتج. إذا كان خط اللحام على الأسطح غير الحرجة للجزء (مثل الجزء السفلي)، فقد لا يؤثر ذلك بشكل كبير على الأداء العام للمنتج. ومع ذلك، إذا كان في مناطق بارزة أو حرجة، فقد يؤثر ذلك على جماليات المنتج وقبوله.
أسباب خطوط لحام صب الحقن
يمكن أن تعزى أسباب تشكيل خط اللحام بشكل رئيسي إلى العوامل التالية:
درجة حرارة منخفضة
يؤدي تقارب التدفق الضعيف للمواد المنصهرة ذات درجة الحرارة المنخفضة بسهولة إلى تكوين خطوط اللحام. إذا ظهرت خطوط اللحام في نفس الموقع على كل من الأسطح الداخلية والخارجية للجزء البلاستيكي، فغالبًا ما يكون ذلك بسبب سوء اللحام الناتج عن انخفاض درجة حرارة المادة.
تصميم قوالب
البوابات المفرطة في نفس التجويف، أو سوء التهوية عند طبقات اللحام، أو المجاري كبيرة الحجم، أو الأبعاد غير المناسبة لنظام البوابات، أو الاختلافات الكبيرة في سمك الجدار، أو الجدران الرقيقة بشكل مفرط، كلها يمكن أن تؤدي إلى خطوط لحام.
الراتنج النجس
يمكن أن تؤدي السيولة الضعيفة والحساسية الحرارية العالية ومحتوى الشوائب العالي في الراتينج إلى إعاقة التدفق السلس للبلاستيك المنصهر عبر القالب، مما يؤدي إلى تكوين خطوط اللحام.
ضغط غير كاف
يمكن أن يؤثر انخفاض ضغط الحقن أو السرعة العالية بشكل مفرط أو الضغط غير المتساوي على تدفق وانصهار المصهور، مما يؤدي إلى ضعف اللحام وظهور خطوط اللحام.
كيفية تجنب اللحام/متماسكة خطوط في حقن صب؟
لتجنب ظهور خطوط اللحام تمامًا، يمكنك التفكير في تحسين عملية القولبة بالحقن، وتصميم الأجزاء، وتصميم القالب، واختيار المواد البلاستيكية لتقليل توليد خطوط اللحام.
تصميم قوالب
يمكنك البدء بتغيير تصميم القالب من المجاري الباردة، والمجاري الساخنة، إلى تصميمات البوابة لتجنب خطوط اللحام بشكل فعال.
1. العدائين الباردين
حدد بشكل تفضيلي العدائين الدائرية أو شبه المنحرفة. زيادة عدد الآبار البزاقة الباردة والتأكد من أن طولها كافٍ، مما يضمن انتقالات سلسة داخل القالب. قم بزيادة مساحة المقطع العرضي للعدائين مع الحفاظ على مستويات تدفق معقولة. تقليل سرعة تدفق الذوبان وفقدان الضغط.
2. العدائين الساخنة
تحقيق الحقن المتسلسل للمصهور من خلال التحكم في تسلسل فتح البوابات المختلفة لإخفاء خطوط اللحام بشكل فعال. في الحالات التي لا يمكن فيها تجنب خطوط اللحام، قد تنجح الصمامات المتسلسلة في تحويل خطوط اللحام إلى الأسطح غير المرئية.
3. تصاميم البوابة
تجنب استخدام البوابات المدببة ذات فقدان الضغط العالي وبدلاً من ذلك قم بإعطاء الأولوية لأنواع البوابات ذات فقدان الضغط المنخفض، مثل البوابات الجانبية وبوابات المروحة.
بالنسبة للأجزاء الكبيرة، إذا كان لا يمكن تجنب خطوط اللحام، فإن تقليل طول التدفق عن طريق زيادة عدد البوابات يمكن أن يؤدي إلى رفع درجة حرارة واجهة الصهر؛ بالنسبة للأجزاء الصغيرة، قلل عدد البوابات لتقليل عدد جبهات التدفق.
4. التنفيس
قم بتركيب فتحات تهوية في نهاية الحشوات لتعزيز تنفيس الذوبان وتقليل حدوث خطوط اللحام. إذا كان التحسين من فتحات التهوية غير كاف، فكر في إضافة آبار الفائض إلى القالب.
5. قوالب التبريد السريع/التسخين السريع
بالنسبة للأجزاء ذات المتطلبات المحددة، فكر في استخدام تصميمات قوالب التبريد/التسخين السريعة. قبل صب الحقن، ارفع درجة حرارة القالب فوق درجة حرارة التزجج (Tg) للمادة باستخدام البخار عالي الحرارة والضغط العالي؛ أثناء التبريد والتجميد، استخدم التبريد السريع بالماء البارد. هذا التصميم يزيل خطوط اللحام بشكل فعال ولكنه يتطلب متطلبات عالية للقوالب ومعدات التبريد.
تصميم هيكل الجزء
في التصميم الجزئي، يجب تقليل ميزات الثقب غير الضرورية.
يجب أن يكون سمك الجزء سميكًا قدر الإمكان لتقليل مقاومة الحشو وتقليل التصميم غير المتساوي للسمك.
من خلال تصميم سماكات غير متساوية بعناية، يمكن تخفيف تأثير خطوط اللحام إلى حد ما، ولكن هذا يتطلب التقييم بناءً على هياكل المنتج المحددة وظروف العملية.
تجنب الأضلاع الموازية لاتجاه التدفق. إذا سمحت الظروف بذلك، استخدم تقنية بوابة الصمام المتسلسل لتغيير موضع البوابة، بحيث يكون اتجاه التدفق بزاوية مع اتجاه الضلع، وبالتالي تحسين ظاهرة خط اللحام. كما هو مبين في الشكل أدناه.
عندما يحتاج الجزء إلى اللون الفضي أو أي لون معدني آخر، بويي توصي عادةً بطلاء الجزء بدلاً من إضافة ملونات إلى البلاستيك. وذلك لأن الرقائق الموجودة في الملونات المعدنية غالبًا ما تجعل خطوط اللحام أكثر وضوحًا.
اختيار البلاستيك
في المواقف التي لا يكون فيها من الممكن تغيير القالب وهيكل المنتج، فإن تحسين خصائص المواد لتحسين خطوط اللحام يعد بالفعل استراتيجية قابلة للتطبيق.
حدد المواد ذات خصائص التدفق الأفضل. على سبيل المثال، يمكن استخدام مواد ذات لزوجة ذوبان منخفضة، أو يمكن إضافة معززات التدفق لتحسين تدفق المواد.
إن تقليل نسبة الحشو أو المواد المضافة في المادة يمكن أن يعزز خصائص التدفق ويقلل من تكوين خطوط اللحام.
بالنسبة للأجزاء ذات الخصائص المسامية، يفضل عدم استخدام مواد لا تتطلب طلاء. اختر مواد الرش القياسية وقم بتطبيق معالجة الطلاء في العمليات اللاحقة لتحقيق المظهر المطلوب.
بالنسبة للمواد ذات المقاومة الضعيفة للحرارة، فإن إضافة عوامل مقاومة للحرارة إلى التركيبة يمكن أن يعزز خصائصها الحرارية، مما يسمح بقولبة الحقن عند درجات حرارة أعلى للمواد. تساعد درجات حرارة المواد المرتفعة على تقليل اللزوجة وتعزيز التدفق، وبالتالي تقليل حدوث خطوط اللحام.
صب ذات الصلة
من خلال ضبط تركيبة المواد ومعلمات عملية التشكيل بالحقن مثل درجة الحرارة والضغط والسرعة وما إلى ذلك، يتم ضمان الدمج الشامل للبلاستيك المنصهر داخل القالب، وبالتالي تقليل حدوث خطوط اللحام.
| عملية حقن صب | الهدف |
|---|---|
| زيادة ضغط الحقن وسرعته | لزيادة معدل تدفق المادة داخل التجويف، وبالتالي رفع درجة حرارة الانصهار عند نقاط الالتقاء. |
| زيادة الضغط القابضة | تعزيز قوة نقاط التقارب وتقليل خطوط اللحام. |
| زيادة درجة حرارة العفن | رفع درجة حرارة الانصهار عند نقاط الالتقاء. |
| معالجة مشاكل الذوبان | يمكن أن تؤدي زيادة درجة حرارة الانصهار عند نقاط التقارب إلى تحسين قابلية تدفق المواد. رفع درجة حرارة الانصهار عند نقاط الالتقاء. |
| زيادة درجة حرارة العداء الساخن | رفع درجة حرارة الانصهار عند نقاط الالتقاء. |
| ضمان التجفيف الشامل، والحد من عامل الافراج عن العفن | تقليل محتوى الجزيئات الصغيرة والرطوبة في الأخدود على شكل حرف V عند نقاط التقارب. |
| زيادة سرعة دوران المسمار والضغط الخلفي | تقليل لزوجة البلاستيك، مما يسمح بتدفق أسرع داخل التجويف وبالتالي زيادة درجة حرارة الانصهار عند نقاط التقارب. |
| قم بالتبديل إلى آلة قولبة بالحقن ذات حمولة أعلى | إذا كانت آلة التشكيل بالحقن ذات سعة صغيرة، فقد تتسبب في درجة حرارة ذوبان غير متساوية وضغط حقن غير كافٍ، مما يؤثر على اندماج المواد. لتحسين خطوط اللحام، قد يكون من الضروري استبدال آلة التشكيل بالحقن بقدرة تلدين أكبر عند الحاجة. |
خاتمة
غالبًا ما يُنظر إلى خطوط اللحام على أنها مشكلة مهمة يجب تجنبها في تصنيع الأجزاء البلاستيكية، لأنها لا تؤثر على مظهر المنتج فحسب، بل يمكن أن تؤدي أيضًا إلى إعاقات وظيفية مثل زيادة الهشاشة.
ولذلك اختيار الحق الشركة المصنعة للقالب وحقن القالب أمر بالغ الأهمية. عندما تختار BoYi خدمات صب الحقنستجد كيف نحول هذا التحدي إلى فرصة للتميز.
يتمتع فريقنا من الخبراء الفنيين بخبرة وخبرة صناعية واسعة النطاق، وهم على استعداد للتعاون بشكل وثيق معك بدءًا من التصميم وحتى الإنتاج، وتوفير التوجيه والدعم في كل خطوة على الطريق. هدفنا هو ضمان التحكم في كل التفاصيل بدقة وتقليلها إلى الحد الأدنى عيوب صب الحقن مثل خطوط اللحام لتقديم أجزاء موثوقة وعالية الجودة.
اتصل بنا اليوم لوضع الأجزاء البلاستيكية الخاصة بك في الإنتاج. أرسل ملفات التصميم الخاصة بك عبر النموذج، وستتلقى عرض أسعار خلال ساعتين من طلبك.
تخصيص الأجزاء الخاصة بك
جميع التحميلات آمنة وسرية.
الأسئلة الشائعة
يتم تشكيل كل من خط اللحام وخط الصهر عندما تلتقي جبهات التدفق أثناء معالجة البلاستيك. يكمن الفرق في الزاوية التي تتقارب فيها: تتشكل خطوط اللحام عند زوايا أقل من 135 درجة، بينما تتشكل خطوط اللحام عند زوايا أكبر من 135 درجة.
لتجنب خطوط اللحام في قولبة الحقن، قم بضبط ظروف القولبة مثل درجة الحرارة وسرعة الحقن والضغط. يمكن أن تساعد زيادة هذه المعلمات عندما تكون منخفضة في تقليل خطوط اللحام أو إزالتها.
السبب الرئيسي لخطوط اللحام هو عدم الاتساق في تدفق البلاستيك المنصهر داخل التجويف. يمكن أن يحدث هذا عند وجود إدخالات أو ثقوب أو تغيرات في معدل التدفق، مما يتسبب في انقطاع أو التقاء ذوبان متعدد. سبب شائع آخر هو الخلط غير الكامل للمواد أثناء تعبئة حقن البوابة.
الموسومة: دليل صب الحقن
كُتبت هذه المقالة من قِبل مهندسين من فريق بويي للتكنولوجيا. فوكوان تشين مهندس محترف وخبير تقني يتمتع بخبرة 20 عامًا في مجال النماذج الأولية السريعة، وتصنيع الأجزاء المعدنية والبلاستيكية.
