ما هو التشكيل الزائد في حقن البلاستيك؟ دليل واضح

لقد حصلتَ للتو على أداة أو غطاء هاتف ناعم، ناعم ومريح للإمساك به في يدك، وفي الوقت نفسه قوي ومتين. الآن، تتساءل: كيف حقق هذا المزيج الرائع من النعومة والصلابة؟

إن صب البلاستيك هو الحل.  

تتضمن عملية الإنتاج الذكية هذه دمج مادتين في مكون واحد ناعم، مما يجعل المنتجات أكثر أمانًا ومتانة وسهولة في الاستخدام.

ستستكشف هذه المقالة عملية التشكيل الزائد، وآليتها التشغيلية، ولماذا تعد بمثابة تغيير جذري في تصميم المنتجات المعاصر.

ما هو التشكيل الزائد؟

القولبة الزائدة هي نوع خاص من القولبة بالحقن، حيث يتم قولبة قالب من مادة واحدة فوق مادة أخرى، مما ينتج عنه جزء واحد.   عادة، يتم إنتاج قاعدة صلبة (ABS أو النايلون) أولاً.   ثم تُصبّ فوقه مادة أكثر ليونة (مثل المطاط الحراري البلاستيكي أو السيليكون). ونتيجةً لهذه الطريقة، يكون المنتج قويًا ومرنًا ومريحًا في آنٍ واحد.

تعتبر هذه التقنية شائعة في صناعات الإلكترونيات والسيارات والأجهزة الطبية لأنها تمكن المصممين من صنع مكونات ليست عملية فحسب بل جذابة بصريًا ومريحة أيضًا.

لماذا استخدام القوالب البلاستيكية؟

وفيما يلي فوائد استخدام القوالب البلاستيكية في تصميم المنتجات:

1. وظائف مُحسّنة

يتيح لك التشكيل الزائد إنتاج أجزاء صلبة وناعمة عن طريق وضع طبقات من المواد . على سبيل المثال، يوفر الجزء الصلب ثباتًا، بينما يوفر الجزء الخارجي الناعم ثباتًا أو امتصاصًا للصدمات.

2. لا حاجة إلى غراء أو مثبتات

نظرًا لأن مادة القالب الزائد متصلة بالركيزة في عملية التشكيل المباشرة، فلا حاجة إلى مواد لاصقة أو براغي.   وهذا يقلل من التكلفة ومخاطر الفشل.

3. متانة وحماية أفضل

لإضافة ميزات الختم (مثل العزل المائي)، وامتصاص الصدمات، والحماية من المواد الكيميائية/الأشعة فوق البنفسجية، فإن القولبة الزائدة مفيدة أيضًا.

4. مرونة التصميم والجماليات

هل تحتاج إلى تباين الألوان أو القوام أو الأقسام الناعمة؟   إن عملية التشكيل هي عملية مرنة يمكن تفسيرها فنياً: من الممكن تطبيق ألوان مختلفة، أو مقاييس صلابة مختلفة، أو تشطيبات مختلفة على نفس الكائن.

5. توفير التكلفة والوقت

على الرغم من أن عملية التشكيل قد تكون أكثر تعقيدًا، فإن عملية التشكيل الزائد تلغي خطوات ما بعد التشكيل (اللصق أو التجميع)، مما يؤدي في الأمد البعيد إلى توفير الأجور والوقت المستخدم في الإنتاج.

كيف تعمل عملية صب البلاستيك: العمليات الرئيسية

من السهل فهم كيفية عمل عملية صب البلاستيك ، إذا قمت بتقسيمها إلى خطوات أصغر.   في الأساس، يتعلق الأمر فقط بجمع مادتين معًا لإنشاء جزء واحد مدروس وعملي في عملية التشكيل.   وفيما يلي تفصيل مبسط:

الخطوة 1: اصنع الجزء الأساسي

يبدأ هذا بقاعدة صلبة، تُعرف بالركيزة.   يتم تصنيعه عادة باستخدام البلاستيك الصلب مثل ABS أو النايلون أو البولي كربونات.   تعمل القاعدة على توفير الشكل والقوة للجزء، مما يشكل قاعدة الطبقة الأكثر نعومة.

الخطوة 2: إضافة الطبقة الناعمة

بعد تحضير القاعدة، يتم بعد ذلك تشكيل مادة ناعمة (مثل المطاط أو السيليكون أو الإيلاستومر الحراري البلاستيكي (TPE)) فوق الجزء.   تغطي هذه المادة الثانية الجزء بأكمله أو أقسامًا معينة فقط، مثل قبضة أو زر.   تتحد المادة الناعمة مع الجزء السفلي لتصبح وحدة واحدة.

الخطوة 3: طريقتان رئيسيتان

هناك طريقتان شائعتان للتشكيل الزائد:

صب القالب من خطوتين (إدراج)

● يتم تشكيل الجزء الأساسي أولاً، ثم يتم وضعه يدويًا في قالب ثانٍ.

● يتم حقن المادة الأكثر ليونة حولها لإنشاء الجزء المصبوب.

● تعمل هذه الطريقة بشكل جيد لعمليات الإنتاج الأصغر حجمًا وتوفر المرونة.

صب لقطتين (2K)

● يستخدم جهازًا خاصًا يحتوي على وحدتي حقن.

● اللقطة الأولى تخلق الركيزة الصلبة، واللقطة الثانية تضيف القالب الناعم بينما يكون الجزء لا يزال دافئًا.

● مثالي للإنتاج على نطاق واسع لأنه أسرع وآلي بالكامل.

الخطوة 4: التبريد والتشطيب

بعد صبّ القالب، تُبرّد القطعة وتُخرَج من القالب. يتطلب الأمر تشطيبًا بسيطًا لأن المواد مُلتصقة مسبقًا، مما يُقلّل تكاليف العمالة والتجميع.

اختيار المواد المستخدمة في عملية التشكيل

يعد اختيار المواد المناسبة هو المفتاح لمشروع فعال لصب البلاستيك .   إن مزيج المكونات الصلبة والناعمة يحدد قوة المنتج وراحته ومتانته.  

1. مواد القاعدة الصلبة

تُعطي الركيزة أو القاعدة البنية والاستقرار. من الخيارات الشائعة:

●ABS: متينة وقادرة على امتصاص الصدمات، وتستخدم عادة في المكونات الكهربائية والمكونات الخاصة بالسيارات.

● النايلون:   إنها قوية ولا تتلف بسهولة بالحرارة ويمكن استخدامها في الأدوات والمكونات الميكانيكية.

● البولي كربونات:   إنه شفاف أو ملون وله صلابة عالية ويمكن استخدامه في المنتجات الراقية.

تشكل هذه المركبات الأساس للمكونات المصبوبة لأنها توفر الشكل والقوة التي تتطلبها المكونات.  

2. مواد القوالب الناعمة

المادة الثانية تتميز بخصائص الراحة والثبات والعزل. من الخيارات الشائعة:

● الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية (TPE):   ناعمة ومرنة، مما يجعلها مثالية عندما يحتاج المرء إلى قبضة وأزرار.

● البولي يوريثين الحراري (TPU):   إنها مادة متينة وقابلة للارتداء وهي مثالية عندما يتعلق الأمر بإنتاج الأغطية الواقية.

● السيليكون أو مطاط السيليكون السائل (LSR):   ناعمة ومرنة وتستخدم في المعدات الطبية أو في إنتاج الأختام المقاومة للماء.

من المهم أن نضع في اعتبارنا أن ليس كل مادة تتناغم بشكل طبيعي. يجب على المصممين مراعاة ما يلي:

● الترابط:   هناك بعض التركيبات التي لن تلتصق بدون برايمرات أو أقفال ميكانيكية.

● الخصائص الحرارية:   يجب أن تكون المادة قادرة على التمدد والانكماش بشكل متساوٍ عند التبريد لمنع تشوه المادة أو ضعف الروابط.

يهتم المصممون باختيار المواد، مما يعني أن الأجزاء المصبوبة ليست مفيدة فحسب، بل إنها أيضًا مريحة ومتينة وجذابة للعين.

التطبيقات الشائعة للتشكيل البلاستيكي

صب البلاستيك ليس حيلة تصنيع، بل هو شيء نستخدمه في المنتجات التي نلمسها يوميًا. من الأدوات إلى الإلكترونيات، يُستخدم صب البلاستيك لجعل القطع أقوى وأكثر أمانًا وراحة.

1. الإلكترونيات الاستهلاكية

فكّر في فأرة حاسوبك، أو غطاء هاتفك، أو جهاز التحكم عن بُعد. صُمّمت هذه الأجهزة هيكليًا من البلاستيك الصلب، لكنها مُدعّمة بأجزاء مصبوبة ناعمة لتعزيز الإمساك والراحة. كما يُمكن ابتكار تصاميم جذابة باستخدام القوالب المصبوبة بألوان وقوام متنوعة.

2. الأدوات والأجهزة

يُستخدم التشكيل الزائد عادةً في المثاقب الكهربائية ومفكات البراغي والأدوات اليدوية. قبضته الناعمة تُقلل من إجهاد اليد، وسطحه غير قابل للانزلاق، ويمنع التآكل والتلف في الأداة.

3. مكونات السيارات

يُعزز التشكيل الزائد الراحة والأمان في السيارات. ويُستخدم البلاستيك الصلب بكثرة مع الأسطح الناعمة الملموسة في عجلات القيادة، ومقابض التروس، وأغطية الدواسات، والزخارف الداخلية، لإضفاء شعور فاخر. ويُستخدم التشكيل الزائد تحديدًا لحماية الأجزاء من الغبار والاهتزاز والرطوبة.

4. الأجهزة الطبية

المعدات الطبية، بما في ذلك الأدوات الجراحية والمقابض والمقابض المريحة، أمثلة شائعة على المنتجات المصبوبة. تتميز الأسطح المصبوبة الناعمة بالراحة والدقة، بينما يتميز الجزء الصلب بالمتانة وسهولة التحكم.

5. المنتجات الخارجية والمنزلية

يُبسّط التشكيل الزائد روتيننا اليومي بجعل التعامل مع الأشياء اليومية أسهل وأكثر أمانًا، بما في ذلك أدوات المطبخ وأدوات البستنة. تُعدّ الملاعق والمقصات ومقلمات البستنة أمثلة على مكونات هيكلية صلبة ذات قبضة ناعمة تُسهّل التحكم.

خاتمة

يمنح التشكيل البلاستيكي المصنعين القدرة على دمج القوة والراحة والأناقة في جزء واحد.   ولهذا السبب يمكننا أن نجدها في الكثير من الصناعات لجعل المنتجات أكثر أمانًا ووظيفية وجعلها ممتعة للاستخدام.  

إذا كنت بحاجة إلى تصميم إلكترونيات أو أدوات أو مكونات طبية أو أجزاء سيارات أو أي منتج آخر: فإن التشكيل الزائد يمكن أن يحسن وظائف ومظهر منتجك.

بالنسبة لأولئك الذين يتطلعون إلى تجربة مزايا التشكيل الزائد في مشروعك القادم، يرجى الاتصال بمجموعة Mulan .   نحن نود أن نساعدك في إنشاء منتجات أكثر ذكاءً وقوةً وراحةً.