هل تعرف كل مميزات حقن البلاستيك بالبوابات الصغيرة؟

البوابة هي قسم مهم للغاية في قناة تدفق المواد في نظام الحقن. باستثناء بوابة نوع العداء الرئيسي، فإن معظم البوابات لديها أصغر مساحة مقطعية في نظام الحقن، والتي تكون عمومًا 3% إلى 9% فقط من مساحة المقطع العرضي للعداء. بالنسبة للمصهورات البلاستيكية التي تتبع قوانين التدفق النيوتونية، نظرًا لأن لزوجتها مستقلة عن معدل القص، فإن مساحة المقطع العرضي الكبيرة للبوابة يمكن أن تقلل من مقاومة التدفق وتزيد من معدل تدفق المصهور، وهو أمر مفيد لملء القالب وجودة القالب.

ومع ذلك، بالنسبة للغالبية العظمى من المصهورات البلاستيكية التي لا تتبع قوانين التدفق النيوتونية، فإن تقليل مساحة المقطع العرضي للبوابة غالباً ما يؤدي إلى زيادة معدل قص المصهور. بسبب تأثير الحرارة القصية، فإن اللزوجة الظاهرة للمصهور سوف تنخفض بشكل كبير، وهو ما قد يكون أكثر ملاءمة لملء القالب من بوابة مقطعية كبيرة. أما بالنسبة لانخفاض الضغط الناتج عن زيادة مقاومة التدفق عند استخدام بوابة صغيرة للقولبة، فيمكن تعويضه ضمن نطاق معين عن طريق زيادة ضغط الحقن. وبشكل عام، فإن استخدام بوابة صغيرة لقولبة الحقن له المزايا التالية.

① يوجد فرق كبير في الضغط قبل وبعد البوابة الصغيرة، مما يمكنه من زيادة معدل قص المصهور بشكل فعال وتوليد كمية كبيرة من حرارة القص، وبالتالي تقليل اللزوجة الظاهرة للمصهور وتعزيز سيولته، وهو أمر مفيد لملء القالب. تعتبر هذه الخاصية للبوابات الصغيرة مفيدة بشكل خاص للمنتجات ذات الجدران الرقيقة أو المنتجات ذات الأنماط الدقيقة، وكذلك لصب البلاستيك مثل البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبوليسترين (PS)، والتي تكون لزوجتها حساسة للغاية لمعدل القص.

② أثناء عملية قولبة الحقن، تستمر مرحلة الضغط المستمر والتعبئة عادةً حتى يتجمد المصهور عند البوابة. وإلا فإن المادة المصهورة الموجودة في التجويف سوف تتدفق للخارج مرة أخرى. إذا كان حجم البوابة كبيرًا، فسوف يطول ضغط الإمساك ووقت التعبئة، مما قد يزيد من درجة التوجه الجزيئي وتشوه التدفق، مما يتسبب في إجهاد تعبئة كبير في المنتج، وخاصة بالقرب من البوابة، مما يؤدي إلى تشوه المنتج. إذا تم استخدام بوابة صغيرة، فيمكن تعديل حجم البوابة الصغيرة من خلال تجارب القالب أو التعديلات لضمان تجميد المصهور عند البوابة في الوقت المناسب أثناء مرحلة الضغط المستمر، وبالتالي التحكم بشكل مناسب في وقت التعبئة وتجنب الظواهر المذكورة أعلاه.

③ بسبب الحجم الصغير والتجميد السريع للبوابة الصغيرة، عند إنتاج منتجات معينة، يمكن إزالة المنتج من القالب بعد تجميد البوابة الصغيرة دون انتظار تصلب الجزء الداخلي بالكامل، طالما أن الطبقة الصلبة الخارجية تتمتع بالقوة والصلابة الكافيتين. يمكن أن يؤدي هذا إلى تقصير دورة التشكيل وتحسين كفاءة الإنتاج.

④ في نظام الحقن غير المتوازن مع تجاويف متعددة، إذا تم استخدام بوابة صغيرة، فإن مقاومة تدفق المصهور البلاستيكي عند البوابة ستكون أكبر بكثير من تلك الموجودة في الممر. لذلك، بعد أن يملأ المصهور الأنبوب ويبني ضغطًا كافيًا، يمكن ملء جميع التجاويف وتشكيلها في نفس الوقت تقريبًا. وبالتالي، يمكن للبوابات الصغيرة موازنة سرعة ملء كل تجويف في الأنظمة متعددة التجاويف، وهو أمر مفيد لتوازن نظام الحقن.

⑤ إذا تم استخدام بوابة كبيرة لتشكيل المنتجات وكان مطلوبًا أن تكون جودة سطح المنتج عالية، فغالبًا ما تكون المعالجة اللاحقة باستخدام الأدوات أو الآلات المناسبة ضرورية لإزالة ندبة البوابة. وخاصة عندما تكون البوابة كبيرة جدًا، فيجب إزالة مادة البوابة بالنشر والقطع وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن استخدام بوابة صغيرة يمكن أن يتجنب مثل هذه المشاكل.

على سبيل المثال، يمكن إزالة مادة البوابة الصغيرة بسرعة باليد أو إزالتها تلقائيًا أثناء إزالة القالب باستخدام هيكل قالب خاص. بالإضافة إلى ذلك، فإن الندبة المتبقية بعد إزالة بوابة صغيرة تكون صغيرة نسبيًا وعادةً لا تتطلب أو تتطلب فقط الحد الأدنى من الطحن والتلميع. لذلك، فإن استخدام بوابة صغيرة لا يسهل فصل مادة البوابة عن المنتج فحسب، بل يبسط أيضًا عملية المعالجة اللاحقة للمنتج. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن البوابات الصغيرة لها المزايا المذكورة أعلاه، فإن البوابة الصغيرة للغاية يمكن أن تسبب مقاومة تدفق كبيرة، مما يؤدي إلى إطالة وقت التعبئة. لذلك، بالنسبة لبعض المصهورات البلاستيكية ذات اللزوجة العالية أو حيث تتأثر اللزوجة الظاهرة بشكل طفيف بمعدل القص (مثل البولي فورمالدهيد والبولي سلفون، وما إلى ذلك)، فإن القولبة بالبوابة الصغيرة غير مستحسنة.

بالإضافة إلى ذلك، عند تشكيل المنتجات ذات الحجم الكبير، من الضروري زيادة مساحة المقطع العرضي للبوابة بشكل مناسب، وفي بعض الأحيان قد يلزم تكبير ارتفاع المقطع العرضي للبوابة ليصل إلى الحد الأقصى لسمك المنتج لتحسين سيولة المصهور. بالإضافة إلى المواقف المذكورة أعلاه، بالنسبة للمنتجات ذات الجدران السميكة نسبيًا ومعدلات الانكماش العالية، يلزم عمومًا وقت تعبئة كافٍ، لذلك لا ينبغي تصميم مساحة المقطع العرضي للبوابة لتكون صغيرة جدًا في مثل هذه الحالات.