تحليل خطوط اللحام وحلولها | عيب حقن القوالب بالحقن

تُعد خطوط اللحام عيبًا شائعًا في الأجزاء البلاستيكية المصبوبة، ولا تؤثر فقط على الجودة الجمالية للمنتج بل تؤثر أيضًا بشكل كبير على خواصه الميكانيكية، خاصةً في مواد مثل البوليمرات المقواة بالألياف والبوليمرات متعددة الأطوار.

توفر هذه المقالة معرفة شاملة عن خطوط اللحام. إذا كنت مهتمًا بـ عيوب القولبة بالحقنيمكنك النقر على الرابط أدناه لمعرفة المزيد.

ما هي خطوط لحام حقن القوالب بالحقن؟

في التصميم الأولي للمنتجات البلاستيكية، توجد ميزات لا يمكن تجنبها مثل الثقوب والإدخالات وأعمدة الرؤوس والتغيرات في السماكة. بالإضافة إلى ذلك، قد يتم استخدام تصميمات متعددة البوابات في تصميمات القوالب اللاحقة، مما يتسبب في تدفق ذوبان البلاستيك في القالب من أكثر من اتجاهين. عندما يلتقي تياران من الذوبان، فإنهما يشكلان خط لحام، والذي يظهر كعلامة خطية على سطح الجزء المصبوب.

عادةً ما تأتي خطوط اللحام في نوعين: خطوط اللحام وخطوط اللحام المتماسكة.

آلية تشكيل خطوط اللحام في الأجزاء البلاستيكية

أنماط تدفق ذوبان البلاستيك في التجويف

قبل مناقشة خطوط اللحام، دعونا نحلل بإيجاز نمط التدفق النافوري: يتبع ذوبان البلاستيك مبدأ التدفق النافوري في التجويف، حيث يكون التدفق الأسرع في المركز والأبطأ على الجانبين، بما يشبه النافورة. نظرًا لتأثير التدفق النافورة، يتصلب ذوبان البلاستيك الذي يدخل التجويف أولًا بالقرب من البوابة، مع بروز الطبقة الأساسية المنصهرة من الذوبان من الطبقات المتصلبة على كلا الجانبين.

تشكيل تدفق النافورة: عندما يدخل المصهور إلى التجويف، فإنه يبرد ويتصلب عند ملامسته لجدران القالب الأكثر برودة، مكونًا طبقة سطحية رقيقة. وتبقى الطبقة الأساسية، المعزولة بالطبقة السطحية، في درجة حرارة أعلى وتستمر في التدفق إلى أسفل الجزء.

توليد عيوب خط اللحام

ترتبط آلية تكوين خط اللحام بالتدفق النافوري لذوبان البلاستيك. عندما يلتقي تياران ذائبان، يتلامسان أولاً في منتصف المقطع. ثم ينتشران إلى الجانبين، وأخيرًا يملآن الموضع لتشكيل أخدود على شكل حرف V. إذا كان من الصعب تنفيس الهواء في الأخدود على شكل حرف V أو إذا كانت درجة حرارة تياري الذوبان المندمجين منخفضة للغاية، فسوف يتشكل خط لحام ملحوظ في موقع الأخدود على شكل حرف V.

حلول خطوط اللحام

1. من عمليات القولبة بالحقن:

2. من تصميم القالب

Gate System: Optimize weld lines effectively by addressing cold runners or hot runners, and gate optimization:

1). العدائين الباردين

استخدم عدّادات دائرية أو شبه منحرفة لتقليل فقدان الضغط.

تأكد من أن آبار السبيكة الباردة طويلة بشكل كافٍ وأن التحولات متصلة بسلاسة.

تعظيم مساحة المقطع العرضي مع الحفاظ على الحد الأدنى من الطول.

2). العدائين المثيرين

استخدم صمامات تسلسل العداء الساخن للبوابات المتتابعة، والتي يمكن أن تخفي خطوط اللحام بشكل فعال. على سبيل المثال، كما هو موضح في الصورة أدناه، يفتح الصمام الدبوسي 2، باعتباره البوابة الرئيسية، أولاً. بعد مرور مقدمة الذوبان من خلال 1 و3، يفتح الصمامان الدبوسيان 1 و3، مما يمنع تكوين خطوط اللحام بين البوابات. بالنسبة لخطوط اللحام التي لا يمكن تجنبها، يمكن للصمامات المتسلسلة في بعض الأحيان أن تنقل خط اللحام بنجاح إلى سطح غير مرئي. وتستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في صناعات الأجهزة المنزلية والسيارات حيث يستخدم الصمام الخلفي للجزء الخلفي للجزء صمامان متسلسلان للعداء الساخن يفتحان في وقت واحد، مما يؤدي إلى تشكيل خط لحام بين بوابتين.

3). بوابــة

تجنب استخدام البوابات الدقيقة والبوابات الفرعية وبوابات القرن، التي لها فواقد ضغط عالية، في المواقف غير الضرورية. استخدم البوابات ذات الفاقد المنخفض للضغط، مثل البوابات الجانبية وبوابات المروحة، وصمم عرض البوابة وسمكها بأكبر قدر ممكن في ظل ظروف التصميم المعقولة.

4). ترتيب عدد البوابات بشكل صحيح:

بالنسبة للأجزاء الكبيرة ذات البوابات المتعددة، إذا كانت خطوط اللحام حتمية، فقم بزيادة عدد البوابات لتقليل طول تدفق الذوبان، وبالتالي زيادة درجة حرارة مقدمة الذوبان؛ أما بالنسبة للأجزاء الصغيرة، فقلل عدد البوابات لتقليل عدد تدفقات الذوبان.

5). عمليات الحد من العمليات:

بالنسبة لخطوط اللحام التي لا يمكن تجنبها والتي لا تفي بمتطلبات المظهر، حاول فتح فتحات العادم في نهاية التعبئة أو، دون التسبب في حدوث وميض، تعميق وتوسيع فتحات العادم.

إذا لم تؤد زيادة فتحات العادم إلى تحسين الوضع تمامًا، ففكر في تقليل الحديد في القالب لفتح الآبار الفائضة.

6). ترتيب قنوات التبريد بشكل صحيح:

تبلغ المسافة المعقولة من قنوات التبريد إلى خطوط اللحام بشكل عام حوالي 1.5 ضعف قطر قناة التبريد. إذا كان الحجم والتشوه من الاعتبارات، يمكن وضع قطع الإدخال المزودة بقنوات مياه منفصلة ذات درجة حرارة عالية في مواقع خطوط اللحام، مع توصيل مناطق أخرى بمياه بدرجة حرارة عادية، مما يحسن بشكل فعال خطوط اللحام. تشمل ترتيبات قنوات المياه المنفصلة ما يلي: فتح قنوات الإدخال إذا سمحت المساحة، أو فتح آبار المياه أو أبراج المياه إذا كانت المساحة غير كافية.

7). قوالب التسخين والتبريد السريع:

قم بتوصيل مجموعتين من قنوات المياه إلى قلب القالب، واحدة للبخار عالي الضغط بدرجة حرارة عالية. قبل الحقن، استخدم لفترة وجيزة بخار عالي الضغط بدرجة حرارة عالية لرفع درجة حرارة قلب القالب فوق درجة حرارة Tg للمادة المستخدمة. للتبريد والضبط، قم بتوصيل مجموعة أخرى من قنوات المياه بالماء البارد لتبريد القالب وضبطه في وقت قصير. يمكن لهذا النوع من القوالب التخلص من خطوط اللحام بشكل فعال ولكنه يتطلب معايير عالية للقوالب ومعدات التبريد. يظهر مبدأ العمل في الشكل 9.

3. من هيكلية المنتج

1. تقليل ميزات الثقب إلى الحد الأدنى.
2. تعظيم سماكة الجدار لتقليل مقاومة الملء وسماكة الجدار غير المتساوية.
3. إذا تشققت خطوط اللحام في مواضع أعمدة الرؤوس، ففكر في زيادة سماكة أعمدة الرؤوس.
4. أضف أضلاع التسليح في مواقع خطوط اللحام لجعل تدفقات الذوبان اللاحقة تضغط على خطوط اللحام في الأضلاع.
5. مراعاة قوة خط اللحام في تصميم المنتج لتجنب خطوط اللحام في المناطق التي تتطلب قوة.
6. اضبط مواضع الإدخال لتغيير مواقع خطوط اللحام.
7. ومع ذلك، في بعض الأحيان يمكن أن يؤدي تفاوت سُمك الجدار في بعض الأحيان إلى إضعاف خطوط اللحام بذكاء، كما هو موضح في الشكل أدناه.
8. في تجاويف القوالب، عندما يواجه تدفق المادة المنصهرة أضلاعًا موازية لاتجاه التدفق، غالبًا ما يتم رسم خطوط اللحام التي يشار إليها عادةً باسم علامات التدفق من قبل العملاء. المثال الموضح في الشكل أدناه يثبت ذلك.

4. من المواد

عند تبديل المشاريع أو عندما لا يمكن تغيير هياكل القوالب والمنتجات، غالبًا ما يطلب العملاء من الموردين تحسين خصائص المواد لتحسين خطوط اللحام.

1. زيادة قابلية التدفق هو الخيار الأول.
2. تقليل نسبة المسحوق أو المواد المضافة في المادة.
3. بالنسبة للأجزاء ذات الثقب، تجنب استخدام مواد خالية من الطلاء.
4. بالنسبة للمواد ذات المقاومة الضعيفة للحرارة، أضف المزيد من المثبتات الحرارية إلى التركيبة لتمكين القولبة بالحقن في درجات حرارة عالية.

دراسة حالة قرار خط اللحام

عند تشكيل الغطاء العلوي لجهاز كهربائي، تحولت خطوط اللحام إلى اللون الأسود. كانت المادة المستخدمة كمبيوتر شخصي و ABS مع بوابة ثلاثية القوالب ذات القوالب ثلاثية الألواح. ونظرًا لاستخدام مواد ذات تأثير لؤلؤي، أثر اللون اللؤلؤي على المظهر، لذلك حتى مع وجود أقصى زاوية تقارب، كان التحسين محدودًا، ولم يكن هناك مجال كبير للتحسين في عملية التشكيل.

تحليل المشكلة:

من حالة الطلقة القصيرة، حتى مع وجود زاوية تقارب كبيرة (حتى أن بعضها يقترب من 180 درجة)، لا تزال خطوط اللحام الواضحة تظهر، وتتحول خطوط اللحام إلى اللون الأسود، وهو ما يتعارض مع نظرية زاوية التقارب المذكورة سابقًا. ويرجع السبب في ذلك إلى أن المادة المستخدمة تحتوي على أصباغ لؤلؤية، والتي توجهت وترسبت عند نقطة التقارب، مما تسبب في تأثير سواد. حتى مع وجود زاوية تقارب أكبر، لم نتمكن من تحسين حالة ترسيب المسحوق اللؤلؤي عند خط اللحام.

الحل:

في هذه الحالة، بتحريك موضع البوابة وفتح قنوات التدفق على الجانب الخلفي، تم نقل خط اللحام إلى سطح غير مرئي.

عند استخدام مواد ذات تأثير لؤلؤي، ضع في اعتبارك ما يلي للتخفيف من خطوط اللحام والخطوط المتماسكة:

1. صمم الشكل بسلاسة قدر الإمكان، مع تجنب الأجزاء الحادة والانتقالات المفاجئة.
2. استخدم بوابات المروحة والصمامات ذات المسامير لتجنب خطوط اللحام الزائدة بشكل فعال.
3. التأكد من أن آبار السبيكة الباردة كبيرة بما فيه الكفاية، وتقليل عدد البوابات، وتقصير العملية.
4. استخدام درجات حرارة أعلى للقالب والمواد أثناء عملية التشكيل.
5. عند الحقن في أقسام، تأكد من أن سرعة تدفق الذوبان موحدة في الأجزاء المختلفة.
6. في التصميم الهيكلي للمنتج، تكون الثقوب دائرية ومرتبة على طول اتجاه التدفق.
7. تصميم فتحات فنية حول الثقوب، وأثناء التصميم، حاول التأكد من ظهور خطوط اللحام على الأسطح غير المرئية.

الخاتمة

خطوط اللحام متأصلة في قولبة حقن البلاستيك. نظرًا لمتطلبات المنتج، غالبًا ما يكون من الصعب التخلص منها. ومع ذلك، مع تضافر جهود مصممي المنتجات وفنيي القوالب ومشغلي القولبة بالحقن، يمكن بالتأكيد تحقيق النجاح.