عملية حقن البلاستيك الهيدروليكية والكهربائية والهجينة: ما هي العملية المناسبة لك؟

يتمتع مهندسو التصميم بمجموعة متنوعة من الخيارات عندما يتعلق الأمر باختيار عملية حقن البلاستيك الأنسب لتطبيقهم المحدد. تقدم كل من الطرق الثلاث الرئيسية (الهيدروليكية والكهربائية والهجينة) مزايا وعيوبًا فريدة. لاتخاذ الاختيار الصحيح لمشروعك، من المهم أن تفهم تمامًا كيف تختلف هذه الطرق وما يمكن أن تقدمه لك.

حقن هيدروليكي

آلات حقن البلاستيك الهيدروليكية (IMM) اعتمادًا على احتياجاتك المحددة وتكاليف الكهرباء والتفضيلات الشخصية، قد تظل المكبس الهيدروليكي هو الخيار الأفضل لهذه المهمة.

تستخدم هذه الأنواع من الآلات أسطوانات هيدروليكية لربط نصفي القالب معًا تحت ضغط عالٍ. ثم يتم إذابة حبيبات الركيزة البلاستيكية وحقن السائل في تجويف القالب. بمجرد أن يبرد البلاستيك ويتصلب، يتم فصل نصفي القالب وإزالة الجزء وتكرار العملية.

لمنع دفع القالب للفتح بسبب ضغط الحقن، مما يتسبب في "وميض" المواد الزائدة حول القطعة، يجب أن يكون جهاز التثبيت قادرًا على توفير قوة تثبيت كافية لإبقاء القالب مغلقًا أثناء عملية الحقن. بالنسبة للأجزاء ذات المقاطع الجدارية الرقيقة وأعماق السحب العميقة، يلزم قوة تثبيت تبلغ حوالي 3-4 أطنان لكل بوصة مربعة من التجويف. بالنسبة للمقاطع ذات الجدران السميكة وأعماق السحب الضحلة، يلزم حوالي 2 طن لكل بوصة مربعة.

تتمتع آلات التشكيل الهيدروليكية الحديثة بالقدرة على التحكم في قوى الشد التي تصل إلى 8000 طن أو أكثر، كما يمكنها إنشاء أجزاء تزن أكثر من 50 رطلاً. يعد التشكيل الهيدروليكي خيارًا شائعًا في صناعة السيارات، التي تحتاج إلى إنتاج أجزاء كبيرة وثقيلة مثل مصدات السيارات.

المزايا
يُعد التشكيل بالحقن الهيدروليكي الخيار المفضل لتشغيل سحوبات القلب والقاذفات وبوابات الصمامات، وللأجزاء ذات الجدران السميكة التي تحتاج إلى التثبيت لفترات طويلة من الزمن. وتتضمن بعض مزاياها مقارنة بالآلات الكهربائية بالكامل ما يلي:

قوة تثبيت أكبر للأجزاء الكبيرة
معدلات حقن أفضل
مقاومة عالية للتآكل والتلف
أحجام اللقطات الأكبر
قدرات إخراج أفضل
يمكن تجهيزها بمراكم للتعويض عن حركة المشبك الأبطأ
انخفاض سعر الشراء الأولي
انخفاض التكلفة وتوافر قطع الغيار بشكل كبير، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الصيانة
أصبح من الأسهل التحكم في المشاريع المتقدمة

العيوب
نظرًا لقوتها الكبيرة، تستهلك المكابس الهيدروليكية قدرًا كبيرًا من الطاقة حتى في وضع الخمول. في حين أن المحرك الكهربائي النموذجي قد يستهلك حوالي 2.55 كيلووات ساعة أثناء عملية القولبة بالحقن، فقد تستهلك المكبس الهيدروليكي 5.12 كيلووات ساعة. تتطلب درجات حرارة قولبة أعلى ووقت تبريد أطول، وهي غير مناسبة للاستخدام في الغرف النظيفة بسبب خطر تسرب السوائل. تعد المكابس الهيدروليكية IMM أكثر ضوضاء وأقل دقة من المكابس الكهربائية بالكامل. ومع ذلك، مع زيادة قوى الشد وتحسين أنظمة التحكم، سيتحسن أداء الدقة للمكابس الهيدروليكية.

حقن القوالب الكهربائية
تعتمد هذه الآلات على محركات سيرفو عالية السرعة يتم التحكم فيها رقميًا بدلاً من المحركات الهيدروليكية، مما يؤدي إلى تشغيل أسرع وأكثر دقة وكفاءة في استخدام الطاقة. إن تشغيل المحرك يمكن التنبؤ به بدرجة كبيرة، لذا بمجرد تحقيق عملية الحقن المثالية، يمكن تكرارها بشكل متسق للغاية، مما يؤدي إلى الحصول على أجزاء ذات جودة أعلى. بمجرد برمجة وظيفة في محرك، يسمح التحكم الرقمي له بالعمل دون مراقبة تقريبًا، مما يقلل من تكاليف العمالة ويحسن الأرباح.

المزايا
تعتبر عملية الحقن الكهربائي مناسبة تمامًا لتطبيقات الغرف النظيفة نظرًا لعدم وجود خطر تلوث الزيت. ونظرًا لدقتها العالية، فإن هذه العملية مناسبة أيضًا للأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم والمنتجات الطبية مثل أطباق بتري والمحاقن. وتشمل الفوائد الأخرى ما يلي:
دقة عالية وإمكانية تكرار عالية، مما يقلل من معدلات الخردةعمليات نظيفة لا تتسرب أبدًاوقت تعطل منخفض يرتبط عادةً بالهيدروليكاتوفير الطاقة من 30% إلى 70%عمل أكثر هدوءًا؛ يقلل من ضوضاء المحرك إلى أقل من 70 ديسيبل سرعات حقن سريعة أعلى تصل إلى 800 مم/ثانية وحركة تثبيت أسرعأوقات بدء تشغيل أقصر وأوقات دورة أسرع تصل إلى 20%هدر أقل للمواد، مما يقلل من تكاليف الوحدةلا توجد مواد استهلاكية، مثل الزيوت، تحتاج إلى الاستبدال أو التنظيفمتطلبات طاقة أقل تقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل

العيوب
في حين أن المحركات الكهربائية أسرع وأنظف وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، إلا أنها لا تستطيع أن تضاهي قوى الشد التي تنتجها المكابس الهيدروليكية، كما أن تكلفتها الأولية أعلى. وهي عبارة عن مشابك تبديل تعمل ببراغي كروية، وكلاهما أجزاء مهترئة قد يكون استبدالها مكلفًا أو من الصعب العثور عليها في السوق المستعملة. وعلى الرغم من تقديم دقة كبيرة، فإن دقة تحديد المواقع العالية للمحركات الكهربائية يمكن أن تجعلها أقل تسامحًا من المكابس الهيدروليكية.

حقن البلاستيك الهجين
تجمع ماكينات القولبة بالحقن الهجينة بين أفضل ما في العالمين، وهي متوفرة في السوق منذ عقود من الزمان الآن، حيث تجمع بين قوة الضغط الفائقة للمكابس الهيدروليكية والدقة والقدرة على التكرار وتوفير الطاقة وانخفاض مستوى الضوضاء للمحركات الكهربائية. ويؤدي هذا إلى أداء أفضل لكل من الأجزاء ذات الجدران الرقيقة والسميكة. أصبحت هذه الماكينات شائعة بشكل متزايد على مدار السنوات القليلة الماضية بسبب كفاءتها وسهولة استخدامها.

يتم استخدام ما يقرب من 66% من الطاقة في مكبس هيدروليكي لاستعادة المسمار. لذا، في حين أن المكابس الهجينة تكلف أكثر مقدمًا، فإن دوران المسمار الكهربائي الخاص بها يمكن أن يؤدي إلى وفورات كبيرة يمكن تمريرها بعد ذلك إلى العميل. تتمتع آلاتنا الهجينة بكل الطاقة التي توفرها آلة هيدروليكية بالكامل، مع نفس كفاءة الطاقة تقريبًا مثل الآلة الكهربائية بالكامل.

المزايا
إن عملية حقن البلاستيك الهجين هي عملية موفرة للطاقة وطويلة الأمد ولا تتطلب الكثير من الطلب، وكل هذا يؤدي إلى عائد أسرع على الاستثمار.
تتضمن بعض مزاياها المحددة ما يلي:
تسمح مضخات المؤازرة بالتعديل المستمر لتنوع تصميم المنتج
يميل إلى استخدام نظامين للتثبيت على القفل
متوسط التكلفة الأولية لجميع الخيارات الثلاثة (الهيدروليكية والكهربائية والهجينة) ولكنها يمكن أن تقدم أكبر قدر من المدخرات على المدى الطويل
عمليات الحلقة المغلقة مع أوقات استجابة أسرع
تتطلب درجات الحرارة المنخفضة تبريدًا أقل وتطيل عمر الزيت والماكينة

العيوب
نظرًا لاختلاف جميع الآلات الهجينة، فقد يكون من الصعب مطابقة المكبس الصحيح للمنتج وتوفير آلة بديلة موثوقة لتطبيقات معينة. إذا كانت هناك حاجة إلى أي صيانة على الآلة الهجينة، فيجب أن يكون المشرف على دراية بكل من المكابس الهيدروليكية والكهربائية.