تدفق عملية تشكيل أجزاء السيارات بالحقن

معظم الأجزاء الداخلية والخارجية من حقن وحدة التحكم المركزيةتشمل الأجزاء البلاستيكية الداخلية بشكل عام ملحقات لوحة العدادات، وملحقات المقاعد، وملحقات الأرضية، وملحقات السقف، وملحقات عجلة القيادة، وملحقات الأبواب الداخلية، ومرايا الرؤية الخلفية، والأبازيم والتثبيتات المتنوعة؛ وتشمل الأجزاء البلاستيكية الخارجية المصابيح الأمامية والخلفية، وشبكات سحب الهواء، والمصدات، ومرايا الرؤية الخلفية. فيما يلي تدفق العملية والمعلمات المهمة ذات الصلة لأجزاء حقن السيارات.

1 التعريف

تشير عملية القولبة بالحقن إلى عملية تصنيع أجزاء شبه نهائية ذات شكل معين عن طريق التعبئة، والحفاظ على الضغط، والتبريد، وإزالة القالب، وغيرها من عمليات المواد الخام المنصهرة.

2 تدفق العملية

تتم عملية القولبة بالحقن على النحو التالي:
1 مرحلة التعبئة
التعبئة هي الخطوة الأولى في دورة حقن القالب بالكامل. يبدأ الوقت من بداية حقن القالب عندما يتم إغلاق القالب حتى يتم ملء تجويف القالب إلى حوالي 95%. من الناحية النظرية، كلما كان وقت التعبئة أقصر، زادت كفاءة القالب. ومع ذلك، في الإنتاج الفعلي، يخضع وقت القالب (أو سرعة الحقن) للعديد من الشروط. يمكن تقسيم التعبئة إلى تعبئة عالية السرعة وملء منخفض السرعة.
1) التعبئة عالية السرعة
أثناء التعبئة عالية السرعة، يكون معدل القص مرتفعًا، وتنخفض لزوجة البلاستيك بسبب ترقق القص، مما يقلل من مقاومة التدفق الكلية؛ كما أن التسخين اللزج المحلي سيجعل سمك الطبقة الصلبة أرق. لذلك، في مرحلة التحكم في التدفق، غالبًا ما يعتمد سلوك التعبئة على الحجم المراد ملؤه. أي أنه في مرحلة التحكم في التدفق، بسبب التعبئة عالية السرعة، غالبًا ما يكون تأثير ترقق القص للصهر كبيرًا، في حين أن تأثير التبريد للجدار الرقيق ليس واضحًا، لذلك يسود تأثير المعدل.
2) التعبئة بسرعة منخفضة
عندما يتحكم التوصيل الحراري في التعبئة منخفضة السرعة، يكون معدل القص منخفضًا، وتكون اللزوجة المحلية عالية، وتكون مقاومة التدفق كبيرة. نظرًا لأن معدل تجديد البلاستيك الساخن بطيء والتدفق بطيء، فإن تأثير التوصيل الحراري يكون أكثر وضوحًا، ويتم إزالة الحرارة بسرعة بواسطة جدار القالب البارد. إلى جانب كمية صغيرة من التسخين اللزج، تكون سماكة الطبقة الصلبة أكثر سماكة، مما يزيد من مقاومة التدفق عند الجدار الأرق.
2 مرحلة الإمساك
وظيفة مرحلة الإمساك هي تطبيق الضغط بشكل مستمر، وضغط المصهور، وزيادة كثافة البلاستيك (التكثيف)، وتعويض سلوك الانكماش للبلاستيك. أثناء عملية الإمساك، يكون الضغط الخلفي مرتفعًا لأن تجويف القالب ممتلئ بالفعل بالبلاستيك. أثناء عملية الإمساك والضغط، لا يمكن لبرغي آلة القولبة بالحقن أن يتحرك للأمام إلا ببطء وقليلًا، كما أن سرعة تدفق البلاستيك بطيئة نسبيًا. يُطلق على التدفق في هذا الوقت تدفق الإمساك بالضغط. لأنه في مرحلة الإمساك بالضغط، يتم تبريد البلاستيك وتصلبه بواسطة جدار القالب بشكل أسرع، وتزداد لزوجة المصهور بسرعة، وبالتالي تكون المقاومة في تجويف القالب كبيرة جدًا. في المرحلة اللاحقة من الإمساك بالضغط، تستمر كثافة المواد في الزيادة، وتتشكل الأجزاء البلاستيكية تدريجيًا. يجب أن تستمر مرحلة الإمساك بالضغط حتى يتم تصلب البوابة وإغلاقها. في هذا الوقت، يصل ضغط التجويف في مرحلة الإمساك بالضغط إلى أعلى قيمة.
في مرحلة الاحتفاظ بالضغط، بسبب الضغط العالي، يُظهر البلاستيك قابلية للضغط الجزئي. في منطقة الضغط العالي، يكون البلاستيك أكثر كثافة وله كثافة أعلى؛ في منطقة الضغط المنخفض، يكون البلاستيك أكثر ارتخاءً وله كثافة أقل، وبالتالي يتغير توزيع الكثافة مع الموضع والوقت. أثناء عملية الاحتفاظ بالضغط، يكون معدل تدفق البلاستيك منخفضًا للغاية، ولم يعد التدفق يلعب دورًا رائدًا. الضغط هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على عملية الاحتفاظ بالضغط.

3 مرحلة التبريد

في قالب الحقن، يعد تصميم نظام التبريد مهمًا جدًا. وذلك لأنه فقط عندما يتم تبريد المنتجات البلاستيكية المصبوبة وتصلبها إلى صلابة معينة يمكن منع المنتجات البلاستيكية من التشوه بواسطة القوى الخارجية بعد إزالة القالب. نظرًا لأن وقت التبريد يمثل حوالي 70% إلى 80% من دورة القالب بأكملها، فإن نظام التبريد المصمم جيدًا يمكن أن يقلل بشكل كبير من وقت القالب، ويحسن إنتاجية حقن القالب، ويقلل التكاليف. سيؤدي نظام التبريد المصمم بشكل غير صحيح إلى إطالة وقت القالب وزيادة التكاليف؛ سيؤدي التبريد غير المتساوي إلى مزيد من الانحناء والتشوه للمنتجات البلاستيكية. يتم تبديد الحرارة التي تدخل القالب من المصهور بشكل عام في جزأين، يتم نقل 5% منها إلى الغلاف الجوي من خلال الإشعاع والحمل الحراري، ويتم نقل 95% المتبقية من المصهور إلى القالب. بسبب أنبوب مياه التبريد في القالب، تنتقل حرارة المنتج البلاستيكي من البلاستيك في تجويف القالب إلى أنبوب مياه التبريد من خلال إطار القالب من خلال التوصيل الحراري، ثم يتم حملها بعيدًا بواسطة المبرد من خلال الحمل الحراري. تستمر كمية صغيرة من الحرارة التي لا يحملها ماء التبريد في الانتقال في القالب، وتبدد في الهواء بعد ملامسة العالم الخارجي. تتكون دورة صب حقن القالب من وقت إغلاق القالب ووقت الملء ووقت الإمساك ووقت التبريد ووقت إزالة القالب. من بينها، يمثل وقت التبريد النسبة الأكبر، حوالي 70% إلى 80%. لذلك، سيؤثر وقت التبريد بشكل مباشر على طول دورة القولبة وناتج المنتجات البلاستيكية. أثناء مرحلة إزالة القالب، يجب تبريد درجة حرارة المنتج البلاستيكي إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة التشوه الحراري للمنتج البلاستيكي لمنع المنتج البلاستيكي من الاسترخاء بسبب الإجهاد المتبقي أو الانحناء والتشوه الناجم عن قوة إزالة القالب الخارجية.

4 مرحلة إزالة القالب

إن إزالة القالب هي الخطوة الأخيرة في دورة القولبة بالحقن. ورغم أن المنتج قد تم تشكيله على البارد، إلا أن إزالة القالب لا تزال لها تأثير مهم للغاية على جودة المنتج. وقد تتسبب طرق إزالة القالب غير المناسبة في فرض قوة غير متساوية على المنتج أثناء إزالة القالب وتشوه المنتج أثناء القذف. وهناك طريقتان رئيسيتان لإزالة القالب: إزالة القالب بالقاذف وإزالة القالب بالمجرد. وعند تصميم القالب، اختر طريقة إزالة القالب المناسبة بناءً على الخصائص البنيوية للمنتج لضمان جودة المنتج. بالنسبة للقوالب التي تستخدم إزالة القالب بالقاذف، يجب ضبط القاذف بالتساوي قدر الإمكان، ويجب اختيار الموضع حيث تكون مقاومة إزالة القالب هي الأكبر وقوة وصلابة الجزء البلاستيكي هي الأكبر، وذلك لتجنب تشوه وتلف الجزء البلاستيكي. تُستخدم لوحة التجريد بشكل عام لإزالة القالب من الحاويات ذات الجدران الرقيقة ذات التجويف العميق والمنتجات الشفافة التي لا تسمح بعلامات قضيب الدفع. تتميز هذه الآلية بقوة إزالة كبيرة وموحدة، وحركة سلسة، وعدم وجود علامات متبقية واضحة.
ثلاثة معايير مهمة
المعايير الهامة المتعلقة بقولبة الحقن هي كما يلي:
1 ضغط حقن القالب
يتم توفير ضغط القولبة بالحقن من خلال النظام الهيدروليكي لنظام القولبة بالحقن. يتم نقل ضغط الأسطوانة الهيدروليكية إلى المصهور البلاستيكي من خلال برغي آلة القولبة بالحقن. تحت الضغط، يدخل المصهور البلاستيكي قناة التدفق الرأسية (أيضًا قناة التدفق الرئيسية لبعض القوالب)، وقناة التدفق الرئيسية، وقناة التدفق الفرعية للقالب من خلال فوهة آلة القولبة بالحقن، ويدخل تجويف القالب من خلال البوابة. هذه العملية هي عملية القولبة بالحقن، أو تسمى عملية الملء. وجود الضغط هو للتغلب على المقاومة في عملية تدفق المصهور، أو على العكس من ذلك، يجب تعويض المقاومة في عملية التدفق عن طريق ضغط آلة القولبة بالحقن لضمان التقدم السلس لعملية الملء. أثناء عملية القولبة بالحقن، يكون الضغط عند فوهة آلة القولبة بالحقن هو الأعلى للتغلب على مقاومة تدفق المصهور طوال العملية بأكملها. بعد ذلك، ينخفض الضغط تدريجيًا على طول طول التدفق إلى الطرف الأمامي لجبهة موجة المصهور. إذا كان العادم داخل تجويف القالب جيدًا، فإن الضغط النهائي عند الطرف الأمامي للمصهور هو الضغط الجوي.
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على ضغط ملء المصهور، والتي يمكن تلخيصها في ثلاث فئات:
1) العوامل المادية
مثل نوع البلاستيك ودرجة لزوجته؛
2) العوامل البنيوية
مثل نوع وعدد وموقع نظام البوابة وشكل تجويف القالب وسمك المنتج؛
3) عناصر عملية التشكيل
2 وقت الحقن
يشير وقت الحقن هنا إلى الوقت المطلوب لملء التجويف بالبلاستيك المصهور، باستثناء الوقت المساعد مثل فتح القالب وإغلاقه. على الرغم من أن وقت الحقن قصير جدًا وله تأثير ضئيل على دورة الصب، إلا أن تعديل وقت الحقن له تأثير كبير على التحكم في ضغط البوابة والعداء والتجويف. يساعد وقت الحقن المعقول على ملء المصهور بشكل مثالي، وله أهمية كبيرة لتحسين جودة سطح المنتج وتقليل التسامح البعدي. يجب أن يكون وقت الحقن أقل بكثير من وقت التبريد، والذي يبلغ حوالي 1/10 إلى 1/15 من وقت التبريد. يمكن استخدام هذه القاعدة كأساس للتنبؤ بإجمالي وقت صب الأجزاء البلاستيكية. عند إجراء تحليل تدفق القالب، يكون وقت الحقن في نتيجة التحليل مساويًا لوقت الحقن المحدد في ظروف العملية فقط عندما يتم دفع المصهور بالكامل بواسطة المسمار لملء التجويف. إذا حدث مفتاح تثبيت ضغط المسمار قبل ملء التجويف، فستكون نتيجة التحليل أكبر من ضبط ظروف العملية.
3 درجة حرارة الحقن
درجة حرارة الحقن هي عامل مهم يؤثر على ضغط الحقن. يحتوي برميل آلة حقن القالب على 5 إلى 6 أقسام تسخين، ولكل مادة خام درجة حرارة معالجة مناسبة (للحصول على درجات حرارة معالجة مفصلة، يرجى الرجوع إلى البيانات المقدمة من قبل مورد المواد). يجب التحكم في درجة حرارة الحقن ضمن نطاق معين. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية، فلن يتم تلدين المصهور جيدًا، مما يؤثر على جودة الجزء المصبوب ويزيد من صعوبة العملية؛ إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية، فسوف تتحلل المادة الخام بسهولة. في عملية حقن القالب الفعلية، غالبًا ما تكون درجة حرارة الحقن أعلى من درجة حرارة البرميل. ترتبط القيمة الأعلى بمعدل الحقن وأداء المادة، ويمكن أن تصل إلى 30 درجة مئوية. يحدث هذا بسبب الحرارة العالية الناتجة عن القص عندما يمر المصهور عبر منفذ الحقن. هناك طريقتان للتعويض عن هذا الاختلاف عند إجراء تحليل تدفق القالب. الأولى هي محاولة قياس درجة حرارة المصهور عند الحقن في الهواء، والأخرى هي تضمين الفوهة في النمذجة.
4 الضغط المستمر والوقت
عندما تكون عملية القولبة بالحقن على وشك الانتهاء، يتوقف المسمار عن الدوران ويتحرك للأمام فقط. في هذا الوقت، يدخل القولبة بالحقن مرحلة الإمساك. أثناء عملية الإمساك بالضغط، تقوم فوهة آلة القولبة بالحقن باستمرار بتغذية المواد في التجويف لملء الحجم الشاغر بسبب انكماش القطعة. إذا تم ملء التجويف بدون الإمساك بالضغط، فسوف ينكمش الجزء بنحو 25%، وخاصة الأضلاع سوف تنكمش كثيرًا وتشكل علامات انكماش. يكون ضغط الإمساك بالضغط عمومًا حوالي 85% من أقصى ضغط ملء، والذي يجب تحديده وفقًا للموقف الفعلي.

5 الضغط الخلفي

يشير الضغط الخلفي إلى الضغط الذي يجب التغلب عليه عندما ينعكس المسمار ويتراجع لتخزين المواد. إن استخدام الضغط الخلفي العالي يساعد على تشتت الأصباغ وإذابة البلاستيك، ولكنه يطيل أيضًا وقت سحب المسمار، ويقلل من طول الألياف البلاستيكية، ويزيد من ضغط آلة القولبة بالحقن. لذلك، يجب أن يكون الضغط الخلفي أقل، ولا يتجاوز عمومًا 20% ​​من ضغط الحقن. عند حقن البلاستيك الرغوي، يجب أن يكون الضغط الخلفي أعلى من الضغط المتشكل بواسطة الغاز، وإلا سيتم دفع المسمار خارج البرميل. يمكن لبعض آلات القولبة بالحقن برمجة الضغط الخلفي للتعويض عن انخفاض طول المسمار أثناء الذوبان، مما يقلل من حرارة الإدخال ويقلل درجة الحرارة. ومع ذلك، نظرًا لصعوبة تقدير نتيجة هذا التغيير، فليس من السهل إجراء تعديلات مقابلة على الآلة.

خاتمة

بسبب متطلبات تطوير السيارات خفيفة الوزن ومنخفضة استهلاك الطاقة، تغير التركيب المادي لأجزاء السيارات بشكل كبير من البلاستيك إلى الفولاذ. انطلاقًا من تطبيق بلاستيك السيارات في الداخل والخارج، فإن كمية حقن وحدة التحكم المركزية أصبح مؤشرا هاما لمستوى تكنولوجيا إنتاج السيارات.