مشروع صناعة البلاستيك كاملا من الالف للياء
الجزء الاول
 |
| مشروع مصنع بلاستيك |
دخلت صناعة اللدائن تقريبا كل بيت ومصنع ومكتب فالمقاعد والطاولات وأدوات
المائدة والأسقف المعلقة وطلاء الجدران والسيارات والطائرات ومركبات الفضاء
وأجهزة التليفزيون والمسجلات السمعية والبصرية وأعمدة الإنارة والملابس لا
تخلو من أجزاء البلاستيكية في صنعها مما يجعل الاستغناء عنها أمرا صعبا
لان الصناعات البلاستيكية هي صناعة العصر التي تستثمر فيها بلايين
الدولارات في مختلف بلدان العالم الغنية والفقيرة على السواء لإنتاج المواد
التخليقية والتي بدورها تستخدم في تصنيع مختلف الأشياء التي لم يكن يحلم
بها أحد منذ سنوات قليلة.
لقد اصبح البلاستيك شيئا مقبولا في المجتمع الذي
نعيشه مكونا حضارة كاملة بما يفرزه لنا من جديد التصميمات والأشكال كل يوم
بما يجعلنا نقول بكل اطمئنان إننا نعيش عصر البلاستيك الذي هو راتنجات
صناعية تنتج من تفاعلات كيميائية لمواد عضوية ، وترتبط صناعة البلاستيك
ارتباطا وثيقا ببعض الصناعات الأساسية العصرية كتقطير البترول وصناعات
الحديد والصلب والصناعات الكيميائية ، كما أنها تدخل مباشرة في صناعات أخرى
لا حصر لها كالصناعات المعدنية والأخشاب وكابلات الكهرباء والإلكترونيات
والأجهزة المنزلية وصناعات التغليف . الخ.
واعتمدت صناعة البلاستيك في
تطورها التاريخي بالصناعات الأخرى ثم تفوقت على تلك الصناعات في مدى قصير
نسبيا وظهرت أول مادة بلاستيكية عام 1868م يتم إنتاجها تجاريا وهي مادة
(السيلولويد) والتي حصل عليها جون وسيلي هيات من تفاعل الكافور مع نترات
السليلوز في تجربة كان يقصد بها استبدال العاج في كرات البلياردو بمادة
أخرى إلا أن هذه المادة لم يكن بالإمكان صبها في قوالب لتشكيلها بالشكل
المطلوب واقتصر الحصول عليها في شكل رقائق استخدمت في صناعة الهيكل الداخلي
لنوافذ السيارات وأفلام الرسوم المتحركة. ولما كانت نترات السليلوز من
المواد سريعة الاشتعال وشديدة الانفجار فقد استبدلت فيما بعد بمواد
بلاستيكية أخرى صعبة الاشتعال .
مزايا وعيوب البلاستيك
يوجد للمواد البلاستيكية مزايا وعيوب كأي مادة أخرى يستخدمها الإنسان إلا
أن أهم ما يميز البلاستيك عن غيره من المواد الطبيعية الأخرى و اجتماع
الخواص المتعددة في المادة البلاستيكية الواحدة بينما المواد الأخرى يتمتع
كل منها بخاصية منفردة مميزة وهذا هو السبب في الانتشار الكبير لاستخدامات
المنتجات البلاستيكية فمن الممكن أن تجتمع صفات القوة والمرونة والصلابة
وخفة الوزن والشفافية في آن واحد في مادة بلاستيكية واحدة مما يجعلها صالحة
لعدة استخدامات متباينة بينما المواد الأخرى بخاصيتها المنفردة لا يمكن أن
تصلح لذلك. ومن المزايا أيضا تعدد الألوان الواسع وخاصية العزل للسخونة
والبرودة والكهرباء ومقاومة التآكل وسهولة التشغيل ورخص التكاليف. أما
العيوب فهي صعوبة الإصلاح وإمكانية إعطاء رائحة غير مرغوب فيها وعدم احتمال
درجات الحرارة العالية وعدم ثبات الأبعاد والتعرض للكسر والتلف إلى جانب
التأثيرات البيئية الضارة في حالة إحراقها أو استخدامها كأواني وأكواب
للطعام والشراب.
معلومات أساسية
ومن المهم جدا للعاملين في صناعة البلاستيك التعرف الجيد على الخواص
الكيميائية والفيزيائية للدائن ( الثرمو بلاستيك ) وهي مواد التلدن
بالحرارة وبالتالي يمكنهم الاختيار الامثل لنوعية الاستخدام المطلوب ، لذلك
يجب معرفة لماذا وكيف تشغل هذه المواد بالطرق المختلفة ، فالعلاقة بين
خواص كل لدينة وتأثير هذه الخواص على الطريقة المستخدمة في تشكيلها وسبب
اختيار لدينة معينة لمنتج ذي خواص مميزة تتناسب مع استخدامه العملية هي
مفتاح فهم صناعة البلاستيك وينبغي تذكر العوامل الثلاثة التالية وهي الخواص
المميزة للراتنج وكيف تحدد هذه الخواص طريقه تصنيعه ( حقن – بثق – نفخ ...
الخ ) وملاءمة هذه الخواص للاستخدام العملي للمنتج المطلوب. والنوع الثاني
من منتجات اللدائن هي مواد ( الثرموستينج ) وهي من المواد التي يتم فيها
عملية البلمرة بالتصلد بالحرارة ففي حين تكون مواد الثرموبلاستيك بطريقة
البلمرة بالإضافة نجد أن مواد (الثرموستينج) تتكون بطريقة البلمرة بالتكثيف
مما يعطينا جزئيات ذات سلاسل طويلة شبكية متقاطعة تنتج بوليمرات متينة
قوية لا تنصهر أي غير قابلة لإعادة التشكيل بالحرارة ، وبالتالي فان طرق
تشغيلها محدودة بالمقارنة بطرق تشغيل مواد الثرموبلاستيك كما أن العوادم
الناتجة عن التشغيل لا يمكن إعادة استخدامها مرة أخري ويستخدم الكيميائي
مواد الحشو كمسحوق الخشب والألياف الزجاجية لتحسين خواص الثرموستينج في
الاستخدامات العملية.
طرق تشكيل البلاستيك
ولها عده طرق:
1- طريقة القولبة بالحقن
2-طريقة البثق EXRUSION
3- طريقة القولبة بالنفخ BLOW MOULDING
4- قوالب الضغط والنقل COMPRESSION AND TRANSFER MOULD
5- الصقل CALENDERING
6- مواد ألواح التشكيل الحراري THERMO FORMING SHEET MATERIAL
7- اللدائن المصبوبة CASTING PLASTICS
8- طريقة القولبة بالبلاستيزول PLASTISOL MOULDING
9- اللدائن الرقائقية LAMINATED PLASTICS
توجد اللدائن على شكل حبيبات بودرة أو سوائل أو عصي أو أنابيب وبالتالي فان
عملية تصنيعها للحصول على المنتج النهائي تختلف لتتناسب مع طبيعة الشكل
الموجودة عليه. ونلاحظ أن المواد الثرموبلاستيكية ( مواد التلدن بالحرارة )
تكون قابلة للتصنيع بمعظم الطرق المعروفة بينما المواد الثرموسيتنج ( مواد
التصلد بالحرارة) تحتاج إلى طرق أخري للتشكيل ، وهذا يرجع إلى الخاصية
المميزة للمواد الثرموبلاستيكية بإمكانية اعادة تشكيلها بالتسخين دون حدوث
تغير كيميائي في تركيبها في حين أن المواد الثرموستينج يكون التفاعل
الكيميائي لعملية البلمرة أثناء عملية صناعة المنتج النهائي منها بتأثير
الحرارة والضغط والعوامل المنشطة ، وهذا المفهوم يجب تذكرة دائما عند دراسة
طرق تصنيع البلاستيك ونوع الراتنج المستخدم في عملية التصنيع.
1-قوالب الحقن : Injection moulds
يمكن القول إن أسلوب تصنيع البلاستيك بطريقة قوالب الحقن هو الأسلوب الشائع
الاستعمال في تشكيل المواد البلاستيكية وهو أيضا واحد من اقدم الأساليب في
هذا المجال. ويمكن تلخيص أساسيات عملية الصب في قوالب بواسطة الحقن إلى
الخطوات التالية :1يملأ القادوس بحبيبات الراتنج المستخدم. 2- يسخن الراتنج
إلى الدرجة التي تجعله لينا وقابلا للتدفق. 3 - يدفع الراتنج المتدفق خلال
الفونية إلى تجويف القالب ) أنثى القالب ). 4- عندما يبرد القالب فينفصل
نصفيه متباعدين. 5- يطرد المنتج النهائي من القالب . قد توجد خطوات اقل أو
اكثر من هذه الخمسةالأساسية حسب نوع وطراز ماكينة الحقن المستخدمة إلا أنها
ولابد أن تتبع هذه الخطوات الأساسية ، ونجد في الصور المرفقة بعض ماكينات
الحقن وأنواع المنتجات المختلفة منها. مكائن الحقن في قوالب : توجد مكائن
الحقن في أحجام وقدرات مختلفة وقد تكون يدوية التشغيل أو تعمل بالكهرباء أو
آلية أو نصف اليه كما أن الأنواع الحديثة منها تخضع لبرمجة الكمبيوتر ،
كما تختلف أنواعها حسب وزن المنتج النهائي وعزم المكبس الذي يقوم بربط نصفي
القالب أثناء الحقن. ويتراوح وزن المنتج النهائي بين عدة جرامات إلى اكثر
من عشرة كيلو جرام كما يصل عزم الربط بين نصفي القالب إلي اكثر من 2700 طن.
وتتكون ماكينة الحقن من وحدتين اساسيتين هما :
الوحدة الأولى :
وحدة حقن البلاستيك الساخن وفيها :
1- قادوس التغذية. 2- اسطوانة الحقن
الساخنة. 3- كباس الحقن أو النظام اللولبي. الوحدة الثانية : وحدة فتح وغلق
نصفي القالب وتتكون من طنبور ( صينية ) ثابت يوضع عليه نصفي القالب وآخر
متحرك هيدروليكيا. وهناك تصميمات مختلفة لمكائن الحقن إلا أنها تعتمد أساسا
على أحد النوعين التاليين : 1- مكائن تستخدم دافعة الحقن. 2- مكائن تستخدم
الكباس اللولبي التبادلي. والفرق بين النوعين هو في الطريقة التي يتم بها
دفع المادة البلاستيكية الساخنة من داخل اسطوانة الحقن الساخنة عبر الفونية
الى القالب.ولما كان النوع الثاني هو الأكثر شيوعا واستخداما فهو ما سنعني
به في هذا الكتاب وذلك للميزات التالى :1 سرعة المشوار. 2- انخفاض درجة
حرارة الانصهار. 3- سهولة امتزاج الصهير. وفي مكان القلاووظ (اللولب)
التبادلي تتم عملية الحقن حسب الخطوات التالية: 1- توضع البودرة في القادوس
لتسلك طريقها إلى اسطوانة الحقن خلال فتحة اتصال. 2- تتقدم البودرة إلى
الأمام نتيجة للحركة اللولبية للكباس والتي تدفع بها تحت ضغط عال الى
الجدران الساخنة للاسطوانة كي تنصهر ومع تزايد الضغط وتراجع اللولب يتجمع
مزيد من البودرة المنصهرة تمهيدا لبدء دفعة الحقن. 3- باندفاع اللولب إلى
الأمام هيدروليكيا تحقن البودرة المنصهرة من خلال الفونية مرورا بعيون الصب
والمجاري إلى تجاويف القالب المغلق. 4- يظل تأثير ضغط الاندفاع فترة قصيرة
تسمح للصهير المحقون بالثبات في القالب. 5- يتراجع اللولب ويقل الضغط
بينما يقوم الماء بتبريد القالب حيث تتماسك وتتصلب المادة المنصهرة بسرعة
متخذة شكل القالب. 6- يفتح القالب ويطرد المنتج النهائي من النصف المتحرك
فيها ما بضغط الهواء أو بواسطة خابور طرد زنبركي. 7- يغلق القالب مرة أخرى
لبدء مشوار جديد.
قوالب الحقن
يتكون القالب المستخدم في مكائن الحقن من نصفين أحدهما ثابت وملتصق
بالصينية الثابتة للماكينة ويتصل مباشرة بالفونية أثناء التشغيلة بينما
النصف الآخر متحرك مع الصينية المتحركة ويتصل به عادة نظام طرد المنتج (
بضغط الهواء أو خوابير الطرد.( وهناك آلاف الأشكال لقوالب الحقن ذات
الأحجام المتباينة وبعضها هد يعطي وحدة واحدة من المنتج والبعض الآخر قد
يعطي وحدات متركزة في المشوار الواحد (خاصة الوحدات الصغيرة الحجم) . حيث
يقوم مصمم القالب بوضع عدة تجاويف فيه تحقن بالبلاستيك المنصهر في نفس
المشوار وذلك بعمل مجاري في القالب تحمل الصهير من عنق الصب إلى كل تجويف
على حدة عبر بوابة ذات فتحة اصغر من اتساع المجرى حتى تعطي امتلاء كامل
ومنتظم للتجويف وفي نفس الوقت تسهل عملية فصل المنتج النهائي عن المجاري.
وتعرف المنتجات البلاستيكية المصنعة بمكائن الحقن من نقطة الحقن التي تظهر
عليها وتكون غالبا عن خط الاتصال بين نصفي القالب أو في منتصف المنتجات الاسطوانية الشكل كالفناجين
... الخ. وتتميز طريقة الحقن في قوالب بالإنتاجية العالية وهذا عامل رئيسي
في خفض تكلفة الإنتاج حيث نجد أن سعر القالب والماكينة مرتفعان جدا
بالمقارنة بسعر الخام المستخدم في احقن لذا يجب أن يكون الإنتاج غزيرا
لتغطية هذه التكلفة العالية حين بيعه بسعر رخيص في الأسواق. ومعظم مكائن
الحقن يمكنها إنتاج آلاف القطع البلاستيكية في الوردية الواحدة اعتمادا على
وزن وحجم المنتج النهائي وزمن المشوار.
ونلاحظ هنا انه يمكن لجميع المواد الثرموبلاستيكية أن تصنع بطريقة الحقن.
المعدات الثانوية المساعدة
1-التلوين : يتم تلوين حبيبات أو بودرة الراتنج
في براميل للتغليب قبل وضعها في قادوس الماكينة وذلك بخلها بنسبة 1 – 5%
صبغة مركزة باللون المطلوب. 2- التجفيف : بعض المواد الثرموبلاستيكية
(كانايلون) تمتص الرطوبة من الجو مما يؤدي إلى ظهور فقاقيع مائية على سطح
المنتج النهائي ، لذا فان الراتنج المستخدم يجب تسخينه الى ما قبل درجة
انصهاره لطرد بخار الماء منه قبل إدخاله في القادوس ، ومعظم مكائن الحقن
الحديثة مزودة بوحدة تجفيف ملحقة بقادوس الماكينة. 3- التبريد : لابد من
استخدام نظام تبريد عبارة عن مواسير يجري بها تيار من الماء البارد المتجدد
حول القالب لتبريده وامتصاص حرارة الصهير المحقون فيه ما يساعد على سرعة
تماسك المنتج النهائي وبالتالي تقليل زمن المشوار. 4- الكسارة : لما كانت
المواد الثرموبلاستيكية يمكن إعادة استخدامها لذا فان النفايات الناتجة عن
التشغيل كالقطع المعيبة أو الزوائد الناتجة عن التشذيب ( محل فتحة الصب أو
بواسطة كشارة مثقبية يفضل اتصالها بالماكينة مباشرة (لمنع التلوث) حيث تقوم
سكاكين التقطيع بقذف النفايات إلى الكسارة ثم تدفع الحبيبات الناتجة
بالشفط إلى القادوس لتختلط بالحبيبات الجديدة متجهة جميعها إلى وحدة الحقن.
ويمكن تغذية الكسارة يدويا بواسطة العامل حيث توضع بجانب ماكينة الحقن إلا
أن المشكلة الأساسية في الأسلوب اليدوي هو تلوث واتساخ الحبيبات الناتجة
أثناء النقل. حقن مواد الثرموست ( مواد التصلد بالحرارة)
علمنا مما سبق أن مواد الثرموست تحتاج إلى الحرارة وليس التبريد لكي تتم
بلمرتها إلى مواد صلبة. ويمكننا بإجراء بعض التعديلات في مكائن الحقن ذات
اللولب التبادلي أن نستخدم طريقة القولبة بالحقن لإنتاج قطع بلاستيكية من
مواد الثرموست. ولعمل ذلك فإننا نقوم بتسخين مادة الثرموست في الاسطوانة
إلى درجة حرارة تجعلها لينة ( من 65م إلى 115م ) ثم تحقن إلى القالب الساخن
وتترك لتأخذ شكلها النهائي عند درجة حرارة ( من 162م إلى 204م ) وبعد
تصلبها فإنها تطرد من القالب ساخنة. ملاحظة هامة : إذا ظلت مادة الثرموست
في الاسطوانة فترة أطول من اللازم أو إذا سخنت لفترة طويلة نسبيا فإنها
تتصلب داخل الاسطوانة وتسبب انسداد واعاقة حركة الماكينة. ويتم تسخين
الاسطوانة لهذه المكائن المخصوصة بإحاطتها بالماء أو الزيت الساخنين ، إما
تسخين القالب فيتم بواسطة سخان كهربائي على شكل خرطوش يدخل في القالب
للوصول به الى درجة الحرارة المناسبة لتصلب مادة الثرموست داخله.ومن اشهر
مواد الثرموست التي يتم حقنها بهذه الطريقة الميلامين واليوريا والفينولات.
وتتميز طريقة حقن مواد الثرموست عن غيرها من طرق التصنيع ( كطريقة الضغط
والنقل ) بأنها ذات مشوار زمني قصير وتتفادى عمليات التسخين والتشكيل
المسبق للتصنيع. ملاحظة هامة : نؤكد هنا ما سبق أن ذكرناه وهو إن نفايات
مواد الثرموست لا تصلح لإعادة الاستخدام بالتكسير.
الحقن في قوالب مع التفاعل Reaction Injection Moulding Rim
وتشمل هذه الطريقة دفع نوعين من مواد الثرموست على شكل سائل داخل القالب
حيث يتم تفاعلهما واستكمال بلمرتهما لإنتاج الشكل البلاستيكي النهائي. يوضع
تياران من نوعين من سائل راتنج البولي يوريثان المتفاعل حقنا تحت ضغط كبير
( 2500 رطل / بوصة مربعة) في راس الخلط حيث يندفعا إلى تجاويف القالب عبر
بوابة ، وبنزول خليط السائل إلى قاع القالب يطفو الهواء إلى أعلى خارجا من
شق الاتصال بين نصفي القالب. ويمر سائل اليوريثان بحالة هلامية قبل أن
يتصلد ، وعندما يتم التصلد بدرجة كافية فانه يزال باليد او بواسطة خوابير
الطرد. يستغرق مشوار التصنيع بهذه الطريقة بين دقيقتين إلى أربعة دقائق
تقريبا ، ونلاحظ أن كمية السوائل الزائدة تطرد هي الأخرى خارجة من
خطالانفصال في القالب ويجب إزالتها تماما من المنتج الخارج. وتستخدم مادة
خاصة لفصل القالب ترش بها جدرانه الداخلية قبل كل مشوار لتسهيل إزالة
المنتج النهائي ولما كانت هذه المادة تسبب الانزلاق فيجب إزالتها من مسطح
المنتج قبل تلوينه ( عادة يحتاج الإنتاج بهذه الطريقة الى تلوين ) كأجزاء
السيارات الخارجية والتي يجب إعطائها نفس لون السيارة. وهذه الطريقة ذات
مستقبل غير محدود لتصبح إحدى اكبر وسائل التقنية في صناعات البلاستيك نظرا
لكبر حجم المنتج النهائي وقلة التكاليف مقارنة بالطرق الأخرى سواء في صناعة
البلاستيك أو الصناعات المعدنية كما أنها تحتاج إلى كمية ضئيلة من الطاقة
وتكلفة المكائن المستخدمة فيها اقل من مكائن الحقن التقليدية.
طريقة البثق : Exrusion
عملية البثق هي الطريقة المثالية لتصنيع أشكال بلاستيكية ذات أحجام قياسية
كالقضبان والأنابيب والشرائط والألواح ، وهي تصلح للمواد الثرموبلاستيكية
فقط .
ويمكن تلخيص أنواع المنتجات التي نحصل عليها بهذه الطريقة إلي (1)الأشكال القياسية
كالقضبان والأنابيب والألواح والأشكال ذات المقاطع الغير عادية. (2)
الشرائط المفردة أو المتعددة الطبقات للاستخدام المباشر أو كطبقة تغطية
للورق ، الملابس او أي سطح اخر. (3) عمل طبقة حماية وعزل حول الأسلاك
والكابلات بالبثق. ويختلف حجم المنتج حسب حجم الماكينة أو على الأصح
باختلاف طول وسمك اللولب الدوار والذي يتراوح بين 20 سم في المكائن الكبيرة
الى 2 سم المكائن الصغيرة.
الأجزاء الرئيسية في ماكينة البثق :
1-قادوس التغذية. 2- اللولب الدوار ويوجد داخل ماسورة محاطة باسطوانة
التسخين ، ويمكن تقسيم طول اللولب الى 4 اجزاء هي : أ- قسم التغذية وهو
المتصل بالقادوس. ب- قسم الضغط وهو الجزء الأوسط الذي يندفع فيه البلاستيك
اللدين الى الامام. ت- ـ قسم القياس وهو الجزء الأخير من اللولب والمنتهي
بمصفاة لمنع الشوائب من المرور للفونية ث- قسم الضغط وهو الجزء الأوسط
الذي يندفع فيه البلاستيك اللدين الى الامام. 3- اللقمة وهي قالب معدني
قياسي الحجم حسب نوع المنتج. وبخروج البلاستيك المنبثق من الماكينة يتم
سحبه إلى وحدة اخرى ملحقة حيث يبرد متخذا شكله النهائي
وتتلخص طريقة البثق في تغذية المادة الثرموبلاستيكية وانتقالها عبر اللولب
الدوار الساخن تحت ضغط عال خلال فتحة قياسية الحجم إلى (لقمة القالب) حيث
يتم سحبها وتبريدها خارج الماكينة.
عملية البثق:
-1 يملأ القادوس بحبيبات المادة الثرموبلاستيكية. 2- تلتقط الحبيبات بواسطة
اللولب الدوار المحاط ببطانة مصلدة لاسطوانة البثق وتدفع للأمام وعلى طول
اللولب الدوار واندفاع حبيبات البلاستيك إلى امام فانها تسخن وتلين وتنعم
بتأثير عاملين أ- السخانات الخارجية المحيطة بماسورة اللولب. ب- الحرارة
الناتجة من احتكاك الحبيبات مع جسم اللولب الدوار وفي أثناء حركة المواد
الثرموبلاستيكية على طول اللولب الدوار فإنها تمتزج في صهير متجانس ومتماسك
مع بعضها أو مع المادة الملونة (في حالة إضافة لون إليها) وهذا التجانس
يمنع حدوث تموجات سطحية أو عدم انتظام المقطع للمنتج النهائي. 3-تدفع
المادة المنصهرة تحت ضغط عال عبر رصة ترشيح (تمنع مرور الشوائب) إلى لقمة
القالب. 4- يخرج القطاع البلاستيكي المنبثق من اللقمة إلى وحدة التبريد
ليتصلب متخذا شكله النهائي بعد تقطيعه إلى الأطوال أو المساحات المطلوبة أو
لفة على اسطوانات ذات إحجام وسعات معلومة.
بثق الشرائط والألواح المسطحة:
يتم عادة بثق الألواح المسطحة حوالي 6 سم بينما يطلق اسم الشرائط على
منتجات البثق ذات السمك اقل من 0.25 سم. ويستخدم نفس نظام البثق في
القطاعات الأخرى ( كالقضبان والأنابيب ) في بثق الألواح والشرائط مع ملاحظة
اختلاف لقمة القالب ومعدات الاستلام النهائي.
بثق طبقة تغطية (الحماية) البلاستيكية على المواد المختلفة
يمكن استخدام طريقة البثق في تغطية المواد المختلفة بغشاء بلاستيكي واقى (
او للتجميل ) وذلك بضغط شرائط البلاستيك المنبثقة الساخنة من الماكينة مع
المادة المطلوب تغطيتها بين بكرتين ضاغطتين بحيث تكون مادة البلاستيك اسفل
المادة الأخرى . ولا تحتاج هذه العملية إلى إضافة مواد لاصقة حيث يكون
الضغط الواقع على شريط البلاستيك الساخن كافيا لالتحامه بالمادة المطلوب
لصقه عليها. باستخدام شرائط ذات عرض قياس مناسب لسطح المادة المطلوب
تغطيتها يمكننا تغليف مواد كالورق والملابس والرقائق المعدنية باستخدام
طريقه البثق. الشرائط البلاستيكية متعددة الطبقات يمكننا الحصول على شرائط
بلاستيكية متعددة الطبقات كل طبقة تختلف في مادتها عن الأخرى باستخدام عدة
باثقات في الماكينة الواحدة تصب جميعها في لقمة القالب وتسمى هذه الطريقة
بالبثق الاسهاميCoextrusion ، وتستخدم الباثقات المتعددة لبثق عدة مواد
بلاستيكية مختلفة أو ألوان مختلفة ( لمادة واحدة ) في لقمة القالب بواسطة
نظام متشعب. والتطبيق العملي لهذه الطريقة ينتج منه لفائف الأطعمة المانعة
للرطوبة وأبخرة الغازات وكذلك شفاطات المشروبات ذات اللونين وزجاج السيارات
الأمامي.
شرائط البثق بالنفخ
تستخدم هذه الطريقة نفس التقنية المستخدمة في إنتاج الألواح إلا أن لقمة
القالب تكون على شكل تجويف أنبوبي يندفع خلاله تيار هوائي يمدد الشريط على
شكل اسطواني يسمى "الفقاعة". وأثناء تصلب الفقاعة فإنها تضغط من الجانبين
بين بكرتين لتكوين شريط مزدوج السمك وقد وجد عمليا انه من الأفضل بثق
واستلام القاعة من اسفل إلى أعلى ثم تسطيحها بين البكرتين وحملها إلى بكرة
اللف.وتستخدم هذه الطريقة في عمل لفات شرائط البلاستيك لاستخدامها في تغطية
الأجسام كبيرة الجسم نسبيا كالمكائن والسيارات .. الخ ، ويمكن قطع الشرائط
على مسافات قصيرة ولحامها من إحدى نهايتيها لتعطي لنا الحقائب البلاستيكية
الخفيفة.
البثق لتغطية الأسلاك
من أهم التطبيقات العملية لطريقة البثق هو تغطية الأسلاك المعدنية
والكابلات بمادة بلاستيكية عازلة للكهرباء ومقاومة للتآكل وعوامل الجو. وهي
تماثل عمليا طريقة بثق الأنابيب لشاقة في لقمة القالب تستبدل بدليل متدرج
(بالتناقص) يمر من خالاه السلك المعدني المراد تغطيته وأثناء مرور المادة
البلاستيكية الساخنة عبر لقمة القالب فإنها تحيط بالسلك المعدني الساخن
(تكون درجة حرارته كدرجة انصهار المادة البلاستيكية) ويحرجا الاثنين كوحدة
واحدة من لقمة القالب حيث يبردا ويلف السلك أو الكابل على بكرات ذات إحجام
وأطوال قياسية. ومن الراتنجات الشائع استخدامها في تغطية الأسلاك والكوابل
راتنج البولي ايثلين وكلوريد البولي فنيل والنايلون كما يستخدم أحيانا
راتنج السيليكون للكابلات ذات المقاومة العالية للحرارة.
البثق لعمل الحبيبات والمركبات
تستخدم تقنيات البثق في مصانع إنتاج المركبات الراتنجية وذلك لخلط وتلوين
وتشكيل الحبيبات الراتنجية التي تباع الى مصانع إنتاج المنتج البلاستيكي
النهائي. وغالبا تحتاج الراتنجات الأساسية إلى مواد مضافة لتناسب تطبيقات
عملية محددة ذات مواصفات خاصة أو قد تحتاج إلى التلوين بلون مطلوب أو يكون
الإنتاج المطلوب على شكل عصي أو حبيبات أو ... الخ ، وتضاف المواد الإضافية
أو الألوان إلى الراتنج وتخلط جيدا لتكوين مزيج متجانس في الحبيبات
الناتجة وبالطبع فان لقمة القالب تصمم بحيث يخرج الراتنج منها على شكل حبال
يتم تقطيعها إلى قطع صغيرة حبيبية الشكل لا يتجاوز طورها 2-3 مم ثم تعبا
في أكياس ( عبوته 50 كجم عادة ) وبذلك تكون جاهزة للتشغيل والتصنيع. ويجدر
الإشارة هنا إلى أن الاصطلاح المستخدم للدلالة على ملونات اللدائن هو
Master batch بينما يطلق على مواد الإضافة التي تكسب الراتنج صفات مرغوبة
Additives , وتحتكر تقنية تصنيع هذه المواد شركات عالمية معدودة. ويختلف
شكل الحبيبات من الاسطواني الى المكعب او الكرات الصغيرة البيضاء أو
الملونة حسب الطلب ونؤكد هنا ما سبق ذكره عن إمكانية إعادة استخدام
الراتنجات البلاستيكية المستخدمة في طرق البثق حيث أنها مواد
ثرموبلاستيكية.
طريقه القوليه بالنفخBLOW MOULDING
تستخدم قوالب النفخ في إنتاج الأجزاء البلاستيكية من مادة الثرمو بلاستيك
ذات التجويف رقيق الجدران (كالقوارير مثلا) وذلك بوضع اسطوانة من البلاستيك
تسمى "باريسون" بين فكي القالب الذي يقوم بثني نهايتي الاسطوانة
البلاستيكية الساخنة بينما يندفع هواء مضغوط بقوة ليدفع بالصهير البلاستيكي
إلى جدران القالب ، وبالتبريد يصبح البلاستيك المتراكم على جدران القالب
الداخلية جامدا وقويا متخذا شكلها.
ويمكن حصر تقنية النفخ في ثلاث مراحل أساسية :
أولا : تليين الراتنج بالتسخين وذلك باستخدام باثق لتسخين اللدينة إلى حالة
الانصهار ودفعها إلى راس لقمة القالب (وهذه المرحلة مشابهة تماما لعملية
البثق).
ثانيا : تكوين الاسطوانة الباريسون حتى تكون جاهزة للدخول بين نصفي
القالب .
ثالثا : نفخ الاسطوانة داخل القالب بواسطة هواء مضغوط يقوم بفرد
مادة الباريسون المنصهرة على جدران تجاويف القالب متخذة شكله (زجاجة مثلا)
علما بأنه عند غلق نصفي القالب فان الضغط الهيدرولكي المستخدم في الإغلاق
يقوم بثني نهايتي اسطوانة الباريسون. وتعتبر طريقة تصنيع البلاستيك بالنفخ
واحدة من العمليات الرئيسية في صناعة البلاستيك وبالتالي في الأسواق
العالمية مما نلمسه يوميا من إنتاج غير محدود للقوارير والزجاجات التي
نستخدمها في حياتنا اليومية.
وقد استخدم هذا الأسلوب أساسا بغرض تصنيع
القوارير الأسطوانية البسيطة ومع التقدم التقني السريع وتصميمي ماكينات ذات
مواصفات متميزة تطورت عمليات النفخ لينتج منها مختلف الأشكال بكميات وفيرة
حيث ناجذ دورة الإنتاج زمنا قصيرا ، كما أمكن إنتاج نوعيات ذات أشكال
معقدة. وفي الواقع العملي فانه يمكننا الآن إنتاج أي جسم مفرغ تقريبا
باستخدام تقنية النفخ سواء كانت مقاعد وظهور كراسي السيارات أو مساند الرأس
والأذرع وكذلك الزجاج الأمامي.
ويستخدم راتنج البولي ايثلين بكثرة في
عمليات النفخ حيث انه راتنج مثالي لإنتاج القوارير الخفيفة وكذلك الحاويات
الصلبة القوية. ويمكن استخدام النفخ في معظم أنواع المواد الثرموبلاستيكية
إلا أن الايونومر وكلوريد البولي فنيل ، والبولي كربونات والاسيتال تستخدم
بقلة في هذا المجال.
ويعتبر أهم تطبيق عملي تجاري لعملية النفخ هو إنتاج
القوارير والأدوات ذات الاستخدام الواحدة نظرا لخفة وزنها وعدم قابليتها
للكسر وسهولة التخلص منها كفضلات بالحرق والتكلفة الإنتاجية البسيطة جدا
مقارنة بالزجاج. ويتأثر جسم ماكينة النفخ حسب مقاس لولب الباثق وعدد رؤوس
لقمة القالب وجسم القالب الذي سيوضع في الماكينة.
ولفهم عملية النفخ يجب
دراسة أجزاء القالب المستخدم بالتفصيل ، ويبين الخط الفاصل على المنتج محل
التقاء نصفي القالب أما أجزاء القالب التي تقوم بكبس الاسطوانة ( الباريسون
) ولحامها قبل النفخ فتعرف بالكماشات (Pinch – offs ) وتلك الأجزاء التي
يتم عندها لحام جزئي الاسطوانة يتم قطعها فيما بعد في عملية التشطيب ويسمى
الجزء المنثني في قاع القارورة بـ (الذيل). ويستخدم عنصر الألومنيوم في
صناعة القوالب المستخدمة في عمليات النفخ بدلا من سبيكة النحاس والبريليوم
التي كانت تستخدم في السابق.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق