الدرس 2.3التشكيل الأوليالفصل 2 · قولبة البلاستيك والمطاط

القولبة بالنفخ (بالبثق وبالحقن)

أنبوب ساخن أو قالب أولي يُنفخ داخل قالب

تصنع القولبة بالنفخ قطعًا بلاستيكية مجوّفة بنفخ البلاستيك الساخن الطري داخل قالب بارد، كنفخ بالون داخل صندوق. تُصنع بهذه الطريقة تقريبًا كل زجاجة بلاستيكية، من الشامبو إلى المشروبات الغازية. وهي سريعة ورخيصة للقطعة، لكنها لا تصنع إلا الأشكال المجوّفة.

الصورة: dierk schaefer, CC BY 2.0, عبر Wikimedia Commons

القولبة بالنفخ · مسار البثق (4 لوحات) ومسار الحقن (3 لوحات)الأرقام المدوّرة تطابق الخطوات أدناه. يعرض الصف A القولبة بنفخ البثق (الخطوات 1–4)؛ ويعرض الصف B القولبة بنفخ الحقن (الخطوات 5–7).

كيف تعمل

البثق. تدفع بثّاقة (لولب مسخّن، كما في الدرس 3.3) البلاستيك المنصهر عبر قالب حلقي الشكل. يخرج أنبوب ساخن متدلٍّ يسمى البارزون.
الإغلاق. يُغلق نصفا قالب بارد حول البارزون. يضغطان قاعه فيُغلق، ويُقطع الأنبوب من الأعلى.
النفخ. يدخل هواء مضغوط، عادةً نحو 5–10 bar، عبر إبرة النفخ. ينفخ البارزون على جدران القالب، حيث يبرد البلاستيك ويتصلب.
الفتح والتشذيب. يُفتح القالب وتخرج الحاوية. يُقص البلاستيك الزائد المضغوط عند نقطة القرص (الزوائد) ويُعاد تدويره.
قولبة قالب أولي. تبدأ القولبة بنفخ الحقن من قالب أولي: أنبوب اختبار صغير سميك مقولب بالحقن حول قضيب قلب. وعنقه المسنّن يحمل شكله النهائي سلفًا.
المدّ والنفخ. يدخل القالب الأولي الدافئ إلى قالب الزجاجة. وفي زجاجات المشروبات من PET يدفعه قضيب مدّ إلى الأسفل أولًا، ثم ينفخه هواء بضغط يصل إلى نحو 40 bar. تسمى هذه القولبة بالنفخ مع المدّ.
الإخراج. يُفتح القالب وتخرج الزجاجة دون زوائد للتشذيب. وتبقى نقطة صغيرة من بوابة الحقن في منتصف القاعدة.

تُصنع زجاجات PET كثيرة في خطوتين منفصلتين: تُقولَب القوالب الأولية في مصنع، ثم تُعاد تسخينها بمصابيح الأشعة تحت الحمراء وتُنفخ قرب خط التعبئة.

حقائق أساسية

المواد: البولي إيثيلين (HDPE) والبولي بروبيلين للقولبة بنفخ البثق؛ وPET لزجاجات المشروبات بالنفخ مع المدّ؛ وكذلك PVC والبولي كربونات
القطع النموذجية: الزجاجات، علب الوقود، خزانات الوقود، أباريق الريّ، مجاري الهواء، البراميل
حجم القطعة: من قوارير الأقراص ببضعة ملّيلترات إلى خزانات بنحو 1,000 لتر (بالبثق)
الدقة: الشكل الخارجي عادةً ضمن نحو ±0.3 إلى ±0.5 mm؛ والأعناق أدق؛ وسماكة الجدار تختلف من مكان إلى آخر
تشطيب السطح: الخارج أملس أو منقوش بحسب القالب؛ ولا تلمس أي أداة الداخل
حجم الدفعة المناسب: من عشرات الآلاف إلى ملايين القطع
كلفة العدّة والآلة: القوالب أرخص من قوالب الحقن لأن الضغوط منخفضة (غالبًا من الألومنيوم، بضعة آلاف إلى عشرات الآلاف من الدولارات)؛ والآلات من عشرات الآلاف إلى ملايين الدولارات لخطوط PET السريعة
السرعة: زجاجات صغيرة كل بضع ثوانٍ لكل تجويف، وخزانات كبيرة كل بضع دقائق؛ وآلات PET الكبيرة تصنع عشرات الآلاف من الزجاجات في الساعة

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

الطريقة العملية لصنع حاويات مجوّفة من قطعة واحدة بسرعة
القوالب أقل كلفة من قوالب الحقن
خفة وجدران رقيقة وإنتاج مرتفع جدًا
ممكن صنع مقابض مجوّفة وخزانات وأشكال غريبة (بالبثق)

الحدود

القطع المجوّفة فقط؛ ويصعب التحكم بسماكة الجدار بدقة
القولبة بنفخ البثق تترك زوائد للتشذيب وأثر قرص
الشكل الداخلي غير متحكَّم به؛ ولا ملامح داخلية حادة
القولبة بنفخ الحقن والنفخ مع المدّ تحتاج أيضًا إلى قالب أولي، فتناسب الكميات الكبيرة

أين تُستخدم

المشروباتزجاجات المياه والمشروبات الغازية من PET
الأدوات المنزليةزجاجات المنظفات والشامبو، أباريق الريّ
السياراتخزانات الوقود، مجاري الهواء، خزانات سائل المساحات
الطب والصيدلةقوارير الأقراص، قوارير قطرات العين
الصناعةعلب الوقود، البراميل، حاويات الصب الكبيرة سعة 1,000 لتر

كيف تتعرف عليها

القولبة بنفخ البثق: خط بارز أو أثر عبر القاعدة (نقطة القرص)، وخط فصل على الجانبين.
مقابض مجوّفة هي جزء من الحاوية، كما في عبوات الحليب وعلب الوقود.
القولبة بنفخ الحقن أو النفخ مع المدّ: نقطة صغيرة في منتصف القاعدة تمامًا (البوابة) ولا خط قرص.
زجاجات PET: عنق سميك حاد الحواف مع حلقة تحت اللولبة، فوق جسم رقيق ممدود.

قارنها بـ

القولبة بالحقن2.1تملأ تجويفًا مغلقًا لصنع قطع مصمتة؛ أما القولبة بالنفخ فتنفخ البلاستيك لصنع قطع مجوّفة.التشكيل الحراري2.4يمدّ البلاستيك الساخن على قالب أيضًا، لكن من صفيحة مسطحة، فيصنع صواني وأكوابًا مفتوحة.القولبة الدوارة2.5تصنع أيضًا قطعًا مجوّفة، خصوصًا الكبيرة جدًا، من مسحوق وتسخين بطيء بدل ضغط الهواء.

شاهدها

Spectra Packaging · البارزون وإغلاق القالب والنفخ والتشذيب، خطوة بخطوة

PLASTOTECH · كيف يُقولَب قالب أولي على قضيب قلب ثم يُنفخ

Sidel · قالب أولي من PET يُمدّ ويُنفخ ليصير زجاجة

Bekum Group · آلة قولبة بنفخ البثق كبيرة أثناء العمل

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: القولبة بالنفخ — كيف تعمل القولبة بنفخ البثق والحقن والنفخ مع المدّ؛ صور قليلة
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز
ويكيميديا كومنز: القوالب الأولية من PET — القوالب الأولية على شكل أنابيب اختبار قبل النفخ

تذكّر

تنفخ القولبة بالنفخ البلاستيك الساخن داخل قالب بارد لصنع قطع مجوّفة.
تبدأ القولبة بنفخ البثق من أنبوب متدلٍّ وتترك زوائد؛ وتبدأ القولبة بنفخ الحقن من قالب أولي مقولب ولا تترك شيئًا.
تُمدّ زجاجات المشروبات من PET وتُنفخ من قوالب أولية، بعشرات الآلاف في الساعة.