الدرس 2.2التشكيل الأوليالفصل 2 · قولبة البلاستيك والمطاط

القولبة الفوقية والقولبة بحقنتين

بلاستيك ثانٍ يُقولَب على الأول

تقولب القولبة الفوقية بلاستيكًا ثانيًا على الأول، فتخرج قطعة واحدة مصنوعة من مادتين. والمقبض المطاطي الطري لفرشاة الأسنان أو المثقاب اللاسلكي يُصنع هكذا. وهي تغني عن الغراء والتجميع، ولا تنفصل الطبقتان في الاستعمال العادي.

الصورة: Swoolverton, CC BY-SA 3.0, عبر Wikimedia Commons

القولبة بحقنتين · دورة قالب واحدة في 3 لوحات، مع القطعة المنتهيةتطابق الأرقام المحاطة بدوائر الخطوات أدناه. تُظهر اللوحات 1–3 القالب نفسه خلال دورة واحدة؛ وتكبّر اللوحة 4 القطعة المنتهية.

كيف تعمل

الحقنة الأولى. وحدة حقن واحدة تملأ التجويف A ببلاستيك صلب. وهذا يصنع الجزء القاعدي الصلب، ويسمى الركيزة (substrate).
افتح وأدِر. يُفتح القالب ويدور النصف الحامل للركيزة 180°. تواجه الركيزة الآن التجويف B، وفيه حيّز إضافي حيث سيكون المقبض.
الحقنة الثانية. يُغلق القالب وتملأ وحدة حقن ثانية ذلك الحيّز الإضافي ببلاستيك طري، غالبًا TPE (إلاستومر حراري لدن، بلاستيك مطاطي يمكن صهره). ينصهر المصهور الساخن على سطح الركيزة. وفي اللحظة نفسها يقولب التجويف A الركيزة التالية.
الإخراج. يُفتح القالب وتُدفع القطعة المنتهية للخارج. ومن ثم تُخرج كل دورة قطعة كاملة من مادتين.

يأتي الترابط من انصهار البلاستيكين معًا، وهذا لا ينجح إلا مع الأزواج المتوافقة. وإلا أضاف المصممون ثقوبًا أو أخاديد ليتشبّث بها اللين ميكانيكيًا.

نسختان تستخدمان الفكرة نفسها. القولبة الفوقية في قالبين تعمل بالطريقة نفسها، لكن روبوتًا أو عاملًا ينقل الركيزة من القالب الأول إلى الثاني. وقولبة الحشوات تضع قطعة معدنية (حشوة مسننة، أو نصلًا، أو ملامسات كهربائية) في القالب بدل حقنة أولى.

حقائق أساسية

المواد: بلاستيك صلب (بولي بروبيلين، وABS، وبولي كربونات، ونايلون) مقترن بـ TPE أو سيليكون طري؛ أو لونان من البلاستيك نفسه؛ والحشوات غالبًا من النحاس الأصفر أو الفولاذ
القطع النموذجية: مقابض فرش الأسنان، ومقابض العدد الكهربائية، وأزرار ومفاتيح ثنائية اللون، وأغلفة بموانع تسرّب مدمجة
حجم القطعة: في الغالب من صغيرة إلى متوسطة، من بضعة غرامات إلى بضعة كيلوغرامات
الدقة: كالقولبة بالحقن: عادةً نحو ±0.05 إلى ±0.1 مم على الجزء الصلب؛ والطبقة الطرية أقل ضبطًا
تشطيب السطح: كما قُولبت، لامعة أو ذات ملمس؛ والمناطق الطرية تبدو ذات قبضة
حجم الدفعة المناسب: الحقنتان: من عشرات الآلاف إلى ملايين؛ وقالبان أو تحميل يدوي: سلاسل أصغر أيضًا
كلفة العدّة والآلة: أعلى من مادة واحدة: قالب أكثر تعقيدًا، غالبًا عشرات الآلاف من الدولارات أو أكثر، وآلة بوحدتي حقن ولوح دوّار
السرعة: قطعة منتهية واحدة في كل دورة، عادةً نحو 20–60 ثانية

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

قطعة منتهية واحدة، بلا غراء ولا تجميع
وصلات قوية محكمة بين المناطق الصلبة والطرية
مقابض طرية الملمس، وموانع تسرّب، ومظهر ثنائي اللون واضح
سريع ومتسق عند الإنتاج الكبير

الحدود

القوالب والآلات أغلى منها لقطع المادة الواحدة
يجب أن يكون البلاستيكان متوافقين ليلتصقا، وهذا يحدّ الأزواج الممكنة
أشياء أكثر للضبط: مادتان، ودرجتا حرارة، وانكماشان مختلفان
الحقنتان لا تؤتيان ثمارهما إلا عند الإنتاج الكبير؛ والقولبة الفوقية بقالبين أبطأ للقطعة

أين تُستخدم

العناية الشخصيةفرش الأسنان، ومقابض الشفرات
الأدواتأغلفة العدد الكهربائية، ومقابض المفكات والكمّاشات
السياراتأزرار ومقابض ثنائية اللون، وعدسات المصابيح الخلفية، وموانع تسرّب مقولبة على الأغلفة
الإلكترونياتأغلفة هواتف بمصدّات طرية، وأغلفة مقاومة للماء بموانع تسرّب مقولبة، وواقيات إجهاد للكابلات
الطبأغلفة أجهزة ومقابض أدوات بقبضات طرية

كيف تتعرف عليها

منطقة طرية مطاطية لا تُنزَع، بحافة واضحة مع البلاستيك الصلب.
لونان يلتقيان عند حدّ حاد تمامًا، بلا خط غراء أو فجوة.
ثقوب أو فتحات صغيرة في الجزء الصلب مملوءة بالمادة الطرية (أقفال ميكانيكية).
علامات بوابات الحقن في المادتين، واحدة لكل حقنة.

قارنها بـ

القولبة بالحقن2.1العملية الأساسية بمادة واحدة؛ والقولبة الفوقية تشغّلها ببساطة مرتين، فوق القطعة الأولى.القولبة بالضغط2.6طريقة شائعة أخرى لربط المطاط بقطع المعدن أو البلاستيك، بكبسه حولها في قالب مسخَّن.

شاهدها

Star Rapid · مقارنة للمبتدئين بين قولبة الحشوات والقولبة الفوقية والقولبة بحقنتين

SIMTEC Silicone Parts, Inc. · القولبة الفوقية على خطوتين مقابل القولبة بحقنتين على آلة واحدة

Injection Molding Skills & More · دورة حقنتين، خطوة بخطوة

Injection mold maker · لقطات حقيقية لقطعة صلبة من البولي كربونات تنال طبقة طرية من TPE

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: Multi-material injection molding — القولبة متعددة الحقنات والقولبة الفوقية، مع أمثلة فرشاة الأسنان والعدد الكهربائية
ويكيبيديا: Injection moulding — أقسام عن القولبة الفوقية وقولبة الحشوات، مع صور للقوالب
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز

تذكّر

يُقولَب بلاستيك ثانٍ على الأول: قطعة واحدة، ومادتان، بلا غراء.
تتماسك الطبقات بالالتحام أو بأقفال ميكانيكية، لذا تهمّ أزواج المواد.
الحقنتان تُنجزانها في آلة واحدة؛ والقولبة الفوقية تستخدم قالبين؛ وقولبة الحشوات تبدأ من المعدن.