الدرس 2.5التشكيل الأوليالفصل 2 · قولبة البلاستيك والمطاط

القولبة الدوارة

مسحوق يغطي قالبًا ساخنًا يدور

في القولبة الدوّارة (Rotomolding) يوضع مسحوق بلاستيكي داخل قالب معدني مجوّف، ثم يُسخَّن القالب وهو يدور ببطء حول محورين. يغطي المسحوق المنصهر الجدران الداخلية بالتساوي، مثل الشوكولاتة التي تكسو داخل قالب بيضة. تُصنع بهذه الطريقة خزانات المياه والكاياك ومنزلقات الملاعب، غالبًا في قطعة واحدة بلا لحام.

الصورة: Rishi saran, CC BY-SA 3.0, عبر Wikimedia Commons

القولبة الدوّارة · قالب واحد عبر 4 مراحلالأرقام داخل الدوائر تطابق الخطوات أدناه. تُظهر كل لوحة القالب نفسه في لحظة لاحقة من الدورة.

كيف تعمل

حمّل. تُصبّ كمية محسوبة من المسحوق البلاستيكي (أو البلاستيك السائل) في نصف قالب معدني رقيق، ثم يُغلق القالب. وزن المسحوق هو الذي يحدد سماكة الجدار.
التسخين والدوران. ينتقل القالب إلى فرن، عادةً عند نحو 250–400 °C، ويدور ببطء حول محورين في آن واحد. يتقلّب المسحوق على الجدران الساخنة، فينصهر ويلتصق بها طبقة فوق طبقة.
التبريد. يغادر القالب الفرن ويواصل الدوران بينما تبرّده المراوح أو رذاذ الماء. يتصلّب البلاستيك فيصير غلافًا منتظمًا.
الإخراج. يُفتح القالب وتُرفع القطعة المجوّفة. غالبًا تحمل الآلات عدة قوالب على أذرع، فيجري تحميل أحدها بينما يسخن آخر ويبرد ثالث.

لا يوجد ضغط، لذلك يمكن أن تكون القوالب من صفائح معدنية رقيقة أو ألومنيوم مصبوب، ويكاد لا يوجد إجهاد داخلي في القطعة.

حقائق أساسية

المواد: في الغالب مسحوق البولي إيثيلين؛ وكذلك البولي بروبيلين والنايلون وPVC (على شكل عجينة سائلة)
القطع النموذجية: خزانات المياه والوقود، الكاياك، منزلقات الملاعب، حواجز المرور، أقماع الطرق، الحاويات الكبيرة
حجم القطعة: من بضعة لترات إلى خزانات تبلغ عشرات الآلاف من اللترات
الدقة: واسعة: عادةً نحو ±1 مم أو أكثر في القطع الكبيرة، لأن البلاستيك ينكمش بحرية
تشطيب السطح: الخارج ينسخ القالب؛ أما الداخل فأخشن ولا يلمس أي أداة
حجم الدفعة المناسب: من عشرات إلى آلاف القطع في السنة لكل قالب
كلفة العدّة والآلة: قوالب من بضعة آلاف إلى عشرات آلاف الدولارات؛ وآلات من عشرات الآلاف إلى عدة مئات آلاف الدولارات
السرعة: بطيئة: عادةً من 20 إلى 90 دقيقة للدورة، حسب الحجم وسماكة الجدار

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

قطع مجوّفة كبيرة جدًا في قطعة واحدة بلا لحام
قوالب رخيصة وبسيطة؛ ومخاطرة قليلة للدفعات الصغيرة
جدران منتظمة مع زوايا سميكة وقوية
إجهاد داخلي شبه معدوم؛ ويمكن إدخال قطع معدنية وصنع جدران مزدوجة

الحدود

دورات طويلة، فتزداد تكلفة القطعة عند الإنتاج بكميات كبيرة
قلّة من أنواع البلاستيك تناسب هذه الطريقة؛ وأغلبها بولي إيثيلين
الدقة واسعة التفاوت والتفاصيل الدقيقة ليّنة
لا يمكن أن تتغير سماكة الجدار كثيرًا من مكان إلى آخر

أين تُستخدم

المياه والمواد الكيميائيةخزانات مياه الأمطار، خزانات الصرف، حاويات المواد الكيميائية
الترفيهالكاياك، الزوارق، صناديق التبريد
ملاعب الأطفالالمنزلقات، الأنفاق، ألواح اللعب
الطرق والسلامةحواجز المرور، الأقماع، الأعمدة القصيرة
الصناعة والزراعةحاويات كبيرة، قواديس، خزانات وقود للآلات

كيف تتعرف عليها

قطعة مجوّفة كبيرة بلا لحام وبجدران منتظمة السماكة، غالبًا 3–10 مم.
زوايا مستديرة وأسمك قليلًا، وسطح مطفأ يشبه قشرة البرتقال قليلًا.
سطح داخلي خشن لم تلمسه أي أداة.
فتحة أنبوب تهوية صغير أو سدّادة، تُركت ليدخل الهواء إلى القالب ويخرج منه.

قارنها بـ

القولبة بالنفخ2.3يصنع هو الآخر قطعًا مجوّفة، بسرعة أكبر وبجدران أرق، لكنه يحتاج إلى آلات مكلفة ويناسب الزجاجات أكثر من الخزانات الكبيرة.التشكيل الحراري2.4طريقة أخرى منخفضة التكلفة لصنع قطع كبيرة، لكنها لا تعطي إلا أغلفة مفتوحة من صفيحة.السباكة الطاردة المركزية1.5قالب دوّار أيضًا، لكن المعدن المنصهر يُقذف إلى الخارج ليصنع الأنابيب والحلقات.

شاهدها

Joseph Whitaker DT · شرح بسيط بأسلوب الصف الدراسي

RotationalMolders · كاميرا داخل القالب الدوّار تُظهر المسحوق وهو ينصهر على الجدران

Ecosure · العملية كاملة، خطوة بخطوة، داخل مصنع

Skill Footage · لقطات خام من مصنع لقولبة خزانات مياه كبيرة

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: القولبة الدوّارة — صور للآلات والقطع، مع مخطط للعملية
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز

تذكّر

مسحوق يُضاف، ثم تسخين مع الدوران حول محورين، ثم تبريد وفتح: قطعة مجوّفة بلا لحام.
غياب الضغط يعني قوالب رخيصة وقطعًا ضخمة، لكن بدورات بطيئة.
الأنسب للقطع الكبيرة المتينة المجوّفة المنتجة بأعداد من عشرات إلى آلاف.