التشكيل الحراري البلاستيكي و حقن صب لها تطبيقات واسعة النطاق عبر الصناعات. كل عملية لها خصائص مميزة مفيدة لتطبيقات محددة. ومع ذلك ، مع تقدم تكنولوجيا التصنيع ، تتداخل قدرات كلتا العمليتين ، مما يستلزم إجراء تقييم أكثر شمولاً للفوائد والتكاليف المرتبطة بكل منهما.
جدول المحتويات
سوق التشكيل الحراري والقولبة بالحقن
فهم شامل للعمليتين
مقارنة بين التشكيل الحراري والقولبة بالحقن
سوق التشكيل الحراري والقولبة بالحقن
كان سوق التشكيل الحراري العالمي يستحق الدولار الأمريكي 13.45 مليار في عام 2021 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 4.9٪. الطلب المتزايد على بالحرارة في قطاعي الأدوية والطب عامل مهم يدفع نمو السوق. على مدى السنوات الأخيرة ، تم استخدام البلاستيك المشكل بالحرارة كبديل للمعادن في صناعات مختلفة ، بما في ذلك الفضاء والنقل والأجهزة الطبية.
تم تقييم سوق القولبة بالحقن العالمية بالدولار الأمريكي 175.02 مليار في عام 2021 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 4.8٪ بحلول عام 2030. وفي الآونة الأخيرة ، يتم استخدام البلاستيك المقولب بالحقن كبديل للمعادن في قطاع البناء لتقليل الوزن وتحسين العزل وتوفير الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. علاوة على ذلك ، يتم استخدام هذه المواد البلاستيكية بشكل شائع في تطبيقات البناء المختلفة مثل الأرضيات والأسقف والسباكة والجدران والأسقف.
فهم شامل للعمليتين
ما هو تشكيل البلاستيك بالحرارة؟
التشكيل الحراري للبلاستيك هو عملية تصنيع تساعد في إنشاء أجزاء بلاستيكية مشكلة ثلاثية الأبعاد. يتم تطبيق الحرارة على ورقة مركب لدن بالحرارة لجعلها مرنة. يتم بعد ذلك شد هذه الورقة على قالب يتم التحكم في درجة حرارته لإنشاء الشكل الهندسي المطلوب. يتم إنجاز العملية باستخدام إما تشكيل الفراغ أو تقنية التشكيل بالضغط. عندما يبرد الجزء بشكل كافٍ ، يتم إزالته من القالب ، ويتم كشط المادة الزائدة للوفاء بمواصفات التصميم الدقيقة. إذا لزم الأمر ، يتم إجراء عمليات ثانوية مثل الفرز الحريري أو الطلاء أو التجميع الإضافي أو الربط النقطي لإنهاء الجزء.
ميزات التشكيل الحراري البلاستيكي
انخفاض تكاليف الأدوات: مقارنة بالقولبة بالحقن ، الأدوات لـ البلاستيك التشكيل الحراري أرخص نسبيًا. وذلك لأن القوالب مصنوعة من الألومنيوم غير المكلف. على النقيض من ذلك ، فإن قوالب القولبة بالحقن مصنوعة من سبائك أثقل مثل الفولاذ أو الألومنيوم السميك لتحمل الضغط العالي والسماح بإعادة الاستخدام المستمر على مدى فترات الإنتاج الطويلة.
علاوة على ذلك ، يتطلب التشكيل الحراري أدوات أحادية الجانب فقط بدلاً من الأدوات ذات الوجهين التي يشيع استخدامها حقن صب. هذا يقلل من استخدام المواد لصنع القوالب بمقدار النصف ، مما يقلل بشكل كبير من التكاليف الأولية. ومع ذلك ، فإن القوالب قصيرة الأمد ولا يمكن إعادة استخدامها للإنتاج على نطاق واسع.
سرعة عالية ودوران سريع: بالحرارة يمكن إنتاج القوالب أسرع بكثير من قوالب الحقن. يستغرق قولبة الحقن مزيدًا من الوقت لأن القوالب على الوجهين ومصنوعة من مواد أكثر صلابة مثل الفولاذ. علاوة على ذلك ، فإن قوالب التشكيل الحراري أسهل في التصميم والتصنيع والتعديل.
خيارات التصميم: يتميز التشكيل الحراري بالعديد من المزايا لتصميم المنتج وتطويره. يمكن دمج الألوان النابضة بالحياة في البلاستيك المشكل بالحرارة أثناء الإنتاج. يمكن أيضًا استخدام عمليات أخرى مثل الطباعة والاستنسل والطلاء والشاشة الحريرية والطلاء لإنشاء مواد وتشطيبات فريدة وتعزيز المظهر.
المرونة: ثيرموفورم تستخدم التصميمات قوالب بسيطة من جانب واحد مصنوعة من مواد عالية التشكيل ، مما يسمح بإجراء تعديلات سريعة وغير مكلفة. في المقابل ، يستخدم قولبة الحقن قوالب على الوجهين مصنوعة من مواد أثقل ، مما يجعل الأدوات أكثر تكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً.
ما هو قولبة الحقن؟
القولبة بالحقن هي عملية تصنيع تستخدم مواد لدائن حرارية في شكل راتينج ساخن لإنشاء أجزاء ثلاثية الأبعاد. لإنشاء تجويف ثلاثي الأبعاد لشكل الجزء المطلوب ، يتم تثبيت قالبين على الوجهين معًا. هذا أداة يغذي مادة بلاستيكية مسخنة في التجويف ، والتي تبرد إلى الحالة الصلبة وتتخذ التصميم المطلوب. يتم إخراج الجزء المصبوب من الماكينة ، ويمكن استخدام العمليات الثانوية مثل طلاء السطح لإنهاء الجزء.
ملامح صب الحقن
القدرة على إنشاء أجزاء معقدة: القولبة بالحقن هي عملية تتيح للمستخدمين إنشاء مكونات معقدة للغاية بمستوى استثنائي من التفاصيل. الضغط العالي المستخدم في الحقن صب يتيح إنشاء أشكال هندسية معقدة حيث يتم دفع المادة بقوة ضد أصغر التجويف. يمكن تعديل عملية القولبة بالحقن لتلبية متطلبات محددة باستخدام قوالب متعددة التجاويف.
دقة عالية: يستخدم قولبة الحقن قوالب قابلة لإعادة الاستخدام وطويلة الأمد للإنتاج المستمر. هؤلاء قوالب يمكن إعادة استخدامها لسنوات عديدة لتحقيق دقة عالية لعمليات الإنتاج الكبيرة. يعتبر قولبة الحقن مفيدًا بشكل خاص للمكونات المعقدة والصغيرة والمعقدة التي تستغرق وقتًا طويلاً أو يصعب تصنيعها باستخدام التشكيل الحراري أو طرق أخرى.
مرونة: على الرغم من أن القولبة بالحقن أغلى من التشكيل الحراري للبلاستيك ، يمكن تغيير تصميمات القوالب أثناء ذلك تصنيع لخفض تكاليف الإنتاج. من خلال تبسيط التصميم ، يمكن تقليل التكاليف إلى حد معين. علاوة على ذلك ، يمكن أن تساعد تقنيات تقليل المواد الأخرى ، مثل حفر القوالب الموجودة أو تقويضها أو تعديلها ، في توفير المال على المشروعات الجديدة.
الاستخدام الفعال للمواد: معدلات خردة المواد منخفضة في صب الحقن. يتم قياس كمية المواد التي سيتم استخدامها بدقة لضمان ملء القالب مع إنتاج أقل كمية من النفايات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حقن يمكن تحجيم المنتجات المقولبة وتتطلب الحد الأدنى من الأدوات بعد إزالتها من القالب.
مقارنة بين التشكيل الحراري والقولبة بالحقن
يمكن أن يساعد حجم الإنتاج الشركات المصنعة في تحديد الطريقة الأفضل بالنسبة لهم. بلاستيك بالحرارة هو الأنسب للإنتاج منخفض ومتوسط الحجم ، في حين أن القولبة بالحقن أكثر فعالية من حيث التكلفة للإنتاج بكميات كبيرة. هذا يرجع في المقام الأول إلى تعقيد الأدوات والاختلافات في التكلفة بين العمليتين. ومع ذلك ، يمكن أن تتداخل هاتان العمليتان أحيانًا من حيث متطلبات المنتج وقدراته ، مما يجعل اتخاذ القرار النهائي أكثر صعوبة.
تزيين
في مرحلة الأدوات بالحرارة، يتكون القالب ثلاثي الأبعاد أحادي الجانب من البولي يوريثين أو الخشب أو الألومنيوم. للقولبة بالحقن ، يتم إنشاء قالب ثلاثي الأبعاد على الوجهين من الفولاذ أو الألومنيوم أو سبائك النحاس. من حيث التوقيت والسعر ، فإن التشكيل الحراري له ميزة على صب الحقن.
دورة الإنتاج
يتراوح وقت الأدوات النموذجي للتشكيل الحراري (التشكيل بالضغط) من 0 إلى 8 أسابيع ، مع حدوث الإنتاج الأول في غضون أسبوعين. الأدوات ل حقن يستغرق التشكيل من 12 إلى 16 أسبوعًا ، مع ما يصل إلى أربعة أسابيع للإنتاج. يمكن أن يكون التشكيل الحراري هو أسلوب التصنيع المفضل إذا كان هناك أزمة زمنية.
التكلفة
تكلفة الأدوات في التشكيل الحراري أقل بكثير من تكلفة الحقن. التكلفة الإجمالية للجزء للتشكيل الحراري أقل من 3,000-5,000 جزء ؛ ومع ذلك ، أعلى من هذا الحجم ، فإن تكلفة كل جزء لقولبة الحقن أكثر تنافسية. هذا هو السبب حقن يتم استخدام القوالب عادةً للإنتاج على نطاق واسع ، بينما يتم استخدام التشكيل الحراري بكميات أصغر.
كلتا الطريقتين يمكن الاعتماد عليها وتنتج نتائج عالية الجودة. يعتمد الخيار الأفضل لمشروع ما في الغالب على متطلبات التطبيق.
الخامة
في التشكيل الحراري ، يمكن استخدام مواد مختلفة لإنشاء صفيحة مسطحة يتم تشكيلها لتشكيل المنتج. يسمح التشكيل الحراري أيضًا للمستخدمين بتخصيص الألوان والتشطيبات والسمك. من ناحية أخرى ، تستخدم كريات اللدائن الحرارية في القولبة بالحقن وتأتي بمواد وألوان مختلفة.
تطبيقات التشكيل الحراري
بسبب قدرتها على التكيف والقدرة على تحمل التكاليف ، بالحرارة له استخدامات في مختلف الصناعات. يتم استخدامه على نطاق واسع في قطاع السيارات لإنشاء ، من بين أشياء أخرى ، لوحات العدادات ، والألواح الداخلية ، ومجاري الهواء ، والمصدات.
بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم هذه العملية في صناعة الطيران لإنتاج الألواح الداخلية ومكونات المقاعد ومعدات المطبخ وأغطية النوافذ. كثيرًا ما يتم استخدام التشكيل الحراري في قطاعي البناء والطب أيضًا لإنشاء كل شيء من حقائب الأدوات إلى التكنولوجيا المساعدة إلى معدات التشخيص والتصوير.
تطبيقات صب الحقن
عن طريق الحقن صب يستخدم بشكل شائع في صناعة البناء لتصنيع السحابات والأدوات اليدوية وأقفال النوافذ والأبواب والمقابض وغيرها من ملحقات البناء. كما أنها تستخدم في صناعات السيارات والطيران لصنع العدسات والألواح والتروس وشفرات التوربينات. علاوة على ذلك ، يتم استخدامه على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية لإنتاج المواد البلاستيكية ذات الجودة الغذائية و شراب التعبئة والتغليف. يتم تطبيقه أيضًا في الصناعة الطبية أيضًا لإنتاج مجموعات التشخيص ومكونات الأشعة السينية ومجموعات الأدوات الجراحية.
ما هي الطريقة الأفضل؟
بالنسبة لبعض الصناعات ، يمكن استخدام كلتا الطريقتين لتصنيع الأجزاء. ومع ذلك ، بالنسبة لبعض التطبيقات ، قد تكون إحدى الطرق أكثر فائدة. لتحديد النهج الأفضل ، يجب على المرء تقييم متطلبات المشروع ، مع الأخذ في الاعتبار الجدول الزمني المقترح والتكلفة والمواد ، من بين عوامل أخرى.
