آلات التشكيل بالنفخ: لمحة عامة عن أنواعها وتطبيقاتها

مقدمة في تقنية النفخ بالقالب

النفخ بالقالب، المعروف أيضًا باسم التشكيل بالنفخ، هو أسلوب معالجة بلاستيكية يتطور بسرعة. تتضمن العملية استخدام ضغط الهواء لنفخ قطعة بلاستيكية ساخنة مسبقة التشكيل مقابل تجويف القالب، مما يؤدي إلى إنشاء منتجات مجوفة. أصبحت هذه التقنية بارزة خلال الحرب العالمية الثانية لإنتاج زجاجات البولي إيثيلين منخفضة الكثافة وتوسعت في أواخر الخمسينيات مع ظهور البولي إيثيلين عالي الكثافة ومعدات النفخ بالقالب المتطورة. اليوم، تقوم آلات النفخ بالقالب بتصنيع حاويات تتراوح سعتها من بضعة ملليلترات إلى أكثر من 10000 لتر، وتخدم الصناعات من التعبئة والتغليف إلى السيارات.

الأنواع الرئيسية لآلات النفخ بالقالب

تنقسم آلات النفخ بالقالب بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع:

1. آلات النفخ بالقالب بالبثق: تجمع هذه الآلات بين الطارد ووحدة النفخ بالقالب وآلية التثبيت. يتم صهر البلاستيك وبثقه بشكل مستمر أو متقطع على شكل أنبوبي يسمى باريسون (قطعة مسبقة التشكيل). عندما يصل الباريسون إلى طول كافٍ، يغلق القالب حوله، وينفخه الهواء المضغوط مقابل جدران القالب. بعد التبريد، يتم طرد الجزء المجوف. يعتبر النفخ بالقالب بالبثق مثاليًا لإنتاج عناصر معقدة وغير منتظمة الشكل وسلسة، ويستخدم بشكل شائع لزجاجات البلاستيك الصلبة المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة والبولي بروبيلين. تشمل مزاياه انخفاض تكاليف الآلات (حوالي الثلث إلى النصف مقارنة بالقولبة بالحقن) والمنتجات ذات الإجهاد المتبقي المنخفض، مما يوفر مقاومة عالية للشد والصدمات والانحناء.

2. آلات النفخ بالقالب بالحقن: تدمج هذه الآلات أنظمة التلدين والأنظمة الهيدروليكية والإلكترونيات التحكمية وآليات النفخ بالقالب. يتم أولاً تشكيل قطعة مسبقة التشكيل بالحقن. ثم يتم نقل هذه القطعة مسبقة التشكيل إلى محطة نفخ بالقالب حيث يتم نفخها في شكلها النهائي. تشمل التكوينات الشائعة آلات بثلاث محطات (120 درجة متباعدة) وآلات بأربع محطات (90 درجة متباعدة). يعتبر النفخ بالقالب بالحقن مناسبًا لزجاجات الأدوية المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة والبولي بروبيلين. ينتج حاويات بدقة أبعاد عالية، ولا يحتاج إلى معالجة ثانوية، وسطح فم زجاجة ممتاز ومحكم الإغلاق، مما يمنع تغلغل الغاز - وهو مطلب حاسم لتغليف المستحضرات الصيدلانية. ومع ذلك، فإن تكاليف القوالب أعلى، وعادة ما تستخدم للحاويات الأصغر حجمًا (10-300 مل).

3. آلات النفخ بالقالب ذات الهيكل الخاص وآلات النفخ بالقالب بالتمدد: تتضمن هذه الفئة آلات تستخدم الصفائح أو المواد المنصهرة أو القطع مسبقة التشكيل الباردة لإنتاج عناصر مجوفة ذات أشكال خاصة. يمكن أن تنتمي آلات النفخ بالقالب بالتمدد (مثل "الحقن-التمدد-النفخ" أو "البثق-التمدد-النفخ") إلى أنواع البثق أو الحقن. تتضمن هذه الآلات تمديد القطعة مسبقة التشكيل ثنائي المحور (طوليًا وشعاعيًا) أثناء النفخ، مما يعزز بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للحاوية وخصائص الحاجز والشفافية. هذا مثالي لزجاجات PET و PP للأدوية السائلة أو المشروبات. يمكن أن يكون النفخ بالقالب بالتمدد على خطوة واحدة (متكاملة) أو على خطوتين (قطعة مسبقة التشكيل منفصلة والنفخ).

طرق البثق: مستمر مقابل متقطع

يمكن تقسيم آلات النفخ بالقالب بالبثق إلى فئات فرعية بناءً على بثق الباريسون:

النفخ بالقالب بالبثق المستمر: ينتج الطارد الباريسون باستمرار. تشمل الطرق أنظمة التردد أو الإخراج المتناوب أو الطاولة الدوارة، حيث تتناوب القوالب أو المخرجات للحفاظ على الإنتاج المستمر. هذه الطريقة، التي تتميز بمعدات بسيطة نسبيًا واستثمار أقل، شائعة بين الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

النفخ بالقالب بالبثق المتقطع: تستخدم هذه الطريقة رأس تجميع. يتم تلدين البلاستيك المنصهر باستمرار وتغذيته في غرفة تخزين. بمجرد تراكم كمية محددة، يدفع المكبس المصهور بسرعة عبر القالب لتشكيل الباريسون. هذا مناسب للحاويات الكبيرة التي تزيد عن 10 لترات ويتضمن عادةً أنظمة التحكم في سمك جدار الباريسون لإنتاج عالي الجودة وفعال من حيث المواد.

الخلاصة

توفر آلات النفخ بالقالب حلولاً متعددة الاستخدامات لإنشاء منتجات بلاستيكية مجوفة متنوعة. يساعد فهم الفروق بين النفخ بالقالب بالبثق والحقن والتمدد، بالإضافة إلى التشغيل المستمر مقابل المتقطع، في اختيار التكنولوجيا المناسبة لاحتياجات التطبيقات المحددة، مما يضمن جودة المنتج المثلى وكفاءة الإنتاج.