حقن اللدائن

حقن اللدائن (أو القولبة بالحقن) هو إحدى أكثر عمليات تصنيع البلاستيك شيوعًا وتنوعًا في الاستخدام، ويُستخدم لإنتاج قطع بلاستيكية دقيقة ومتجانسة بمختلف الأحجام والأشكال.

تعتمد هذه العملية على حقن مادة لدنة (لدائن حرارية ولدائن صلبة بالحرارة).The Chemical Age: Volume 3  منصهرة تحت ضغط عالٍ داخل قالب معدني مصمَّم بعناية، يكون شكله الداخلي معكوسًا لشكل المنتج المطلوب. وبعد أن يملأ البلاستيك المنصهر تجويف القالب، يُترك ليبرد ويتصلب فيأخذ القطعة شكلها النهائي.

يتكوّن القالب من نصفين متكاملين: نصف أنثوي يُسمّى التجويف، وآخر ذكري يُعرف باللبّ. وعند إغلاق آلة الحقن، يلتقي النصفان ليشكّلا تجويفًا دقيقًا تتدفّق فيه المادة المنصهرة حتى يكتمل التشكيل.

يبدأ العمل عادةً بتصميم المنتج على يد مهندس أو مصمم صناعي، ثم يُصنَع القالب المعدني بواسطة فني مختص، وغالبًا من الفولاذ أو الألمنيوم، ويُشغَّل بدقة عالية لضمان مطابقة التفاصيل النهائية للمواصفات المطلوبة.

تُستخدم تقنية حقن اللدائن في إنتاج أنواع كثيرة المنتجات، من أصغر مكونات لوحات التحكم في السيارات إلى أكبر الأجزاء في حجرة المحرك أو الهيكل الخارجي، فضلًا عن الأدوات المنزلية، والقوارير البلاستيكية، وقطع الأثاث، وغيرها من المستلزمات اليومية.

أكثر اللدائن المستخدمة في الحقن هي:
 بوليسترين (رخيصة الكلفة، ضعيفة، قصيرة العمر)
 ABS أكريلونيتريل بيوتادايين إستيرين
 بولي أميد (مقاوم كيميائياً، مقاوم حراري، متين ومطاوع يستخدم لصناعة الأمشاط)
 بولي بروبلين (متين ومطاوع، يستخدم لصناعة الخزانات)
 بولي إثيلين
 بولي فينيل كلوريد (يستخدم بشكل أكبر في بثق إطارات الأبواب والنوافذ، الأسلاك)

 تاريخ 

في عام 1868 نجح المخترع الأمريكي جون ويسلي هيات في حقن أول مادة لدنة في قالب وقام بتصنيع كرات بلياردو.

 المعدات 
 آلة حقن اللدائن 

تقوم آلة الحقن بحمل القالب الذي يقوم بدوره بتشكيل القطع. يتم تصنيف آلات الحقن بالأطنان، والتي تعبر عن مقدار قوة الإحكام التي تطبقها الآلة على القالب. قوة الإحكام هذه تعمل على إبقاء القالب مغلقاً أثناء عملية حقن اللدائن فيه. تتراوح قوة الآلة بين 5 طن إلى 6000 طن. يتم حساب قدرة الآلة اللازمة بحسب المادة اللدنة المستخدمة، حجم وشكل القطعة المشغولة حيث القطع الكبيرة والمعقدة تتطلب آلات ذات قوة إحكام أكبر.

 القالب 

يتم تصنيع القالب   عادة من الفولاذ المقسى، فولاذ قبل التقسية أو ألمنيوم، سبيكة بيريليوم-نحاس.
قوالب الفولاذ المقسى غالية الثمن لكن يكون عمرها طويل نسبياً قبل أن تهترئ. وتتراوح درجة قساوة بين 50 إلى 60 على مقياس روكويل سي HRC. تكلف قوالب الألمنيوم أقل ومن الممكن تصميمها وتصنيعها آلياً باستخدام الآلات المبرمجة. أما قوالب بيريليوم-نحاس فتستخدم في التطبيقات التي يتطلب فيها تبريد القطعة بسرعة.

 مراحل عملية الحقن 

يجب تحقق أربعة شروط للتمكن من بدأ عملية الحقن:
 فتح القالب
 تراجع رأس الحقن
 تجهيز الحقنة
 نقل الحقنة للأمام.
عند تحقق هذه الشروط الأربعة تبدأ عملية الحقن بإغلاق القالب بسرعة وضغط خفيفين من أجل الحفاظ على سلامة القالب. وعندما تتلامس حافتي القالب يبدأ تطبيق ضغط الإحكام، بعدها تدفع اللدائن بحالتها السائلة إلى داخل القالب وتتسرب داخل أجواف القالب. يعطى وقت لتبريد القالب يتناسب مع سماكة جدار القطعة المحقونة، حيث تتصلب اللدائن السائلة في هذه المرحلة ووتشكل القطعة. بعد أن تبرد القطعة يفتح القالب ويتم لفظ القطعة لإفراغ القالب وبدأ الدورة من جديد.

ومن الممكن تلخيص عملية الحقن على الشكل التالي:
إغلاق القالب - تقدم رأس الحقن - حقن اللدائن - تبريد - تراجع الرأس - فتح القالب - لفظ القطعة.

 مراجع 

تصنيف:تصميم صناعي
تصنيف:صناعة اللدائن
تصنيف:مبلمرات