العيوب الشائعة وحلولها في صب قوالب القوارير PET

في عملية إنتاج قوالب حقن PET، ورغم التقدم التكنولوجي المستمر، لا تزال عيوبٌ عديدة تظهر من حين لآخر. يُعدّ الفهم الدقيق للعيوب الشائعة وأسبابها، بالإضافة إلى إيجاد حلول فعّالة، أمرًا أساسيًا لضمان جودة إنتاج قوالب PET.

 

عيب في سطح الختم لفم الزجاجة

الدقة الخاصة بسطح الختم في فم الزجاجة ترتبط بشكل مباشر بأداء الختم للزجاجة البلاستيكية (PET). في الإنتاج الفعلي، حتى وإن كانت مقاسات فم الزجاجة ضمن حدود التحمل المسموح بها، قد تظهر لا محالة بعض العيوب الدقيقة على سطح الختم، مما يؤدي إلى تسرب الهواء بعد إحكام غطاء الزجاجة. ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى نقصان في الخشونة الدقيقة لسطح القالب، وتقلبات في ضغط الحقن، وانخفاض سريع جدًا في الضغط خلال مرحلة الحفظ. تشمل الحلول المحددة ما يلي: استخدام تقنية التشغيل الدقيق بالشرارة الكهربائية (Electrospark Machining) لتصنيع سطح ختم القالب بجودة مماثلة للمرآة، والتحكم في قيمة (Ra) لخشونة السطح بحيث تكون أقل من 0.2 ميكرومتر؛ وإدخال نظام هيدروليكي خدمي (Servo-Hydraulic) لتحقيق توهين خطي للضغط خلال مرحلة الحفظ لمنع انكماش أو تشويه سطح الختم بسبب انخفاض الضغط المفاجئ؛ وتطوير معدات اختبار خاصة تستخدم مقياس التداخل الليزري (Laser Interferometer) لإجراء مسح ثلاثي الأبعاد لملامح سطح الختم في فم الزجاجة، وزيادة دقة الكشف إلى 0.1 ميكرومتر، مما يضمن دخول منتجات مؤهلة بنسبة 100٪ إلى السوق.

نقاط تركيز الإجهاد المتبقي

تنشأ نقاط تركيز الإجهاد بسهولة عند جذر الخيط، وامتداد الكتف، وأجزاء أخرى من جنين الزجاجة بسبب مشاكل في التصميم أو العملية. تتعرض هذه المناطق الصغيرة لأحمال زائدة موضعية أثناء عملية النفخ أو التعبئة، مما قد يؤدي إلى تشققات. غالبًا ما تعتمد التصاميم التقليدية على صيغ تجريبية، ولا يمكنها التنبؤ بدقة بتوزيع الإجهاد؛ كما أن اضطراب الانصهار والتبريد غير المتساوي أثناء عملية حقن القالب يزيدان من تفاقم تركيز الإجهاد.

تبدأ الحلول المبتكرة بالتصميم. يُستخدم برنامج تحليل العناصر المحدودة لمحاكاة وتحسين بنية جنين الزجاجة. بتعديل معلمات مثل نصف قطر الشريحة وتدرج سمك الجدار، ينخفض معامل تركيز الإجهاد بأكثر من 30%. تُوضع حشوات التبريد في القالب لتحسين التبريد الموضعي للأجزاء الرئيسية لتوزيع الإجهاد بشكل أكثر توازناً. تُستخدم تقنية حقن القالب بدرجة حرارة متغيرة في الإنتاج. ترتفع درجة حرارة القالب خلال مرحلة التعبئة لتقليل مقاومة تدفق المصهور، وتنخفض درجة الحرارة بسرعة وتتصلب خلال مرحلة التبريد لتقليل الإجهاد المتبقي عند المصدر.

 

سمك جدار القالب غير المتساوي

يؤثر عدم تساوي سُمك جدار القالب المسبق على عملية النفخ اللاحقة، مما يؤدي إلى مشاكل مثل تشوه الزجاجة وعدم ثبات قوتها. الأسباب الرئيسية لهذا العيب هي تصميم القالب غير المُحكم، وتوزيع ضغط الحقن غير المُتساوي، ونظام التبريد غير المُتساوي. تؤثر دقة أبعاد تجويف القالب، وموضع وحجم البوابة، على تدفق المصهور وملؤه، مما يؤدي إلى اختلافات في سُمك الجدار. علاوة على ذلك، يُسبب التبريد غير المُتساوي انكماشًا غير مُتساوي لأجزاء مُختلفة من جنين الزجاجة، مما يُفاقم تفاوت سُمك الجدار.

لتحسين هذه المشكلة، يجب البدء من بداية تصميم القالب، وتحسين هيكل القالب من خلال استخدام برامج تحليل تدفق المادة، وتحديد عدد و vị trí وحجم بوابات الحقن بشكل معقول، وضمان امتلاء المادة المنصهرة لتجويف القالب بشكل متساوٍ. أثناء عملية الإنتاج، يتم التحكم بدقة في ضغط وسرعة الحقن، ويتم اعتماد طريقة الحقن المتدرّج لضمان امتلاء المادة المنصهرة للقالب بسلاسة. وفي الوقت نفسه، يتم تحسين نظام التبريد في القالب لضمان توزيع وسط التبريد بشكل متساوٍ، بحيث يكون معدل تبريد أجزاء القالب المختلفة ثابتًا.

صعوبة في إخراج القطع من القالب

إن عملية فك القالب بشكل صعب لا تقلل من كفاءة الإنتاج فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى تشوه القوالب الأولية وتكسرها بسهولة. وتشمل الأسباب الشائعة ما يلي: ارتفاع خشونة سطح القالب، وعدم كفاية زاوية فك القالب، وتصميم غير معقول لميكانيزم الإخراج، وغيرها. إذا لم يكن سطح القالب ناعمًا بما فيه الكفاية، فإن الاحتكاك بين القالب الأولي والقالب سيزداد؛ وإذا كانت زاوية فك القالب صغيرة أو موقع الإخراج غير صحيح، فسيكون من الصعب إزالة القالب الأولي بسلاسة من القالب. لحل هذه المشكلة، يمكن تلميع سطح القالب لتقليل الخشونة والاحتكاك. وفي مرحلة تصميم القالب، يجب زيادة زاوية الانكماش بشكل معقول. وعادةً ما تكون زاوية الانكماش لقالب الأشكال الأولية PET بين 1° و 2°. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحسين تصميم ميكانيزم الإخراج لضمان توزيع متساوٍ لقوة الإخراج ومنع تلف القالب الأولي بسبب توزيع غير متساوٍ للقوة. كما يمكن رش عامل فك على سطح القالب، ولكن يجب الانتباه إلى اختيار عامل فك يتوافق مع معايير النظافة الغذائية لتجنب تلوث القالب الأولي.

 

 

تُعدُّ مشاكل جودة القارورة الأولية (PET) في كثير من الأحيان نتيجة لعوامل متعددة، ويتطلب تحليلًا منهجيًا لجوانب مثل المواد الخام والمعدات والعمليات والبيئة. يُوصى للشركات بإنشاء نظام شامل لتتبع الجودة لتسجيل معلمات العملية الكاملة لكل دفعة من المنتجات، وتقديم دعم بيانات لتحسين الجودة. وفي الوقت نفسه، يُعدُّ تعزيز تدريب المشغلين والتأكد من التنفيذ الصارم للضوابط العملية أمرًا ضروريًا لتحقيق إنتاج مستقر.