فهم القوالب العائلية في صب القوالب بالحقن
<تعتبر القوالب العائلية في قولبة الحقن نوعًا فريدًا من القوالب التي تسمح بوضع وتشكيل أجزاء مختلفة داخل نفس الأداة. بشكل أساسي، يتم إنشاء تجاويف لأجزاء مختلفة داخل قالب واحد، مما يتيح التصنيع المتزامن لمكونات متعددة في دورة قولبة حقن واحدة. يتم استخدام هذه الطريقة في المقام الأول لتقليل عدد القوالب المطلوبة، وبالتالي خفض التكاليف الإجمالية.
مزايا استخدام القوالب العائلية في صب القوالب بالحقن
يمكن أن تكون القوالب العائلية في قولبة الحقن أداة فعالة إذا تم استخدامها بشكل صحيح. فهي تدمج إنتاج عدة أجزاء مختلفة داخل قالب واحد، مما يوفر العديد من المزايا. فيما يلي الفوائد الرئيسية لاستخدام القوالب العائلية:
1. وفورات في التكاليف فينفقات القالب: وضع أجزاء مختلفة في نفس القالب يقلل بشكل كبير من عدد القوالب المطلوبة. يحتاج كل قالب مستقل عادةً إلى قاعدة القالب الخاصة به وملحقاته، ولكن استخدام قالب عائلي يمكن أن يوفر ما يقرب من 20-601 تيرابايت من هذه التكاليف.
وينطبق هذا بشكل خاص على القِطع التي تتطلب بوابات جانبية، حيث قد يتطلب القالب ذو التجويف الواحد عداءً أطول، مما يزيد من التكاليف. يمكن أن يؤدي القالب العائلي ذو التجويف الواحد + 1+1 إلى تقصير العداء مما يقلل من النفقات بشكل فعال.
وعلاوة على ذلك، عندما يكون للعديد من الأجزاء أشكال وأحجام متشابهة، مثل الأزرار الموجودة على مفتاح السيارة، فإن إنتاجها باستخدام قالب عائلي يمكن أن يؤدي إلى توفير كبير في التكلفة.
2- مثالية لـ إنتاج الدُفعات الصغيرة: بالنسبة للإنتاج على نطاق صغير، تقلل القوالب العائلية من الحاجة إلى تغييرات وتعديلات متكررة في القالب، مما يوفر الوقت والتكاليف. وهذا يجعلها خيارًا مثاليًا للإنتاج على نطاق صغير أو لإنتاج النماذج الأولية.
3- انخفاض الذراع الروبوتية <التكاليف: في خطوط الإنتاج التي تستخدم فيها الأذرع الروبوتية لإزالة القطع، يعني استخدام قالب عائلي أن هناك حاجة إلى مجموعة واحدة فقط من الأذرع الروبوتية. وهذا لا يقلل من تكاليف التصميم والتصنيع المتكرر فحسب، بل يبسط أيضًا عملية الإنتاج.
حتى إذا كانت بعض المنتجات تتطلب قالبين عائليين أو أكثر، فإن استخدام مجموعتين من الأذرع الآلية، بدلاً من تصميم مجموعة لكل قالب على حدة، لا يزال يوفر في تكاليف التصميم والصيانة.
باختصار، توفر القوالب العائلية حلاً إنتاجيًا فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتكيف، ومناسب بشكل خاص للمشاريع التي تتطلب إنتاج أجزاء متنوعة. ومن خلال تقليل عدد القوالب، وتبسيط عملية الإنتاج، وخفض تكاليف الذراع الآلية، فإنها تعمل على تحسين كفاءة الإنتاج والتحكم في التكاليف بشكل فعال.
حدود وشروط استخدام القوالب العائلية
في حين أن القوالب العائلية في قولبة الحقن تقدم بعض المزايا، فإن استخدامها يخضع لشروط وقيود محددة. لا يتعلق الأمر بوضع أجزاء مختلفة داخل القالب بشكل اعتباطي كما يمكن للمرء أن يختار الأطباق بحرية في المطعم.
في الواقع، يجب أن يلتزم استخدام القوالب العائلية بمجموعة من الشروط الصارمة. هذه الشروط ضرورية لضمان سلاسة عملية الإنتاج وضمان جودة المنتجات النهائية. يعد فهم هذه القيود والامتثال لها أمرًا بالغ الأهمية لاستخدام القوالب العائلية في الإنتاج بفعالية.
الحاجة إلى التشابه في المنتجات داخل القوالب العائلية
عند إنتاج الأجزاء باستخدام القوالب العائلية في القولبة بالحقن، يجب إيلاء اهتمام خاص للتشابه في <قوة الشكل والحجم و للأجزاء.
التأثير على جودة المنتج:
أثناء عملية القولبة بالحقن، يمكن أن تؤثر سرعة وضغط ودرجة حرارة القولبة بالحقن على أبعاد المنتجات وجودة سطحها. يحتوي كل منتج على نافذة مثالية لحالة القولبة بالحقن، بما في ذلك النطاق المثالي والمقبول. ومع ذلك، بالنسبة للمنتجات ذات الأحجام وسماكات الجدران المختلفة، قد تختلف نوافذ الحالة هذه اختلافًا كبيرًا، وأحيانًا دون أي تداخل. وهذا يعني أنها قد لا تكون مناسبة للإنتاج في نفس القالب العائلي. قد لا تكون القوالب العائلية قابلة للتطبيق في الحالات التي:
- a. مطلوب دقة عالية للغاية في أبعاد المنتج.
- b. عيوب حقن القوالب بالحقن من المحتمل أن تحدث، كما هو الحال في الأجزاء الشفافة أو المنتجات التي تكون فيها عيوب السطح مصدر قلق.
التأثير على قوالب الحقن:
تحتاج القوالب في عملية القولبة بالحقن إلى تحمل ضغط كبير. إذا كان هناك اختلاف كبير في الحجم بين المنتجات في القالب العائلي، فقد يتعرض القالب لقوى غير متوازنة غير متساوية. إذا كانت هذه القوى غير المتوازنة تعمل بشكل متكرر، فقد تقصر من عمر القالب.
وختامًا، على الرغم من أن القوالب العائلية في صب القوالب بالحقن توفر مزايا الكفاءة وتوفير التكاليف في عملية التصنيع، إلا أنه يجب مراعاة الاتساق في الحجم والشكل وسماكة جدار المنتجات. إذا اختلفت هذه العوامل اختلافًا كبيرًا، فقد يؤثر ذلك على جودة المنتجات ومتانة القالب. لذلك، عند اختيار القوالب العائلية، يجب تقييم هذه العوامل بعناية لضمان سلاسة عملية الإنتاج وجودة المنتجات النهائية.
قيود إضافية في استخدام القوالب العائلية
بالإضافة إلى مراعاة اتساق حجم وشكل المنتجات، هناك قيود أخرى عند استخدام القوالب العائلية في قولبة الحقن:
اتساق المواد والألوان: يجب أن تستخدم جميع الأجزاء المنتجة في نفس القالب العائلي مواد وألوان متطابقة. ينشأ هذا الشرط لأن جميع الأجزاء يتم إنتاجها في وقت واحد في دورة قولبة حقن واحدة، مما يجعل من المستحيل استخدام مواد أو ألوان مختلفة لكل جزء.
مطابقة أرقام التجاويف مع متطلبات الأجزاء: يجب أن يتطابق عدد التجاويف لكل جزء في القالب (أي عدد الأجزاء المنتجة في كل دورة حقن) مع الكمية المطلوبة في تجميع المنتج النهائي. على سبيل المثال، إذا كان تجميع المنتج يتطلب جزأين A، وجزء واحد B، و3 أجزاء C، فيجب أن تكون نسبة التجاويف للأجزاء A وB وC في القالب العائلي 2:1:3.
تخفيف قيود القالب العائلي أثناء وضع النماذج الأولية
خلال مرحلة وضع النماذج الأولية، يمكن تخفيف هذين الشرطين:
- في مرحلة وضع النماذج الأولية، قد يكون من المقبول التخلص من بعض الأجزاء الفائضة. على الرغم من أن هذا يؤدي إلى بعض النفايات المادية، إلا أنه مقبول أكثر مقارنة بالوفورات في تكاليف القوالب.
- وهناك طريقة أخرى تتمثل في سد بعض المسارات، مما يمنع إنتاج الأجزاء في هذه النقاط المسدودة أثناء عملية الحقن. عادةً ما يتم ذلك باستخدام لحام النحاس بالنحاس، والذي يمكن إزالته لاحقًا إذا لزم الأمر. تقلل هذه الطريقة بشكل فعال من نفايات المواد (من خلال عدم إنتاج أجزاء غير ضرورية) وتستخدم بشكل عام في السيناريوهات التي يتم فيها إنتاج كمية أكبر قليلاً من الأجزاء.
مثال على قالب عائلي 4x4 عائلي
هذا تطبيق ناجح للقالب العائلي 4×4. يتكون المنتج من أربعة أجزاء مختلفة، حيث يحتوي كل جزء على أربعة تجاويف. وهذا يعني أن كل دورة قولبة بالحقن يمكن أن تنتج 4×4=16 قطعة بلاستيكية.
المواد المستخدمة في هذه المنتجات هي ABS فاتح اللون، والمعروف بتحمله لعيوب المظهر، مما يوفر نافذة أوسع لظروف القولبة بالحقن، وهو أمر مفيد للغاية لاستخدام القوالب العائلية.
على الرغم من الاختلافات في أحجام هذه المنتجات الأربعة، خاصةً الأزرار التي تعد أصغر بكثير من المكونات الأخرى، إلا أن سمك جدرانها متشابه تمامًا. والجدير بالذكر أن هذا القالب قد تم تشغيله لأكثر من 150,000 طلقة دون أي مشاكل تقريبًا.
كما هو موضح في الفيديو، يتم استخراج هذه المنتجات بواسطة أكواب شفط على أذرع روبوتية ثم يتم إسقاطها في الحاويات الخاصة بها. ويسمح هذا الإعداد بالإنتاج المستمر دون الحاجة إلى تغيير القوالب، مما يوفر بشكل كبير في تكاليف العمالة. كل ما هو مطلوب هو الفحوصات المنتظمة لجودة المنتج وتشغيل الماكينة. يوضح هذا المثال بوضوح مزايا الكفاءة وتوفير التكاليف لاستخدام القوالب العائلية.
الخاتمة
باختصار، في حين أن القوالب العائلية توفر الكثير من وسائل الراحة في الإنتاج، إلا أن لها أيضًا قيودًا محددة. إن فهم هذه القيود أمر بالغ الأهمية لتخطيط عملية الإنتاج بشكل أفضل، وضمان الكفاءة، والحفاظ على الجودة. خلال مرحلة إعداد النماذج الأولية، يمكن تخفيف هذه القيود بشكل مناسب لتوفير التكاليف والوقت.
