مرحبًا بكم في رحلة عميقة أخرى إلى عالم المواد. اليوم سننظر إلى شيء محير نوعًا ما.
نعم.
الأمر كله يتعلق بالبلاستيك، وخاصة البلاستيك الحراري ولماذا لا يتناسب بشكل جيد مع قوالب الحقن.
أرى.
كما تعلمون، تفكرون في كل الأشياء المصنوعة باستخدام قوالب الحقن.
أوه نعم.
حالات الهاتف، طن من قطع غيار السيارات. ولكن هناك مجموعة كاملة من البلاستيك التي ترفض العمل معها.
حسنًا، كما ترى، الأمر المتعلق بالقولبة بالحقن، كل ذلك يتوقف على قدرة المادة على التحول بين كونها صلبة وسائلة.
تمام.
ذهابا وايابا. مثل الرقص تقريبا.
أحب ذلك.
لكن البلاستيك الحراري، عادة ما نطلق عليه منظمات الحرارة.
بالتأكيد.
ليس كثيرا للرقص.
أشبه بالوقوف على أرضهم.
بالضبط. إنهم جميعًا يدورون حول الحفاظ على شكل ثابت.
لذلك قبل أن نتطرق إلى جميع الأسباب التي تجعلها تتعارض مع قولبة الحقن، دعونا نتحدث عن ما يجعل المتصلدات الحرارية مميزة جدًا.
تمام.
هل يتعلق الأمر بكيفية تنظيمها؟
لقد حصلت عليه. تخيل مثل القماش المنسوج بإحكام شديد. بمجرد أن يتم قفل كل هذه الخيوط معًا، تحاول حلها، وينهار الأمر برمته، ويتلف. المتصلدات الحرارية، إنها متشابهة نوعًا ما، لكن على المستوى الجزيئي.
رافعة صغيرة جدًا.
عندما تقوم بتسخينها، فإنها تمر بهذا التغيير الكيميائي.
تمام.
وهي تشكل هذه الشبكة ثلاثية الأبعاد فائقة الصلابة من الجزيئات.
وبمجرد أن يحدث ذلك، لن يكون هناك عودة إلى الوراء.
هذا هو الأمر، لا رجعة فيه.
إذن لا ذوبان وإعادة تشكيل لهؤلاء الرجال؟
لا. بمجرد أن يتم ضبطها، يتم ضبطها. وهذا يجعل عملية صب الحقن صعبة بعض الشيء. لأنه تذكر، القولبة بالحقن، الأمر كله يتعلق بدورة الذوبان، والقولبة، والتصلب.
إنه مثل خط التجميع مرارًا وتكرارًا.
بالضبط. إنها طريقة فعالة حقًا لإنتاج الأشياء بكميات كبيرة. وتحصل على هذه الأشكال الدقيقة.
أستطيع أن أرى كيف أن هذا لا يتوافق حقًا مع أدواتنا الحرارية العنيدة.
نعم، إنه صراع حقيقي بين الأساليب. لقد حصلت على حقن صب كل ما يتعلق بالمرونة والتكرار.
يمين.
ومن ثم لديك هذه المواد الصلبة الصلبة التي ترفض التزحزح.
إنهم يقولون، كلا، هذا أنا. خذها أو اتركها.
بالضبط. وما يجعلها جيدة جدًا لأشياء معينة، تلك الصلابة، ومقاومتها للحرارة والمواد الكيميائية، وهذا أيضًا ما يجعلها مستحيلة العفن بالحقن.
إنها مقايضة جيدة.
دائما هو.
لذا، بالنسبة لمستمعينا، هل يمكنك أن تعطينا بعض الأمثلة على هذه المواد المتصلبة بالحرارة غير القابلة للتشكيل ولكنها مفيدة للغاية؟
أوه، بالتأكيد. لذا فكر في الغراء الذي يربط أثاثك ببعضه البعض. أشياء قوية، أليس كذلك؟
قوي للغاية.
أو هذا الغلاف الموجود على هاتفك والذي يحمي جميع الأجهزة الإلكترونية الحساسة بداخله.
نعم.
هناك احتمالات أن هذا هو راتنجات الايبوكسي. Thermoset، واحدة من الأكثر شيوعا. أو لوحات الدوائر. أدمغة جميع أدواتنا.
لم أكن لأفكر في ذلك أبداً
في كثير من الأحيان يستخدمون الراتنج الفينول.
هذا خاص بهذا.
إنها مذهلة في مقاومة النيران، وهي عازل رائع.
رائع. حسنًا، أجهزة تنظيم الحرارة موجودة في كل مكان.
أوه نعم.
العمل بجد حتى لو لم يكن من الممكن تشكيلها بالحقن.
هذا صحيح.
ولكن ماذا عن المواد البلاستيكية التي يمكن أن تمر بهذه العملية؟ نعم. كيف تختلف عن منظمات الحرارة؟
حسنًا، هذه هي اللدائن الحرارية لدينا.
تمام. لدن بالحرارة.
على عكس تلك المتصلبة بالحرارة، فهي تتمتع ببنية خطية أكثر بكثير.
لذلك ليس كل متشابكة.
فكر في الأمر مثل خيوط السباغيتي الطويلة.
تمام.
بدلاً من ذلك القماش المنسوج بإحكام الذي كنا نتحدث عنه.
من المنطقي.
وهذا الهيكل يعني أنها يمكن أن تصبح طرية عند تسخينها وتتصلب عندما تبرد. لكن ليس لديهم هذا التغير الكيميائي الدائم.
لذلك فهم ليسوا مقيدين في شكل واحد إلى الأبد.
بالضبط.
يجعلهم راقصين أفضل بكثير، هاه؟
أوه نعم. ينزلق برشاقة بين الصلبة والسائلة.
إنهم طبيعيون.
إنها تذوب وتتدفق في القالب وتتصلب في أي شكل تريده.
على نحو سلس جدا.
وبعد ذلك يكونون مستعدين للقيام بذلك مرة أخرى.
رائع. مثالية لقولبة الحقن.
لا يمكن أن أطلب شريكًا أفضل.
يبدو الأمر واضحًا جدًا، أليس كذلك؟
إنه كذلك، أليس كذلك؟ لكنك تعلم ماذا يقولون عن علم المواد.
ما هذا؟
انها مليئة بالمفاجآت. وفي بعض الأحيان، ما يبدو وكأنه قيود يؤدي في الواقع إلى شيء جديد تمامًا.
مهلًا، هل هناك ما هو أكثر في هذه القصة من مجرد استبدال اللدائن الحرارية باللدائن الحرارية؟
أراهن أن هناك.
حسنًا، الآن أنا مفتون حقًا. ما هي التقلبات والمنعطفات الأخرى التي تنتظرنا في هذه الملحمة البلاستيكية؟
حسنًا، بدلًا من مجرد التخلي عن المواد المتصلدة بالحرارة تمامًا.
يمين.
أصبح الباحثون مبدعين جدًا، هل تعلم؟
أوه نعم.
إنهم يجدون طرقًا لتعزيز اللدائن الحرارية.
اجعلها أكثر صرامة.
بالضبط.
لذا، لا يقتصر الأمر على إيجاد بديل فحسب، بل تحسين البدائل في الواقع.
هذا هو اسم اللعبة.
ما نوع التحسينات التي نتحدث عنها هنا؟
حسنًا، إحدى الطرق هي إضافة تعزيزات إلى اللدائن الحرارية.
تقريبًا مثل منحهم القليل من العضلات الإضافية.
لقد حصلت عليه. تعزيز قوتها ومتانتها.
أحبها. لذا فالأمر يشبه أخذ قابلية اللدائن الحرارية للتشكيل، ولا أعلم، دمجها مع بعض من صلابة منظم الحرارة.
أنت تحصل عليه.
ما نوع المواد التي يستخدمونها لهذه التعزيزات؟
لذا فكر في ألياف صغيرة وقوية.
تمام.
مثل الزجاج أو الكربون الممزوج مباشرة مع اللدائن الحرارية.
إنه مزيج.
نعم. يخلق هذه المادة المركبة التي يمكنها التعامل مع المزيد من الضغط والتوتر.
همم. هكذا مثل تقوية الخرسانة بحديد التسليح.
الى حد كبير. ولكن على نطاق أصغر.
هذا أنيق جدا.
نعم.
هل يتم بالفعل استخدام هذه اللدائن الحرارية المعززة في العالم حتى الآن؟
أوه تماما.
نعم.
وخاصة في أشياء مثل السيارات والطائرات.
من المنطقي.
الصناعات التي تحتاج فيها إلى أشياء خفيفة ولكنها قوية.
السلامة أولا.
بعض مصدات السيارات، على سبيل المثال، مصنوعة من اللدائن الحرارية المقواة.
حتى يتمكنوا من التعامل مع نتوء صغير أو اثنين.
بالضبط. هل يمكن تحمل هذه الضربات البسيطة دون إضافة الكثير من الوزن، هاه؟
لذلك حصلنا على هذه اللدائن الحرارية المعززة.
نعم.
هل هناك أي متنافسين آخرين في هذا السباق للعثور على المواد التي تعمل مع القولبة بالحقن؟
حسنًا، هناك فئة أخرى لم نتطرق إليها بعد.
حسنًا، اضربني.
المطاط الصناعي.
المطاط الصناعي، نعم. بالنسبة لي، هذا مثل الأربطة المطاطية وقوالب السيليكون.
يمين.
يمكن أن تكون مصبوبة بالحقن أيضًا؟
صدق أو لا تصدق. يمكنهم ذلك. لديهم هذه القدرة المذهلة على التمدد ثم الارتداد إلى شكلهم الأصلي.
أوه نعم. لديهم المرونة.
كل ذلك بفضل بنيتها الجزيئية. سلاسل طويلة ملفوفة.
علوم. رائع جدا. يجعلها رائعة للأختام والحشيات.
بالضبط. الأشياء التي تحتاج إلى الثني وتشكيل ختم محكم.
يجب عليك الاحتفاظ بكل شيء واردًا. نعم، لكن كيف تقوم بالحقن في شيء قابل للتمدد؟
حسنًا، إنها ليست نفس العملية تمامًا كما هو الحال مع اللدائن الحرارية، على ما أعتقد، ولكن هناك بعض التقنيات الخاصة.
أوه.
وأنواع معينة من اللدائن تعمل بشكل رائع.
مثير للاهتمام. مثل، أنت تعطيني مثالا.
فكر في الحلقة المطاطية الموجودة في ماكينة صنع القهوة الخاصة بك.
نعم. نعم.
يجب أن يتعامل مع الضغط الحراري، لكنه لا يزال يخلق هذا الختم المحكم.
يمين.
هذا هو المكان الذي تتألق فيه هذه اللدائن القابلة للتشكيل بالحقن حقًا.
رائع. هذا مذهل. لقد بدأنا بهذه المشكلة التي تبدو بسيطة. المواد المتصلدة بالحرارة والقولبة بالحقن، مثل الزيت والماء.
صحيح، صحيح.
لكن مجرد محاولة فهم سبب عدم نجاحها قد فتح عالمًا كاملاً من الاحتمالات.
نعم.
اللدائن الحرارية المقواة، اللدائن الخاصة. ومن يدري ما الذي يتم تحضيره في المختبرات الآن.
إنه لأمر مدهش حقا، أليس كذلك؟
إنها مثل البراعة البشرية في أفضل حالاتها.
دفع باستمرار حدود ما هو ممكن.
انها حقا تهب العقل. ما مدى الابتكار الذي يحدث في هذا المجال؟ نعم، هذا يجعلك تتساءل عما سيتوصلون إليه بعد ذلك، أليس كذلك؟
أوه بالتأكيد.
لذا، بينما نبدأ في اختتام هذا الغوص العميق في البلاستيك وقولبة الحقن، ما هي الفكرة الرئيسية التي تريد أن يتذكرها مستمعونا؟
حسنًا، أعتقد أن الأمر كله يتلخص في فهم السبب وراء سلوك المواد.
نعم، هذا منطقي.
إنها لا تقل أهمية عن معرفة كل الأشياء التقنية. كما هو الحال مع مشكلة منظم الحرارة برمتها، فإن مجرد معرفة سبب عدم عملها مع قوالب الحقن أدى إلى كل هذه الاكتشافات والبدائل والتحسينات الأخرى. صحيح، بالضبط.
إنه مثل المثل القديم، عندما يغلق باب، يفتح آخر.
لقد حصلت عليه.
قد لا نكون قادرين على حشر وتد مربع في حفرة مستديرة، لكن هذا لا يعني أننا لا نستطيع بناء شيء مذهل.
يمين؟ ولا يقتصر الأمر على البلاستيك فقط. وهذا ينطبق على جميع أنواع المواد وعمليات التصنيع.
كل شيء متصل.
تماما. يتعلق الأمر بفهم المبادئ الأساسية ثم استخدام تلك المعرفة للابتكار والإبداع.
يا رجل، لقد كان هذا بمثابة مفاجأة للعين. يجب أن أعترف، كنت أعتقد أن البلاستيك شيء أساسي جدًا، ولكن هناك الكثير مما يحدث أكثر مما أدركت.
أوه نعم. هناك الكثير من العلوم والهندسة وراء كل شيء نستخدمه. حتى شيء بسيط مثل الزجاجة البلاستيكية قد مر برحلة كاملة.
إنه نوع من العقل تهب. لذا، بالنسبة لمستمعينا الذين نأمل أن يكونوا متحمسين للمواد البلاستيكية مثلنا الآن، ما هو السؤال الذي يمكنهم التفكير فيه أثناء قضاء يومهم؟
حسنًا، في المرة القادمة التي تلتقط فيها شيئًا بلاستيكيًا، فكر في كيفية صنعه.
نعم.
أي نوع من البلاستيك هو؟ لماذا تم اختيار تلك المادة المحددة لهذا الكائن؟ أراهن أنك ستجد بعض الإجابات المثيرة للاهتمام.
انها مثل البحث عن الكنز قليلا. الكشف عن القصص الخفية وراء المواد التي نستخدمها كل يوم.
بالضبط.
من يدري، ربما يؤدي هذا الغوص العميق إلى إثارة بعض الأفكار الجديدة، وبعض الابتكارات المستقبلية.
أتمنى ذلك.
أو ربما تلهم شخصًا ما لمعرفة المزيد عن عالم علوم المواد.
سيكون ذلك عظيما.
حسنًا، شكرًا لانضمامك إلينا في هذه المغامرة في عالم البلاستيك والتصنيع الرائع. حتى المرة القادمة، أبقِ تلك العقول فضولية وواصل طرح تلك الأسئلة.
شكرا لك
