حسنًا، مرحبًا بكم في غوص عميق آخر. هذه المرة سوف ندخل في مجال البلاستيك. البلاستيك على وجه التحديد، ما يجعلها مثالية للقولبة بالحقن. لدينا بعض المقتطفات من هذه المقالة. يطلق عليه ما هي خاصية البلاستيك التي تجعلها مناسبة لقولبة الحقن. عنوان واضح جدًا، حقًا، إلى هذه النقطة. نعم. وبنهاية هذا، لن تعرف فقط سبب وجود البلاستيك في كل مكان، كما تعلمون، في التصنيع، ولكن أيضًا ستتمكن من إثارة إعجاب أصدقائك ببعض الحقائق الممتعة حول علم المواد.
نعم. ستكون قادرًا على النظر إلى الأشياء اليومية وسيكون لديك تقدير جديد تمامًا للفكرة التي أدت إلى تحقيق ذلك.
أوه، نعم، بالتأكيد، بالتأكيد. لذا، تبدأ المقالة بالحديث عن هذه الخصائص الأربع الرئيسية للبلاستيك التي تجعلها رائعة في عملية القولبة بالحقن.
نعم. ويطلق عليهم اسم "الأربعة المذهلين".
الأربعة الرائعون.
نعم. مثل فريق الأبطال الخارقين من الخصائص.
بالضبط.
للتصنيع.
إذن أولًا، لدينا اللدونة.
تمام.
أنا أعرف ما تفكر فيه. أنت تفكر في اللدونة. أوه، الأمر يتعلق فقط بالانحناء.
يمين.
ولكن الأمر أكثر من ذلك بقليل.
نعم. إنها أكثر دقة من ذلك.
يتعلق الأمر حقًا بقدرة المادة على تغيير شكلها بشكل دائم تحت الضغط.
أوه، حسنا.
لذا، كما تعلمون، تخيلوا تسخين قطعة من البولي إيثيلين. إنها تلين، ثم تقوم بتشكيلها، وبعد ذلك عندما تبرد، فإنها تحمل هذا الشكل الجديد.
يحافظ على هذا الشكل.
نعم.
نعم. كان المقال يقول أن هذا هو السبب في أنه من السهل جدًا، كما تعلمون، إنشاء تلك التصميمات المعقدة حقًا باستخدام قولبة الحقن. هل يمكنك أن تتخيل، مثلاً، محاولة القيام بذلك بالمعدن؟
لا أستطيع حتى أن أفهم ذلك. أعني أنك تفكر في طوب LEGO.
نعم.
أو الأجهزة الطبية. هذه قدرة البلاستيك على التدفق ومن ثم التصلب إلى هذه الأشكال المعقدة. أعني، لقد غيرت اللعبة تماما.
قطعاً. وكما تعلمون، عند الحديث عن التدفق، فإن هذا النوع من الأشياء يقودنا إلى الخاصية التالية، وهي السيولة.
تمام.
لذا فكر في صب العسل مقابل زبدة الفول السوداني.
تمام. نعم.
هذا الاختلاف، كما تعلمون، في السُمك، ومدى سهولة تدفقه، وهذا هو السيولة.
يمين.
وتحتاج إلى هذا التدفق السلس للحصول على كل التفاصيل في القالب. نعم، هذا تشبيه عظيم. لكن أعتقد أنه من المهم أن نتذكر أن هذا يحدث، كما تعلمون، على المستوى الجزيئي.
أوه حقًا؟
نعم. لذا، خذ البوليسترين، على سبيل المثال.
تمام.
إنه يتدفق بشكل جميل بسبب سلسلته الطويلة، مثل الجزيئات. ولهذا السبب يتم استخدامه في الكثير من تلك التصاميم التفصيلية، كما تعلمون.
رائع.
نعم.
إذن هناك سبب جزيئي لكل هذا. هذا البرية. إنها المقالة التي تحتوي في الواقع على جدول يوضح، كما تعلمون، سيولة المواد البلاستيكية المختلفة والغرض الذي يتم استخدامها من أجله. نعم، إنه رائع. لذا، في الأساس، مثل شوكتي البلاستيكية الرخيصة هي شهادة على الهندسة الجزيئية بطريقة ما.
نعم.
أنت تفكر في الأمر بهذه الطريقة، إنه نوع من الذهول.
قطعاً.
لكن، كما تعلمون، فإن صنع كل هذه القوالب المعقدة يتطلب الكثير من الحرارة. وهذا يقودنا إلى الخاصية رقم ثلاثة، الاستقرار الحراري.
تمام. لذا فإن هذا الأمر كله يتعلق بأخذ الحرارة حرفيًا. يحدث صب الحقن في درجات حرارة عالية جدًا، وأحيانًا تزيد عن 200 درجة مئوية.
واو، هذا ساخن.
إنها. وبعض المواد البلاستيكية لا يمكنها التعامل مع ذلك.
يمين. إنهم يذوبون فقط في بركة.
حسناً، ربما يتحللون.
نعم.
قد يتغير لونها أو حتى تطلق أبخرة ضارة.
يمين. لذا فإن الأمر لا يتعلق فقط بالفوضى العارمة. إنه أيضًا شيء يتعلق بالسلامة.
بالضبط.
إذًا ما هي المواد البلاستيكية التي يمكنها تحمل الحرارة؟ مثل، ما هم النجوم؟
لذلك يعتبر البولي كربونات مثالاً جيدًا. لقد حصلت على استقرار حراري ممتاز. ولهذا السبب يتم استخدامه غالبًا في أشياء مثل الأقراص الضوئية.
أوه نعم. لن ترغب في ذوبان قرص DVD الخاص بك في المشغل.
لن تفعل ذلك.
فمن المنطقي.
والسلامة عامل كبير أيضًا. أعني أن بعض المواد البلاستيكية يمكن أن تطلق بعض الأشياء السيئة جدًا عندما تسخن.
يمين.
ومن الواضح أن هذا أمر سيء بالنسبة للعمال والبيئة.
نعم.
لذلك يعد الاستقرار الحراري أمرًا أساسيًا لعملية تصنيع آمنة وسليمة بيئيًا.
حسنا، لذلك على الخاصية الأخيرة. وهذا غريب بعض الشيء.
تمام.
انكماش التبريد.
انكماش التبريد.
يبرد البلاستيك وينكمش.
نعم.
يبدو أنها قد تكون مشكلة كبيرة.
يمكن أن يكون الأمر كذلك إذا لم يكن المصممون حذرين بشأنه.
تمام.
لكن من الطبيعي تمامًا أن يتقلص البلاستيك عندما يبرد. لذلك يتعين على المهندسين أن يأخذوا ذلك في الاعتبار في تصميماتهم.
يمين.
كما تعلمون، تأكدوا من أنه عندما ينكمش، يظل المنتج النهائي بالحجم والشكل المناسبين.
أوه، هذا مثير للاهتمام.
إنه مثل خبز كعكة، هل تعلم؟
أوه نعم.
لا تريد أن تغرق في المنتصف عندما تخرج من الفرن.
لذلك عليهم في الأساس أن يبالغوا في التعويض.
يمين.
اجعل القالب أكبر قليلًا، مع العلم أنه سينكمش عندما يبرد.
نعم. أعطى المقال مثال البوليسترين.
تمام.
إنه ينكمش قليلاً، لذلك تحتاج إلى قالب أكبر للتعويض عن ذلك.
لذا فإن البلاستيك يحتوي على ما هو أكثر بكثير مما تراه العين.
نعم. إنه حقا عالم خفي من العلوم وراء هذه المواد.
نعم. وأعتقد، كما تعلمون، بالنسبة لي، على الأقل. لقد فكرت دائمًا في البلاستيك كنوع من البساطة.
يمين.
ولكن هناك هذا العالم المعقد وراءهم.
إنه لأمر مدهش جدا.
نعم. لكن، كما تعلمون، كنا نتحدث عن كل هذه الخصائص، كل هذا العلم، ولكن لماذا يهم شخص ليس مهندسًا أو مصممًا؟ مثل، لماذا يجب أن نهتم بكل هذه الأشياء؟
هذا سؤال عظيم. وهذا شيء سنتناوله أكثر في الجزء التالي من تعمقنا.
تمام.
لكن في الوقت الحالي، سأقول هذا فقط. إن فهم هذه الخصائص الأربع يمنحك حقًا تقديرًا جديدًا لجميع الأشياء من حولك. مثلًا، تبدأ في رؤية العالم بعيون جديدة.
نعم. يبدو الأمر كما لو أنك أدركت فجأة أنه حتى زجاجة الماء البسيطة هي إنجاز هندسي.
بالضبط.
نعم. ولكن سيتعين علينا حفظ تلك المحادثة للجزء الثاني.
ونحن سوف.
مرحبًا بعودتك. لقد تحدثنا، كما تعلمون، عن اللدونة والسيولة والاستقرار الحراري وانكماش التبريد.
رائع.
الأربعة الرائعة للقولبة بالحقن. لكن الآن أريد أن أرى كيف يحدث كل هذا، في العالم الحقيقي، كما تعلمون، كيف تؤثر هذه الخصائص فعليًا على الأشياء التي نستخدمها كل يوم؟
يمين. لذلك دعونا نأخذ البولي كربونات، على سبيل المثال. تحدثنا عن مدى ثباته الحراري الكبير.
نعم. يمكن أن يأخذ الحرارة حقًا.
يمين. ولكن ماذا يعني ذلك في الواقع بالنسبة لكيفية استخدامنا له؟ حسنًا، فكر في أشياء مثل خوذات الأمان أو عدسات النظارات.
يمين.
أنت في حاجة إليها لتكون قوية ودائمة، وبالتأكيد مقاومة للكسر.
نعم. أنت لا تريد أن تنكسر نظارتك في كل مرة تسقطها فيها.
بالضبط.
ماذا عن تلك المصابيح الأمامية للسيارة الأنيقة حقًا؟ هذه مصنوعة من البولي كربونات أيضًا، أليس كذلك؟
إنهم كذلك، نعم. يمكن للبولي كربونات التعامل مع الحرارة المنبعثة من المصابيح.
يمين.
وهي مقاومة للصدمات، لذا فهي مثالية لمقدمة السيارة.
بالإضافة إلى ذلك، فهو شفاف، لذلك لا يزال بإمكانك رؤية الضوء.
نعم. وهذه الشفافية أيضًا تجعلها مفيدة حقًا لأشياء مثل الأجهزة الطبية.
أوه نعم. حيث تحتاج إلى أن تكون قادرًا على رؤية ما يحدث.
بالضبط.
إنه لأمر مدهش جدًا كيف يمكن استخدام مادة واحدة للعديد من الأشياء المختلفة.
إنها حقًا متعددة الاستخدامات.
نعم. إنه مثل تعدد المهام النهائي.
إنها.
حسنًا، ماذا عن المواد البلاستيكية الأخرى؟ هل هناك أي تبرز من حيث خصائصها؟
حسنا، ABS هو فكرة جيدة.
القيمة المطلقة؟
نعم. إنه يمثل Acrelin Trial Butadien Styrene Acrylamide. أكريلينتريل بوتادين ستايرين. انها الفم.
إنها.
لكنها معروفة بمقاومتها للصدمات.
تمام.
المتانة والمرونة. إنها ليست مقاومة للحرارة تمامًا مثل البولي كربونات، لكنها لا تزال متينة جدًا.
لذلك فهو مثل العمود الفقري لعالم البلاستيك.
يمكنك قول ذلك.
فأين نرى ABS في العمل؟
حسنًا، فكر في مكعبات LEGO.
حقًا؟ الليغو هي عضلات البطن؟
نعم. وهذا ما يمنحهم المتانة والنقرة المُرضية عند تجميعهم معًا.
هاه. لم أكن لأخمن أبدا.
انظر، هذا ما أعنيه عند النظر إلى الأشياء اليومية بمنظور جديد.
نعم. يبدو الأمر كما لو فجأة أدركت أن هناك كل هذا العلم والهندسة وراء حتى أبسط الأشياء.
بالضبط.
حسنًا، لكنك ذكرت ذلك الجدول من قبل حول سيولة المواد البلاستيكية المختلفة.
يمين.
لقد أدهشني ذلك حقًا. كما تعلمون، أدركت أنه حتى الشوكة البلاستيكية الخاصة بي هي نتيجة للهندسة الجزيئية.
أنا أوافق.
ولكن كيف يترجم هذا الجدول إلى قرارات حقيقية؟ مثل، كيف يستخدم المصنعون هذه المعلومات فعليًا؟
حسنًا، تخيل أنك شركة مصنعة وتحاول تحديد نوع البلاستيك الذي ستستخدمه في منتج جديد.
تمام.
عليك أن تفكر في أشياء مثل مدى تعقيد التصميم، ومدى قوته، وبالطبع التكلفة. تعد سيولة البلاستيك عاملاً كبيرًا لأنها تحدد مدى سهولة تدفقه إلى القالب وملء جميع التفاصيل الصغيرة.
لذا، إذا كنت تصنع شيئًا معقدًا حقًا يحتوي على الكثير من التفاصيل الدقيقة.
يمين.
قد ترغب في الحصول على بلاستيك ذو سيولة عالية، مثل البوليسترين.
بالضبط. لأنه سوف يلتقط كل تلك الزوايا والزوايا الصغيرة.
لكن إذا كنت تصنع شيئًا أبسط، مثل صندوق تخزين.
يمين.
من المحتمل أن تفلت من استخدام البلاستيك الذي يتمتع بقدر أقل من السيولة، مثل مادة البولي بروبيلين. تمام. لذا فإن الأمر كله يتعلق باختيار المادة المناسبة للوظيفة.
بالضبط. مثل اختيار الأداة المناسبة من صندوق الأدوات.
من المنطقي.
لا يوجد حل واحد يناسب الجميع.
لذلك فإن كل نوع من البلاستيك له نقاط القوة والضعف الخاصة به.
يمين. والأمر متروك للمهندسين والمصممين لمعرفة أيهما أفضل لكل تطبيق محدد.
انها رائعة حقا.
إنها.
وأعتقد أن هذا هو السبب وراء انتشار البلاستيك في كل مكان. مثل، هم حرفيا في كل مكان.
هم. ولسبب وجيه.
نعم. ولكن، كما تعلمون، مع كل هذا الحديث عن الخصائص المذهلة للبلاستيك، من السهل أن ننسى أن هناك جانبًا سلبيًا أيضًا.
نعم، الأثر البيئي.
يمين. لقد رأينا جميعًا تلك الصور للتلوث البلاستيكي في المحيطات ومدافن النفايات.
إنها مشكلة كبيرة.
نعم. نعم. إنه تذكير بأن راحتنا تأتي بتكلفة.
إنها مسألة معقدة بالتأكيد.
ولا يتعلق الأمر فقط بالتلوث نفسه.
يمين. تتطلب المواد البلاستيكية المختلفة عمليات إعادة تدوير مختلفة، وبعضها أسهل في إعادة التدوير من غيرها.
وحتى لو كان من الممكن إعادة تدوير البلاستيك.
يمين.
هذا لا يعني أنه سيكون كذلك.
هذا صحيح.
لذلك يبدو أن هناك مسؤولية كبيرة تقع على عاتق جميع المعنيين.
نعم بالتأكيد.
أعني أن المصنعين بحاجة إلى التفكير في إمكانية إعادة التدوير عندما يقومون بتصميم المنتجات. يحتاج المستهلكون إلى اتخاذ خيارات مستنيرة بشأن ما يشترونه وكيفية التخلص من الأشياء.
ويتعين على الحكومات أن تضع سياسات لدعم الممارسات المستدامة.
نعم. إنه تحدٍ كبير، لكن لا يمكننا تجاهله.
بالتأكيد لا. أعني أن مستقبل كوكبنا يعتمد على اكتشافنا لهذا الأمر.
هل هناك أي تطورات واعدة في الأفق؟ هل هناك أي شيء يمنحك الأمل بمستقبل أكثر استدامة للمواد البلاستيكية؟
حسنًا، هناك الكثير من الأبحاث المثيرة التي تحدث في مجال البلاستيك الحيوي.
البلاستيك الحيوي؟
نعم. هذه هي المواد البلاستيكية المصنوعة من الموارد المتجددة.
أوه، حسنا.
مثل نشا الذرة أو قصب السكر.
إذن فهي ليست مصنوعة من البترول، أليس كذلك؟
بالضبط. وهي توفر بديلاً واعدًا حقًا للمواد البلاستيكية التقليدية.
لقد سمعت عن المواد البلاستيكية الحيوية، لكن هل هي قوية ومتينة مثل المواد البلاستيكية العادية؟ هل يمكن حقا أن يكونوا بديلا قابلا للتطبيق؟
حسنًا، التكنولوجيا تتطور دائمًا، ونحن نشهد استخدام المزيد والمزيد من البلاستيك الحيوي في جميع أنواع الأشياء.
تمام.
لقد أصبحت قابلة للمقارنة بشكل متزايد مع المواد البلاستيكية التقليدية من حيث أدائها.
لذا يبدو أن مستقبل البلاستيك مليء بالإمكانيات.
نعم. كلاهما مثير وصعب.
قطعاً. حسنًا، لقد تحدثنا عن خصائص البلاستيك، والتأثير البيئي، والمواد البلاستيكية الحيوية، لكننا لم نتحدث حقًا عن عملية التصميم نفسها.
القوالب.
نعم. مثل، كيف يمكن للمهندسين أن يصنعوا تلك القوالب التي، كما تعلمون، تحول البلاستيك المنصهر إلى كل هذه المنتجات المذهلة؟
هذه نقطة عظيمة. يبدو الأمر كما لو أننا تحدثنا عن جميع المكونات، ولكننا لم نر الوصفة فعليًا بعد.
بالضبط.
وهذا هو المكان الذي نتجه إليه بعد ذلك.
تصميم القالب.
فن وعلم صناعة الأدوات التي تشكل عالمنا البلاستيكي.
حسنًا، ترقبوا الجزء الثالث، حيث سنتعمق في عالم تصميم القوالب. حسنًا، لقد عدنا ومستعدون للحديث عن القطعة الأخيرة من اللغز. تصميم القالب.
تصميم القالب.
نعم. إنه مثل السحر وراء الكواليس الذي يجعل كل هذه المنتجات البلاستيكية ممكنة.
إنه حيث تجتمع الدقة مع الإبداع. 1. كل التفاصيل الصغيرة، كل منحنى، كل أخدود في هذا القالب، كلها تحدد الشكل النهائي، والملمس، وحتى وظيفة المنتج.
حسنًا ، اشرح لي خلال هذا. كيف تبدو عملية تصميم القالب في الواقع؟ حسنًا، هل لديهم، كما تعلمون، أزاميل صغيرة ويقومون بنحت هذه القوالب تحت عدسة مكبرة أو شيء من هذا القبيل؟
ليس تماما. إنها تقنية عالية أكثر من ذلك بكثير. يبدأ بالمهندس.
تمام.
استخدام برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد المتطورة.
أوه، واو.
نعم. إنهم يصنعون مخططًا للقالب. لكن هذا المخطط لا يتعلق فقط بالشكل العام.
يمين.
ويشمل أشياء مثل البوابات والعدائين وقنوات التبريد.
البوابات والعدائين. يبدو وكأنه حدث المسار والميدان.
حسنًا، بطريقة ما، إنهم يوجهون السباق.
أوه.
البوابات هي نقاط دخول البلاستيك المنصهر، والمجاري تشبه الممرات التي تتأكد من توزيع البلاستيك بالتساوي في جميع أنحاء القالب.
لذلك يتم التحكم في كل شيء بعناية.
بالضبط. ثم لديك قنوات التبريد التي تتأكد من أن البلاستيك يبرد بالمعدل المناسب وبشكل متساوٍ.
يمين. حتى لا تحصل على أي، مثل، تزييف أو عيب.
بالضبط. أنت لا تريد أيًا من ذلك.
إنه لأمر مدهش جدًا عندما تفكر في الأمر. مثل كل هذا التفكير والتخطيط يذهب إلى شيء لا يراه معظم الناس أبدًا.
إنه حقًا الرمز الخفي وراء عالمنا البلاستيكي.
نعم. ويمكن أن يصبح هذا الرمز معقدًا جدًا، خاصة عندما تتحدث عن، كما تعلمون، حافظة هاتف ذكي تحتوي على جميع الأزرار والقصاصات والأنسجة المختلفة.
نعم. أو تلك إبداعات LEGO المعقدة.
نعم. مع الأجزاء المتحركة وكل ذلك.
أعلم أنه أمر لا يصدق.
يجب أن تكون القوالب الخاصة بهؤلاء مفصلة بشكل جنوني.
نعم.
لذا فإن تصميم القالب يشبه حقًا مزيجًا من الهندسة والفن.
قطعاً.
إنه مثل حل المشكلات على مستوى آخر تمامًا.
إنه حقا كذلك.
حسنًا، لدينا هذه المخططات التفصيلية بشكل لا يصدق، لكن كيف يصنعون القوالب فعليًا؟ هل هو مثل شيء الطباعة ثلاثية الأبعاد المستقبلية؟
من المؤكد أن الطباعة ثلاثية الأبعاد يتم استخدامها أكثر فأكثر هذه الأيام.
تمام.
خاصة بالنسبة للنماذج الأولية والإنتاج على نطاق صغير. ولكن بالنسبة للإنتاج الضخم، لا تزال المعالجة الآلية هي الطريقة الأكثر شيوعًا.
بالقطع. إذن هم مثل نحت القالب من المعدن؟
في الأساس، نعم. ماكينات CNC ذات دقة عالية.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟
نعم، إنه يرمز إلى التحكم الرقمي بالكمبيوتر.
أوه. تمام.
يتم استخدامها لنحت القالب من كتلة صلبة من الفولاذ أو الألومنيوم.
رائع. هذه بعض الدقة الخطيرة.
إنها. وحتى مادة القالب مهمة.
أوه حقًا؟
نعم. لذا فإن القوالب الفولاذية متينة للغاية.
تمام.
يمكنهم التعامل مع الملايين من دورات الحقن، لكنها باهظة الثمن.
يمين.
قوالب الألومنيوم أخف وزنا وأرخص، لكنها قد لا تدوم طويلا.
لذا فهي مقايضة.
إنها. نعم. التكلفة مقابل المتانة.
لذلك عليهم اختيار المادة المناسبة. اعتمادًا على ما يفعلونه، وكم عدد الأشياء التي يحتاجون إلى صنعها.
بالضبط.
حسناً، لقد كانت هذه رحلة رائعة. لقد انتقلنا من الخصائص الأساسية للبلاستيك إلى، كما تعلمون، تعقيدات تصميم القالب.
لقد كان الغوص العميق.
لقد حدث بالفعل. وأشعر أن لدي فهمًا جديدًا تمامًا للبلاستيك.
وهذا ما كنا نأمل فيه.
نعم. مثل مجرد التقاط شيء بلاستيكي. الآن أفكر في كل الخطوات التي اتخذتها للوصول إلى هنا.
يمين. من تلك الخصائص الأساسية الأربعة إلى القالب المعقد الذي شكلها.
إنها حقًا شهادة على براعة الإنسان وفهمنا للمواد.
إنها. وبينما نتحرك نحو مستقبل أكثر استدامة، أعتقد أنه من المهم أن نتذكر، كما تعلمون، الاستهلاك المسؤول وإعادة التدوير.
نعم.
الخيارات التي نتخذها اليوم، سوف تشكل مستقبل البلاستيك.
قطعاً. وفي نهاية المطاف صحة كوكبنا.
بالضبط.
حسنًا، لقد كان هذا غوصًا عميقًا مذهلاً في عالم البلاستيك وقولبة الحقن. شكرا جزيلا لانضمامك إلينا. وكما هو الحال دائما، البقاء
