حسنًا، أردت أن تعرف المزيد عن قولبة حقن UHMWPE، أليس كذلك؟ اربطوا حزام الأمان، لأننا على وشك التعمق في هذه الأشياء. واسمحوا لي أن أخبركم أن الأمر أصعب بكثير مما يبدو. لدينا أبحاث، لدينا مقالات. نحن على استعداد لتفريغ كل شيء.
إنها عملية رائعة بالتأكيد.
إنها.
والمادة نفسها، هذا uhmwpe، إنها مذهلة جدًا.
حسنًا، قبل أن نذهب بعيدًا، هل يمكننا التأكد من أن الجميع على نفس الصفحة؟ Uhmwpe، هذا يعني البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي، أليس كذلك؟ لقد حصلت عليه.
إذن نحن نتحدث بشكل أساسي عن البولي إيثيلين، ولكن هل هو كبير الحجم؟
بالضبط. فكر في الأمر كالبولي إيثيلين على المنشطات. الأمر كله يتعلق بتلك السلاسل الجزيئية الطويلة المجنونة. نحن نتحدث عن ملايين وحدات الكتلة الذرية، أو AMUs.
تمام؟ وحدات المغرب العربي. هذه هي الطريقة التي نقيس بها كتلة هذه الجزيئات. عمو أعلى جدا. جزيء أكبر.
يمين. وفي هذه الحالة، الأكبر يعني بالتأكيد الأقوى. هذا هو المكان الذي تحصل فيه على تلك القوة المجنونة ومقاومة التآكل. ربما تكون قد رأيت ذلك أثناء العمل دون أن تدرك ذلك. أعني، فكر في أحزمة النقل الثقيلة التي تراها في الواقع.
أو مثل ألواح التقطيع فائقة القوة والتي لا يمكن تدميرها بشكل أساسي.
لقد تساءلت دائمًا ما الذي جعل هذه الأشياء صعبة للغاية. ولكن بعد ذلك، ذكر البحث الذي قمنا به أيضًا عمليات الزرع الطبية. يبدو ذلك بمثابة قفزة كبيرة جدًا من الأحزمة الناقلة إلى الأشياء الموجودة داخل جسم الإنسان.
قد يبدو الأمر كذلك، لكن الأمر كله يتعلق بالخصائص الفريدة لهذه المادة. بالنسبة للمبتدئين، فإن UHMWPE متوافق حيويًا بشكل لا يصدق. وهذا يعني أنه لا يسبب أي ردود فعل سلبية في الجسم.
آه، إنه مثل خامل، فقط يتسكع ويقوم بعمله دون التسبب في أي مشكلة.
بدقة. ومن ثم تجمع ذلك مع متانتها، وفجأة تحصل على المادة المثالية لأشياء مثل استبدال المفاصل. تآكل أقل، مما يعني أن هذه الغرسات يمكن أن تستمر مدى الحياة.
هذا مدهش جدًا عندما تفكر فيه حقًا. حسنًا، لقد أثبتنا أن هذا الوزن الجزيئي العالي، وهيكل السلسلة الطويلة هذا هو ما يجعل UHMWPE قويًا جدًا ومقاومًا للتآكل. لكنني أعتقد أن هذا ربما يجعل العمل معه أمرًا مؤلمًا أيضًا، أليس كذلك؟
أنت تلتقط بسرعة. إنها ليست المادة الأسهل في التشكيل، هذا أمر مؤكد. تخيل أنك تحاول عصر العسل من خلال أداة تحريك القهوة.
أوه، هذا يبدو ممتعا.
هذا يشبه محاولة جعل UHMWPE المنصهر يتدفق.
موافق. إذن، هذه ليست عملية التشكيل بالحقن النموذجية لديك؟
ليس بالضبط صب الحقن القياسي. تقوم بإذابة البلاستيك وحقنه في قالب تحت الضغط. واضحة جدا، ولكن uhmwpe. حسنًا، إنها تتمتع بلزوجة عالية بشكل يبعث على السخرية. انها حقا تقاوم التدفق. أنت بحاجة إلى المزيد من البراعة، هل نقول؟
حسنًا، نعم. بدأت أفهم لماذا قلت أن هذا سيكون معقدًا. لذا، لدينا قوة فائقة، ولكن أيضًا عنيد جدًا عندما يتعلق الأمر بالقولبة. ما الذي يجعل هذه العملية صعبة؟
حسنًا، إلى جانب تلك اللزوجة العالية، فهو أيضًا موصل سيئ جدًا للحرارة.
أوه، هذا لا يبدو جيدا.
هذا يعني أنك يجب أن تكون حذرًا للغاية في عملية التبريد، وإلا فسوف ينتهي بك الأمر إلى التواء أو انكماش غير متساوٍ. كما تعلمون، فكروا فيما يحدث عندما تخبزون كعكة وتكون درجة حرارة الفرن في كل مكان.
تحصل على فوضى غير متوازنة. إذن أنت تخبرني أن تشكيل هذه الأشياء يتطلب بعض التحكم الجاد في درجة الحرارة والتعامل الدقيق. لكنني لا أزال أشعر بالفضول بشأن كيفية حصولهم على هذه المادة شديدة اللزوجة لتناسب التدفق في تلك القوالب المعقدة. لا يبدو الأمر ممكنًا.
إنه تحدي بالتأكيد. قليلا من التوازن. أنت بحاجة إلى بعض المعدات المتخصصة للتعامل مع درجات الحرارة المرتفعة والضغط الذي يتطلبه تحريك هذا الـ uhmwpe المنصهر.
لذلك نحن لا نتحدث عن إعداد القوالب البلاستيكية المتوسطة.
لا، ولا حتى قريبة. نحن نتحدث عن آلات قولبة بالحقن من الدرجة الصناعية مع بعض الجاذبية الجادة خلفها. وحتى ذلك الحين، لا يقتصر الأمر على القوة الغاشمة فحسب. يجب أن تكون استراتيجيًا فيما يتعلق بكيفية تطبيق ضغط الحقن.
استراتيجية؟ كيف ذلك؟
حسنًا، إذا قمت بالضغط أكثر من اللازم، فإنك تخاطر بإتلاف المادة أو حتى القالب نفسه. كما هو الحال إذا قمت بربط المسمار أكثر من اللازم، يمكنك تجريد الخيوط أو حتى كسر المادة.
لذا فهي براعة على القوة.
فهمتها.
لكنني أتصور أن الحصول على درجة الحرارة الصحيحة أمر بالغ الأهمية، خاصة مع موضوع التوصيل الحراري الذي تحدثنا عنه.
أوه، بالتأكيد. الأمر كله يتعلق بالعثور على تلك البقعة الجميلة. تحتاج إلى الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للعفن، تتراوح عادة بين 180 و200 درجة مئوية. وبعد ذلك عليك التحكم بعناية في معدل التبريد أيضًا.
مئوية. يمين. يجب أن أتذكر دائمًا تحويل ذلك في رأسي. لكنني أعتقد أن درجات الحرارة الدقيقة هذه هي المفتاح لمنع تلك الأجزاء المشوهة وغير المتوازنة التي تحدثنا عنها.
بالضبط. تريد أن تبرد هذه المادة بشكل لطيف ومتساوي وببطء. وبهذه الطريقة تتجنب أي ضغوط داخلية قد تؤدي إلى التزييف أو جعل الأبعاد غير واضحة.
لذلك فهو مثل الخبز أ. قمت بخطوة واحدة خاطئة وانهار الأمر برمته.
هذا تشبيه عظيم. وكما تعلمون، لا يتعلق الأمر فقط بمعلمات التشكيل نفسها. يلعب تصميم القالب دورًا كبيرًا في مدى نجاح العملية برمتها.
يمين. القالب نفسه. ما نوع الأشياء التي يجب عليك مراعاتها عند تصميم قالب مخصص لهذا uhmwpe؟
حسنًا، أول شيء هو أنك تريد التأكد من تدفق المواد المنصهرة بسلاسة عبر القالب. لذا فأنت تريد تقليل أي زوايا حادة وإنشاء مسارات التدفق الانسيابية الرائعة هذه.
أنا أتصور شيئا مثل شريحة المياه. تريد مسارًا سلسًا ومستمرًا دون أي قطرات مفاجئة أو انعطافات حادة.
هذه طريقة مثالية لتصور ذلك. أي تغييرات مفاجئة في الاتجاه ستؤدي إلى إنشاء نقاط ضغط في المادة، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى نقاط ضعف في الجزء الأخير.
من المنطقي. تعتبر مسارات التدفق السلس أمرًا بالغ الأهمية. ماذا بعد؟
التنفيس هو شيء كبير آخر. يجب أن يكون لديك طرق هروب كافية لأي غازات محاصرة قد تتراكم أثناء عملية الحقن. إذا لم تقم بذلك، قد ينتهي بك الأمر بوجود جيوب هوائية أو فراغات في الجزء.
آه، إنه مثل ترك مدخنة صغيرة للهروب من الهواء الساخن.
بالضبط. ولحسن الحظ أن لدينا هذه الأيام بعض الأدوات المتطورة جدًا لمساعدتنا في كل هذا.
مثل ماذا؟ أدوات كهربائية؟
حسنًا، يستخدم المهندسون الآن برامج المحاكاة. فهو يسمح لهم باختبار تصميمات القوالب المختلفة ومعايير المعالجة تقريبًا قبل أن يقوموا ببناء نموذج أولي مادي.
حتى يتمكنوا من رؤية كيفية تدفق المادة عبر القالب، وتحديد أي مناطق مشكلة محتملة، وإجراء التعديلات قبل أن يبدأوا في قطع المعدن.
بدقة. إنه تغيير حقيقي لقواعد اللعبة من حيث الكفاءة وتوفير التكاليف. لكن كما تعلمون، لا ينبغي لنا أن ننسى سبب تعرضنا لكل هذه المشاكل في المقام الأول.
يمين. لقد تحدثنا عن كل التحديات، ولكن ماذا عن المردود؟ ما الذي يجعل UHMWPE يستحق كل هذا الجهد الإضافي؟
حسنًا، إنه هذا المزيج الفريد من الخصائص. وهذا ما يجعلها متعددة الاستخدامات. نعم، لقد تطرقنا بالفعل إلى استخدامه في الغرسات الطبية، لكنه يُحدث ثورة في الصناعات الأخرى أيضًا.
مثل أي نوع من الصناعات؟
حسنًا، صناعة السيارات على سبيل المثال، بسبب مقاومتها للتآكل ومعامل الاحتكاك المنخفض. يتم استخدام WPE في جميع أنواع قطع غيار السيارات، والتروس، والمحامل، وحتى تلك البطانات التي تحمي الهيكل السفلي لسيارتك.
لذا فهي ليست صعبة فحسب، بل إنها تساعد أيضًا على تحرك الأشياء بسلاسة.
بالضبط. وهذا الاحتكاك المنخفض مفيد أيضًا في صناعة تجهيز الأغذية. نعم، تخيل أحزمة النقل وبطانات المزلق التي يسهل تنظيفها وتمنع التصاق الطعام.
يجب أن يكون هذا إضافة كبيرة لسلامة الأغذية وكفاءتها.
قطعاً. وبالطبع لا يمكننا أن ننسى الصناعات الثقيلة حيث المتانة هي كل شيء. بكرات النقل، وقضبان التوجيه، وحتى التروس والمحامل ذات الحجم الصناعي. تعمل UHMWPE بهدوء على الحفاظ على سير جميع هذه العمليات بسلاسة وكفاءة.
إنه مثل البطل المجهول للعالم الصناعي.
أحب ذلك. والأمر المذهل حقًا هو أن القولبة بالحقن تتيح لنا إنشاء كل هذه المكونات في هذه الأشكال المعقدة أو مع الحفاظ على خصائص المواد المذهلة.
لذلك لا يتعلق الأمر فقط بصنع كتل أو صفائح بسيطة. يمكنك في الواقع صنع هذه الأجزاء المعقدة حقًا والتي تتميز بالقوة والدقة الفائقة.
هذا صحيح. وهذا يفتح عالما كاملا من الاحتمالات.
نعم، يبدو حقًا أننا خدشنا السطح هنا للتو.
لدينا حقا. وهذا ما يجعل هذه المادة مثيرة للغاية. هناك الكثير من الإمكانات للابتكار. أعني، فكر في الأمر. لقد انتقلنا من الأجزاء البسيطة المقاومة للتآكل إلى الغرسات الطبية التي يمكن أن تدوم مدى الحياة. ما هي الخطوة التالية بالنسبة لuhmwpe؟ من يعرف؟
إنه لأمر مدهش حقًا عندما تفكر في الأمر بهذه الطريقة. لذلك قمنا بتغطية كيفية صنعها، والتحديات، والتطبيقات المذهلة. ولكن ما الذي يلفت انتباهك باعتباره الشيء الأكثر روعة في هذه المادة؟
بالنسبة لي، هذا المزيج من القوة والتوافق الحيوي. حقيقة أنه يمكنك الحصول على مادة قوية بما يكفي للتطبيقات الصناعية، ولكنها لطيفة بما يكفي لاستخدامها داخل جسم الإنسان. هذا أمر لا يصدق. إنه يتحدث حقًا عن قوة علم المواد وكل الاحتمالات التي يفتحها.
يجعلك تتساءل ما هي الاختراقات الأخرى التي هي قاب قوسين أو أدنى. ربما بعد سنوات قليلة من الآن سنتعمق في مادة أكثر روعة من هذه.
سأفاجأ على الإطلاق. وهذا ما أحبه في هذا المجال. هناك دائمًا شيء جديد لاكتشافه واستكشافه.
حسنًا، في هذا الصدد، أعتقد أن الوقت قد حان لإنهاء هذا الغوص العميق في عالم قولبة حقن UHMWPE. لقد كانت رحلة رائعة، ألا تقول ذلك؟
لقد حدث بالفعل.
لذا، لكل من يستمع، إذا وجدت نفسك في حاجة إلى مادة يمكنها تحمل أي شيء تقريبًا، حسنًا، تذكر، ربما تكون UHMWPE هي الإجابة التي تبحث عنها. ومرحبًا، ربما تكون أنت الشخص الذي يكتشف التطبيق التالي الذي سيغير قواعد اللعبة لهذا البوليمر المذهل.
أتمنى ذلك. إنها مادة ذات إمكانيات لا نهاية لها.
شكرًا لانضمامك إلينا في هذا الغوص العميق في uhmwpe. حتى المرة القادمة، أبقِ تلك العقول فضولية وتلك الأفكار
