عملية تلميع القالب البلاستيكي

مع الانتشار الواسع للمنتجات البلاستيكية، مثل الضروريات اليومية وحاويات تغليف المشروبات، غالبًا ما يتطلب المظهر الخارجي تلميع سطح تجويف القالب البلاستيكي تلميعًا مرآويًا. كما أن إنتاج العدسات البصرية، وسجلات الليزر، وغيرها من القوالب يتطلب خشونة سطح عالية، وبالتالي فإن متطلبات التلميع عالية جدًا.

لا يقتصر دور التلميع على تحسين جمال المنتج فحسب، بل يُحسّن أيضًا مقاومة سطح المادة للتآكل والتلف، كما يُضفي على القالب مزايا أخرى، مثل سهولة إخراج المنتجات البلاستيكية وتقليل دورة حقن الإنتاج. لذلك، يُعد التلميع عملية بالغة الأهمية في عملية تصنيع القوالب البلاستيكية.

في الوقت الحاضر، طرق التلميع المستخدمة عادة هي كما يلي:

1.1 التلميع الميكانيكي

التلميع الميكانيكي هو إزالة التشوه البلاستيكي لسطح مادة القطع بعد تلميع الجزء المحدب والحصول على طريقة تلميع ناعمة، والاستخدام العام لشريط الحجر، وعجلة الصوف، والورق الصنفرة وغيرها من الأدوات، والتشغيل اليدوي بشكل أساسي، والأجزاء الخاصة مثل سطح الجسم الدوار، يمكن استخدام أدوات مساعدة مثل القرص الدوار، ويمكن استخدام متطلبات جودة السطح طريقة التلميع الفائقة.

التلميع الفائق هو استخدام أدوات طحن خاصة، تُضغط بقوة على سطح قطعة العمل المراد معالجتها، باستخدام سائل تلميع يحتوي على مادة كاشطة، لتحقيق دوران عالي السرعة. تُحقق هذه التقنية خشونة سطح تبلغ Ra0.008 ميكرومتر، وهي الأعلى بين طرق التلميع الأخرى. تُستخدم هذه الطريقة بكثرة في قوالب العدسات البصرية.

1.2 التلميع الكيميائي

التلميع الكيميائي هو إذابة الجزء المجهري البارز من سطح المادة في الوسط الكيميائي، مُفضّلاً على الجزء المقعر، للحصول على سطح أملس. ميزته الرئيسية هي عدم الحاجة إلى معدات معقدة، وإمكانية تلميع المنتجات ذات الأشكال المعقدة، وإمكانية تلميع العديد من القطع البلاستيكية في آن واحد بكفاءة عالية. المشكلة الأساسية في التلميع الكيميائي هي تحضير سائل التلميع. تبلغ خشونة السطح الناتجة عنه عادةً 10 ميكرومتر.

1.3 التلميع الكهربائي

المبدأ الأساسي للتلميع الكهربائي هو نفسه مبدأ التلميع الكيميائي، أي أن الذوبان الانتقائي للأجزاء الصغيرة البارزة على سطح المادة يُعطيها سطحًا أملسًا. بالمقارنة مع التلميع الكيميائي، يُمكن التخلص من تأثير تفاعل الكاثود، ويكون التأثير أفضل. تنقسم عملية التلميع الكهروكيميائي إلى خطوتين:

(1) ينتشر المنتج المذاب في الإلكتروليت عن طريق التسوية الكلية، مما يؤدي إلى انخفاض الخشونة الهندسية لسطح المادة، Ra > 1μm.

(2) استقطاب أنودي منخفض المستوى للضوء، زيادة سطوع السطح، Ra < 1μm.

1.4 التلميع بالموجات فوق الصوتية

تُوضع الأجزاء البلاستيكية في نظام التعليق الكاشط، وتُوضع معًا في مجال الموجات فوق الصوتية، ثم تُصقل المادة الكاشطة على سطح قطعة العمل من خلال تذبذب الموجات فوق الصوتية. قوة المعالجة بالموجات فوق الصوتية صغيرة، ولا تُسبب تشوهًا للقالب، ولكن إنتاج الأدوات وتركيبها أكثر صعوبة.

يمكن دمج المعالجة بالموجات فوق الصوتية مع الطرق الكيميائية أو الكهروكيميائية. بناءً على تآكل المحلول والتحليل الكهربائي، يُستخدم الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية لتحريك المحلول، مما يؤدي إلى فصل النواتج المذابة على سطح قطعة العمل، ويكون التآكل أو الإلكتروليت القريب من السطح متجانسًا. كما أن التجويف بالموجات فوق الصوتية في السائل يُثبط عملية التآكل، مما يُعزز سطوع السطح.

1.5 تلميع السوائل

تلميع السوائل هو تلميع سطح قطعة العمل عن طريق غسل السائل عالي التدفق والجسيمات الكاشطة التي يحملها. من الطرق الشائعة: معالجة نفث المواد الكاشطة، ومعالجة نفث السوائل، والطحن الهيدروديناميكي، وغيرها. يعمل الطحن الهيدروديناميكي بالضغط الهيدروليكي لجعل الوسط السائل الذي يحمل الجسيمات الكاشطة يتدفق عبر سطح قطعة العمل بسرعة عالية. يتكون الوسط بشكل أساسي من مركبات خاصة (مواد شبيهة بالبوليمر) ذات تدفق جيد تحت ضغط منخفض، وممزوجة بمواد كاشطة، مثل مسحوق كربيد السيليكون.

1.6 الطحن والتلميع المغناطيسي

الطحن والتلميع المغناطيسي هو استخدام مادة كاشطة مغناطيسية تحت تأثير مجال مغناطيسي لتشكيل فرشاة كاشطة، مما يُصقل قطعة العمل. تتميز هذه الطريقة بكفاءة معالجة عالية وجودة عالية وسهولة التحكم في ظروف المعالجة وظروف عمل ممتازة. باستخدام مادة كاشطة مناسبة، يمكن أن تصل خشونة السطح إلى Ra0.1μm.

يختلف تلميع قوالب البلاستيك اختلافًا كبيرًا عن تلميع الأسطح المطلوب في الصناعات الأخرى، وبالمعنى الدقيق للكلمة، ينبغي تسمية تلميع القالب بمعالجة المرآة. فهو لا يتطلب فقط تلميعًا عاليًا، بل يتطلب أيضًا معايير عالية لنعومة السطح ودقته الهندسية. ويتطلب تلميع الأسطح عمومًا سطحًا لامعًا فقط.

يُقسّم معيار معالجة المرآة إلى أربعة مستويات: AO=Ra0.008μm، A1=Ra0.016μm، A3=Ra0.032μm، A4=Ra0.063μm. نظرًا لصعوبة التحكم الدقيق في الدقة الهندسية للأجزاء باستخدام التلميع الكهربائي والسوائل، فإن جودة السطح الناتجة عن التلميع الكيميائي والتلميع بالموجات فوق الصوتية والتلميع المغناطيسي لا تلبي المتطلبات. لذلك، لا تزال معالجة مرآة القالب الدقيقة تعتمد على التلميع الميكانيكي.