كيفية منع التشقق في قضبان POM ذات القطر الكبير - الأسباب والحلول

لماذا تتصدع قضبان POM الأكبر بينما لا تتصدع القضبان الأصغر؟

POM (البولي أوكسي ميثيلين)، المعروف أيضًا باسم الأسيطال، يُستخدم على نطاق واسع بسبب خصائصه الميكانيكية الممتازة ومتانته. القضبان ذات القطر الأصغر، مثل حتى 50 مم، نادرًا ما تواجه مشاكل في التشقق. وذلك لأن القضبان الأصغر تتجمد بشكل أكثر توازنًا وأسرع، مما يقلل من خطر الضغوط الداخلية.

على النقيض من ذلك، فإن القضبان ذات القطر الأكبر، مثل 100 مم، غالبًا ما تواجه تبريد غير متساوٍ. الطبقة الخارجية تبرد أسرع من النواة، مما يؤدي إلى:

• الضغوط الداخلية الناتجة عن اختلافات درجة الحرارة.
• تبلور غير متجانس، مما يضعف بنية المادة ويزيد من خطر التشققات.

فيما يلي الأسباب الأكثر شيوعًا و الحلول الاقتصادية والعملية لمعالجة هذه المشكلة.

1. تبريد غير متساوٍ لقصبان POM

مشكلة:
في القضبان الأكبر، يبرد السطح بشكل أسرع بكثير من القلب أثناء عملية البثق. وهذا يؤدي إلى انكماش المواد وضغوط داخلية، مما يؤدي غالبًا إلى تشققات شعاعية.

حل:
✔️ تطبيق التبريد التدريجي:

• استخدم الماء الدافئ (60–80°C) بدلاً من الماء البارد خلال مرحلة التبريد الأولية.
• قم بتقليل درجة حرارة الماء تدريجياً في مناطق التبريد اللاحقة.
• اعتبر إضافة حمام هوائي قبل الغمر في الماء للحد من التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة.

2. التبلور السريع في النواة

مشكلة:
تتبلور POM، وخاصة الأنواع المتجانسة، بسرعة، مما يؤدي إلى هياكل بلورية غير متجانسة و نوى ضعيفة في القضبان الأكبر.

حل:
✔️ درجات حرارة معالجة أقل:

• درجة حرارة الأسطوانة: 190–210°C بدلاً من 210–230°C.
• درجة الحرارة: 10–15°C أقل من الأسطوانة.

✔️ التسخين القصير الأمد لتخفيف الضغط:

• اختبار التسخين قصير الأمد عند 80-100 درجة مئوية، يليه التبريد البطيء إلى درجة حرارة الغرفة.
• تعتمد المدة الدقيقة للتسخين على عوامل متعددة، لذا يُوصى بإجراء تجارب لتحسين المعايير.

3. خصائص المواد – بوليمر POM المتجانس

مشكلة:
البوليمر المتجانس POM، بينما يقدم صلابة أعلى، هو أكثر هشاشة من البوليمر المشترك POM. الأقطار الكبيرة تعزز الضغوط الداخلية، مما يزيد من احتمال التشقق.

حل:
✔️ ضع في اعتبارك التحول إلى البوليمر المشترك POM، الذي:

• يمتلك مقاومة أفضل للتشقق.
• أقل عرضة للضغوط الداخلية.

✔️ بدلاً من ذلك، أضف معدلات التأثير أو الملدنات لتحسين مرونة بوليمر POM الأحادي.

4. معلمات عملية البثق

مشكلة:
يمكن أن يؤدي الضغط أو درجة الحرارة المفرطة أثناء البثق إلى ارتفاع درجة الحرارة وضعف هيكل المادة.

حل:
✔️ تحسين معلمات العملية:

• قلل سرعة البثق للحصول على تبريد أكثر تساويًا و تبلور.
• قم بضبط درجات حرارة الأسطوانة والقالب لضمان انخفاض تدريجي في درجة الحرارة.
• خفض ضغط القالب لتجنب فصل الطبقات داخل القضيب.

5. الرطوبة في المواد الخام

مشكلة:
حتى كميات صغيرة من الرطوبة في حبيبات POM يمكن أن تخلق فقاعات دقيقة، مما يضعف هيكل القضيب ويؤدي إلى تشققات.

حل:
✔️ جفف المادة بشكل صحيح:

• قم بتجفيف الحبيبات مسبقًا عند 80–90°C لمدة 3–4 ساعات.
• قم بتخزين المواد الخام في ظروف جافة باستخدام مجففات الهواء المجففة في نظام التغذية.

ملخص

تشقق قضبان POM ذات القطر الكبير هو مشكلة معقدة ناتجة عن:

• تبريد غير متساوي,
• التبلور السريع,
• خصائص المواد، و
• معلمات البثق غير الصحيحة.

الحلول المقترحة:
✔️ تبريد تدريجي – تجنب الانخفاضات المفاجئة في درجة الحرارة باستخدام الماء الدافئ والتبريد التدريجي.
✔️ التسخين المريح للإجهاد – اختبار التسخين القصير الأمد عند 80–100°C، يليه تبريد بطيء لمنع تراكم الإجهاد الداخلي.
✔️ تحسين العمليات – ضبط درجات الحرارة، وسرعات البثق، والضغوط لتجنب ارتفاع درجة الحرارة وتركيز الإجهاد.
✔️ اختيار المواد – اعتبر البوليمر المشترك POM أو الدرجات المعدلة للصدمات لتحسين المتانة.
✔️ تجفيف المواد الخام – تأكد من خلو المادة من الرطوبة قبل البثق.

يمكن أن تقلل هذه الطرق العملية والاقتصادية بشكل كبير من خطر التشقق في قضبان POM ذات القطر الكبير وتحسن جودة المنتج.