الرغوة الخلوية الدقيقة · SCF

الرغوة الخلوية الدقيقة للبوليمرات

تستند إلى تقنية السائل فائق الحرج (SCF)، حيث تتشكّل فورًا عدد كبير من الخلايا الدقيقة في المنصهر (قطر الخلية 1–100μm، وكثافة الخلية 10⁶–10¹² /cm³). وتكون الأجزاء خفيفة الوزن، وعازلة للصوت, وعالية القوة النوعية، مع دقة أبعاد محسّنة وتشوّه أقل.

المفهوم

الرغوة الخلوية الدقيقة والسائل فائق الحرج

مفهوم اللدائن الرغوية الخلوية الدقيقة

قطر الخلية 1–100μm، وكثافة الخلية 10⁶–10¹² /cm³؛ ومقارنة بالرغاوي التقليدية (قطر الخلية 250μm–1mm)، فإن البنية الخلوية الدقيقة أكثر اتساقًا ودقّة.

تقنية السائل فائق الحرج (SCF)

"سائل ثالث" فوق النقطة الحرجة يجمع خصائص الغاز والسائل. واعتبارًا للقابلية للتشغيل والتكلفة والأثر البيئي، تُفضَّل الغازات الخاملة فائقة الحرج — لا سيما النيتروجين (N₂) أو ثاني أكسيد الكربون (CO₂) — كعوامل رغوة.

بنية الجزء

بنية رغيفية نموذجية: طبقة جلد غير رغوية وطبقة نواة رغوية، مع توزيع خلايا مثالي متّسق في النواة.

المواد الخام

المواد الأساسية هي راتنجات لدائن حرارية (PP، وABS، وPC، وPA وغيرها)، ولدائن مرنة حرارية، ومواد محشوّة بمعادن / مدعّمة بالألياف؛ وعامل الرغوة هو غاز خامل فائق الحرج.

العملية

مبدأ التشكيل والعملية

تُلدَّن الراتنجات تحت ضغط خلفي مضبوط مسبقًا مع ضخ SCF (N₂ أو CO₂) في المنصهر بشكل مُقنّن؛ وبعد مزج/انتشار إضافي يتكوّن محلول متجانس يُحافظ عليه حتى دخول تجويف القالب. وبعد الحقن في التجويف، تُنشئ حالة عدم الاستقرار الديناميكي الحراري عددًا كبيرًا من نوى الفقاعات فورًا؛ وخلال الملء والتبريد تنمو الفقاعات وتثبت، ليعطي أجزاء رغوية خلوية دقيقة.

النقاط الرئيسية لعملية رغوة SCF

  • ضغط خلفي مستقر للتخزين: يُضبط ضغط التلدين بين 80–200 bar
  • حقن SCF N₂ (مباشرة في الأسطوانة): ضغط الحقن أعلى من ضغط المنصهر بـ 5–10 bar، والجرعة ≤1% وزن (من وزن الراتنج)
  • لا تُفرّغ الضغط بعد التلدين — حافظ على الضغط الخلفي
  • تعتمد معلمات الحقن على تصميم الجزء والقالب؛ الحفظ: لا حاجة لعملية حفظ
  • التبريد: حرارة القالب ~30–60℃, وزمن التبريد يعتمد على سماكة الجدار والبؤر الساخنة للقالب
المزايا والقيود

المزايا والقيود

المزايا أ–د

تحسّن دقة واستقرار الأبعاد (التسطيح والدائرية بأكثر من 50% تحسّنًا)؛ وتقلّل الإجهاد المتبقّي وتشوّه أقل؛ ولا علامات غرق على سطح الجزء؛ وتقصّر دورة التشكيل (≥5% للأجزاء ذات الجدران الرقيقة).

المزايا هـ–ي

تخفيف وزن الجزء 5%–30%؛ وتخفيض طناجة قفل الآلة؛ وزيادة حرية التصميم (هياكل أرق، وأقسام جدران متباينة)؛ وتقليل زمن تطوير/التحقق من القالب؛ وتحسين زخرفة داخل القالب منخفضة الضغط.

القيد · المظهر

لا يمكن تحقيق مظهر من الدرجة A: توجد علامات رغوة وخشونة أعلى، مما يتطلّب الضغط الخلفي للتجويف وتقنيات أخرى لتحسين تأثير السطح.

القيد · البنية

قد تتفاوت البنية الخلوية الداخلية حسب مسافة الملء؛ وتحدّ البنى الوظيفية القائمة من مقدار تخفيف الوزن؛ ويحدّ اتجاه ألياف الزجاج من تحسين التشوّه.

الحل

تقنية الضغط الخلفي للتجويف

من خلال بناء ضغط داخل تجويف القالب، لا يمكن للمنصهر تكوين رغوة أثناء الحقن، مما يحسّن بشكل كبير تأثير سطح الجزء.

تدفّق العملية

  • إغلاق القالب وبناء ضغط التجويف: عند إشارة إغلاق القالب، يملأ المنظّم التجويف بالغاز لبناء الضغط الخلفي (20–80 bar)؛ وكلما زاد الضغط الخلفي أمكن إدخال SCF أكثر لكل ضربة ورغوة أفضل
  • الحقن وتفريغ التحكم بالضغط: ملء التجويف بمنصهر SCF المحقون مسبقًا مع تفريغ غاز الضغط الخلفي للتجويف، مع الحفاظ على توازن ديناميكي بين الضغط الخلفي وضغط الملء
  • التخزين: بعد الحقن، يمكن بدء التخزين بينما يُحقن SCF في الأسطوانة؛ وبعد التبريد، يُفتح القالب وتُستخرج القطعة
  • النقطة الرئيسية: يجب إحكام القالب؛ فكلما كان الإحكام أفضل أمكن رفع الضغط الخلفي للتجويف أكثر؛ وقناة غاز عند نهاية تدفّق المنصهر مع تفريغ متحكّم به
التطبيقات والحالة

التطبيقات والحالات النموذجية

01

أجزاء السيارات

أجزاء هيكلية مثل المقابض ومقابض الأبواب والحواجز — تخفيف الوزن مع ضمان الصلابة والمظهر.

02

أجزاء معدات المكاتب

أجزاء هيكلية للطابعات/المستنسخات — تحسين استقرار الأبعاد وتقليل التشوّه.

03

أجزاء الإلكترونيات / الأجهزة

أجزاء رقيقة الجدران وعالية الدقة — إلغاء علامات الغرق، وتحسين التسطيح.

04

أخرى

أغطية مرشّحات (أخف بنسبة 15%، ومع إلغاء علامات الغرق وحل التشوّه)، وتروس (تحسين الدائرية)، ومقابض Mingrui (خلايا متّسقة، أخف 10%، وسطح جيد الجودة)، وغيرها.

حالة تطوير التقنية

  • اكتمل تطوير الأجهزة والتحقق من التطبيق الصناعي: اللولب/الأسطوانة/دبوس الغاز/فوهة دبوس الختم، ونظام تغذية SCF N₂
  • اكتملت اختبارات التطبيق المشترك مع الضغط الخلفي للتجويف؛ واكتمل التحقق من رغوة الأجزاء ذات الجدران الرقيقة والسميكة
  • اكتمل التحقق من الجدوى مع زخرفة داخل القالب وتقنية تغيير حرارة القالب
اتصل بنا

احصل على المزيد من المواد الفنية

للحصول على المواد الفنية الكاملة للرغوة الخلوية الدقيقة، يرجى الاتصال بنا هاتفيًا.