ما هي عملية ماكينة نفخ الأفلام؟

إن ماكينة بثق الأفلام المُنفَّخة هي معدة مهمة لإنتاج أفلام البلاستيك، وتُستخدم على نطاق واسع في التعبئة، والزراعة، والصناعة، والسلع الاستهلاكية اليومية. ومن خلال عملية إذابة المواد الخام البلاستيكية وضغطها ونفخها لتحويلها إلى أفلام رقيقة، تتحقق عملية الأفلام المنفَّخة من التحويل الكامل من الجُسيمات إلى الفيلم. إذًا، ما هي الخطوات المحددة لعملية ماكينة بثق الأفلام المنفَّخة؟ ستناقش هذه المقالة تدفق العملية خطوة بخطوة، وشرَح كل رابط رئيسي ونقاط التحكم التقنية فيه بشكل منهجي، وتساعد القارئ على فهم كامل لعملية البثق بالتفجير.

١. ما هي تشكيل الأفلام النفخية العملية؟

إن صب الفيلم المдуفر هو عملية صب للبلاستيك الحراري، وهي مناسبة بشكل رئيسي لإنتاج الأفلام المصنوعة من مواد خام مثل البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP). يتم تسخين البلاستيك وصهره بواسطة الماكينة البازلة، ثم يُطرد من رأس البثق، ويتم توسيعه إلى فيلم تحت تأثير الغاز عالي الضغط. وفي نفس الوقت، يتم الانتهاء من عملية صنع الفيلم بالكامل عن طريق الجر والتبديل واللف.

٢. تكوين وبنية ماكينة بثق الأفلام المُدفَرة

تتضمن ماكينة بثق الأفلام المُدفَرة القياسية عادةً الأجزاء التالية:

• نظام البثق (فوهة التغذية، المسمار، الأسطوانة، نظام التسخين)
• نظام رأس البثق (لتشكيل الفيلم الأولي)
• نظام حلقة الهواء (التبريد والتدوير)
• جهاز الجر (يتحكم في سماكة الفيلم واستقراره)
• جهاز اللف (يقوم بجمع لفات الفيلم)
• النظام الكهربائي للتحكم (التحكم التلقائي في درجة الحرارة والسرعة وضغط الهواء، إلخ.)
• يلعب كل جزء دوراً أساسياً في العملية بأكملها.

3. تدفق عملية ماكينة النفخ البلاستيكي

3.1 تحضير المواد الخام وإدخالها

الخطوة الأولى في عملية نفخ الأفلام هي تحضير المواد الخام. تُستخدم عادةً حبيبات بلاستيكية حرارية مثل البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) أو البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أو البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE) أو البولي بروبيلين (PP). يمكن إضافة كتلة مركبة (Masterbatch) ومضادات الأكسدة والمواد التشحيمية ومواد مضافة أخرى وفقًا للاحتياجات المختلفة.
تُغذى هذه الحبيبات إلى قمع ماكينة البثق من خلال نظام تغذية آلي، ثم تُنقل بواسطة الجاذبية أو جهاز تغذية مُلَوّمة إلى منطقة التسخين في المسمار.

3.2 الذوبان والبلاستنة (البثق)

تُسخّن الحبيبات البلاستيكية وتُضغط وتذوب تدريجيًا أثناء دوران المسمار. ينقسم المسمار والأسطوانة إلى ثلاث مناطق:
منطقة التغذية: تبدأ البلاستيكية بالتسخين والتحرك للأمام.
منطقة الضغط: تذوب المواد وتزداد الضغط.
منطقة القياس: تضمن أن يكون المذاب متجانسًا وجاهزًا للبثق.
يتطلب العملية بأكملها تحكمًا دقيقًا في درجة حرارة كل قسم، وعادة ما تكون بين 160°م و250°م (حسب نوع المادة)، لضمان انصهار المادة بالكامل وعدم تحللها.

3.3 قولبة القالب (قالب الغشاء الأولي)

يتم طرد البلاستيك المنصهر بشكل متساوٍ وتشكيله إلى فيلم أنبوبي أولي من خلال القالب الحلقي. إن تصميم هيكل القالب له تأثير كبير على تساوي سمك الفيلم واستقراريته. كما يجب التحكم في درجة حرارة القالب ضمن نطاق مناسب، عادةً ما تكون أعلى قليلاً من درجة حرارة القسم المتضخم، لمنع تبريد المادة وتكتلها في القالب.

3.4 نفخ الفيلم

يتم ضخ الهواء المضغوط إلى مركز القالب لنفخ فيلم البثق من القطر الأصلي إلى الحجم المستهدف. ويُعرف قطر أنبوب الفيلم الناتج بـ "نسبة النفخ"، وعادة ما تكون بين 2:1 إلى 4:1. من خلال تعديل الضغط الداخلي وسرعة التبريد ومعدل السحب، يمكن التحكم في سماكة الفيلم وخصائصه الميكانيكية.
إن عملية النفخ هي المفتاح للتحكم في عملية التشكيل، ولها تأثير كبير على خصائص الشد والشفافية والاستواء (الاستقامة) للفيلم.

3.5 التبريد والتشكيل

بعد تشكيل فيلم الإنبات بالنفخ، يجب تبريده بسرعة لتحديد الشكل ومنع انهيار الفيلم أو عدم استقرار الفقاعات. تُستخدم عادةً طريقة التبريد بحلقة هوائية (حلقة هوائية واحدة أو مزدوجة)، حيث يتم النفخ بتيار هواء ذي درجة حرارة طبيعية لتطويق الفيلم الفقاعي وتبريده بالتساوي من الخارج.
تؤثر كفاءة التبريد بشكل مباشر على سرعة الإنتاج وشفافية الفيلم. عادةً ما تكون النماذج عالية السرعة مزودة بأنظمة تبريد هوائي كفاءتها عالية.

3.6 الجذب والطي

يتم سحب أسطوانة الفيلم المبردة إلى الأعلى بواسطة الأسطوانة الجاذبة وتدخل إلى جهاز التسوية. تقوم الأسطوانة المسطحة بضغط الفيلم الأسطواني إلى فيلم مسطّح مزدوج الطبقة، وتقليم الحواف في نفس الوقت للاستعداد لللف. سرعة الجذب هي معلمة مهمة لضبط سمك الفيلم، وعادةً ما تكون متزامنة مع معدل البثق.
يجب أن يحتوي نظام الجذب على وظيفة تحكم تلقائي في التوتر لضمان توتر موحد للفيلم وسمك مستقر.

3.7 اللف إلى لفات

يتم إرسال الفيلم المسطح النهائي إلى نظام اللف ويُلف إلى لفة فيلم بسرعة محددة. تحتوي معظم ماكينات نفخ الفيلم الحديثة إما على آليات لف ذات احتكاك سطحي أو لف مركزي وتدعم وظيفة تغيير اللف تلقائيًا. يمكن أن تؤدي درجات اللف الجيدة إلى تحسين كفاءة الخطوات اللاحقة مثل الطباعة والقطع.

4. العوامل الحرجة المؤثرة على جودة فيلم النفخ

4.1 تقنيات تحسين التحكم في درجة الحرارة

التنظيم الحراري الدقيق يحافظ على سلامة البوليمر أثناء البثق. تستخدم الأنظمة الحديثة تسخين البراميل متعدد المناطق مع رد فعل دائرة مغلقة (بدقة ±1°م) لمنع التدهور. يجب تقليل تدرجات درجة حرارة القالب إلى الحد الأدنى من خلال استخدام عناصر تسخين مقسمة.

4.2 حسابات نسبة النفخ وخصائص الفيلم

نسبة التمدد (BUR) تُحدد تمدد الفيلم بأنها القطر الفقاعي مقسومًا على قطر القالب. تتراوح قيم BUR القياسية بين 1.5–4.0:

4.3 المفارقة الصناعية: تحقيق التوازن بين سرعة الإنتاج وجودة البلورة

غالبًا ما يتعارض الإنتاج عالي السرعة مع الكمال البلوري. عندما تتجاوز سرعة الخطوط 40 مترًا/دقيقة، يؤدي التبريد السريع إلى كبح تشكيل البلورات بنسبة 15–30%، مما يضعف خصائص الحاجز. تحل الأنظمة المتقدمة هذه المشكلة من خلال حلقات هواء معدلة تطبق تبريدًا تفاضليًا.

5. تشخيص وحل مشاكل تشغيل ماكينة بثق الفيلم بالنفخ

5.1 معالجة مشاكل تباين سمك الفيلم

ينتج تفاوت سمك الفيلم بشكل متكرر عن عدم توازن فتحة القالب أو عدم انتظام التبريد. يجب أن تضمن معايرة القالب توزيعًا موحدًا لمادة البوليمر المنصهرة – عادةً ضمن نطاق تفاوت ±5%.

5.2 منع ظواهر عدم استقرار الفقاعة

ينتج عدم استقرار الفقاعة عن عدم تجانس لزوجة المادة أو تقلبات ضغط الهواء. يجب الحفاظ على استقرار اللزوجة من خلال التحكم في رطوبة الراتنج (<0.02%) وثبات درجة حرارة المسمار. يجب أن تقوم أجهزة تنظيم الضغط الأوتوماتيكية بتعديل تدفق حلقة الهواء ضمن نطاق تفاوت ±2.5 باسكال.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو بثق الفيلم بالنفخ؟

البثق النفخى للفيلم هو عملية تشمل بثق راتنج مذاب بشكل مستمر لتشكيل فقاعة يتم نفخها وتمديدها لتصبح أفلامًا.

2. ما هي فوائد بثق الفيلم بالنفخ؟

تسمح هذه العملية بإنتاج أفلام حسب الطلب، بدءًا من الأغلفة ذات الطبقة الواحدة مرورًا بالطبقات المعقدة المتعددة، مع خصائص ميكانيكية قابلة للتعديل.

3. ما هي المواد التي تُستخدم عادةً في تصنيع الأفلام المُنتفخة؟

تشمل البوليمرات الشائعة الاستخدام البولي إيثيلين (LDPE، LLDPE، HDPE)، والبولي بروبيلين، وPVC، وبوليمرات مخصصة قابلة للتحلل أو مهندسة مثل EVOH.

4. كيف يمكنني منع عدم استقرار الفقاعات أثناء البثق؟

يساعد الحفاظ على استقرار اللزوجة وضمان ضغط هواء موحد باستخدام منظمات تلقائية في منع ظواهر عدم استقرار الفقاعات.