אילו מוצרים ניתן לייצר בטכנולוגיית ייצור - ניפוח בתבנית

ניפוח בתבנית (באנגלית Blow Molding) היא אחת משיטות העיבוד העיקריות לעיצובם של חומרים כגון מוצרי וחלקי פלסטיק בעלי חלל עם נפח פנימי. דוגמאות למוצרים כגון אלה הם למשל בקבוקי שתייה ומכלים. העיקרון העומד במרכז תהליך הניפוח בתבנית - הוא פעולת חימום של צינור פולימרי אשר סגור מצדו האחד והצמדות שלו אל דפנות תבנית ייצור ייעודית. זאת בהתאמה אל דפנות תבנית באמצעות צינורית ניפוח. לאחר מכן מתבצע תהליך של קירור בעזרת נוזל או אוויר והוצאה מן התבנית.

 

קיימים שלושה סוגים של ניפוח בתבנית:

  • שיחול וניפוח בתבנית (Extrusion blow molding).
  • הזרקה וניפוח בתבנית (Injection blow molding).
  • מתיחה וניפוח בתבנית (Stretch blow molding).

 

התהליך הראשון של שיחול וניפוח בתבנית - מתבצע לרוב לצורך ייצור של מכלים או ג'ריקנים גדולי ממדים. ברוב המקרים משתמשים בתהליך זה בחומרים כדוגמת פי.וי.סי, פוליסטירן, פוליפרופילן, פוליאתילן (בצפיפות נמוכה וגבוהה). מדובר בתהליך משתנה שיכול להתבצע בצורה רציפה או במחזוריות משתנה; וזאת, בהתאם לסוג וגודל של מוצר ובהתחשב בזמן הקירור הנדרש בתהליך ייצורו.

 

קריטריונים חשובים בתהליך:

  • צמיגות חומר בקצבי גזירה נמוכים וגבוהים, רמת גבישיות ותכונות תרמיות כמו הולכת חום וחום סגולי.

התהליך השני של הזרקה וניפוח בתבנית נועד לצורך ייצור מוצרים בעלי עובי דופן מדויק ובאיכות גימור אסתטית. נוסף על כן, נעשה שימוש בתהליך ההזרקה והניפוח בתבנית במקרים בהם לא ניתן לייצר מוצרים בתהליך השיחול מסיבות טכניות. בתהליך זה מיוצרים מוצרים כגון בקבוקונים קטנים בעלי צורות הנדסיות מורכבות, כלים למוצרי קוסמטיקה שונים ונוספים.

  • צמיגות התך ונתוני גזירה של חומר הגלם, נתוני מאמץ למתיחה של החומר הקריטיים בתהליך הניפוח, התארכות ביחס לדרגת ניפוח, נתוני גבישיות החומר המסייעים בפעולת המתיחה ובשלב הקירור.

בתהליך השלישי של מתיחה וניפוח בתבנית מתחיל בחימום פולימר לטמפרטורת גבוהה מעט מטמפרטורת המעבר שלו ולאחר מכן מתבצעים מתיחה וניפוח החומר בעזרת צינורית ניפוח ייעודית לכך. התהליך דומה לניפוח של בלון המתנפח ונמתח במקביל.

  •  נתוני מתיחה וכניעת חומר בטמפרטורה של כמה מעלות מעבר לטמפרטורת המעבר שלו, תכונות הכיווניות של החומר במצב של מתיחה (דו כיווניות).

יתרונות בשימוש בשיטת ייצור של ניפוח בתבנית הם: עלות נמוכה של כלי ייצור וזמן ייצור מהיר יחסית לצד יכולת ייצור של חלקים מורכבים ומחזורם של מוצרים קיימים.

חסרונות בשימוש בשיטת ייצור של ניפוח בתבנית הם: נזק סביבתי (משום השימוש בפטרוליום), מגוון מוגבל של שימושים (מתאים לייצור של רכיבי ומוצרי פלסטיק חלולים- כגון בקבוקי פלסטיק ומכלי פלסטיק).