يُعدّ تشكيل اللب، كأحد أبرز خيارات التغليف الصديقة للبيئة، خيارًا مفضلًا لدى أصحاب العلامات التجارية. في عملية إنتاج منتجات تشكيل اللب، يُعتبر القالب عنصرًا أساسيًا، ويتطلب تصميمه وتطويره تقنيات عالية، واستثمارًا كبيرًا، ودورة إنتاج طويلة، ومخاطر عالية. لذا، ما هي النقاط الرئيسية والاحتياطات الواجب مراعاتها عند تصميم قوالب الورق والبلاستيك؟ فيما يلي، سنشارككم بعض الخبرات في تصميم هياكل التغليف لتتعرفوا على تصميم قوالب تشكيل اللب وتستكشفوه.
01قالب التشكيل
يتكون الهيكل من قالب محدب، وقالب مقعر، وقالب شبكي، وقاعدة للقالب، وتجويف خلفي للقالب، وحجرة هواء. يُعد القالب الشبكي الجزء الرئيسي من القالب. ولأنه مصنوع من أسلاك معدنية أو بلاستيكية بقطر يتراوح بين 0.15 و0.25 مم، فلا يمكن تشكيله بشكل مستقل، بل يجب تثبيته على سطح القالب الرئيسي لكي يعمل.
التجويف الخلفي للقالب هو تجويف ذو سماكة وشكل محددين، يتطابق تمامًا مع سطح عمل القالب بالنسبة لمقعده. أما القوالب المحدبة والمقعرة فهي عبارة عن غلاف ذي سماكة جدار محددة. ويرتبط سطح عمل القالب بالتجويف الخلفي عبر ثقوب صغيرة موزعة بانتظام.
يُثبّت القالب على قالب آلة التشكيل عبر مقعد القالب، وتُركّب حجرة هواء على الجانب الآخر من القالب. تتصل حجرة الهواء بالتجويف الخلفي، كما تحتوي على قناتين للهواء المضغوط والتفريغ.
02قالب التشكيل
قالب التشكيل هو قالب يُدخل مباشرةً في قطعة الورق الرطبة بعد تشكيلها، ويؤدي وظائف التسخين والضغط والتجفيف. تتميز المنتجات المصنعة باستخدام هذا القالب بسطح أملس وأبعاد دقيقة وصلابة ومتانة عالية. تُستخدم هذه القوالب في صناعة أدوات المائدة ذات الاستخدام الواحد. في مجال التغليف الصناعي، تُعبأ كميات صغيرة ودقيقة وكبيرة من المنتجات الصغيرة طبقةً تلو الأخرى، مع استخدام مواد التغليف لوضعها بين كل طبقة وأخرى. عند استخدام منتجات مصبوبة من اللب، يجب تصنيعها باستخدام قوالب التشكيل.
مع ذلك، تعمل معظم منتجات التغليف الصناعية من جانب واحد ولا تتطلب تثبيتًا حراريًا، إذ يمكن تجفيفها مباشرةً. يتكون قالب التشكيل من قالب محدب، وقالب مقعر، وقالب شبكي، وعنصر تسخين. يحتوي القالب المحدب أو المقعر المزود بقالب شبكي على فتحات تصريف وتهوية. أثناء التشغيل، تُضغط قطعة الورق الرطبة أولًا داخل قالب التشكيل، حيث يُضغط ويُصرّف 20% من الماء. في هذه المرحلة، يكون محتوى الماء في قطعة الورق الرطبة بين 50 و55%، مما يؤدي إلى تبخير الماء المتبقي بعد تسخين قطعة الورق الرطبة داخل القالب وتصريفه. تُضغط قطعة الورق الرطبة وتُجفف وتُشكّل لتكوين المنتج.
قد يتسبب قالب الشبكة في قالب التشكيل في ظهور علامات شبكية على سطح المنتج، كما قد يتلف قالب الشبكة بسرعة أثناء عمليات التشكيل المتكررة. ولحل هذه المشكلة، صمم أحد خبراء القوالب قالبًا خاليًا من الشبكة، يُصنع باستخدام تقنية تعدين المساحيق الكروية القائمة على النحاس. على مدار العامين الماضيين، وبعد إدخال تحسينات هيكلية متعددة واختيار الحجم المناسب لجزيئات المسحوق، أصبح عمر قالب التشكيل الخالي من الشبكة عشرة أضعاف عمر قالب الشبكة، مع خفض التكلفة بنسبة 50%. تتميز المنتجات الورقية المنتجة بدقة عالية وأسطح داخلية وخارجية ناعمة.
03قالب الضغط الساخن
بعد التجفيف، تتعرض الورقة الرطبة للتشوه. وعندما تتعرض بعض الأجزاء لتشوه شديد أو تتطلب دقة عالية في مظهر المنتج، يخضع المنتج لعملية تشكيل، ويُطلق على القالب المستخدم اسم قالب التشكيل. يتطلب هذا القالب أيضًا عناصر تسخين، ولكن يمكن استخدامه بدون قالب شبكي. يجب أن تحتفظ المنتجات التي تتطلب التشكيل بنسبة رطوبة تتراوح بين 25 و30% أثناء التجفيف لتسهيل عملية التشكيل.
في عمليات الإنتاج، يصعب التحكم في نسبة الماء، مما يعيق تلبية المنتج لمتطلبات الجودة. لذا، صمم أحد المصنّعين قالبًا للتشكيل بالرش، حيث تُصنع فتحات الرش فيه بما يتناسب مع الأجزاء المراد تشكيلها. بعد تجفيف المنتجات تمامًا، تُوضع في القالب، وتُستخدم فتحات الرش فيه لضغطها بالرش الساخن. يشبه هذا القالب إلى حد ما مكواة الرش المستخدمة في صناعة الملابس.
04قالب النقل
يُعدّ قالب النقل المحطة الأخيرة في العملية برمتها، وتتمثل وظيفته الرئيسية في نقل المنتج بأمان من القالب المساعد المدمج إلى صينية الاستقبال. يجب أن يكون تصميم قالب النقل بسيطًا قدر الإمكان، مع وجود فتحات شفط موزعة بانتظام لضمان امتصاص المنتج بسلاسة على سطح القالب.
05قالب التشذيب
لضمان نظافة وجمال المنتجات الورقية المقولبة، تُجهز هذه المنتجات، التي تتطلب معايير جمالية عالية، بعمليات قطع الحواف. وتُستخدم قوالب القطع لتشذيب الحواف الخشنة لهذه المنتجات، وتُعرف أيضاً بقوالب قطع الحواف.
تاريخ النشر: 20 أكتوبر 2023