عملية إنتاج بكرات المطاط - الجزء الثاني

الفلكنة

في الوقت الحالي، لا تزال طريقة الفلكنة المستخدمة في معالجة بكرات المطاط الكبيرة والمتوسطة الحجم هي الفلكنة في خزانات الفلكنة. ورغم تغيير نظام الضغط المرن، إلا أن ذلك لا يزال يُثقل كاهل عملية النقل والرفع والتفريغ. تتعدد طرق تسخين الفلكنة: البخار، والهواء الساخن، والماء الساخن، ولا يزال البخار هو الأكثر شيوعًا. أما بكرات المطاط ذات المتطلبات الخاصة، نتيجةً لتلامس قلبها المعدني مع بخار الماء، فتُستخدم فيها الفلكنة غير المباشرة بالبخار، مما يُطيل مدة العملية من مرة إلى مرتين. وتُستخدم هذه الطريقة عادةً مع بكرات المطاط ذات القلوب الحديدية المجوفة. وبالنسبة لبكرات المطاط الخاصة التي لا يُمكن فلكنتها في خزانات الفلكنة، يُستخدم الماء الساخن أحيانًا، ولكن لا تزال هناك حاجة لمعالجة مشكلة تلوث المياه.

لتجنب انفصال طبقات المطاط واللب المعدني نتيجةً لاختلاف انكماش التوصيل الحراري بين أسطوانة المطاط واللب، تعتمد عملية الفلكنة عادةً على التسخين البطيء وزيادة الضغط، وتستغرق مدة الفلكنة وقتًا أطول بكثير من المدة اللازمة لفلكنة المطاط نفسه. ولتحقيق فلكنة متجانسة من الداخل والخارج، ولتوحيد التوصيل الحراري بين اللب المعدني والمطاط، تبقى أسطوانة المطاط الكبيرة في الخزان لمدة تتراوح بين 24 و48 ساعة، أي ما يعادل 30 إلى 50 ضعف مدة فلكنة المطاط العادية.

تُحوّل معظم بكرات المطاط الصغيرة والمتناهية الصغر حاليًا إلى عملية الفلكنة بالضغط، مما يُغيّر تمامًا طريقة الفلكنة التقليدية. في السنوات الأخيرة، استُخدمت آلات حقن القوالب لتركيب القوالب والفلكنة الفراغية، حيث يُمكن فتح القوالب وإغلاقها تلقائيًا. وقد تحسّن مستوى الميكنة والأتمتة بشكل كبير، وأصبح وقت الفلكنة قصيرًا، وكفاءة الإنتاج عالية، وجودة المنتج ممتازة. خاصةً عند استخدام آلة الفلكنة بحقن المطاط، حيث تُدمج عمليتا التشكيل والفلكنة في عملية واحدة، مما يُقلّل الوقت إلى ما بين دقيقتين وأربع دقائق، وهو ما يُمثّل اتجاهًا هامًا لتطوير إنتاج بكرات المطاط.

يشهد المطاط السائل، ممثلاً بمطاط البولي يوريثان (PUR)، تطوراً سريعاً في صناعة بكرات المطاط، مما فتح آفاقاً جديدة في مجال المواد والعمليات. ويعتمد هذا النوع من المطاط على تقنية الصب، متجاوزاً بذلك عمليات التشكيل المعقدة ومعدات الفلكنة الضخمة، مما يبسط عملية إنتاج بكرات المطاط بشكل كبير. إلا أن التحدي الأكبر يكمن في ضرورة استخدام القوالب. فبالنسبة لبكرات المطاط الكبيرة، وخاصةً المنتجات الفردية، ترتفع تكلفة الإنتاج بشكل ملحوظ، مما يعيق انتشارها واستخدامها على نطاق واسع.

لحل هذه المشكلة، ظهرت في السنوات الأخيرة عملية جديدة لإنتاج بكرات مطاط البولي يوريثان دون الحاجة إلى قوالب. تعتمد هذه العملية على بولي أوكسي بروبيلين إيثر بوليول (TDIOL)، وبولي تتراهيدروفوران إيثر بوليول (PIMG)، وثنائي فينيل ميثان ثنائي إيزوسيانات (MDI) كمواد خام. تتفاعل هذه المواد بسرعة بعد الخلط والتحريك، ثم تُصبّ كميًا على قلب معدني لبكرة مطاطية تدور ببطء. تتم العملية تدريجيًا أثناء الصب والتصلب، حتى تتشكل البكرة المطاطية في النهاية. تتميز هذه العملية بقصر مدتها، وارتفاع مستوى الميكنة والأتمتة فيها، بالإضافة إلى أنها تُغني عن استخدام القوالب الضخمة. كما أنها تُتيح إنتاج بكرات مطاطية بمواصفات وأحجام متنوعة حسب الطلب، مما يُقلل التكلفة بشكل كبير. وقد أصبحت هذه العملية الاتجاه الرئيسي لتطوير بكرات مطاط البولي يوريثان.

بالإضافة إلى ذلك، تشهد بكرات المطاط الدقيقة المستخدمة في تصنيع معدات أتمتة المكاتب، والمصنوعة من مطاط السيليكون السائل، تطورًا سريعًا في جميع أنحاء العالم. وتنقسم هذه البكرات إلى فئتين: المعالجة بالتسخين (LTV) والمعالجة في درجة حرارة الغرفة (RTV). وتختلف المعدات المستخدمة عن تلك المستخدمة في صناعة البولي يوريثان (PUR)، حيث تُشكّل قالبًا مختلفًا. وهنا، تكمن المسألة الأكثر أهمية في كيفية التحكم في لزوجة مركب المطاط وتقليلها للحفاظ على ضغط وسرعة بثق مناسبين.