كيف تقوم بإجراء الاختبارات باستخدام معدات اختبار البثق؟

قائمة المحتوى

● مقدمة لمعدات اختبار البثق

● أنواع طرق اختبار البثق

>> البثق إلى الأمام

>> الظهر (للخلف) البثق

>> بثق التأثير

>> البثق الهيدروستاتيكي

>> اختبار مؤشر تدفق الذوبان (MFI)

● الخصائص الرئيسية المقاسة باختبار البثق

● دليل خطوة بخطوة لإجراء اختبارات البثق

>> 1. التحضير

>> 2. إعداد المعدات

>> 3. تحميل العينة

>> 4. إجراء الاختبار

>> 5. جمع البيانات وتحليلها

>> 6. إجراءات ما بعد الاختبار

● المكونات الأساسية لمعدات اختبار البثق

● مراقبة الجودة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها في اختبار البثق

>> إجراءات مراقبة الجودة

>> خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها الشائعة

● التطبيقات عبر الصناعات

● خاتمة

● الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

>> 1. ما هو الفرق بين اختبار البثق الأمامي والخلفي؟

>> 2. كيف يتم قياس مؤشر تدفق الذوبان (MFI) باستخدام معدات اختبار البثق؟

>> 3. ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على دقة اختبارات البثق؟

>> 4. كيف يمكن استخدام معدات اختبار البثق لمراقبة الجودة في التصنيع؟

>> 5. ما هي المشاكل الشائعة التي تحدث أثناء اختبار البثق ، وكيف يمكن حلها؟

● الاستشهادات:

تعد معدات اختبار البثق أمرًا أساسيًا في مجموعة واسعة من الصناعات ، من المواد الغذائية والمستحضرات الصيدلانية إلى البلاستيك والمعادن ، لتقييم خصائص وجودة المواد التي تتم معالجتها من خلال البثق. يوضح هذا الدليل الشامل المبادئ والإجراءات وأفضل الممارسات لإجراء الاختبارات باستخدام معدات اختبار البثق ، وضمان نتائج موثوقة وقابلة للتكرار وذات مغزى.

مقدمة لمعدات اختبار البثق

تم تصميم معدات اختبار البثق لمحاكاة وقياس وتحليل سلوك المواد أثناء إجبارها من خلال الموت أو الفتحة في ظل ظروف يتم التحكم فيها. والغرض من ذلك هو تقييم الخصائص مثل التدفق ، والاتساق ، والحزم ، والانتشار ، والتي تعد حاسمة لكل من تحسين العملية وجودة المنتج النهائي [1] [2] [7].

يتم استخدام اختبارات البثق بشكل شائع لـ:

- البوليمرات والبلاستيك (على سبيل المثال ، اختبار معدل تدفق الذوبان)

- المنتجات الغذائية (على سبيل المثال ، المواد الهلامية ، المعاجين ، تنتشر)

- المستحضرات الصيدلانية (على سبيل المثال ، مرهم ، أقراص)

- المعادن (على سبيل المثال ، السلك ، الأنابيب ، ملفات تعريف)

تساعد هذه الاختبارات الشركات المصنعة على ضمان أن المواد تلبي معايير أداء محددة ، والامتثال لمعايير الصناعة ، وهي مناسبة لتطبيقات الاستخدام النهائي.

أنواع طرق اختبار البثق

يمكن تصنيف اختبار البثق على نطاق واسع بناءً على اتجاه تدفق المواد والتطبيق المحدد. تشمل الطرق الرئيسية:

البثق إلى الأمام

- يتم وضع العينة في حاوية وإجبارها من خلال الموت أو الشبكة في القاعدة.

- شائع الاستخدام للسوائل اللزجة والمواد الهلامية والمعاجين المتجانسين.

- يتم قياس مقاومة التدفق من خلال الفتحة [1] [2].

الظهر (للخلف) البثق

- يتم احتواء العينة في أسطوانة ، ويتم دفع مكبس أو قرص لأسفل ، مما يجبر المواد على التدفق حول المكبس.

- مفضل لاختبار المنتجات في حاوياتها الأصلية لمنع الاضطراب الهيكلي.

- مناسبة لقياس اتساق وانتشار الصلحين والمواد الهلامية [1] [2].

بثق التأثير

- تضرب لكمة عالية السرعة المادة ، مما تسبب في تدفقها إلى تجويف يموت.

- تستخدم في المقام الأول لتشكيل مكونات معدنية مجوفة مثل الأنابيب والعلب [4].

البثق الهيدروستاتيكي

- المواد محاطة بسائل ، ويتم نقل الضغط هيدروليكيا.

- يقلل الاحتكاك ويستخدم للمواد الحساسة لقوى القص العالية [4].

اختبار مؤشر تدفق الذوبان (MFI)

- خصيصًا للبلاستيك الحراري ، حيث يتم بثق البوليمر المنصهر من خلال موت موحد في ظل درجة حرارة محددة وحمل.

- تدابير ذوبان معدل تدفق الكتلة (MFR) ومعدل تدفق حجم الذوبان (MVR) [7].

الخصائص الرئيسية المقاسة باختبار البثق

يسمح معدات اختبار البثق بتقدير العديد من خصائص المواد الحرجة:

- الحزم: مقاومة التشوه تحت القوة المطبقة.

- قابلية الانتشار: سهولة يمكن أن تنتشر بها المادة أو الاستغناء عنها.

- الاتساق: توحيد خصائص الملمس والتدفق.

- قابلية البثق: القوة المطلوبة لبثق المادة من خلال الموت.

- قابلية الحقنة: سهولة الاستغناء عن حقنة أو أنبوب.

- عمل البثق: إجمالي الطاقة المطلوبة لبثق العينة.

- التماسك: قوة الترابط الداخلي داخل المادة [1] [2] [7].

بالنسبة للبلاستيك ، يتم قياس خصائص إضافية مثل معدل تدفق الذوبان ، اللزوجة ، والاستقرار الحراري لتقييم قابلية المعالجة وأداء المنتج [7] [14].

دليل خطوة بخطوة لإجراء اختبارات البثق

1. التحضير

- اختيار العينة: تأكد من أن العينة تمثيلية ومتجانسة.

- التكييف: الشرط المسبق العينة وفقًا للمعايير ذات الصلة (على سبيل المثال ، درجة الحرارة ، الرطوبة).

- معايرة المعدات: معايرة أجهزة اختبار البثق وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة ومعايير الاختبار ذات الصلة [7] [14].

2. إعداد المعدات

- اختر المباراة المناسبة: حدد مجهزة البثق إلى الأمام أو الخلفية ، أو يموت متخصصة لاختبار MFI ، استنادًا إلى المواد والخاصية ذات الاهتمام [1] [2] [7].

- تثبيت الموت أو الفتحة: تأكد من أن الموت نظيف ، وحجم بشكل صحيح ، ومثبت بشكل آمن.

-

3. تحميل العينة

- أدخل العينة: ضع العينة في غرفة البثق أو الأسطوانة ، وتجنب جيوب الهواء.

- قم بإغلاق النظام: تأكد من إغلاق النظام كما هو مطلوب ، مع عدم وجود تسرب أو فجوات.

4. إجراء الاختبار

- بدء الاختبار: ابدأ عملية البثق بسرعة أو قوة يتم التحكم فيها.

- معلمات المراقبة: قوة التسجيل ، والإزاحة ، ودرجة الحرارة ، ومعدل البثق في الوقت الحقيقي باستخدام نظام الحصول على بيانات الجهاز [7] [14].

- مراقبة السلوك المادي: لاحظ أي مخالفات مثل الارتفاع أو الانسداد أو التدفق غير المتسق.

5. جمع البيانات وتحليلها

- قياس المخرجات الرئيسية: اعتمادًا على الاختبار ، أو قياس الحد الأقصى للقوة ، أو العمل الكلي ، أو البثق الكتلي ، أو الحجم لكل وحدة زمنية.

- تكرار التجارب: إجراء عمليات تشغيل متعددة لتقييم التكرار والاتساق.

- حساب النتائج: بالنسبة إلى MFI ، حساب معدل تدفق الذوبان (MFR) أو معدل تدفق حجم الذوبان (MVR) وفقًا للمعايير [7].

6. إجراءات ما بعد الاختبار

- المعدات النظيفة: قم بإزالة المواد المتبقية والموت النظيف والبراميل والتركيبات لمنع التلوث.

- نتائج المستندات: سجل جميع معلمات الاختبار والملاحظات والقيم المحسوبة لمراقبة الجودة وتتبعها [14].

المكونات الأساسية لمعدات اختبار البثق

يعد فهم المكونات الرئيسية لمعدات اختبار البثق أمرًا ضروريًا للتشغيل والصيانة الفعالين:

المكون	وظيفة
برميل	يحتوي على العينة وغالبا ما يتم تسخينه للبلاستيك الحراري.
يموت/فتحة	يشكل البثق ويوفر مقاومة القياس.
مكبس/المكبس	يطبق القوة على العينة لبدء البثق.
تحميل الخلية	يقيس القوة المطلوبة للبثق.
التحكم في درجة الحرارة	يحافظ على الظروف الحرارية الدقيقة أثناء الاختبار.
الحصول على البيانات	السجلات قوة ، النزوح ، ودرجة حرارة التحليل.
مُكَمِّلات	قم بتضمين تجهيزات للبثق إلى الأمام/الظهر والشاشات وألواح الكسارة للتصفية.

قد تظهر معدات اختبار البثق الحديثة أيضًا:

- تحميل العينة الآلي

- عرض البيانات الرسومية في الوقت الحقيقي

- برنامج للتحليل الإحصائي المتقدم والإبلاغ [6] [7] [14]

مراقبة الجودة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها في اختبار البثق

إجراءات مراقبة الجودة

- المعايرة المنتظمة: يضمن دقة وتكرار القياسات [3] [14].

-قياس في الخط: المراقبة في الوقت الفعلي للأبعاد وخصائص البثق لتعديلات العملية الفورية [12].

- فحص المنتج النهائي: تقييم اللون ، والاستقرار الأبعاد ، والنزاهة الهيكلية ، والخصائص الأخرى ذات الصلة [14].

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها الشائعة

- التدفق غير المتناسق: تحقق من انسداد الموت أو تلوث المواد أو إعدادات درجة الحرارة غير الصحيحة [8] [14].

- زيادة أو تقلبات الضغط: فحص نظام التغذية ، وتصميم المسمار ، وتوحيد درجة الحرارة [8].

- الفقاعات أو خارج الغازات: تقليل محتوى الرطوبة في المواد الخام وتحسين درجة حرارة الذوبان [8].

- خطوط الموت أو الخطوط: تنظيف أو استبدال الموت لإزالة التراكم أو الضرر [8].

- المشكلات الميكانيكية: تأكد من تشحيم جميع الأجزاء المتحركة وخالية من التآكل أو الضرر.

إن النهج المنهجي لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، بدءًا من النظام الأساسي والتقدم خلال كل مرحلة من مراحل العملية ، ضروري لتحديد وحل المشكلات بكفاءة [5] [8].

التطبيقات عبر الصناعات

يجد معدات اختبار البثق التطبيق في قطاعات متنوعة:

- المواد البلاستيكية: تحديد خصائص تدفق الذوبان لمكافحة المعالجة ومراقبة الجودة [7] [14].

- الغذاء: قياس قابلية الانتشار ، والاتساق ، وحزم المنتجات مثل الزبدة ، والزجاج ، والفواكه المصنعة [1] [2].

- المستحضرات الصيدلانية: تقييم سلامة التعبئة والتغليف ، قوة الضغط اللوحي ، واتساق مرهم [6].

- المعادن: تقييم ليونة ، صلابة ، وتشكيل الخصائص للأسلاك والأنابيب والملامح [4] [9].

قد يكون لكل صناعة معايير محددة وأفضل الممارسات لاختبار البثق ، مصممة خصيصًا للمتطلبات الفريدة للمواد ومنتجاتها.

خاتمة

معدات اختبار البثق هي أداة لا غنى عنها لتقييم وضمان جودة المواد والاتساق والأداء من خلال البثق. من خلال فهم مبادئ اختبار البثق ، واختيار الأساليب والمعدات المناسبة ، والالتزام بإجراءات مراقبة الجودة الصارمة ، يمكن للمصنعين تحسين عملياتهم وتقديم المنتجات التي تلبي أعلى المعايير.

من المواد البلاستيكية والمواد الغذائية إلى الأدوية والمعادن ، فإن براعة ودقة معدات اختبار البثق تجعل من الضروري للتصنيع والبحث الحديث. باتباع أفضل الممارسات في إعداد المعدات ، وإعداد العينات ، وتحليل البيانات ، يمكن للمستخدمين تحقيق نتائج موثوقة تدفع الابتكار والجودة عبر الصناعات.

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

1. ما هو الفرق بين اختبار البثق الأمامي والخلفي؟

يتضمن البثق إلى الأمام فرض العينة من خلال الموت أو الفتحة في قاعدة الحاوية ، وقياس مقاومة التدفق. من ناحية أخرى ، يستخدم البثق الظهر مكبسًا لدفع العينة بحيث يتدفق حول المكبس وأعلى جانبي الحاوية. غالبًا ما يفضل بثق الظهر لاختبار المنتجات في حاوياتها الأصلية لتجنب تعطيل بنية العينة [1] [2].

2. كيف يتم قياس مؤشر تدفق الذوبان (MFI) باستخدام معدات اختبار البثق؟

يتم قياس MFI عن طريق تسخين عينة البوليمر في برميل إلى درجة حرارة محددة ، وتطبيق حمولة قياسية عبر مكبس ، وقرية البوليمر المنصهر من خلال يموت من الأبعاد المعروفة. يتم استخدام كتلة أو حجم البثق الذي تم جمعه خلال فترة محددة لحساب معدل تدفق كتلة الذوبان (MFR) أو معدل تدفق حجم الذوبان (MVR) ، بعد المعايير مثل ISO 1133 أو ASTM D1238 [7].

3. ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على دقة اختبارات البثق؟

تشمل العوامل الحاسمة:

- المعايرة السليمة لمعدات اختبار البثق

- إعداد عينة ثابتة وتكييف

- درجة حرارة دقيقة وتحكم في الحمل

- يموت وبراميل نظيفة ومحفوظة جيدا

- الالتزام بمعايير وإجراءات الاختبار ذات الصلة [7] [14]

4. كيف يمكن استخدام معدات اختبار البثق لمراقبة الجودة في التصنيع؟

تمكن معدات اختبار البثق المصنعين من مراقبة والتحكم في خصائص المواد الرئيسية أثناء الإنتاج. تساعد القياسات في الوقت الفعلي في اكتشاف الانحرافات ، مما يسمح بإجراء تعديلات فورية للحفاظ على اتساق المنتج ، ودقة الأبعاد ، والامتثال للمواصفات [3] [12] [14].

5. ما هي المشاكل الشائعة التي تحدث أثناء اختبار البثق ، وكيف يمكن حلها؟

تشمل المشكلات الشائعة التدفق غير المتناسق ، الارتفاع ، الفقاعات ، خطوط الموت ، والفشل الميكانيكي. تتضمن الحلول التحقق من تلوث المواد ، وضبط معلمات عملية (درجة الحرارة ، والسرعة ، والضغط) ، وتنظيف أو استبدال الموت ، وضمان صيانة المعدات المناسبة [8] [14].

الاستشهادات:

[1] https://www.stablemicrosystems.com/extrusion-testing.html

[2] https://www.azom.com/article.aspx؟articleid=13299

[3]

[4] https://testbook.com/objective-questions/mcq-on-extrusion-5eea6a0d39140f30f369e2ec

[5] http://www.foodextrusion.org/troubleshooting.html

[6]

[7] https://www.zwickroell.com/products/extrusion-plastometer/

[8] https://www.lubrizol.com/-/media/lubrizol/health/literature/lsp-extrusion-guide.pdf

[9]

[10] https://wiki.bambulab.com/en/a1-mini/troubleshooting/how-to-check-hich-bart-is clogged

[11] https://re3d.zendesk.com/hc/en-us/articles/4411545823764-testing-procedure-for-pellet-extrusion

[12]

[13]

[14]

[15] https://www.alpinepolytech.com/extrusion-testing/

[16] https://www.youtube.com/watch؟v=h2p1od-etnw

[17] https://www.bosmal.eu/techniques-and-test-equipment-

[18] https://spectronic-camspec.co.uk/texture-analysis-methods/extrusion-test-methods/

[19] https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/an-in-depth-look-at-extrusion

[20] http://www.buckleysinternational.com/casestudies/testing-of-extruded-materials

[21] https://www.bausano.com/en/test-analysis

[22] https://www.hmel.in/assets/pdf/technical_guide_to_pipe_extrusion_process_&_polysure_products-final_small.pdf

[23]

[24] https://blog.severpharmasolutions.com/analytical-tools-techniques-in-hot-melt-extrusion

[25] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/extrusion-process

[26] https://noztek.com/noztekfaqs/

[27] https://extruderpress.com/faqs/

[28]

[29] https://pubs.aip.org/aip/acp/article-pdf/doi/10.1063/1.4965491/13728906/030021_1_online.pdf

[30] https://www.3devo.com/faq

[31] https://www.won-plus.com/blog/extrusion-technology-reled-questions-and-lanswers_b40

[32]

[33)

[34] https://careercenter.ies.org/interview-questions/extrusion-engineer

[35] https://www.plasticsengineering.org/2024/05/extrusion-troubleshooting-key-kear-bart-2-of-3-004714/

[36] https://www.dynisco.com/userfiles/files/extrusion_operations.pdf