قالب پروفیل فومی (Foamed Profile Die) در صنعت اکستروژن UPVC

مقدمه

در سال‌های اخیر، استفاده از پروفیل‌های فومی در صنعت ساخت‌وساز به‌دلیل وزن سبک، عایق حرارتی و صوتی مناسب، و کاهش هزینه‌های مواد اولیه، با رشد چشمگیری مواجه بوده است. قالب‌های اکستروژن فومی نقش کلیدی در تولید این نوع پروفیل‌ها ایفا می‌کنند. طراحی و مهندسی دقیق این قالب‌ها برای ایجاد ساختار سلولی یکنواخت و کنترل ابعاد نهایی پروفیل، اهمیت بسیار بالایی دارد.

تعریف پروفیل فومی

پروفیل فومی UPVC نوعی پروفیل سبک‌شده است که در آن گاز حاصل از افزودنی‌های فوم‌زا (Blowing Agents) درون ساختار پلیمر منتشر می‌شود و باعث ایجاد ساختار سلولی یا “فوم” در بخش داخلی پروفیل می‌گردد، در حالی‌که سطح بیرونی آن همچنان صاف و متراکم باقی می‌ماند (Skin-Foamed Structure).

طراحی قالب فومی و تفاوت‌های آن با قالب معمولی

✅ مسیر جریان با کنترل فشار دقیق

در قالب فومی، مدیریت فشار و دمای مواد در مسیر جریان بسیار حیاتی است. فشار باید به‌گونه‌ای حفظ شود که فوم‌سازی تنها در زمان خروج از قالب آغاز شود. برای این منظور، کانال‌های فشرده‌سازی و توزیع مواد به‌دقت طراحی می‌شوند.

✅ سطح پولیش و پوشش داخلی

سطح داخلی قالب باید کاملاً صیقلی و دارای پوشش ضد چسبندگی (مانند کروم سخت یا پوشش نیتروژن) باشد تا از چسبیدن مواد فومی‌شده به دیواره‌ها جلوگیری شود.

✅ طراحی مجراهای خنک‌کاری چند مرحله‌ای

به‌دلیل تمایل مواد فومی به انبساط سریع، خنک‌کاری مرحله‌ای در نواحی مختلف قالب تعبیه شده است تا فوم‌سازی تحت کنترل صورت گیرد و پروفیل شکل نهایی خود را پیش از ورود به میز کالیبراسیون پیدا کند.

مزایای قالب فومی در خط اکستروژن

۱. کاهش مصرف مواد اولیه

به‌دلیل جایگزینی بخش‌هایی از پلیمر با گاز، مصرف واقعی PVC کاهش می‌یابد که به‌صورت مستقیم باعث صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود.

۲. کاهش وزن پروفیل

پروفیل‌های فومی تا ۳۰٪ سبک‌تر از پروفیل‌های توپر هستند، که در حمل‌ونقل، نصب و هزینه‌های سازه مزایای زیادی دارند.

۳. عایق حرارتی و صوتی بالا

ساختار سلولی داخلی فومی، انتقال حرارت و صوت را تا حد قابل توجهی کاهش می‌دهد.

۴. افزایش ظرفیت تولید

به‌دلیل سبک‌تر بودن مواد، فشار مورد نیاز برای اکستروژن کمتر است و می‌توان با سرعت‌های بالاتر تولید کرد، به‌ویژه در خطوطی با خروجی بالا مانند ۳۵۰–۴۵۰ کیلوگرم بر ساعت.

پارامترهای فنی قابل توجه در قالب فومی

اجزای کلیدی قالب فومی

🔹 بخش تزریق مواد (Feeding Zone)

نقطه ورود مواد ذوب‌شده از اکسترودر به قالب. طراحی آن باید فشار یکنواخت ایجاد کند تا از بروز نقص در ساختار سلولی جلوگیری شود.

🔹 ناحیه فشرده‌سازی (Compression Zone)

این ناحیه فشار لازم برای جلوگیری از فوم‌سازی زودهنگام را تأمین می‌کند.

🔹 ناحیه پایدارسازی و شکل‌دهی (Shaping Zone)

در این قسمت، شکل نهایی پروفیل شکل می‌گیرد و فوم‌سازی کنترل‌شده آغاز می‌شود.

موارد کاربرد پروفیل‌های فومی تولیدشده با این قالب‌ها

• فریم‌های در و پنجره با وزن سبک

• پروفیل‌های درب‌های داخلی ساختمان

• پانل‌های دیواری فومی

• قرنیز و نوارهای تزئینی سبک

• پروفیل‌های صنعتی با مصرف کم متریال

چالش‌های تولید و نکات کلیدی در طراحی قالب

1. کنترل دقیق دما و فشار: کوچک‌ترین تغییر در دما یا فشار منجر به تغییر در ساختار فوم می‌شود.

2. تقارن کامل: قالب باید طراحی متقارن داشته باشد تا انبساط یکنواخت ایجاد شود و پروفیل تاب برندارد.

3. مواد اولیه با کیفیت: تنها رزین‌های UPVC با ویسکوزیته مناسب و افزودنی‌های فوم‌زای استاندارد باید استفاده شوند.

قالب پروفیل فومی، قلب فناوری تولید پروفیل‌های سبک و عایق است. استفاده از قالب مهندسی‌شده، باعث بهبود کیفیت نهایی، صرفه‌جویی اقتصادی، و افزایش سرعت تولید خواهد شد. در خط ورژن ۶ که دارای خروجی ۴۵۰ کیلوگرم بر ساعت و سرعت بیش از ۳.۵ متر در دقیقه است، این قالب فومی، انتخابی هوشمندانه برای تولید انبوه پروفیل‌های سبک و با کیفیت محسوب می‌شود.