كما يوحي الاسم، تقوم ماكينة الختم الحراري بإغلاق المواد عن طريق تطبيق الحرارة والضغط. وبعبارة أخرى، تقوم بتسخين أداة الختم، وتطبق الحرارة والضغط على المادة، ثم توقف الحرارة مع الحفاظ على الضغط، وتترك المادة تبرد، ثم تقوم بإحكام الغلق. سأقدم لك تفصيلاً كاملاً لكيفية عملها والعوامل التي تؤثر على جودة الختم.
ما هو مانع التسرب الحراري
يعمل مانع التسرب الحراري باستخدام الحرارة والضغط لإغلاق المواد. فكر في الأمر عندما تحرق شيئًا مصنوعًا من البلاستيك بولاعة وتذوبه وتلصقه بشيء ما. عندما يبرد، تصبح الرابطة قوية. أنا متأكد من أنك فعلت ذلك في حياتك اليومية. عملية عمل مانع التسرب الحراري مشابهة للمثال الذي أعطيتك إياه للتو. عندما يتم وضع كيس بين فكين، يتم تطبيق الحرارة والضغط. يؤدي هذا إلى إذابة الطبقة البلاستيكية على جانبي التماس ويربطهما معًا. وعندما تبرد، تصبح أقوى.
إذا قمنا بتصنيف آلات الختم الحراري، يمكننا تقسيمها إلى أنواع عديدة. وهي تشمل السدادات الحرارية المحمولة باليد، والسدادات الحرارية المباشرة، والسدادات الحرارية اليدوية، والسدادات الحرارية التي تعمل بالقدم، والسدادات الحرارية المزودة بقاطع، والسدادات الحرارية الفراغية، والسدادات الحرارية فوق الصوتية. وجميعها مختلفة من حيث كيفية ختمها.
تُستخدم آلات الختم الحراري في العديد من الصناعات. بعض الأمثلة على ذلك هي المستحضرات الصيدلانية والمنتجات الزراعية والإلكترونيات والتغليف غير القابل للتلاعب والأغذية والمشروبات. تحظى أجهزة الختم الحراري بشعبية في العديد من الصناعات لأنها تستخدم الحرارة والضغط، مما يجعل الختم قويًا.
عملية عمل مانع التسرب الحراري
يمكن استخدام مانعات التسرب الحراري مع الأغشية البلاستيكية والمواد المركبة والرقائق المعدنية وورق الكرافت.
توجد قضبان أو أسلاك أو فكوك ساخنة تقوم بتسخين العبوة. عندما يتم وضع المواد، يقوم السداد الحراري بتسخين فكي الختم. وفي نفس الوقت، يقوم مانع التسرب بالضغط على المواد. تغلق فكوك الختم وتشبك المواد معًا. أثناء تثبيت الفكين معًا، تكون المواد تحت الضغط. تمر الحرارة عبر الطبقات. تذوب الطبقات وتلتصق.
يعتمد وقت السكون على المواد ونوع مانع التسرب الحراري الذي تستخدمه. يمكن أن يتراوح من أجزاء من الثانية إلى عدة ثوانٍ. على الرغم من أنه قد يبدو تغييرًا بسيطًا في الوقت، إلا أنه يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا في جودة الختم. إذا كان وقت المكوث قصيرًا جدًا، فقد لا تذوب المادة تمامًا. سيعطيك ذلك ختم ضعيف أو غير متناسق. من ناحية أخرى، إذا كان وقت السكون مفرطًا، فقد تذوب المادة بشكل مفرط. سيؤدي ذلك إلى إضعاف المادة والتأثير على قوة الختم. أو حتى يتسبب في تشوه المادة أو تسربها.
هذه خطوة حاسمة في عملية الختم الحراري. فهي تضمن وصول المادة إلى درجة الحرارة والتماسك المناسبين لإحكام الغلق.
بعد تطبيق الحرارة والضغط لفترة من الوقت، تتوقف الحرارة ولكن يظل الضغط مستمرًا حتى تبرد المواد. تحتاج إلى بعض الوقت لتبرد وتصلب الرابطة بين المواد. إذا قمت بتحرير الضغط في وقت مبكر جدًا، فقد لا يتم ضبط الختم.
وقت السكون ووقت التبريد هما جزءان أساسيان من العملية.
أنواع العزل الحراري
ختم القضيب الساخن
وهي تستخدم قضيب أو أكثر من القضبان المسخنة لتلامس المادة لتسخين المادة وتشكيل رابطة. يوفر مصدر حرارة ثابت لفترة محددة.
الختم الحراري النبضي
آلة الختم الحراري النبضي هي واحدة من أكثر آلات الختم الحراري شيوعًا. وهي تستخدم دفعات قصيرة من التيار الكهربائي لتسخين منطقة الختم بسرعة. وتحتوي على عنصر أو اثنين من عناصر التسخين المصنوعة من نيتشروم. لا يتم تسخين عناصر التسخين باستمرار، ولا يتم توليد الحرارة إلا عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر سلك مانع التسرب. وهذا يجعل مانع التسرب الحراري النبضي أكثر أمانًا، مما يقلل من الحروق العرضية.
تستخدم أجهزة منع التسرب الحراري نبضة فقط لتوفير الحرارة لبضع ثوانٍ، مما يجعلها مناسبة للمواد الرقيقة.
أجهزة الختم بالحرارة المستمرة
تستخدم أحزمة متحركة. يتم إغلاق أكياس التغليف أثناء تحركها على طول الحزام الناقل.
مناسبة للإنتاج بكميات كبيرة.
أجهزة الختم بالحرارة الثابتة
تحافظ السدادات الحرارية الثابتة على كلا الفكين في درجة حرارة ثابتة. بمجرد تشغيل الماكينة، تستخدم السدادات الحرارية الطاقة. لديها اختراق جيد للحرارة. هذا رائع لإحكام غلق المواد السميكة التي تتطلب درجة حرارة عالية ثابتة. أشياء مثل ورق الكرافت المغلف والمايلر والورق المشمع.
أجهزة ختم حراري تعمل بالقدم
يتم التحكم بها بواسطة دواسة قدم، وهي أسرع من آلات الختم الحراري التي تعمل باليد. يمكنك القيام بمهام أخرى بيديك.
أجهزة الختم الحراري بالموجات فوق الصوتية
يستخدم مانع التسرب بالموجات فوق الصوتية اهتزازات عالية التردد لإنشاء موانع التسرب. وهي مثالية لإغلاق المواد الحساسة للحرارة، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعات الطبية والصيدلانية.
ختم الأسلاك الساخنة
لا يقتصر دور السلك المسخّن على قطع المادة فحسب، بل يمكنه أيضًا إذابة الحواف لتشكيل ختم. هذه العملية سريعة وفعالة.
العوامل المؤثرة في عمل مانع التسرب الحراري
نظرًا لأننا ناقشنا بالفعل تأثير وقت المكوث على أداء ماكينات الختم الحراري، فلا داعي للتوسع في ذلك. بدلاً من ذلك، دعونا نركز على العوامل الأخرى التي تؤثر على عمل ماكينات الختم الحراري.
درجة الحرارة
المواد البلاستيكية الحرارية المختلفة لها درجات انصهار مختلفة. وهذا يعني أنك بحاجة إلى ضبط درجة الحرارة بناءً على طبيعة المادة. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية، فقد يتسبب ذلك في ذوبان المادة بشكل مفرط وتلف العبوة. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية، فقد يكون الختم ضعيفًا أو غير مكتمل. لهذا السبب تحتاج إلى معرفة المعلومات ذات الصلة بالمواد التي تقوم بإغلاقها.
على سبيل المثال، عندما تقوم بإغلاق أكياس البولي إيثيلين، ستحتاج إلى درجة حرارة أقل مما لو كنت تقوم بإغلاق أكياس رقائق الألومنيوم. تبلغ درجة حرارة ختم البولي إيثيلين 140 درجة فهرنهايت (أو 76.6 درجة مئوية).
الملوثات
يمكن أن يؤثر الماء أو الغبار أو الجسيمات الصلبة الأخرى على مانع التسرب الحراري على جودة مانع التسرب. قد يؤدي ذلك إلى جعل مانع التسرب غير متساوٍ أو حتى خلق فجوات. تأكد من تنظيف مانع التسرب بانتظام.
الضغط
تحتاج إلى تطبيق ضغط موحد ومتسق أثناء عملية الختم. إذا كان الضغط غير كافٍ أو غير متناسق، فسوف ينتهي الأمر بإغلاق غير متساوٍ أو حتى فجوات في الختم. لهذا السبب من المهم تطبيق ضغط ثابت. سيمنحك ذلك ختمًا قويًا وموثوقًا
سُمك المادة
عامل مهم آخر هو سُمك المادة التي تستخدمها. تتطلب المواد السميكة وقتاً أطول وحرارة أكثر للحصول على ختم قوي. قد تتطلب المواد الرقيقة وقتًا أقل وحرارة أقل. إذا لم تأخذ سماكة المادة في الاعتبار، فقد لا تحصل على ختم جيد.
الخاتمة
يمكن أن تمنحك هذه المقالة فهمًا أكثر تفصيلاً لتشغيل ماكينات الختم الحراري. على سبيل المثال، تحتاج إلى النظر بعناية في عوامل مثل وقت السكون وسُمك المادة والضغط. إذا قمت بإدارة هذه الأمور بشكل جيد، فسوف تحصل على ختم قوي وموثوق.
