מהו דפוס דחיסה

יציקת דחיסה שימשה לראשונה ליציקת גומי אך מגוון החומרים איתם הוא עובד התרחב מאוד מאז. פריטים רבים סביבך נוצרו באמצעות יציקת דחיסה, וזה עדיין יכול להיות פתרון ייצור מצוין עבורך היום.

מהו דפוס דחיסה?

יציקת דחיסה היא תהליך ייצור המשתמש בתבנית מחוממת דו-צדדית, עליונה ותחתית, כדי לדחוס חומר שניתן לעצב לצורה או צורה שנקבעת על ידי התבנית. גם חום וגם לחץ הם היבטים חשובים בתהליך דפוס הדחיסה. חום עוזר לחומר המשמש ליציקת דחיסה להימס או להתרפא בהתאם לסוג החומר המשמש. לחץ מאלץ את החומר המרוכך לזרום באופן שווה לתוך חללי העובש.

כפי שמציע שמו, כוחות דחיסה הם המפתח לשיטת דפוס זו. הטונאז' של מכבשים בשימוש יכול להגיע עד 2500 טון. דפוס דחיסה הוא שיטת ייצור מצוינת לייצור בנפח גבוה.

תהליך דפוס דחיסה

לתהליך יציקת הדחיסה יש כמה וריאציות בהתאם לסוג החומר איתו אתה עובד. עם זאת, ניתן לחלק את התהליך העיקרי לשישה שלבים בסיסיים.

שלב 1: הכנת המכונה ליציקה

ישנם סוגים שונים של ציוד דפוס דחיסה, אך כל אחד מהם יצטרך להיות מוכן בדרך כלשהי לפני תחילת מחזור הייצור. זה יכול לכלול פעולות כמו:

• ניקוי התבנית
• ריסוס חומר שחרור
• מדליקים את האש ומחממים את התבנית
• הנחת תוספות וכו'.

פעולות אלו חיוניות והחמצת שלב עלולה לגרום לחלק פגום או פגום.

שלב 2: מדידה וטעינה של חומר ההזנה

יש למדוד במדויק את כמות החומר הפלסטי המשמש בייצור דחיסה. זה עוזר להבטיח עקביות בין המוצרים. יותר מדי חומר בתבנית עלול לגרום למספר בעיות כולל:

• כמויות מוגזמות של הבזק שיש לנתק
• הורדת אתגרים
• תבניות פגומות
• דיוק מימד נמוך

מצד שני, מעט מדי חומר עלול לגרום לחלק חסר צפיפות מתאימה, בעל איכות פני שטח ירודה, או אפילו חסרים חלקים של חומר.

כאשר מודדים את כמות החומר הנכונה, מניחים אותו בחלל התבנית. ניתן לחמם את חומר התבנית לפני הכנסתו לתבנית. זה יכול לעזור להפחית את זמן המחזור.

שלב 3: סגירת התבנית/ דחיסה של החומר

לאחר שהחומר נמצא במקומו, התבנית נסגרת כדי להפעיל את הדחיסה המאלצת את החומר לתוך כל חלק בחלל התבנית. ניתן להפעיל חום על התבנית בשלב זה גם כדי לרכך את החומר או לסייע בריפוי של חומרים תרמוסטיים.

סגירת התבנית מתבצעת במהירות קבועה מראש לזמני מחזור מהירים יותר. המהירות גם לא יכולה להיות גבוהה מדי מכיוון שהחומר יכול להיעקר מתוך חלל התבנית.

שלב 4: אשפרה או קירור

לאחר סגירת התבנית, החומר מוחזק במקום למשך זמן מסוים, בדרך כלל 1-5 דקות. החומר יתרפא עבור פלסטיק תרמוסטי במהלך תקופה זו. אשפרה היא התהליך שבו מתרחש הצלבה בפולימר וכתוצאה מכך נוצר חלק מוצק בעל תכונות ספציפיות.

במקרה של תרמופלסטיים, החלק שנוצר בתוך התבנית מתקרר בתקופה זו עד שהוא קשה מספיק להסרה מבלי להינזק.

שלב 5: פירוק

בשלב זה פותחים את התבנית ומוציאים את החלק המוצק מהתבנית. פיני פליטה ומערכות מכניות אחרות יכולים לסייע בכך. במקרים מסוימים, ניתן לבצע פירוק תבנית ביד.

לחלקים מסוימים יש תהליך הסרה מסובך יותר מאחרים. לדוגמה, עבור חלק שעוצב בעזרת תוספות, יש להסיר את התוספות בשלב מסוים בשלב פירוק התבנית.

שלב 6: לאחר עיבוד

לאחר שחלק הוסר מהתבנית, ייתכן שיהיה צורך לעבור עוד כמה שלבים לפני שהוא ייחשב מוכן. חיתוך עודפי חומר או הבזק הוא הליך נפוץ בשלב זה. חלקים אחרים עשויים להזדקק לטיפול בחום כדי להפחית מתחים פנימיים או ניקוי.

עיצוב תבניות ביציקת דחיסה

הצלחה ביציקת דחיסה מתחילה בעיצוב התבנית המתאימה עבורך.המכניקה של דפוס דחיסה מציבה מגבלות מסוימות על התכונות שיכולות להיות לחלק. חשוב להיות מודעים למגבלות אלו כדי להבטיח שניתן לייצר את החלק שתוכנן.

ניתן להשתמש במכונות דפוס דחיסה ליצוק חלקים עם עיצובים מורכבים אך אלה הופכים את התהליך למאתגר יותר.

עיצוב מורכב יכול להוסיף כמה שלבים לתהליך. עיצובים כאלה יכולים גם להקשות על זרימת החומר ולהגיע לכל חלק של התבנית. שלבים נוספים פירושם מחזורי ייצור ארוכים יותר ועלויות גבוהות יותר בעוד שזרימת חומרים לקויה יכולה להוביל לפגמים בחלק.

הפוך את הוצאת חלקים לקלה

יש לקחת בחשבון את קלות פליטת החלק בעת תכנון חלק מכיוון שחלקים שקשה להוציאם עשויים להתמודד עם הבעיות הבאות:

• זמני מחזור ארוכים
• גימור משטח גרוע
• שבירה בזמן פליטה

שני גורמים המקלים על הוצאת חלקים הם שימוש בזוויות טיוטה בעיצוב התבנית, והימנעות מחתכים.

בחר עובי קיר מתאים

גם קירות עבים וגם דקים יכולים להוות בעיה לחלקים יצוקים. קירות עבים נוטים להיווצרות חללים פנימיים. הסיבה לכך היא שהחלקים החיצוניים של הקירות מתקררים הרבה יותר מהר מהחלקים הפנימיים.

לקירות דקים אין את הכוח לעמוד בפני כוחות העיוות הנגרמים על ידי שינויים בטמפרטורה. סביר יותר שהם יתעקמו או יעוותו בדרך כלשהי כאשר חלק מתקרר.

אתגרים אלו מביאים לכך שתכנון התבנית חייב לבחור בעובי דופן אופטימלי בהתאם לצרכים המבניים של החלק ולזרימת החומר. צלעות משמשות לעתים קרובות כדי להשיג חלקים חזקים ללא חלקי קיר עבים.

שקול את החומר

חומרים שונים מתנהגים בצורה שונה במהלך תהליך דפוס הדחיסה. חומרים מסוימים לא יזרמו בקלות כמו אחרים. אחרים יחממו או יתקררו בקצב איטי יותר או מהיר יותר. חומרים מסוימים יכולים גם להתרחב או להתכווץ במהלך כמה שלבים של התהליך.

עיצוב התבנית חייב לקחת בחשבון עובדות כאלה כדי להימנע מיצירת חלקים פגומים או חלקים בעלי מידות שגויות.

עיצוב שיחזיק מעמד

דפוס דחיסה מסווג כשיטת ייצור בנפח גבוה. המשמעות היא שהתבנית בה משתמשים אמורה להחזיק מעמד זמן רב ולשמש לחלקים רבים.

כדי להבטיח שזה המצב, יש לעצב את התבנית בצורה שתמזער את ההשפעה המזיקה של טמפרטורות ולחצים גבוהים.

חלקים מהתבנית שעלולים להינזק בקלות רבה יותר צריכים להיות מתוכננים כך שיהיו קלים לתיקון. זה יקטין את זמן ההשבתה במקרה שצריך להחליף או לתקן חלקים אלה.

חומרים ליציקת דחיסה

דפוס דחיסה הוא אחד מתהליכי הייצור הבודדים שיכולים לעבוד גם עם thermosets וגם תרמופלסטיים. זה מרחיב מאוד את מגוון המוצרים שניתן לייצר בתהליך זה. כמה חומרים נפוצים המשמשים כעת כוללים סיליקון, אפוקסי ו-HDPE.

סיליקון

סיליקון הוא חומר אלסטומרי מדהים המחליף גומי טבעי ביישומים רבים. יש לו עמידות טובה יותר לטמפרטורה ומתפקד טוב מאוד בתור מבודד. הוא גם עמיד יותר מגומי וניתן להשתמש בו הן ביישומים רפואיים והן ביישומים בדרגת מזון.

סיליקון מצוין לייצור דחיסה מכיוון שהוא זורם בקלות, ומאפשר לו למלא היטב את צורות התבנית.סיליקון משמש בדרך כלל לייצור אטמים, אטמים וחלקי ציוד רפואי.

PU

PU, הידוע גם בשם פוליאוריטן, מייצר חלקים בעלי חוזק פגיעה גבוה, עמידות בפני שחיקה וקשיחות.בהתאם לניסוח, חלק PU יכול להיות בעל איכויות פיזיות רבות ושונות.

thermoset זה זורם בקלות ועם דפוס דחיסה יכול לשמש לייצור גלגלים, אטמים, רולים וכו '.

HDPE

פוליאתילן בצפיפות גבוהה הוא תרמופלסטי שנמס בקלות וזורם היטב במצב מותך. זה יכול לשמש עבור דפוס דחיסה של חלקים מורכבים למדי. לחומר זה יציבות מימדית טובה מאוד ועמידות בפני פגיעות.

דפוס דחיסה משמש לייצור חלקי HDPE עבור יישומים תעשייתיים ומכוניות.

PTFE

Polytetrafluoroethylene מציג תכונות נון-סטיק מעולות והוא גם עמיד מאוד בפני כימיקלים. PTFE הוא חומר טוב לייצור דחיסה מכיוון שהוא זורם בקלות. ניתן לעצב מיסבים, אטמים וחלקים לבידוד חשמלי באמצעות PTFE.

השוואה לתהליכי דפוס אחרים

לעתים קרובות משווים בין יציקת דחיסה לבין הזרקה מכיוון ששני התהליכים משתמשים בתבניות. למרות שקיימת מידה משמעותית של חפיפה, שתי שיטות הייצור הללו שונות באופן משמעותי ולרוב משרתות צרכי ייצור שונים.

עובש פתוח לעומת סגור

יציקת דחיסה משתמשת בעיצוב תבנית פתוחה. החומר מונח לתוך חלל התבנית החשוף לפני שחלקה העליון של התבנית נסגר על גביו.

מצד שני, בהזרקה נעשה שימוש בעיצוב תבנית סגורה. החומר מוזרק לתבנית שכבר סגורה. ישנם מעברים להחדרת חומר או אוורור.

עיצוב חלק

האופי הפתוח של התבניות המשמשות ליציקת דחיסה הופך אותו לתהליך טוב לייצור חלקים גדולים עם גיאומטריות לא מסובכות כגון לוחות. חלקים כגון פגושים לרכב יכולים להתבצע בקלות באמצעות תהליך זה.

האופי הסגור של תבניות הזרקה הופך אותו לתהליך מצוין לייצור חלקים עם עיצובים מסובכים יותר. החומרים מוכנסים לתבנית בלחץ גבוה המאפשר לה לזרום לצורות מורכבות.

עלויות התקנה

הקמת פעולת הזרקה נוטה להיות יקרה יותר מאשר הגדרה ליציקת דחיסה.עלויות הכלים גבוהות למדי מכיוון שהם צריכים להיות מסוגלים להתמודד עם הלחצים הגבוהים של תהליך ההזרקה ולשלוט בחוזקה על פרמטרי התהליך.

הכלי ליציקת דחיסה אינו עולה כל כך הרבה, וזה הופך אותו לבחירה טובה יותר כאשר נפח הייצור נמוך יותר.

זמני מחזור

מחזורי דפוס דחיסה יכולים לנוע בין דקה לשש דקות. חלק ממחזורי הזרקה לעומת זאת יכולים להיות נמוכים עד שתי שניות.

ישנם מקרים בהם זמני הייצור של הזרקה הם באורך של למעלה מדקה אך בדרך כלל זהו התהליך המהיר יותר ומהווה בחירה מצוינת לייצור המוני.

ההבדל הזה בזמני המחזור נובע מהעובדה שתהליכי הזרקה הם בדרך כלל אוטומטיים לחלוטין בעוד שדפוס דחיסה יכול להיות ידני עם חלקים שזקוקים לזמן לריפוי לפני שנפלטים. טעינת חומרים ופליטת חלקים עשויה להתבצע גם באופן ידני בייצור דחיסה.

רמת דיוק

תהליך ההזרקה הוא תהליך הרבה יותר מדויק בהשוואה ליציקת דחיסה.התבניות המשמשות להזרקה עשויות מחומרים חזקים מאוד. הם נוטים פחות לפתח פגמים המשפיעים על הצורות והממדים של חלקים.

רמת הדיוק גבוהה מספיק כדי שחלקים בהזרקה לא יזדקקו לשום עיבוד אחר.

אפשרויות חומר

למרות שהזרקה עובדת היטב עם חומרים רבים, מקרה מיוחד עם דפוס דחיסה הוא שניתן להשתמש בתרכובת דפוס בתפזורת או בתרכובת דפוס. חומרים אלה מכילים סיבים קצוצים וניתן להשתמש בהם לייצור חלקים מרוכבים.

הזרקה לא יכולה לעשות שימוש בחומרים כאלה ואינה מתאימה לייצור חלקים המורכבים מחומרים מרוכבים.

יתרונות וחסרונות של דפוס דחיסה

דפוס דחיסה שרד יותר ממאה שנה. הסיבה לכך היא שיש לו יתרונות הכוללים:

• עלות כלי עבודה נמוכה יותר:הציוד הקשור ליציקת דחיסה כגון מכבשים הידראוליים, אינו מסובך כמו הציוד המשמש להזרקה. זה עושה את זה פחות יקר להתחיל פעולת דפוס דחיסה.
• עדיף לייצור בנפח נמוך:העלות הנמוכה יותר של כלי יציקת דחיסה הופכת אותו לטוב יותר עבור נפחי ייצור נמוכים. הסיבה לכך היא שפחות מוצרים נדרשים כדי לשבור איזון.
• נהדר עבור פריטים גדולים:הגורמים המגבילים העיקריים מבחינת גודל ומשקל של חלקים שנעשו באמצעות דפוס דחיסה הם הטונאז' וגודל המכבש. לכן, יציקת דחיסה משמשת בדרך כלל לייצור חלקים גדולים יותר בהשוואה להזרקה ותהליכים אחרים.
• הוספות אפשריות:דפוס הוספה הוא דפוס של חומר אחד על פני אחר. זה אפשרי עם דפוס דחיסה אם נעשה שימוש בשיטות הנכונות וכלי עבודה.
• חלקים חזקים:יציקת דחיסה מייצרת חלקים צפופים שהם חזקים למדי הודות לכוחות הלחיצה הגדולים שבהם הוא משתמש.
• תאימות חומרים:דפוס דחיסה תואם לסוגים רבים ושונים של חומרים כולל חומרים מרוכבים ספוגים בסיבים.

שיטת ייצור זו לא תמיד מתאימה למוצרים מסוימים. החסרונות של דפוס דחיסה כוללים:

• מורכבות חלק:רמת המורכבות שניתן להשיג באמצעות יציקת דחיסה אינה ירודה אך אינה יכולה להתחרות בהזרקה ובתהליך אחר.
• זמני ייצור:זמני הייצור של דפוס דחיסה ארוכים מאלו של הזרקה.
• לאחר עיבוד:ללא האמצעים הנכונים, פלאש יכול להוות בעיה משמעותית בייצור דחיסה. יש לגזור את החומר העודף הזה והשלב הנוסף הזה יכול להיות יקר.

היישומים של דפוס דחיסה

ניתן להשתמש ביציקת דחיסה לייצור מגוון רחב של חלקים מפולימרים תרמופלסטיים ופולימרים תרמוסטיים. כמה דוגמאות לכך הן:

• חלקים חשמליים:שקעים, לוחות פנים, מתגים ורכיבים חשמליים אחרים יכולים להתבצע באמצעות דפוס דחיסה.
• מכשירים אלקטרוניים:ניתן לייצר חלקים ממקלדות, בקרי משחק וכו' באמצעות טכניקה זו.
• חלקי רכב:ניתן לייצר פאנלים גדולים וחלקים אחרים של כלי רכב באמצעות דפוס דחיסה.
• חלקי מכשור רפואי:מסכות להנשמה ומכשירים רפואיים אחרים מיוצרים באמצעות דפוס דחיסה.

סיכום

ליציקת דחיסה אין את התחכום של הזרקה, אך היא נותרה השיטה הטובה ביותר לייצור סוגים מסוימים של מוצרים.

תהליך ייצור זה פשוט והחומרים אפילו נטענים ידנית לתבנית. למרות הפשטות שלו, הוא מייצר מוצרים בעלי חוזק גבוה מאוד וגימור משטח טוב, והוא יכול אפילו לנהל כמה גיאומטריות מורכבות.

דפוס דחיסה עובד כעת עם חומרים תרמוסטיים ותרמופלסטיים רבים והמוצרים שלו משמשים בתעשיות רבות.