advanced-manufacturing-techniques
טכניקות להשגת חלקים של צבעות רבות וחומרים רבים
Table of Contents
עובש קומפרסוני נשאר אבן הפינה של ייצור גבוה כרכים עבור thermoset ו thermoplastic תרכובות, מוערך עלות כלי נמוך שלה, פסולת מינימלית, ויכולת לייצר גיאוגרפיה מורכבת גדולה, בעוד מוגבלת באופן מסורתי לחלקים בודדים, יחיד-חומרי, התקדמות בתהליך בקרה וחומרים מדעיים עכשיו לאפשר יצרנים לשלב צבעים מרובים וחומרים נפרדים בתוך רכיב אסתטיקה יחיד.
הבנה של Multi-Color ו- Multi-Material Compression
בתבנית דחיסה רב-צבעית, שני או יותר רסטין פיגמנטים (או טעינות מורכבות וצבעוניות) ממוקמים לתוך חלל עובש ברצף מבוקר או דפוס כך שהחלק הסופי מציג אזורים מוגדרים של צבעים שונים.תבנית רב-חומרית מתקדמת יותר על ידי שילוב חומרים שונים מבחינה כימית - כגון thermoset נוקשה עם alastomeric overmold, או תרכובת זכוכית עם שכבת צבע לא מלא, הוא שילוב של צבע.
בניגוד לתבניות הזריקה, שבו שני תהליכי צילום או קו-הזרקה מבוססים היטב, דחיסה מציגה אתגרים ייחודיים: המטען הוא בדרך כלל מוצק או גיליון, זרימת החומר היא פחות צפויה, ואת סגירת עובש עצמו מייצר את הלחץ לעצב את החלק. עבודה רב-חומרית מוצלחת ולכן דורש תזמורת זהירה של מיקום, ריצוף חומרים, חיסם, חיסם, וזמני.
טכניקות מפתח עבור Multi-Color Parts
הפחתת אזורי צבע נפרדים, מוגדרים היטב בחלק מקבצי דחיסה, קוראת לטכניקות המונעות שילוב לא רצוי בממשק תוך הבטחת קונסוליה מלאה.
המונחים: Sequential Charge Placement
שיטה זו כוללת ערימה של האשמות מראש של תרכובת צבעונית שונה בסדר מסוים בתוך העמידות עובש.לדוגמה, שכבת לבנה עשויה להיות ממוקמת מעל שכבת שחור, עם סגירת עובש הגורם לחומרים לזרום ולמלא את הכובד תוך שמירה על חומר חסום יותר או חסר משקל.
המונחים:Pre-Formed Inlays
כאן, תוסיף מראש או pre-colored (לעתים קרובות סרט, לוח מעוצב, או גלולה) ממוקם בתוך העקומה עובש לפני המטען הראשי של תרכובת צבעונית אחרת. במהלך דחיסה, את הזרמים העיקריים סביב ואג"ח עם התוספת, גישה זו מאפשרת פערים מורכבים, לוגו או פרטים יפים כי יהיה בלתי אפשרי עם שכבת שילוב יכול להיות מיוצר על ידי עובש דומה, אפילו דחיסה צבעית:
המונחים: Two-Step Cure
בתהליך זה, הצבע הראשון הוא ריפא חלקית (B-שלבd), ולאחר מכן את התבנית נפתח, מטען צבעוני שני נוסף לאזור מסוים של העשב (לעתים קרובות באמצעות תחנת טעינה נפרדת), והתבנית סגורה שוב להשלים את התרופה המלאה.החומר המחוספס חלקית שומר את צורתו, אך עדיין פעיל מספיק כדי להתחבר מבחינה כימית עם השני.
In-Mold קישוט (סרט קידוד)
גרסה של טכניקת הכנס, קישוט ישן משתמש סרט מודפס (לעתים קרובות עם צבעים מרובים) ממוקם עובש.הטעון המתחם הוא מונח על העליון, ובמהלך הסרט מתמזג אל פני השטח, העברת הגרפי. שיטה זו משמשת באופן נרחב עבור חלקים קוסמטיים (פאנלים שליטה, מחיאות כפיים) כי זה יכול לייצר תמונות באיכות צילום ודפוסי ⁇ .הסרט חייב להיות תואם עם התבנית ולהוסיף טוב לטמפרטורה.
טכניקות מפתח לחלקי Multi-Material
שילוב חומרים עם תכונות מכניות או כימיות שונות מוסיף ערך פונקציונלי - מגע רך על בסיס נוקשה, אזורים התנהגותיים על תת-קרקעית מחלחלת, או עור עמיד על לב חזק על ליבת קשה.
קול-מינג (Simultaneous Moleding)
שני חומרים או יותר ממוקמים כמטענים נפרדים בכבדות עובש לפני סגירתם.הם זורמים ורפאים יחד, יוצרים קשר כימי או מכני בממשק.טכניקה זו מתאימה כאשר החומרים יש תרופות קינטיות דומות וסטיות, כגון שני צבעים של אותו בסיס פולימר, או פוליאורטן אלסטומר עם ממשק פוליסטר SMC.
המונחים:Pre-Cured Substrate
(ב) חלק מקודם, מראש (למשל, הוספת מתכת, משטח פלסטיק קשיח, או הליבה תרמוסט) ממוקם בתבנית, והחומר השני דחוס סביבו ובתוך כך, החומר השני זורם לתוך פינות תחתיות או דרך חרטות, יצירת מנעול מכני נוסף על כל קשר כימי.
Overmolding (התיכון)
בדומה להוספת עובש אך מבוצעת כתהליך של שני שלבים בתוך אותו עובש (או בתבנית שנייה ייעודית) החומר הראשון הוא ריפא לחלוטין, התבנית נפתחת, החלק (עדיין על הליבה) מועבר או מוקרן, והחומר השני נוסף נוסף ודחוס.השיטה זו מאפשרת את יתר המשטח לעטוף על פני הקצוות או לכסות פרצופים ספציפיים.
כריך מוליד (Core-Skin)
בגישה זו, מטען של חומר העור (למשל, תרכובת פיגמנט או מזג אוויר) ממוקם קודם, חומר הליבה (למשל, תרכובת ממוחזרת או מלאה זכוכית) ממוקם על העליונה. במהלך דחיסה, העור זורם אל פני השטח החיצוניים בעוד הליבה נשאר בתוך הפנים.זה מושג לעתים קרובות על ידי סידור זהיר ועיצוב שברירי.
בחירה והתאמה
לא כל פולימרים יכולים להיות משולבים בהצלחה בתבנית דחיסה. Compatibility כוללת תגובת כימי (עבור thermosets, co-cure), דבקות בין-גזעית (חיבור מכני לעומת אג"ח כימי), וצמצום הצטמצם (כדי להימנע מעמוד מלחמה או דלמנטון).
(FLT:0) שילובים של שילובים של ההרחבה של ההרחבה:1 בדרך כלל דורשים ששני החומרים חולקים את אותה כימיה מרפא (למשל, פוליסטר / polyester, epoxy /epoxy) או לפחות זה יכול להתחבר לשני בעוד עדיין לא פעיל.
(FLT:0) Thermoplastic over thermosetFLT:1 הוא מאתגר כי thermoplastics מוצק על ידי קירור, בעוד thermosets לרפא irversibly. overmolding a thermoplastic על תרמוסט מחוספס לחלוטין בדרך כלל מסתמכ על תרמופלסטי המתכווץ על תת-התתתת עבור אחיזה מכנית.
(הרחבה תרמית) .0 (הזרם האווירי ו- CTE (האפקט של התרחבות תרמית) 1FLT:1 הבדלים: חומרים עם סטיות שונות מאוד לא יזרמו באופן אחיד, מה שמוביל למומים.
תהליך מילימטרים ובקרה
תבניות דחיסה רב-חומרית דורשות חלונות תהליכים הדוקים יותר מאשר תבניות חד-חומריות. פרמטרים קריטיים כוללים:
- (FLT:0) טמפרטורה:0; חום 1 (FLT) חייב להיות גבוה מספיק כדי לקדם ריפוי תקין (עבור thermosets) או זרימת ההיתוך (עבור thermoplastics) אבל לא כל כך גבוה כי החומר הראשון מתפוגג או השני זורם במהירות מדי.
- (FLT:0) מהירות ולחץ: FLT:1 סגירה מהירה יכול לגרום המטען הראשון לנוע מוקדם, ערבוב צבעים או לדחוף את הכניסה מתוך עמדה.פרופיל איטי-ארוחת לעתים קרובות משפר את הגדרת ממשק.
- (FLT:0) Charge משקל וגיאומטריה:FLT:1 משקלים לא עקביים להוביל יחסי חומרים משתנים וקצרים פוטנציאליים.Pre-forming את ההאשמות לצורות שמתאימות לקווי הכדאיות (למשל, דיסק עבור בוס, רצועה עבור rib) משפר את דיוק המיקום.
- (FLT:0)Dwell וריפוי זמן: FLT:1eur עבור שני תהליכים, זמן השוכנת לפני תוספת המטען השני חייב להיות נשלט בדיוק כדי להשיג את רמת הריפוי של B-שלב הרצויה.
- (הופנה מהדף ⁇ :0) ,1 , שכבת רב-חומרי יכולה למקם אוויר בממשק.
דחיסות מתקדמת של העיתונות עם שליטה סגורה של כוח, עמדה וטמפרטורה מומלץ מאוד. (FLT:0) יצרני העיתונות ההירופולטית של היצרנים של התקשורת ההירופולטית FLT:1) מציעים מערכות עם פרופילים תנועה שניתן לתכנת להתאמה לעבודה רב-חומרית.
שיקולים עיצוביים
התבנית היא מאפשרת הקריטית.תכונות עיצוב מפתח עבור עיצוב רב-חומרי כוללות:
- (FLT:0) חללים:FLT:1 שילובים ניתנים לשינוי מהיר בין שילובים או דפוסים חומריים שונים.
- (ב) ⁇ :0) ,(=0) ,(=ההההעברה: ⁇ ) ⁇ (=ההתקב"ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ניתן לצטט את המדריכים והמחסומים:0 (FLT:1 פני השטח הישנים) או לקשור סכרים כדי לכוון את זרימת החומר השני הרחק מאזורים שצריכים להישאר הצבע הראשון.
- אזורי הפחתת:0 (Hing Zone: FLT:1) שליטה בטמפרטורה עצמאית בחלקים שונים של התבנית מאפשרת להתאים את שיעור הריפוי של כל חומר - לדוגמה, שמירה על שטח מחורבן קריר יותר כדי לעכב את הג'ל בעוד חומר הבסיס מרפא.
- (ב) (ב) ⁇ :0) מערכת ההזרקה: 1FLT:1 חלקים רב-חומריים לעתים קרובות יש גיאומטריה שטח מורכבת (למשל, אחיזה מוגזמת) יש להציב כדי למנוע נזק לחומר הרכה יותר או ממשק הצבעים.
איכות אחריות ובדיקה
בדיקה חזותית היא כמובן חשובה, אבל חלקים רב-חומריים דורשים גם הערכה של כוח האג"ח, עקביות צבע, וחלוקה חומרית.
- (FLT:0Cross-סעיף microscopy:cioFLT:1) לחתוך דרך הממשק ולבחון תחת מיקרוסקופ כדי לאמת עובי, היעדר ריקות, אזור דיפוזיה (עבור מערכות מחוברות מבחינה כימית).
- (FLT:0)Peel או Shear בדיקות: ההרחבה 1 (עבור חלקים ממוזגים או מוכנסים, בדיקות מודעות סטנדרטיות (למשל, ASTM D903 או ASTM D3163) לכמת עמידות של קשר.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ :0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) עיין:0CT סריקה: ⁇ FLT:1 עבור גיאוגרפיות פנימיות, X-ray coputed tomography מגלה ריקות מוסתרים, סימני זרימה, או שילובים לא מזוהים.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
שיטות מבחן של קונסולת ההתנגדות של 1 (FLT:0) יכולות גם לעזור לאמת שהממשק הוא צליל מבני.
יישומים ומחקרי מקרים
עיצוב דחיסה רב-צבע ורב-חומרי נעשה שימוש בתעשיות:
- (FLT:0) מנוע פנימי טריממים:FLT:1 רך טוש על לוחות דלת קשיחים, שני צבעים משמרים knobs, וקונסולות מרכז מכוסה סרט דקורטיבי. עובש קומפרסציה מאפשר חלקים גדולים עם משטחים Class A.
- (FLT:0) מכשירים רפואיים: FLT:1 כלי כירורגי מטפל עם אגדיות אסטרונומית elastomeric מוטבע על ליבות epoxy מלא זכוכית. Color coding (למשל, כחול עבור קרדיולוגיה, אדום עבור חירום) ניתן לשלב באמצעות עובש.
- (FLT:0)Consumer אלקטרוניקה: 1FLT מקרים מוגנים עם קליפה קשה ופגוש רך המיוצר במחזור דחיסה יחיד. הלוגוים של Multi-color מושגים עם סרט ישן.
- (FLT:0)Aerospace: FLT:1 לוחות Composite עם אזורים מוליכים להגנה מפני שביתת ברק, מושג על ידי הצבת מרש נחושת או מטען פולימרי מוליכים באזורים מסוימים של עובש.
מגמות עתידיות
השדה נע לעבר זמני מחזור מהירים יותר וחומרים בר-קיימא יותר.טכניקות כגון FLT:0compression-injection-injection-injection-injection FitingFLT:1 משלבות את הגמישות של ההזרקה (לדוגמא: משלוח צילום שני מדויק) עם יכולת מדכאת נמוכה, גדולה-area של סימולציות דחיסה דיגיטלית עכשיו לאפשר למהנדסים לנבא אינטראקציה מקדימה וצבע לפני חיתוך פלדה, מינרלים מבוססי-יתר, מינרלים, ושילוב של סיבים מבוססי-מדומים, אשר מפותחים עבור תרכובות-חומרים מורכבים ושילוב של תכונות מקודמות.
מסקנה
ריבוי צבע ותבנית דחיסה רב-חומרית אינה עוד יכולת נישה – זהו מסלול מעשי לחלקים שהם פונקציונליים ומבדלים. על ידי שליטה בטכניקות של מיקום המטען, הוספת מיקום, ריפוי זמני, ו overmolding, יצרנים יכולים לייצר רכיבים מורכבים כי להפחית את מדרגות ההרכב, לשפר את האסתטיקה, ולספק ביצועים מותאמים על בחירת חומר, בקרה מדויקת, עיצובים מתקדמים יותר, דרישות כדי להמשיך לפתח תכונות לחץ דם ייחודי, להמשיך לפתח תכונות מתקדמות יותר.