תכנון והסבת מוצרים

תכנון, ייצור והסבת מוצרים להזרקת פלסטיק

 

בעולם הייצור התעשייתי המודרני, תהליך הזרקת פלסטיק מהווה אחת השיטות היעילות והמשתלמות ביותר לייצור המוני של מוצרים ורכיבים. כמומחים בעלי ותק של למעלה מ-30 שנה בתחום, אנו ב-KILIM PLASTICS רואים מדי יום כיצד תכנון נכון של מוצרי פלסטיק והסבה מושכלת של תהליכי ייצור יכולים להוביל לחיסכון משמעותי בעלויות, שיפור דרמטי באיכות המוצר והאצה ניכרת בקצב הייצור.

מטרתנו במאמר זה היא לחשוף בפניכם את התובנות המקצועיות שצברנו דרך מאות פרויקטים מוצלחים של תכנון והסבת מוצרים להזרקת פלסטיק - החל משלב הרעיון הראשוני, דרך האופטימיזציה לייצור המוני, ולמעבר מפיתוח לייצור והטמעה מלאה בקו הייצור.

 

עקרונות בסיסיים בתכנון מוצרי פלסטיק

תכנון נכון של מוצר פלסטיק מתחיל הרבה לפני שלב הייצור עצמו. בניגוד לתפיסה המוטעית הרווחת, פלסטיק אינו "פתרון פשוט" אלא מדע מורכב המשלב הבנה מעמיקה של תכונות חומרים, דינמיקת זרימה ותהליכי ייצור.

לכן, תכנון מוצלח דורש שיתוף פעולה הדוק בין מהנדסים, מעצבים ומומחי חומרים כבר בשלבים המוקדמים של הפרויקט. הבנה מעמיקה של כל שלב בתהליך, החל מבחירת החומר ועד לייצור הסופי, היא המפתח ליצירת מוצר פלסטיק איכותי, יעיל וחסכוני.

 

ייצור חלקי פלסטיק: בחירת חומרים מתאימה

אחד השיקולים המשמעותיים ביותר בתכנון חלקי פלסטיק היא בחירת הפולימר המתאים. למשל, כאשר תכננו מחברים רפואיים עבור אחד מלקוחותינו, ההחלטה בין פוליקרבונט ל-ABS לא הייתה רק שאלה של עלות, אלא גם של עמידות בחיטוי, שקיפות והתאמה לתקני FDA. ההבדל בין בחירה נכונה לשגויה עשוי להיות ההבדל בין מוצר מצליח לכישלון שעולה מיליונים.

בנוסף, יש להתחשב בתנאי הסביבה בהם המוצר יעבוד, כגון טמפרטורות קיצוניות, חשיפה לכימיקלים או קרינת UV. כל אלו משפיעים על תכונות החומר ועל ביצועיו לאורך זמן. לכן, תהליך בחירת הפולימר דורש מחקר מעמיק וידע מקצועי רב.

 

עיצוב מוצר פלסטיקה מותאם להזרקה

בתכנון מוצרי פלסטיק להזרקה, אנו מיישמים עקרונות כמו:

• עובי דופן אחיד למניעת עיוותים

• רדיוסים מתאימים להזרמת החומר באופן אופטימלי

• זוויות שחרור (Draft Angles) להוצאה קלה מהתבנית

• מיקום מושכל של קווי מפגש חומר

בפרויקט לאחרונה עבור חברת אלקטרוניקה מובילה, הצלחנו להפחית את עלות ייצור התבנית ב-22% רק באמצעות שינויים בעיצוב המוצר, מבלי לשנות את הפונקציונליות או המראה החיצוני.

 

סימולציות מתקדמות

אנו מנתחים כל מוצר באמצעות תוכנות סימולציה מתקדמות המדמות את תהליך ההזרקה. הסימולציות מאפשרות לנו לזהות בעיות פוטנציאליות כמו קווי חיבור חלשים, כיסי אוויר או עיוותים - ולפתור אותן עוד לפני ייצור התבנית הראשונה.

> צריכים ייעוץ מקצועי לתכנון מוצר הפלסטיק שלכם? צוות המומחים שלנו ישמח לסייע לכם בבחירת החומרים והטכנולוגיה המתאימים. צרו קשר עכשיו או התקשרו: 052-3477046 לפגישת ייעוץ ללא התחייבות.

 

תהליך הסבת מוצרים להזרקת פלסטיק

אחד התחומים בהם אנו מתמחים במיוחד הוא הסבת מוצרים מתהליכי ייצור אחרים (כגון עיבוד שבבי או הדפסת תלת-ממד) לתהליך הזרקת פלסטיק.

 

המעבר מעיבוד שבבי להזרקת פלסטיק

עיבוד שבבי הוא מצוין לסדרות קטנות או אבי-טיפוס, אך ככל שכמויות הייצור גדלות, יתרונות ההזרקה הופכים משמעותיים יותר. בפרויקט עבור חברת מכשור לבדיקת שבבים, הסבנו רכיב מורכב מאלומיניום מעובד להזרקת פלסטיק. התוצאות:

• הפחתת עלות הייצור פר יחידה ממאות שקלים לעשרות שקלים

• איחוד פונקציות ממספר חלקים נפרדים לחלק אחד

• שיפור באחידות המוצר

 

הסבה מהדפסת תלת-ממד לייצור המוני

הדפסת תלת-ממד היא כלי מצוין לאבי-טיפוס ו-POC, אך ברגע שמדובר במאות או אלפי יחידות, הזרקת פלסטיק היא בדרך כלל האופציה המשתלמת. תהליך ההסבה כולל:

1. ניתוח קפדני של הגיאומטריה להתאמה לתהליך ההזרקה

2. אופטימיזציה של העיצוב לחוזק ויציבות

3. בחירה מדויקת של חומרים להתאמה לדרישות המכניות

4. תכנון תבנית מתאימה למוצר ולכמויות הייצור

לדוגמה, סייענו לחברה ביטחונית לעבור מאבי-טיפוס מודפסים לייצור המוני בהזרקה. המעבר הפחית את העלות פר יחידה ביותר מ-30% ואפשר לחברה לעמוד בקצב הזמנות הולך וגדל.

 

יתרונות הזרקת פלסטיק לעומת שיטות ייצור אחרות

 

מהירות ויעילות ייצור

בהזרקת פלסטיק, זמן מחזור טיפוסי נע בין 15 שניות למספר דקות – תלוי במורכבות ובגודל המוצר. לעומת זאת, בעיבוד שבבי או בהדפסת תלת-ממד, אותו מוצר עשוי לקחת שעות.

הפער בזמני הייצור בין הזרקת פלסטיק לשיטות אחרות כמו עיבוד שבבי או הדפסת תלת-ממד הוא משמעותי. בעוד שהזרקת פלסטיק מאפשרת ייצור מהיר וחוזרני של חלקים, שיטות אחרות אלו מתאימות יותר לייצור אב-טיפוס או סדרות קטנות, בהן זמן הייצור אינו גורם מכריע כמו העלות והגמישות.

 

איכות ועקביות בייצור רכיבים אופטיים מדויקים

אחד היתרונות המובהקים של הזרקת פלסטיק הוא העקביות המוחלטת בין המוצרים. בפרויקט עבור חברת אלקטרוניקה צבאית, הדרישה הייתה לדיוק של 0.02 מ"מ בין אלפי יחידות – משהו שרק הזרקת פלסטיק יכולה להבטיח בעלות סבירה.

יכולת זו של הזרקת פלסטיק לשמור על עקביות ודיוק גבוהים כל כך היא קריטית בתעשיות רבות, במיוחד בתחומים כמו אופטיקה, רפואה, אלקטרוניקה ותעופה, בהם סטנדרטים מחמירים של איכות ואמינות הם חיוניים. העקביות מבטיחה שכל חלק יתאים בדיוק לחלק הבא, מה שמקל על תהליכי הרכבה ומונע תקלות עתידיות.

 

שיקולים סביבתיים

בניגוד למה שרבים חושבים, הזרקת פלסטיק היא לעתים האופציה הירוקה יותר. בעיבוד שבבי, לדוגמה, מרבית החומר הגולמי הופך לשבבים (פסולת), בעוד בהזרקה כמעט ואין פסולת חומר. בנוסף, ניתן להשתמש בפלסטיק ממוחזר או חומרים מתכלים בתהליך ההזרקה.

יתרון סביבתי נוסף של הזרקת פלסטיק טמון ביכולת למחזר את הפסולת הנוצרת בתהליך, או להשתמש בחומרים פלסטיים ממוחזרים מלכתחילה. כך, ניתן לצמצם את ההשפעה הסביבתית של הייצור ולתרום לכלכלה מעגלית יותר. בנוסף, התקדמות טכנולוגית מאפשרת שימוש בפלסטיק מתכלה, מה שהופך את הזרקת הפלסטיק לאופציה ידידותית יותר לסביבה.

 

אופטימיזציה של תכנון המוצר להזרקת פלסטיק

 

תכנון מתקדם למניעת בעיות נפוצות

בתכנון מוצרים להזרקה, אנו מיישמים טכניקות מתקדמות כמו:

• תכנון חכם של צלעות חיזוק למניעת שקיעות (Sink Marks)

• אופטימיזציה של מיקום נקודת ההזרקה להפחתת קווי חיבור

• תכנון מסלול זרימה אופטימלי למניעת כיסי אוויר

• שימוש בטקסטורות פני שטח לשיפור המראה והתפקוד

 

מקרי בוחן וסיפורי הצלחה

 

מקרה 1: הסבת מוצר אופטי מורכב

במקום לייצר ספסלים אופטיים מאלומיניום בשני חלקים באמצעות עיבוד שבבי עבור חברת אורבוטק, בחרנו בגישה חדשנית: ייצור בהזרקת פלסטיק מחומר אולטם מחוזק ב-40% סיבי זכוכית. כדי להבטיח את החוזק המבני הנדרש, שילבנו גם לוחית אלומיניום. השינוי הזה לא רק שיפר את עמידות הספסלים, אלא גם ייעל את תהליך הייצור ופתח את הדלת לפיתוח ספסלים אופטיים נוספים בשיטת הזרקה.