למה אפשר לצפות — ולמה יש לתכנן בהתאם
סבילויות הן אחד ההיבטים שהכי לא מובנים בתרמופורמינג. מהנדסים מיישמים לעיתים קרובות סבילויות של הזרקה על חלקים שעברו עיצוב בחום, ובכך גורמים לפסילת חלקים, לתכנונים מחדש ולעיכובים בפרויקט.
מדריך זה מסביר כיצד פועלות סבילויות בתרמופורמינג ומה יש לציין בשרטוטים שלכם.
מדוע סבילויות בתרמופורמינג שונות
בהזרקה, החלק מקבל את הצורה המדויקת של חלל התבנית. הסבילויות הדוקות וחוזרות על עצמן, משום שכל מחזור מייצר את אותן מידות.
בתרמופורמינג, היריעה מחוממת, נמתחת ונמשכת אל התבנית. התהליך כולל:
- מתיחת החומר (המשתנה בהתאם לגאומטריה)
- התכווצות בקירור (המשתנה בהתאם לעובי הדופן)
- דינמיקת ואקום/לחץ (המשתנה בהתאם לגאומטריית החלק)
- חיתוך לאחר העיצוב (המוסיף שונות משלו)
משמעות הדבר היא שלחלקים שעברו עיצוב בחום יש סבילויות רחבות יותר ו שונות גדולה יותר מאשר לחלקים שהוזרקו.
קטגוריות של סבילויות
מידותיהם של חלקים שעברו עיצוב בחום נחלקות לשלוש קטגוריות:
| קטגוריה | הגדרה | סבילות אופיינית |
|---|
| מידות בצד התבנית | מידות המוגדרות על ידי משטח התבנית | ±0.5 מ״מ עד ±1.0 מ״מ |
| משטחים שעוצבו בחופשיות | משטחים שאינם במגע ישיר עם התבנית | ±1.0 מ״מ עד ±2.0 מ״מ |
| מאפיינים שנחתכו | חורים, חריצים ופרופיל חיצוני שנחתכו לאחר העיצוב | ±0.2 מ״מ עד ±0.5 מ״מ |
טבלת סבילויות אופייניות
| סוג המידה | עובי היריעה | סבילות |
|---|
| משטח בצד התבנית | 2–4 מ״מ | ±0.5 מ״מ |
| משטח בצד התבנית | 5–8 מ״מ | ±0.8 מ״מ |
| משטח בצד התבנית | 9–12 מ״מ | ±1.0 מ״מ |
| משטח חופשי (שאינו בצד התבנית) | 2–4 מ״מ | ±1.0 מ״מ |
| משטח חופשי (שאינו בצד התבנית) | 5–8 מ״מ | ±1.5 מ״מ |
| משטח חופשי (שאינו בצד התבנית) | 9–12 מ״מ | ±2.0 מ״מ |
| חור שנחתך ב-CNC | כל ערך | ±0.2 מ״מ |
| קצה שנחתך ב-CNC | כל ערך | ±0.3 מ״מ |
| קוטר חור (שנקדח לאחר העיצוב) | כל ערך | ±0.15 מ״מ |
| מיקום בליטת הרכבה (שנחתכה) | כל ערך | ±0.5 מ״מ |
הסבילויות הן קווים מנחים עבור ABS וחומרים דומים. חומרים אחרים עשויים להשתנות.
מה משפיע על יכולת השגת הסבילות
| גורם | השפעה |
|---|
| חומר | PC ו-PMMA שומרים על סבילויות טוב יותר מ-PP/PE |
| עובי היריעה | יריעות עבות יותר יציבות יותר ושומרות על סבילויות טוב יותר |
| גודל החלק | בחלקים גדולים יותר קיימת שונות מוחלטת גדולה יותר |
| אחידות הדופן | דפנות אחידות = מידות עקביות יותר |
| איכות התבנית | תבניות טובות יותר מייצרות חלקים עקביים יותר |
| בקרת הקירור | קירור אחיד = פחות עיוות, סבילויות הדוקות יותר |
| נקודת ייחוס לחיתוך | נקודות ייחוס טובות לחיתוך = מאפיינים חתוכים עקביים |
כללי תכנון לסבילויות
1. הפרידו בין מידות קריטיות למידות שאינן קריטיות
אל תחילו סבילויות הדוקות על כל מידה. זהו אילו מידות קריטיות עבור:
- התאמת ההרכבה — נקודות הרכבה, משטחי התאמה, מאפייני יישור
- ביצועים תפקודיים — מרווחים, משטחי אטימה, מרווחים חשמליים
- מראה — מרווחים נראים, יישור משטחים, יישור קצוות
החילו סבילויות הדוקות רק על מידות קריטיות אלה. עבור כל השאר השתמשו בסבילויות ייחוס.
2. השתמשו בנקודות ייחוס
תכננו את החלק כך שניתן יהיה למקם אותו באופן עקבי לצורך בדיקה והרכבה. השתמשו בשניים או בשלושה מאפיינים שעוצבו בחום כנקודות ייחוס:
- נקודת ייחוס A: משטח שטוח שעוצב בחום
- נקודת ייחוס B: קצה או אוגן שעוצב בחום
- נקודת ייחוס C: חור או חריץ
יש להתייחס לכל המידות הקריטיות מנקודות ייחוס אלה, ולא מקצה שרירותי.
3. ציינו את שיטת הבדיקה
לשיטות בדיקה שונות יש יכולות שונות:
- CMM (מכונת מדידה בקואורדינטות): ±0.05 מ״מ — לשימוש עבור מידות קריטיות
- מד ידני: ±0.2 מ״מ — לשימוש בבדיקות ייצור
- מדידי תקין/לא תקין: עובר/נכשל — לשימוש בבדיקות חוזרות
- בדיקה חזותית: סובייקטיבית — לשימוש עבור המראה בלבד
כללו את שיטת הבדיקה בהערות השרטוט שלכם.
4. הביאו בחשבון את החלק בזמן השימוש
מידה ש״חורגת״ ב-0.5 מ״מ עשויה להיות תקינה אם מדובר במשטח פנימי נסתר, אך בלתי קבילה אם מדובר במרווח נראה בין לוחות.
חשבו על:
- איזה מרווח מקובל בתפר הנראה?
- איזו שונות מקובלת בנקודת הרכבה?
- מה קורה אם החלק קטן מדי או גדול מדי ב-1 מ״מ?
5. תכננו להרכבה, לא עבור השרטוט
המידה החשובה ביותר היא האופן שבו החלק מתאים לרכיבים המתאימים לו. אם למסגרת, לתושבות ולחלקים הסמוכים יש סבילויות משלהם, הצטברות הסבילויות של הלוח שעוצב בחום חשובה יותר מהמידה המוחלטת שלו.
הנוהג המומלץ: ספקו לשותף התרמופורמינג שלכם את שרטוט הרכיב המתאים, כדי שיוכל לתכנן את החלק כך שיתאים להרכבה בפועל, ולא רק למידות הנומינליות.
טעויות נפוצות בסבילויות
- החלת סבילויות של ±0.1 מ״מ — תרמופורמינג אינו יכול לשמור על סבילות זו באופן עקבי. אפילו הזרקה מתקשה ברמה זו.
- סבילויות הדוקות על משטחים חופשיים — משטחים חופשיים (שאינם בצד התבנית) הם המשתנים ביותר. אל תציינו כאן סבילויות הדוקות אלא אם הדבר נחוץ.
- היעדר נקודות ייחוס — ללא נקודות ייחוס ברורות, הבודקים מודדים מנקודות התייחסות שונות, דבר המוביל לתוצאות לא עקביות.
- התעלמות מסבילות החיתוך — למאפיינים שנחתכו יש סבילויות שונות מאלה של מאפיינים שעוצבו בחום. אל תניחו שלכל המידות אותה סבילות.
- אי-התחשבות בהשפעות תרמיות — חלק שמתאים ב-20°C עשוי שלא להתאים ב-60°C או ב--20°C. ההתפשטות התרמית משפיעה על התאמת ההרכבה.
סבילות לעומת איכות
סבילויות הדוקות אינן שוות לאיכות גבוהה. חלק עם סבילויות של ±2 מ״מ שמתאים באופן מושלם להרכבה שלו טוב יותר מחלק עם סבילויות של ±0.2 מ״מ שאינו מתאים.
המטרה אינה סבילות מינימלית — אלא התאמת הרכבה עקבית.
