עושים סדר בטכנולוגיות השונות להזרקה דו-קומפננטית

השיטות להזרקה דו–קומפוננטית מגוונות, אז במה תבחרו? כניסה אחת או שתיים? תבנית Stack, שולחן מסתובב או גרעין זז? האפשריות אכן רבות ו-ARBURG, שמחזיקה ב-60 שנות ניסיון בתחום, כאן כדי לסייע

הזרקה דו–קומפוננטית נחשבת כאחת מהטכנולוגיות המתקדמות שיש לעולם ההזרקה להציע. את המכונות ניתן לראות בבודדות, אחת, שתיים בכל מפעל. אולם אין ספק כי ככול שהמוצרים ילכו וישתכללו, אנו צפויים לראות התרחבות של מגמה זו. אגב השם "דו קומפוננטי" מעט מטעה כי הטכנולוגיה יכולה להתרחב לשלושה ואפילו ארבעה חומרים, לא סתם שמה באנגלית Multi Component Injection.

תמונה 1: תצורות שונות של מיקומי האקסטרודרים בהזרקה דו-קומפננטית.

למה בכלל לייצר בהזרקה דו–קומפוננטית?

טכנולוגיה זו תומכת בייצור מוצרים מורכבים מכמה חומרים ומעניקה לנו חופש עיצובי גדול. היא משפרת את האיכות ושומרת על דיוק גבוה. גם במדד היעילות היא מצטיינת, מפחיתה זמני מחזור ומצמצת את התלות בכוח אדם. בחלק מהמקרים היא משלבת בתוכה גם תהליכי הרכבה ועיבוד משניים וכך חוסכת תהליך ייצור נוסף ללקוח. למכונה דו–קומפוננטית קיים פוטנציאל להפוך, בעזרת אוטומציה, לתא ייצור שלם המספק פתרון מלא לייצור המוצר.

ARBURG הגרמנית נחשבת כאחת החלוצות בתחום ההזרקה הדו–קומפוננטית. את המכונה הראשונה בתחום ייצרה החברה עוד ב-1962. כיום תחום זה מהווה אחד מטכנולוגיות הליבה של החברה. כמומחית בתחום, החברה משתפת את לקוחותיה בידע והניסיון הרב שצברה, ומספקת ייעוץ, תכנון, אפשרות לניסיונות באתר החברה, שיתוף פעולה עם יצרני תבניות, התקנה, והטמעה.

תכנות נוח של תהליכים מורכבים

אחת החוזקות שמציעה ARBURG היא מערכת הבקרה שלה. בין אם מדובר ב– GESTICA החדשה, או ב– SELOGICA הוותיקה, היתכנות של סדר הפעולות בתהליך הופך לנוח במיוחד בעזרת סמלים גרפיים (Sequential programing), שעושה לנו סדר ומאפשר להבין את התהליך המורכב במבט מהיר במסך המכונה.

סוגי הפתרונות להזרקה דו–קומפוננטית

את תהליך ההזרקה הדו–קומפוננטי ניתן לחלק לשתי קבוצות עיקריות: תהליך בעל כניסה אחת של חומר לתבנית או תהליך בעל שתי כניסות נפרדות. 

מערכת של כניסה אחת:

כניסה אחת משמעותה הזרקה מתוזמנת דרך כניסת חומר יחידה לתבנית. חומר אחד נכנס לתבנית, ואחריו, או במקביל או בהשהיה אליו, נכנס החומר השני. יתרון השיטה הוא בפשטות התבנית שאינה מצריכה תכנון מיוחד.

בעזרת השיטה ניתן לייצר, לדוגמא, מוצר במבנה של סנדוויץ' כאשר השכבה החיצונית של המוצר מכילה חומר אחד המתאים לפני השטח ואילו השכבה השניה מכילה חומר אחר המתאים למילוי הפנימי. חומרים פנימיים שכאלו יכולים להיות חומרים הנדסיים עם סיבים לשיפור חוזק המוצר, חומרים ממוחזרים לשיפור עלות המוצר ואפילו חומר מוקצף לשיפור משקל המוצר והפחתתו. 

דוגמא נוספת שניתן לקבל בשיטה זו היא מוצרים בעלי אפקט שיש. במצב זה החומרים משתי יחידות ההזרקה מוזרקים יחד לתוך התבנית. בגלל שהם לא עברו שלב ערבוב מקדים, ניתן להבחין בערבוב הגס בניהם.

מערכת של שתי כניסות:

זאת המערכת המוכרת והנפוצה יותר. במערכת זו כל אחת משתי יחידות ההזרקה מזריקה את החומר בכניסה נפרדת לתבנית. ישנן שיטות רבות להשתמש בטכנולוגיה זו, הנפוצות ביותר הן:

• Core Back – התבנית מכילה גרעין שזז לאחר ההזרקה הראשונה. הוא חושף חלק נוסף במוצר  ואז מתבצעת ההזרקה השניה לתוכה. שיטה וותיקה זו פחות מקובלת כיום. התבנית אומנם פשוטה יותר לתכנון ואינה מצריכה תנועה אך השיטה אינה יעילה ומאריכה את זמן המחזור.
• Transfer Technology – תהליך בו מזריקים חלק מהמוצר, מזיזים אותו בעזרת רובוטים או אוטומציה לעמדה אחרת או למכונה שכנה ואז מזריקים את החלק השני על גביו. תהליך יעיל ומאפשר לבצע את שתי ההזרקות בו זמנית ולחסוך זמן מחזור משמעותי. 
• שולחן מסתובב / אינסרט מסתובב– בתהליך זה מתרחש סיבוב חלק מהתבנית לאחר ההזרקה הראשונה. המוצר שהוזרק בחלק אחד של התבנית מוזז בסיבוב לחלק השני של התבנית, במחזור הבא החומר השני מוזרק עליו ובאותו הזמן מתבצעת הזרקה נוספת של החומר הראשון. תזוזת התבנית יכולה להיות על ידי שולחן מסתובב (כל החצי הנע של התבנית מסתובב) או אינסרט מסתובב. מדובר בתהליך יעיל ומהיר מכיוון ששתי ההזרקות מתבצעות במקביל. טכנולוגיה זאת היא המקובלת ביותר מכל טכנולוגיות ההזרקה הדו–קומפוננטית.
• הזרקה לתבנית Stack – בטכנולוגיה זו החלק האמצעי בתבנית מסתובב לאחר פתיחת התבנית ומזיז את המוצר מנקודת ההזרקה הראשונה לשניה. התהליך מתאים לנפחי עבודה גדולים ולמוצרים בעלי ממדים גדולים מכיוון שאז כוח הנעילה הדרוש לתהליך הוא קטן בהרבה מטכנולוגיית השולחן המסתובב. 
• הזרקה והרכבה – שילוב שלב ההרכבה עם שלב ההזרקה לתבנית. תהליך יעיל במיוחד מכיוון שהוא חוסך בתהליכי המשך, אך מדובר בדרך כלל במערך לא פשוט הדורש השקעה ראשונית גדולה.

תמונה 2: שיטות לתכנות תבנית בהזרקה דו-קומפוננטית.
1 – הזרקה סנדוויץ', 2 – Core Bake, 3 – רוטציה, 4 – Transfer Technology.

איך נבחר את תהליך ההזרקה המתאים לנו?

"המוצר בוחר את הטכנולוגיה ולא להיפך", אומר לנו איציק חרש, מנהל תחום ההזרקה בחברת SU-PAD, הנציגה של ARBURG בישראל. "יש מוצרים שנוכל לייצר רק בשיטה אחת, אולם במידה ויש יותר משיטה אחת רלוונטית, נבחר את השיטה היעילה והכלכלית ביותר. כאן מעמידה ARBURG לרשות התעשייה את מיטב המומחים לתכנון התהליך הרצוי".

תצורות שונות של מכונות ההזרקה הדו–קומפוננטיות

מגוון הפתרונות שיש בתחום רחב: מכונות הידראוליות או חשמליות, הזרקה אופקית/ אנכית/ מקבילה, עם מגוון יחידות הזרקה, מרווחי קולונות וכוחות נעילה.

אם נסתכל לרגע על הפריסה המרחבית של שתי יחידות ההזרקה נראה שיש יותר מדרך אחת למקם אותן אחד ביחס לשני. ניתן למקם בצורה מקבילית, ב-90 מעלות אחת ביחס לשניה על רצפת הייצור, אחד אופקי ואחד אנכי, בזווית בניהם ועוד. ישנם שיקולים רבים לבחירת התצורה, כאשר בדרך כלל השיקולים המובילים הם השטח ברצפת הייצור, גובה אולם הייצור, המוצר והתבנית וקלות טיפולי התחזוקה.  

למידע נוסף,
SU-PAD, איציק חרש,
052-357-5499 ,[email protected]