كانت المعادن هي الحل الرئيسي عند اختيار المواد المكونة التي تتطلب القوة والمتانة والقدرة على تحمل الأحمال تحت الضغوط المختلفة ؛ إجهادات التأثير والقص والشد والانثناء. مع التقدم التكنولوجي الحديث في تحليل العناصر المحدودة (FEA) والهندسة المركبة و عمليات صب الحقن الدقيقةأصبح تحويل الأجزاء من المعدن إلى البلاستيك حلاً عمليًا واقتصاديًا وشائعًا.
لا يقلل استخدام البلاستيك من وزن القطعة وتكاليف التصنيع فحسب ، بل يحسن أيضًا مرونة التصميم من خلال عمليات تصنيع أقل. يمكن أن ينتج عن استخدام الأساليب العلمية لجعل المكونات البلاستيكية قابلة للمقارنة مع المكونات المعدنية مكونات لها نفس السلامة الهيكلية ، مع مزايا إضافية مثل المقاومة الكيميائية والتدريع الكهرومغناطيسي (EM) وترددات الراديو (RF).
لتقليل وزن السيارة وتحسين كفاءة الوقود ، كانت صناعات السيارات والطيران رائدة في استبدال الأجزاء المعدنية بأخرى بلاستيكية. تنص مقالة نشرتها الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) مؤخرًا على ما يلي:
باستخدام مواد هندسية مع تصميم هيكلي مناسب ، يمكن أن تكون الأجزاء البلاستيكية أقوى من الأجزاء المعدنية. تزيد القدرة على تشكيل ميزات القوة الهيكلية (مثل الأضلاع ، والدعامات ، وأقواس الزاوية) في وقت الإنتاج الأولي (بدلاً من التثبيت واللحام واللصق لاحقًا) من القوة الإجمالية للجزء المجمع وتقليل التكاليف الإضافية.
يمكن تأكيد تأثير مادة البوليمر المناسبة والتشكيل بشكل مبدئي باستخدام برنامج هندسة تحليل العناصر المحدودة واختبار تدفق القالب. يمكن أن تمنح عمليات محاكاة تحميل الضغط الإضافية التي يقوم بها متخصصو الهندسة الميكانيكية العملاء راحة البال مع العلم أن تحويل أجزاءهم مدعوم ببيانات علمية وموضوعية وفي الوقت الفعلي.
ضع في اعتبارك العوامل الثلاثة التالية التي تدعم بشكل مقنع تحويل الأجزاء المعدنية إلى بلاستيك:
- أخف وزنا
بالنظر إلى الثقل النوعي للألمنيوم (نسبة كثافة أو كتلة مادتين) ، فإنه يستخدم عادة لنسبة الوزن إلى القوة الجديرة بالثناء ، والتي تتراوح من 2.5 إلى 2.8 SG. وبالمقارنة ، فإن البولي كربونات ، وهو أحد أنواع البلاستيك الأكثر كثافة ، له نطاق جاذبية من 1.2 إلى 1.4 SG. لقد كان تحويل الأجزاء المعدنية إلى أجزاء بلاستيكية ناجحًا للغاية في تقليل وزن المكونات ، مما يقلل بشكل مباشر من تكاليف النقل وسيقلل أيضًا من تكاليف التصنيع والمعالجة. يتطلب صنع الأجزاء المعدنية دائمًا آلات قوية والعديد من دورات التشغيل والميكانيكا الماهرة. عملية القولبة بالحقن الفردي التي يمكن إتمامها في أقل من دقيقة تنتج أجزاء بلاستيكية متشابهة.
- اندماج متعدد الأجزاء
القولبة بالحقن قادرة على إنتاج هندسة معقدة ، بما في ذلك الرؤوس ، والضلوع ، والثقوب ، والخيوط ، والقطع السفلية ، والمنافذ - كل ذلك مع تفاوتات صارمة. من خلال إنشاء ملف قالب دقيق هندسيًا وعملية الإنتاج عالية السرعة ، يمكن تصنيع الأجزاء البلاستيكية متعددة الأوجه بكفاءة. بينما تعتبر مصبوبات القوالب المكافئ المعدني لـ مصبوب حقن البلاستيك الأجزاء ، ضع في اعتبارك الإضافات المادية المحتملة التي تجعل الأجزاء البلاستيكية حلاً أفضل:
- المزلقات: تحسين التآكل وتقليل الاحتكاك
- الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ: توصيل كهربائي محسّن ودرع EMI / RFI
- المعادن: الخواص الكهربائية ، ثبات الأبعاد ومقاومة الصدمات
- المعدل: زيادة المتانة
- حماية الأشعة فوق البنفسجية: الحفاظ على الاستقرار في البيئة الخارجية
- الملونات: خيارات ألوان غير محدودة
- معدل القوة: زجاج ، تنجستن ، كيفلر ، نحاس
- تقليل التكلفة
باستخدام الراتنجات المصممة هندسيًا مثل النايلون أو ABS ، يمكن استبدال الأجزاء المعدنية السميكة والأثقل المصبوب بأجزاء بلاستيكية أقوى وأرق وأكثر اتساقًا. المواد الأقل تساوي تكلفة المواد الأقل. من خلال التخلص من عمليات التصنيع متعددة المسارات (مثل الخيوط واللحام وتشطيب السطح) ، يمكن لدورات الإنتاج عالية السرعة وممر واحد تقليل تكاليف التصنيع بنسبة 25٪ - 50٪ مقارنة بالأجزاء المعدنية. هناك مجموعة متنوعة من خلطات ومخاليط البوليمر عالية الأداء التي يمكن تصميمها لتلبية متطلبات أداء محددة ، وسيوفر الكثير منها بديلاً ميسور التكلفة للمعادن والسبائك.
تبدأ العملية من خلال استشارة معدات القولبة بالحقن الدقيقة ذات الخبرة لتحديد الجدوى الاقتصادية لتحويل الأجزاء المعدنية إلى بلاستيك. من خلال المراجعات الهندسية ، يمكن تحديد المتطلبات المادية والوظيفية الحالية للمشروع لضمان الاتساق والجودة الأعلى بين الأجزاء طوال دورة حياة المشروع.
يهتم العديد من عملاء RJC بتقليل تكلفة إنتاج الأجزاء ، خاصة تلك المصنوعة من اللدائن الحرارية. لن ينجح تطبيق التسخين الكامل لأنه يتسبب في تزييف وتشوه البلاستيك على طول اللحام. استخدم خدمة اللحام بالموجات فوق الصوتية الخاصة بنا لتوفير لحامات آمنة وفعالة ودائمة للغاية دون تسخين مباشر.
