כשמוצר צריך חלק גמיש שעומד בחום, אוטם היטב, נוח למגע ומתאים לשימוש רפואי או מזוני, השיטה שעולה לדיון היא הזרקת סיליקון LSR. הראשי תיבות מתייחסות לגומי סיליקון נוזלי, וזה תהליך שנראה מבחוץ דומה להזרקת פלסטיק אבל מתנהג הפוך ממנה כמעט בכל פרמטר. הבנת ההבדלים חוסכת הפתעות יקרות, במיוחד בשלב תכנון התבנית.

איך התהליך עובד ובמה הוא הפוך

חומר הגלם מגיע כשני רכיבים נוזליים, שנשאבים ביחס קבוע, מעורבבים בראש ההזרקה ומוזרקים לתבנית. עד כאן זה נשמע מוכר, אבל כאן מתחילים ההבדלים. בהזרקת פלסטיק החומר חם והתבנית קרה, והחלק מתמצק בקירור. בהזרקת סיליקון LSR החומר נשמר קר, והתבנית מחוממת לטמפרטורות של כמאה שבעים עד מאתיים מעלות. החום הוא שמפעיל את תגובת ההצלבה, כלומר את התקשות החומר, ותהליך זה אינו הפיך.

הבדל שני הוא צמיגות: הסיליקון הנוזלי דליל מאוד ולכן זורם לכל פער זעיר בתבנית. זה יתרון כשמזריקים חלקים דקים ומורכבים, וחיסרון כשהאיטום בין חצאי התבנית אינו מושלם, כי מיד מתקבלת גדיל חומר עודף. לכן תבניות LSR מיוצרות בדיוק גבוה יותר מתבניות פלסטיק רגילות, לרוב עם מערכת אוורור בוואקום. הבדל שלישי הוא מערכת ההזנה: משתמשים בתעלה קרה, כדי שהחומר בתעלות לא יתקשה בין מחזורים ולא ייווצר בזבוז. השוואה לתהליך הבסיסי תמצאו במאמר הזרקת פלסטיק לתבנית.

מתי באמת בוחרים בשיטה הזאת

  • אטמים ואיטום סביבתי: סיליקון שומר על גמישות בטווח טמפרטורות רחב מאוד ולא מתקשה עם הזמן, ולכן הוא נפוץ במוצרים שדורשים אטימות למים ולאבק.
  • מגע עם הגוף או עם מזון: קיימות סגסוגות סיליקון בדרגות ביו תאימות מוכרות, נושא שמורחב במאמר ביו תאימות וחומרים רפואיים.
  • עמידות בעיקור: החומר עומד היטב בעיקור באדים חוזר, יתרון גדול במכשור רפואי רב פעמי.
  • לחצנים, ממברנות ורכיבים אופטיים: החומר מאפשר קירות דקים, קפיציות חוזרת ושקיפות גבוהה בדרגות מסוימות.
  • חלקים משולבים: אפשר להזריק סיליקון על גבי חלק פלסטי או מתכתי קיים, ולקבל אטם וגוף כיחידה אחת בלי הרכבה.

מנגד, אם החלק אינו חייב להיות אלסטומרי, או שהדרישה היא רק לגמישות קלה, לרוב יהיה נכון וזול יותר להשתמש בתרמופלסט אלסטומרי רגיל. הזרקת סיליקון LSR מצדיקה את עצמה כשיש דרישה אמיתית לחום, לעיקור, למגע ממושך עם הגוף או לאיטום לאורך שנים.

מה משתנה בתכנון החלק והתבנית

ראשית, זוויות שליפה. בפלסטיק הן הכרח, ובסיליקון החומר גמיש ולעיתים אפשר לשלוף חלק גם מגיאומטריה עם חיתוך תחתון קל. שנית, כיווץ: הסיליקון מתכווץ בשיעור של כמה אחוזים אחרי ההוצאה מהתבנית, והשיעור תלוי בחומר, בטמפרטורה ובעובי, ולכן התבנית נחתכת עם פיצוי. שלישית, שליפה בפועל: החלק רך ונדבק, ולכן נדרשים פינים או מערכת שליפה שלא תקרע אותו, ולעיתים סרט הוצאה אוטומטי.

רביעית, קו הפרדה. בגלל הצמיגות הנמוכה, מיקום קו ההפרדה קובע כמה עבודת ניקוי ידנית תידרש אחר כך, ולכן שווה לקרוא גם על זוויות שליפה וקווי הפרדה. חמישית, קשיות: החומר מוגדר בסקאלת שור A, ומספרים נמוכים נותנים חלק רך מאוד ומספרים גבוהים חלק קשיח יחסית. הקשיות משפיעה על תחושת המגע, על כוח הלחיצה בכפתור ועל איכות האיטום, ולכן כדאי לבדוק אותה על דגם לפני חיתוך תבנית.

עלויות, כמויות וזמנים

תבנית LSR יקרה יותר מתבנית פלסטיק מקבילה, בגלל דרישות הדיוק, האוורור ומערכת התעלה הקרה. לעומת זאת זמן המחזור לרוב קצר, ואין בזבוז חומר בתעלות, כך שעלות היחידה בסדרה גדולה נוחה. מבחינת כדאיות, הזרקת סיליקון LSR מתחילה להשתלם החל מאלפי יחידות, וככל שהסדרה גדלה הפער מול שיטות ידניות מתרחב לטובתה. בכמויות קטנות יותר, יציקה בתבנית סיליקון או ייצור דגמים בתבנית סיליקון תיתן תוצאה דומה בעלות התחלתית נמוכה בהרבה. אנחנו בפרוג'קטס האוס ממליצים לאמת את הגיאומטריה והקשיות בסדרה קטנה לפני מעבר לתבנית קשיחה, וגם לתמחר מראש את הגורמים שמפורטים במאמר כמה עולה תבנית להזרקה. סקירה של שיטות נוספות בעמוד טכנולוגיות ושיטות ייצור.

יש לכם חלק גמיש, אוטם או ממשק שנוגע בגוף? בקשו הצעת מחיר ונבחן יחד אם השיטה הזאת נכונה למוצר שלכם, ומה המסלול הזול ביותר להגיע לסדרה.

רוצים להפוך רעיון למוצר? צרו קשר עם צוות פרוג'קטס האוס בע"מ – טלפון: 054-8936922 | דוא"ל: info@projects-house.com – ונשמח ללוות אתכם משלב הרעיון ועד המדף.