אחת השאלות הכי מתסכלות בפיתוח מוצר היא מה עושים כשצריך שלושים או חמישים יחידות זהות, אבל תבנית הזרקה עדיין לא מוצדקת כלכלית. יציקות ואקום לדגמים הן התשובה הקלאסית לפער הזה: טכנולוגיה שמייצרת סדרה קטנה של חלקים איכותיים מתוך תבנית סיליקון גמישה, בעלות של אחוזים בודדים מתבנית מתכת ובזמן של ימים במקום חודשים. בפועל, זו אחת הדרכים המהירות ביותר להגיע ליחידות שנראות ומתנהגות כמו מוצר סופי.

איך התהליך עובד בפועל

הכול מתחיל מדגם אב (Master) מדויק, בדרך כלל חלק מודפס בטכנולוגיית שרף ומעובד ידנית עד גימור חלק. הדגם נתלה בתוך מסגרת, ומסביבו יוצקים סיליקון נוזלי שמתקשה ליממה בערך. לאחר ההתקשות חותכים את הסיליקון לאורך קו פרידה מתוכנן ומוציאים את דגם האב, וכך נשארת תבנית סיליקון חלולה שמשחזרת כל פרט בשטח הפנים.

בשלב הייצור מזריקים לתבנית פוליאוריתן דו-רכיבי בתוך תא ואקום. הוואקום הוא הלב של השיטה: הוא שואב את האוויר הכלוא מהחומר ומהחלל, וכך נמנעות בועות וחורי אוויר שהיו הופכים את החלק לפסול. אחרי יציקה החלק עובר תנור לייצוב, ואפשר לחזור על המחזור. כל תבנית סיליקון מחזיקה בדרך כלל בין 15 ל-25 יציקות לפני שהיא מתחילה להתבלות, ולכן לסדרה גדולה יותר פשוט מכינים כמה תבניות במקביל. הרחבנו על העיקרון גם במאמר על שיטת ייצור דגמים בתבנית סיליקון.

אילו חומרים וגימורים אפשר לקבל

הרזינות המשמשות ליציקות ואקום מחקות משפחות פלסטיק מוכרות, וזה בדיוק היתרון מול הדפסה תלת ממדית רגילה:

  • חיקוי ABS קשיח ועמיד למכה, לזיווד ולמארזים.
  • חיקוי פוליפרופילן גמיש יותר, לצירים חיים ולסגרים קופצניים.
  • אלסטומרים בקשיחות שור A שונות, לאטמים, לידיות ולכיסויי כפתורים.
  • רזינות שקופות לחלונות תצוגה ולמובילי אור, אחרי ליטוש.
  • רזינות עמידות טמפרטורה או מעכבות בעירה, לפי דרישות התקן.

אפשר גם לצבוע את הרזינה בגוון מלא, להטמיע תבריגים מתכתיים ביציקה ולקבל טקסטורה שהועברה מדגם האב. התוצאה קרובה מאוד למוצר מדף, ולכן היא מתאימה לתצוגה בתערוכה, לבדיקות משתמשים ולצילומי שיווק. אם אתם עדיין מתלבטים בין טכנולוגיות, כדאי לקרוא על FDM מול SLA לאב טיפוס ועל ייצור דגמים בכלל.

מתי זה משתלם ומתי לא

הכלל הפשוט הוא כמות. עד עשרות בודדות של יחידות, יציקות ואקום לדגמים כמעט תמיד זולות ומהירות יותר מתבנית. כשעוברים למאות רבות או לאלפים, עלות היחידה של היציקה נשארת גבוהה יחסית והמעבר להזרקה מתחיל להשתלם. שווה להשוות מול הנתונים במאמר על עלות תבנית להזרקת פלסטיק.

מגבלה שנייה היא סבילויות. חומר יצוק מתכווץ מעט, ולכן דיוק המידות טוב אך לא זהה לעיבוד שבבי. חלקים גדולים מאוד או גיאומטריות עם דפנות דקות במיוחד עלולים לדרוש התאמות בדגם האב. גם עמידות מכנית ארוכת טווח נמוכה יותר מפלסטיק מוזרק, ולכן לא נכון לבנות על יציקות ואקום מוצר שמיועד לשנים של שימוש בשטח.

לוחות זמנים ועלויות

לוח הזמנים האופייני ברור למדי: יום עד שלושה להכנת דגם האב וליטושו, יממה להתקשות הסיליקון, ואז כשעה עד שלוש שעות לכל יציקה כולל זמן תנור. בפועל, סדרה של עשרים יחידות פשוטות יוצאת מהמעבדה תוך שבוע עד שבועיים. לשם השוואה, תבנית פלדה פשוטה דורשת לרוב שישה עד עשרה שבועות רק לייצור הכלי, לפני היריה הראשונה.

מבחינת עלות, המחיר מתחלק לשניים: הכנת התבנית, שהיא הוצאה חד פעמית שתלויה בגודל החלק ובמורכבות קו הפרידה, ומחיר ליחידה שמושפע בעיקר מנפח החומר ומהגימור הנדרש. צביעה מלאה, הטמעת תבריגים או שקיפות אופטית מייקרות משמעותית. לכן, כשמתמחרים יציקות ואקום לדגמים, כדאי לבקש הצעה שמפרידה בין עלות הכלי לעלות היחידה — כך אפשר להשוות בצורה הוגנת מול חלופות ולהחליט מתי כדאי לעבור לתבנית קשיחה.

איך מתכוננים נכון

אנחנו בפרוג'קטס האוס ממליצים לתכנן את החלק מראש עם זוויות שחרור קלות, לסמן את קו הפרידה הרצוי ולהחליט אילו שטחים חייבים להיות מושלמים. חשוב גם להקפיא את הגרסה: כל שינוי בדגם האב מחייב תבנית חדשה. כשמדובר בסדרה שמיועדת ללקוחות ראשונים, כדאי לשלב את היציקות בתוך תכנון רחב יותר של סדרות ראשונות, ולראות אותן כשלב ביניים בדרך לייצור המוני ולא כתחנה סופית. מידע נוסף על שיטות משלימות תמצאו בעמוד בניית אב טיפוס ומודלים.

רוצים לדעת אם יציקות ואקום לדגמים מתאימות לסדרה שאתם מתכננים? שלחו לנו את המודל והכמות ונחזור אליכם עם המלצה מעשית ועם הצעת מחיר מסודרת.

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.