החלטה אחת שמשפיעה על הכול
בחירת החומר של חלק אינה החלטה טכנית מבודדת. היא קובעת באיזו שיטה אפשר לייצר אותו, כמה יעלה, כמה יחזיק, איך ייראה, ואם המוצר יעמוד בדרישות תקינה. חומר שנבחר "כי ככה עושים" מייצר לעיתים קרובות עלות מיותרת או תקלה בשטח.
שבעה שיקולים, לא אחד
עומס מכני
לא רק "כמה חזק" אלא איזה סוג עומס: מתיחה, לחיצה, כפיפה, זעזוע או עומס מחזורי. חומר שמצוין בעומס סטטי עלול להישבר תחת עומס חוזר – כשל עייפות. כשהעומסים אינם ברורים, מריצים ניתוח כמתואר בניתוח מאמצים וסימולציה.
סביבת השימוש
טמפרטורה, לחות, קרינת שמש, כימיקלים, מים מלוחים, ניקוי בחומרים אגרסיביים. פלסטיק רבים מתפוררים בחשיפה ממושכת לשמש; אלומיניום נשחק במגע עם חומרי ניקוי מסוימים. השאלה "היכן המוצר יימצא במשך עשר שנים" חשובה יותר מהשאלה "כמה הוא חזק".
שיטת הייצור
לא כל חומר מתאים לכל שיטה, וההפך. חומר להזרקה חייב זרימות מתאימות; חומר לעיבוד שבבי צריך להיות ניתן לחיתוך ביעילות; חומר לכיפוף חייב חוזק להתארכות מספק. ההיגיון מפורט בהזרקת פלסטיק לתבנית, ובשיטות ייצור חלקים מכאניים.
עלות – ולא רק של החומר
מחיר לקילוגרם מטעה. מה שקובע הוא עלות החלק המוגמר: חומר יקר שמאפשר דופן דקה יותר וזמן מחזור קצר יותר עשוי להיות זול יותר בסך הכול. ראו תמחיר מוצר ועלות ייצור.
זמינות ושרשרת אספקה
חומר מיוחד עם ספק יחיד הוא סיכון תפעולי. שאלה שכדאי לשאול לפני נעילת התכן: האם יש חלופה שנייה זמינה, וכמה זמן אספקה נדרש.
מראה ומגע
גימור, צבע, ברק ותחושה ביד משפיעים על תפיסת האיכות לא פחות מהביצועים. הנושא נדון בצבע, חומר וגימור.
תקינה ובטיחות
מוצרים במגע עם מזון, מוצרי ילדים ומכשור רפואי כפופים לדרישות חומר מפורשות. חומר שאינו מאושר פוסל את המוצר גם אם הוא מצוין הנדסית – ראו תקנים ואישורי תקינה למוצר וביו-תאימות וחומרים רפואיים.
שיטת עבודה מעשית
- לכתוב דרישות לפני שמות מסחריים. "עמידות בטמפרטורה עד 80 מעלות, עמידות בשמש, גימור מט" – ולא "נעשה מפוליקרבונט".
- לסנן משפחות חומרים לפי הדרישות הקשיחות. בדרך כלל נשארות שתיים או שלוש.
- לבחור בתוך המשפחה לפי עלות, זמינות וגימור.
- לאמת בבדיקה. חלק אמיתי, לא רק דף נתונים – ראו בדיקות עמידות ואמינות למוצר.
שלוש משפחות שכדאי להכיר
אין צורך בידע עמוק בחומרים כדי לנהל שיחה מושכלת, אבל כדאי להכיר את קווי הפיצול המרכזיים:
- תרמופלסטים – הפלסטיקים הנפוצים, שנמסים ומתקשים שוב. מתאימים להזרקה, זולים בכמויות, ומגוונים מאוד בתכונות. רובם המכריע של מוצרי הצריכה עשויים מהם.
- אלסטומרים – חומרים גמישים, לאטמים, לאחיזה רכה ולרגליות. נבחרים לפי קשיות ולפי עמידות בשמן, במים או באוזון.
- מתכות – כשנדרשים חוזק, קשיחות, פיזור חום או הולכה חשמלית. אלומיניום קל ומעבד חום היטב, פלדת אל חלד עמידה בקורוזיה ובניקוי אגרסיבי, ופלדה רגילה זולה וחזקה אך דורשת ציפוי.
שילוב חומרים הוא הכלל ולא היוצא מן הכלל: מבנה מתכתי עם מעטפת פלסטיק ואטם גומי. כל מפגש בין שני חומרים דורש התייחסות להתפשטות תרמית שונה ולשיטת חיבור מתאימה, כמתואר בתכנון חיבורים והרכבה.
מלכודת נפוצה: אב טיפוס בחומר אחר
אב טיפוס מודפס בתלת ממד מתנהג אחרת לגמרי מחלק מוזרק – חוזק שונה, קשיחות שונה, סבילויות שונות. הסקת מסקנות מאב טיפוס על התנהגות המוצר הסופי היא מקור שכיח להפתעות. כשההחלטה קריטית, מייצרים סדרה קטנה בחומר הסופי לפני נעילת התכן, כמתואר בסדרות ראשונות. ההיגיון הכולל של התאמת התכן לחומר ולשיטה מפורט בתכנון לייצור מוצרים מפלסטיק ובתכנון לייצור מוצרים ממתכת.
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.
