הכלל שכל השאר נגזר ממנו: דופן אחידה

אם צריך לבחור עיקרון אחד בלבד בתכנון חלק להזרקה, זה יהיה עובי דופן בהזרקת פלסטיק — אחיד ככל האפשר, ודק ככל שהפונקציה מאפשרת. הסיבה פיזיקלית: פלסטיק מתכווץ כשהוא מתקרר, וקצב הקירור תלוי בעובי. אזור עבה מתקרר לאט ומתכווץ יותר, אזור דק מתקרר מהר ומתכווץ פחות — וההפרש הזה מייצר את כל התקלות המוכרות: שקעי התכווצות (Sink Marks) על פני השטח, חללים פנימיים, עיוות של החלק כולו ומאמצים שיוריים שמחלישים אותו. חלק עם דופן אחידה מתקרר בקצב אחיד — ויוצא מהתבנית ישר, חזק ויפה.

הטווחים המקובלים לפי חומר

לכל משפחת פלסטיק טווח עובי מומלץ, שנובע מזרימת החומר בתבנית ומהתנהגות ההתכווצות שלו:

  • ABS: 1.5–4.5 מ"מ
  • פוליפרופילן (PP): 0.8–3.8 מ"מ
  • פוליקרבונט (PC): 1.0–4.0 מ"מ
  • ניילון (PA): 0.8–3.0 מ"מ
  • פוליאצטל (POM): 0.8–3.0 מ"מ

ברוב מוצרי הצריכה נפגוש דופן של 2–3 מ"מ — עבה מספיק לחוזק ולזרימה טובה, דקה מספיק לזמן מחזור סביר. חשוב לזכור שהמספרים תלויים גם בגודל החלק ובמרחק הזרימה מנקודת ההזרקה: חלק גדול עם דופן דקה מאוד פשוט לא יתמלא. בחירת החומר עצמה — נושא בפני עצמו, שמפורט במאמר על איך בוחרים חומר פלסטיק למוצר חדש.

ומה עושים כשצריך חוזק? מצלעות, לא עובי

הטעות הקלאסית של מתכנן מתחיל: החלק חלש — נעבה את הדופן. התוצאה: שקעים, עיוות, חומר מיותר וזמן מחזור ארוך. הדרך הנכונה להוסיף קשיחות היא צלעות חיזוק (Ribs), והכלל המרכזי שלהן פשוט:

  • עובי צלע: 50–60% מעובי הדופן שאליה היא מתחברת. צלע עבה יותר תייצר שקע בצד הנגדי של הדופן.
  • גובה צלע: עד פי שלושה מעובי הדופן; גבוה יותר — עדיף שתי צלעות.
  • רדיוס בבסיס הצלע: רבע עד חצי מעובי הדופן — מספיק להפחתת ריכוז מאמצים, לא כל כך גדול שייצור התעבות מקומית.
  • זווית שליפה: חצי מעלה עד מעלה לכל צד, בתיאום עם כלל זוויות השליפה וקווי ההפרדה של החלק.

אותם עקרונות חלים על בוסים (עמודי הברגה): לא עמוד מלא, אלא צינור דק-דופן שמחובר לדופן בצלעות — הרחבה במאמר על הברגות בפלסטיק.

מעברי עובי — כשאין ברירה

לפעמים הפונקציה מחייבת אזורים בעוביים שונים. במקרה כזה הכלל: מעבר הדרגתי, לא מדרגה. שיפוע באורך של פי שלושה מהפרש העוביים, או רדיוס מעבר גדול, מפחיתים דרמטית את ריכוז המאמצים ואת העיוות. וכשיש אזור עבה שאי אפשר לוותר עליו — שוקלים לחרוק אותו מבפנים (Coring) כדי להחזיר את הדופן לעובי אחיד.

ההשפעה על המחיר — יותר גדולה משנדמה

עובי הדופן קובע את זמן הקירור, וזמן הקירור הוא רוב זמן המחזור של מכונת ההזרקה. הכפלת עובי דופן מכפילה בערך פי ארבעה את זמן הקירור — כלומר מייקרת כל יחידה משמעותית, לאורך כל חיי המוצר. דופן דקה יותר גם חוסכת חומר גלם. לכן הקטנת עובי ממוצעת של חצי מ"מ בחלק גדול יכולה לחסוך מאות אלפי שקלים בייצור המוני. זה בדיוק סוג השיקולים שנבחן בתהליך DFM — תכנון לייצור.

איך מזהים בעיית עובי דופן בחלק קיים

אם כבר יש לכם חלק מוזרק שמתנהג מוזר, הסימנים כמעט תמיד מצביעים על עובי: שקע מקומי על פני שטח חלקים — חפשו צלע או בוס בדיוק מתחתיו בצד השני; חלק שמתעקם תמיד לאותו כיוון — הפרשי עובי בין אזורים שמתכווצים בקצב שונה; קו הלחמה חלש באזור דק שהחומר הקר הגיע אליו משני כיוונים; ומילוי חסר בקצה החלק — מרחק זרימה ארוך מדי ביחס לעובי. כל אחת מהבעיות ניתנת לפתרון, אבל כמעט תמיד דרך שינוי גיאומטריה — לא דרך "עוד לחץ הזרקה", שרק מוסיף מאמצים שיוריים.

לפני שהתבנית נחתכת

תבנית הזרקה עולה עשרות עד מאות אלפי שקלים, וטעות עובי דופן מתגלה רק אחרי שהיא נחתכה — כשקשה ויקר לתקן. לכן נכון לבדוק את התכן מוקדם: סימולציית זרימה ממוחשבת, סקירת DFM עם יצרן התבנית, ולעיתים אב טיפוס מודפס לבחינת הגיאומטריה — אם כי חשוב לזכור שכללי העובי בהדפסה שונים, כמוסבר במאמר על בחירת עובי דופן לחלק פלסטיק בדגם. את התמונה המלאה של תכנון חלקי פלסטיק לייצור תמצאו במאמר על תכנון לייצור מוצרים מפלסטיק.

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.