ייצור חלקי פלסטיק: המדריך המלא

כידוע לכולם, פלסטיק הוא חומר מרכזי מאוד בתעשיית המודרנית. כמעט בכל המוצרים המוגמרים, בכל התחומים, יש לפחות אחוז קטן של פלסטיק, ממחברי אלקטרוניקה זעירים ועד מארזים מורכבים לציוד רפואי ורכיבי רכב.

חלקי פלסטיק הם קלים, עמידים, ניתנים להתאמה אישית ולא יקרים. כדי לייצר אותם נדרש תהליך מדויק ושילוב של כימיה, הנדסת חומרים וטכנולוגיות ייצור מתקדמות.

התהליך של ייצור חלקי פלסטיק

ראשית, יש לבצע בחירה מושכלת של חומר הגלם. אפשר לייצר חלקים מתרמופלסטים נפוצים כמו ABS, פוליקרבונט, ניילון או פוליפרופילן, או לחלופין מחומרים הנדסיים מתקדמים יותר.

לכל פולימר מאפיינים שונים מבחינת טמפרטורת התכה, חוזק, גמישות ועמידות כימית. מכיוון שכך, חשוב לבחור את החומר לפי דרישות המוצר, תנאי העבודה בשטח והרגולציה הרלוונטית.

לאחר בחירת החומר, מתכננים את החלק ואת התבנית שתשמש לייצורו. החומר מגיע בדרך כלל בצורת גרגרים, עובר תהליך היתוך במכונה ייעודית, מוזרם או נדחס אל תוך תבנית, מתקרר ומקבל את הצורה הסופית. בדרך כלל מבצעים גם שלבי גימור נוספים כמו חיתוך, צביעה או הדפסה, עד שמתקבל רכיב מוכן לשילוב בקו ההרכבה.

ייצור פלסטיק תעשייתי הוא תהליך רב שלבי, מבוקר ומתועד. כל שלב, מהתכנון ועד האריזה, מוגדר מראש ונשען על נהלי איכות ובקרה ברורים, כדי לייצר באופן עקבי ואמין בסדרות קטנות או גדולות.

שלבי העבודה – מהתכנון ועד הייצור

השלבים המרכזיים בתהליך:

• תכנון הנדסי: הגדרת דרישות פונקציונליות, בחירת חומר, תכנון גיאומטריה וטולרנסים בתוכנת CAD, התאמת העיצוב לתנאי הייצור.

• פיתוח תבניות: תכנון וייצור תבנית מתכת מדויקת, לרוב באמצעות עיבוד שבבי CNC כדי שיהיה ניתן לשחזר את אותה גיאומטריה אלפי פעמים.

• בחירה בטכנולוגיה המתאימה: לפי דרישות החומר והכמויות מבצעים הזרקת פלסטיק, דחיסה, ניפוח, ואקום או הדפסה תלת ממדית.

• בקרת איכות: הבקרה כולל מדידות, בדיקות מכניות ובדיקות ויזואליות לאורך התהליך, כדי לוודא שהייצור מתיישב עם השרטוט והסטנדרטים שהוגדרו.

• אריזה ולוגיסטיקה: הגנה על החלקים מפני נזק, סימון ואיתור, הכנה לשילוב בקווי הרכבה או לשינוע ללקוח קצה.

טכנולוגיות מרכזיות בייצור חלקי פלסטיק

הגורמים שקובעים באיזו טכנולוגיית הייצור משתמשים הם סוג החומר, מורכבות העיצוב, הכמויות הנדרשות ורמת הדיוק. לעיתים משלבים בין מספר טכניקות באותו פרויקט.

הזרקת פלסטיק

הזרקת פלסטיק היא השיטה הנפוצה ביותר לייצור חלקים מורכבים בסדרות בינוניות וגדולות. מחממים את גרגרי הפלסטיק במכונת הזרקה עד להיתוך, ולאחר מכן מזריקים אותם בלחץ גבוה אל תוך תבנית סגורה. הפלסטיק ממלא את כל החללים, מתקרר ומוצא מהתבנית כחלק מוגמר. טכניקה זו מתאימה לייצור חלקים עם פרטים עדינים, דפנות דקות וגיאומטריות מורכבות, ומספקת עקביות גבוהה מאוד לאורך זמן.

דחיסת פלסטיק

תהליך דחיסה מתאים לחומרים תרמוסטיים או לגומי. חומר הגלם מונח בתבנית מחוממת, ולאחר סגירתה מופעל לחץ שמאלץ את החומר להתפזר ולמלא את הצורה. לאחר שהחומר מתקשה נוצר חלק קשיח ועמיד בחום. זו שיטה מתאימה עבור חלקים בעובי גדול יחסית, או מוצרים שבהם נדרשת עמידות תרמית גבוהה במיוחד.

ניפוח פלסטיק

ניפוח פלסטיק משמש לייצור גופים חלולים כמו בקבוקים, מיכלים וגלילים. מתיכים פלסטיק ומחדירים את הנוזל לצינור, ואז מזרימים אוויר אל דפנות התבנית באופן שגורם לחומר להתעצב כמו שפת הצינור. לאחר קירור מתקבל חלק קל וחזק יחסית שמשתלם לייצור בכמויות גדולות. 

ואקום (תרמו-פורמינג)

תהליך שמתבצע על ידי חימום יריעת פלסטיק שטוחה עד שהיא נעשית רכה, מתיחתה מעל תבנית ושאיבת את האוויר מתחתיה. הפרש הלחצים גורם ליריעה להצמד לדפנות התבנית ולקבל את צורתה. השיטה מתאימה לייצור מארזים, מגשים, כיסויים וגופים יחסית רדודים, ובולטת ביעילות שלה בסדרות קטנות ובינוניות.

הדפסה תלת מימדית

הדפסה תלת מימדית נותנת מענה גמיש ומהיר לייצור אבות טיפוס, חלקים מותאמים אישית וסדרות מוגבלות. מדפסת מייצרת את הרכיב על ידי הוספת שכבה אחר שכבה של חומר בהתאם להגדרה דיגיטלית. הטכנולוגיה מאפשרת לייצר צורות שלא תמיד אפשריות בתבנית מסורתית, ומקצרת מאוד את הזמן לייצור חלק פיזי שניתן לבדוק ולהרכיב.

התאמה אישית לפי צרכי הלקוח והתעשייה

אחד היתרונות הגדולים של פלסטיק הוא היכולת לעצב אותו כמעט לכל צורך, מחלקים זעירים למכשור אלקטרוני ועד מארזים גדולים לציוד חקלאי או רפואי.

כבר בשלב התכנון ניתן לבחור חומר גלם כך שיהיה קשיח או גמיש, שקוף או אטום, עמיד לחום, כימיקלים או קרינת UV, בהתאם לסביבת העבודה ולדרישות.

ניתן גם לשלב בין חומרי גלם שונים וכך לעצב פתרון מדויק לכל יישום. להתאמה אישית יש חשיבות גבוהה במיוחד בתעשיות עתירות דרישות, שבהן כל סטייה ברכיב הכי קטן יכולה להשפיע על ביצועי המערכת כולה.

תחומי שימוש מרכזיים בחלקי פלסטיק

כאמור, חלקי פלסטיק נמצאים כמעט בכל תחום תעשייתי, בין אם הם נראים לעין ובין אם הם חבויים בתוך מערכות סגורות. 

היישומים המרכזיים כוללים:

• תעשיות הרפואה: מארזים לציוד רפואי, רכיבי הזרקה, זיווד אלקטרוני ופתרונות חד פעמיים סטריליים.

• תעשיית האלקטרוניקה: מחברים, מארזים למעגלים מודפסים ורכיבים מכניים זעירים.

• תעשיית רכב: חלקי פנים, מסגרות לחיישנים, תעלות אוויר ואביזרי חיבור קלים שמחליפים מתכת להפחתת המשקל.

• תעשיות ביטחוניות: מארזים מחוזקים, רכיבים מבניים קלי משקל ומכלולים עמידים בסביבות קיצון.

• תעשיית החקלאות: מחברים, מערכות השקיה, אלמנטים למיכון חקלאי ורכיבים החשופים לשמש וללחות לאורך זמן.

בקרת איכות ותקנים בינלאומיים

ככל שהחלקים נעשים מורכבים יותר והדרישות התעשייתיות עולות, כך עולה החשיבות של בקרת איכות קפדנית. לכן, מבצעים בדיקות רבות בכל שלב בייצור חלקי פלסטיק.

חשוב לעמוד בתקנים בינלאומיים, ובעיקר תקני ISO לניהול איכות. זה חשוב לא רק מבחינה חוקית, אלא כדי לבנות תהליכים חוזרים, מתועדים ומבוקרים.

מערכות מדידה מתקדמות אוספות נתונים שמאפשרים לנתח מגמות ולשפר באופן מתמשך את התהליך. 

אודות אדמתי סוכנויות

באדמתי סוכנויות אנחנו מתמחים בליווי פרויקטים מורכבים של רכיבים וחלקים לתעשיות מתקדמות, ובהם גם פתרונות ייצור פלסטיק ברמת דיוק גבוהה. מאז 2007 אנו עובדים עם תעשיות המוליכים למחצה, הרפואה והביטחון.

בזכות רשת שותפים בינלאומית, צוות טכני מנוסה והיכרות צמודה עם הצרכים של תעשיות עתירות דרישות, אנו מסוגלים לספק פתרונות פלסטיק מותאמים אישית, מדויקים ואמינים – ולהיות עבור הלקוחות כתובת אחת לכל שרשרת התכנון והייצור.