Zakaj majhni silikonski deli zahtevajo več kot le preprosto oblikovanje

Silikonski deli pogosto izgledajo preprosto. A ko začnete z njihovim nabavljanjem, se težave hitro pokažejo.

Nekoč se je na nas obrnil kupec z majhnim silikonskim ventilom, ki se uporablja v vrečkah za hrano. Del je bil lahek, tehtal je manj kot en gram. Oblika je izgledala preprosta. Vendar pa je proizvodnja nenehno odpovedovala.

Problem ni bila cena. Problem je bila doslednost.

Za to uporabo se je moral ventil odpreti pri določenem tlaku. Če je bil silikon premehak, je ventil puščal. Če je bil pretrd, je preprečeval pretok. Tolerančno okno je bilo ozko.

Stranka je že preizkusila dva dobavitelja. Oba sta dostavila vzorce, ki so uspešno prestali začetne teste. Vendar so se po povečanju obsega proizvodnje pojavile napake. Zaradi ostankov, odstopanj v velikosti in nestabilnega odpiralnega tlaka so bili deli neprimerni za masovno proizvodnjo.

Ko smo pregledali ta del, so bila proizvodna tveganja jasna.

• Debelina stene je bila neenakomerna
• Pot toka je bila dolga in ozka
• Tesnilni rob je ležal na ločnici
• Površina za odzračevanje je bila omejena

Vsako od teh težav je mogoče rešiti posebej. Skupaj pa predstavljajo precej večje tveganje za nestabilno proizvodnjo.

Ob tesnilnem robu se je pojavila kapljica. Zaradi krčenja se je spremenil odpiralni tlak. Zračni žepki so povzročili majhne ožganine. To niso bile naključne napake. Bile so znaki, da zasnova kalupa ni bila usklajena z obnašanjem tekoče silikonske gume.

Začeli smo z kalupom, ne s strojem.

• Položaj vrat je bil prilagojen. S tem se je skrajšala pot pretoka in izpolnjevanje votline je postalo bolj uravnoteženo, kar je zmanjšalo tveganje nepopolnega izpolnjevanja in neenakomernega strjevanja.
• Ločnica je bila na novo oblikovana. Smo ga premaknili stran od območja tesnjenja in izboljšali prileganje površin, da bi zmanjšali tveganje za nastanek odlitkov.
• Na zadnjem območju polnjenja so bile dodane mikro odprtine. Globina izrezka je ostala v ozkem razponu, okoli 0,004 mm.
• Med vbrizgavanjem je bil dodan vakuum. To je pripomoglo k odstranitvi ujetega zraka, preden bi lahko povzročil ožganine ali nepopolno polnjenje.
• Kompenzacija krčenja je bila upoštevana glede na smer in debelino stene. Tako je bila končna geometrija ventila ohranjena bližje zahtevanemu območju delovanja.

Pred rezanjem jekla smo z analizo Moldflow preverili lastnosti polnjenja. Med poskusnimi izvedbami smo se osredotočili na temperaturno stabilnost in odstopanja omejili na ozek razpon, da bi zagotovili enakomerno strjevanje.

Po teh spremembah kalupa in proizvodnega postopka se je delovanje ventila stabiliziralo.

• Začetni tlak je ostal znotraj zahtevanega območja
• Na tesnilnem robu ni bilo več videti bliska
• Ožganine so izginile
• Izboljšana doslednost med serijami

Stranka je dele preizkusila v dejanskih polnilnih linijah. Ventili so delovali enako v vseh serijah, kar je omogočilo nadaljevanje projekta v proizvodnjo.

Od zunaj je to izgledalo kot majhen del. Vendar je stabilna proizvodnja bila odvisna od tega, kako zgodaj so bila prepoznana proizvodna tveganja.

Če se dobavitelj osredotoča izključno na brizganje, se na napake odziva šele potem, ko se te pojavijo. Če pa razume načrtovanje kalupov, lahko veliko teh napak prepreči še pred začetkom proizvodnje.

Razliko je pogosto mogoče opaziti že v zgodnji fazi projekta. Kakovosten dobavitelj silikonskih odlitkov ne bo le pripravil ponudbe za izdelek. Pregledal bo tudi zasnovo in pojasnil tveganja, povezana s proizvodnjo.

Preden se lotimo izdelave orodja, je smiselno zastaviti nekaj praktičnih vprašanj:

• Ali pregledajo vaš načrt sestavnega dela pred izdelavo kalupa?
• Ali obravnavajo pot toka, odzračevanje in krčenje?
• Ali pojasnjujejo, kje se lahko pojavi blisk?
• Ali razumejo, kako položaj ločilne črte vpliva na delovanje?
• Ali preverjajo ustreznost postopka za ponovljivo proizvodnjo, ne le odobritev vzorca?

To so znaki resničnih izkušenj v proizvodnji.