عملية الصب بالفراغ
مقدمة عن الصب بالفراغ
الصب بالفراغ (VC) هو تقنية للنماذج الأولية السريعة والإنتاج بكميات صغيرة، تعتمد على بيئة فراغية لحقن راتنج البولي يوريثان (PU) السائل في قالب سيليكون، مما يؤدي إلى تكرار بنية المنتج النهائي بشكل مطابق تمامًا للنموذج الأولي (مثل قطعة مطبوعة ثلاثية الأبعاد أو قطعة مصنعة باستخدام آلة التحكم الرقمي (CNC)).
تجمع هذه العملية بين دقة النماذج الأولية ومرونة الإنتاج، وتُستخدم على نطاق واسع في التحقق من التصميم الصناعي، والاختبارات الوظيفية، وتسليم المنتجات بكميات صغيرة. وهي مناسبة بشكل خاص للنشر السريع لمكونات مجموعات الأدوات، وملحقات الأجهزة الدقيقة، وعلب الأجهزة الإلكترونية.
عملية الصب بالفراغ
يكمن جوهر عملية الصب بالفراغ في تحقيق ملء دقيق وصب خالٍ من الفقاعات للراتنج السائل من خلال بيئة الضغط السلبي الناتج عن الفراغ. ويجب أن تراعي هذه العملية التحكم الدقيق، وتحسين الكفاءة، ومتطلبات التسليم بكميات صغيرة الخاصة بطلبات التجارة الخارجية.
تقدم شركة «سويجين ماشينري» مسارات إنتاج قياسية للإنتاج الصناعي على نطاق واسع، كما توفر حلولاً مُحسَّنة لتخصيص الإنتاج بكميات صغيرة.
الخطوة 1: تصنيع النموذج الرئيسي الدقيق
الهدف الأساسي:
توفير نموذج أولي (نموذج رئيسي) عالي الدقة وذو جودة سطحية عالية، مما يحدد بشكل مباشر دقة النسخة المقلدة.
طريقة تصنيع النموذج الأولي:
يفضل استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد SLA/DLP (بدقة ±0.05 مم) أو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) (المناسب للنماذج الأولية المصنوعة من المعدن أو المواد الصلبة).
المعالجة المسبقة للنموذج الأولي:
- 1. الصقل والتلميع: استخدم ورق صنفرة بدرجة خشونة تتراوح بين 400 و1200 لصقل السطح تدريجيًّا حتى تصل خشونة السطح (Ra) إلى 0.8 ميكرومتر أو أقل؛;
- 2. إصلاح العيوب: سد الفجوات وفقاعات الهواء باستخدام المعجون لضمان الحصول على سطح خالٍ من العيوب؛;
- 3. استخدام مادة فصل القوالب: قم برش مادة فصل القوالب المخصصة (لمنع التصاق السيليكون لاحقًا) بشكل متساوٍ.
نقاط مراقبة الجودة:
التفاوت المسماري للنموذج الأولي ≤±0.1 مم، والسطح خالٍ من الخدوش، والفقاعات الهوائية، والخدوش، مع وضوح التفاصيل مثل العلامات/الخيوط.
الخطوة 2: تصميم القالب وصناعة القالب السيليكوني
الهدف الأساسي:
لإنشاء قالب سيليكون عالي المرونة يتميز بقدرة عالية على إعادة إنتاج التفاصيل، ومناسب للهياكل المعقدة وقابل لإعادة الاستخدام.
بناء إطار القالب:
صمم إطار القالب وفقًا لأبعاد النموذج الأولي، مع تخصيص فتحة لتدفق الراتنج (قطرها 3~8 مم) وفتحات تهوية (قطرها 1~2 مم). أما الهياكل المعقدة فتستخدم قالبًا مقسّمًا (2~4 أجزاء).
اختيار السيليكون وخلطه:
- 1. نوع السيليكون: سيليكون ثنائي المكونات يُعالج بالتفاعل الإضافي (صلابة شور A 10~40، صلابة عالية، انكماش منخفض)؛;
- 2. نسبة الخلط: يُخلط بنسبة وزن 1:1 أو 10:1، مع التحريك جيدًا (مع تجنب تكوّن فقاعات هواء)؛;
- 3. المواد المضافة: يمكن إضافة عوامل موصلة للحرارة (لتسريع عملية المعالجة) أو عوامل مقاومة للتمزق (لإطالة عمر القالب).
صب السيليكون وتصلبه:
- 1. اسكب السيليكون ببطء لتجنب التأثير على النموذج الأولي وتكوّن فقاعات هواء؛;
- 2. شروط المعالجة: المعالجة في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) لمدة 4 إلى 8 ساعات، أو المعالجة في درجة حرارة مرتفعة (60 درجة مئوية) لمدة 1 إلى 2 ساعة؛;
- 3. تفكيك القالب: بعد التصلب، قم بقطع القالب على طول خط الفصل المحدد مسبقًا، ثم أخرج النموذج الأولي.
نقاط مراقبة الجودة:
تجويف القالب خالٍ من فقاعات الهواء والشوائب؛ وتبقى الحواف نظيفة بعد تفكيكه، ويمكن استعادة تفاصيل النموذج الأولي بالكامل.
الخطوة 3: إزالة الغازات بالشفط
الهدف الأساسي:
للتخلص من فقاعات الهواء الموجودة في قالب السيليكون والراتنج، مما يمنع حدوث عيوب سطحية في النسخة المقلدة.
إزالة الغازات من القوالب:
أعد تجميع قالب السيليكون الذي تم تفكيكه، وضعه في غرفة تفريغ، وقم بتفريغها إلى -0.09~-0.1 ميجا باسكال، مع الحفاظ على هذا الضغط لمدة 15~30 دقيقة لإزالة الهواء المتبقي من التجويف.
إزالة الغازات من الراتنج:
قم بإعداد راتنج البولي يوريثان وفقًا للصيغة (مثل: الصلابة، واللون، والمواد المضافة)، ثم قم بتقليبه جيدًا، وضعه في غرفة تفريغ. قم بإزالة الغازات لمدة 15~20 دقيقة باستخدام نفس المعلمات.
نقاط مراقبة الجودة:
بعد إزالة الغازات، يجب ألا تحتوي الراتنج على أي فقاعات هواء مرئية، ويجب أن يكون تجويف القالب خاليًا من الهواء المتبقي (وهو ما يمكن ملاحظته من خلال إطار القالب الشفاف).
الخطوة 4: خلط الراتنج وصبّه
الهدف الأساسي:
ضبط خصائص الراتنج (الصلابة، اللون، الأداء) بدقة لملء تجويف القالب بالكامل تحت الضغط الفراغي.
اختيار الراتنج وخلطه
- 1. نوع الراتنج: اختر البولي يوريثان اللين (شور A 30~80)، أو البولي يوريثان الصلب (شور D 50~80)، أو البولي يوريثان الشفاف، أو البولي يوريثان المقاوم للهب، وما إلى ذلك، وفقًا لمتطلبات المنتج؛;
- 2. نسبة الخلط: يجب الالتزام التام بنسبة الوزن الموضحة في تعليمات الراتنج (على سبيل المثال، 1:1، 2:1)، مع التحريك لمدة 3~5 دقائق؛;
- 3. التحكم في اللزوجة: تتراوح لزوجة الراتينج بين 50 و500 ميللي باسكال・ثانية (في درجة حرارة الغرفة). إذا كانت اللزوجة مرتفعة جدًّا، فيجب تسخينها (≤40 درجة مئوية) لتقليلها.
الصب بالفراغ
- 1. قم بحقن الراتنج الذي تم إزالة الغازات منه ببطء في مدخل القالب بسرعة تتراوح بين 5 و10 مل/ثانية (تجنب تكوين فقاعات هواء جديدة)؛;
- 2. الحفاظ على بيئة تفريغ (-0.08~-0.1 ميجا باسكال) حتى يملأ الراتينج التجويف بالكامل (يمكن التأكد من ذلك من خلال نافذة المراقبة الشفافة في القالب).
نقاط مراقبة الجودة:
نسبة دقيقة للراتنج، وعدم تكوّن فقاعات هواء أثناء الحقن، وملء كامل للتجويف (بدون مناطق تفتقر إلى المادة).
الخطوة 5: المعالجة
الهدف الأساسي:
لضمان المعالجة الكاملة للراتنج داخل القالب، بما يحقق خصائص فيزيائية مستقرة ودقة أبعاد.
شروط المعالجة:
- 1. المعالجة في درجة حرارة الغرفة: الحفاظ على درجة حرارة 25 درجة مئوية لمدة 4 إلى 8 ساعات (مناسب للبولي يوريثان اللين، وتجنب التشوه الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة)؛;
- 2. المعالجة بالحرارة: الحفاظ على درجة حرارة تتراوح بين 60 و80 درجة مئوية لمدة تتراوح بين 1 و2 ساعة (مناسبة للبولي يوريثان الصلب، وتحسن كفاءة الإنتاج)؛;
- 3. بيئة التخزين: يُحفظ في مكان جاف وخالٍ من الغبار، ويجب تجنب تعرضه لأشعة الشمس المباشرة.
فحص ما بعد المعالجة:
افتح زاوية من القالب، ولمس سطح المنتج برفق، وتأكد من أنه ليس لزجًا أو به أي انبعاجات قبل إخراجه من القالب تمامًا.
نقاط مراقبة الجودة:
المنتج قد تم صقله بالكامل (تتوافق صلابته مع المعايير)، ولا يوجد به أي تشوه، ولا يلتصق بالقالب، ولا توجد تباينات في اللون.
الخطوة 6: إخراج القالب
الهدف الأساسي:
لإزالة النسخة المطابقة بسرعة دون الإضرار بالمنتج أو القالب.
طرق إزالة القوالب:
- 1. إزالة القالب يدويًّا: مناسب للهياكل البسيطة. استخدم عتلة بلاستيكية (لتجنب الخدش) لفتح القالب ببطء على طول خط الفصل.
- 2. إزالة القوالب ميكانيكيًا: مناسبة للهياكل المعقدة أو الإنتاج الضخم. استخدم آلة مخصصة لإزالة القوالب (الضغط 0.1~0.3 ميجا باسكال).
صيانة القوالب:
بعد إخراج القطعة من القالب، امسح تجويف القالب بالكحول لإزالة بقايا الراتنج. أعد وضع مادة فصل القالب للاستخدام في المرات القادمة.
نقاط مراقبة الجودة:
المنتج خالٍ من الخدوش والتلف وبقايا القوالب؛ وتجويف القالب سليم.
الخطوة 7: المعالجة اللاحقة
الهدف الأساسي:
تحسين مظهر المنتج ودقة أبعاده لتلبية متطلبات التسليم النهائية لعملاء التصدير.
المعالجة الأساسية
- 1. إزالة البروزات/النتوءات: قم بقص المواد الزائدة بالمقص أو المبرد أو المطحنة، ثم قم بالصقل حتى يصبح السطح مستويًا مع سطح المنتج.
- 2. الصقل الدقيق: قم بصقل السطح بورق صنفرة بدرجة خشونة تتراوح بين 800 و2000، بحيث يتم الحصول على خشونة سطح Ra ≤ 0.4 ميكرومتر.
معالجة السطح (اختياري)
- 1. الطلاء بالرش: طبقة التمهيدي بالرش → الطبقة النهائية → الورنيش الشفاف (يدعم الدهانات غير اللامعة، وذات اللمعان العالي، والمعدنية؛ وتتطابق الألوان مع رموز ألوان PANTONE).
- 2. الطباعة بالشاشة الحريرية/الطباعة بالوسادة: طباعة الشعارات والمقاييس والنصوص (دقة ±0.1 مم، مناسبة لشعارات العلامات التجارية).
- 3. الطلاء الكهربائي/الأنودة المحاكية: توفير مظهر معدني (مثل الفضة والذهب، بما يلبي متطلبات المظهر الخاصة بالمنتجات المخصصة للتصدير).
- 4. التجميع: قم بتجميع عدة مكونات مطابقة، مع التأكد من أن الفجوات بين المكونات لا تتجاوز 0.1 مم.
نقاط مراقبة الجودة:
سطح المنتج خالٍ من الخدوش والقطرات والفقاعات؛ والشعار واضح؛ ودقة التجميع تتوافق مع المعايير.
الخطوة 8: فحص الجودة والتعبئة والتغليف
الهدف الأساسي:
التأكد من أن المنتجات تستوفي متطلبات الطلبات وتتوافق مع متطلبات اللوجستيات الدولية من خلال استخدام عبوات مطابقة للمعايير.
فحص الجودة:
- 1. فحص الأبعاد: استخدام الفرجار أو الميكرومتر أو آلات القياس الإحداثي لفحص الأبعاد الرئيسية، مع تفاوتات تتراوح بين ±0.1 و±0.3 مم/100 مم؛;
- 2. الفحص البصري: إجراء فحص بصري للأسطح للكشف عن العيوب (الفقاعات، والخدوش، واختلافات الألوان)، بمعدل أخذ العينات ≥10%؛;
- 3. الاختبارات الوظيفية: إجراء اختبارات مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة، ومقاومة الصدمات وفقًا لمتطلبات العميل (على سبيل المثال، اختبار مقاومة التآكل لأكمام مقابض الأدوات ≥5000 دورة).
طرق التعبئة والتغليف:
- 1. منتج واحد: معبأ بشكل فردي في كيس بلاستيكي مضاد للكهرباء الساكنة ومبطّن بورق الفقاعات (لمنع حدوث خدوش)؛;
- 2. التعبئة بالجملة: توضع في صناديق كرتونية مطابقة لمعايير التصدير، مملوءة بالقطن اللؤلؤي أو الرغوة (مقاومة للصدمات والرطوبة)؛;
- 3. وضع الملصقات: يجب لصق ملصق يحمل اسم المنتج والكمية والوزن وملصق «مقاوم للرطوبة» أو «قابل للكسر» على الكرتون الخارجي، بما يتوافق مع المتطلبات اللوجستية الدولية.
نقاط مراقبة الجودة:
معدل النجاح في الفحص ≥98%، والتغليف سليم، والملصقات واضحة، ومطابقة لمعايير لوجستيات التجارة الخارجية.
محلول الصب «سويجين»
يُعد الصب بالفراغ تقنية أساسية في مجال التصنيع الصناعي، خاصةً في إنتاج النماذج الأولية السريعة والإنتاج بكميات صغيرة. وتُعد مزايا هذه التقنية، مثل قصر مدة الدورة، والدقة العالية، والتكلفة المنخفضة، وتنوع المواد المستخدمة، مناسبة تمامًا لعمليات التطوير والتحسين المتكررة للأدوات المادية والأجزاء البلاستيكية، فضلاً عن تلبية احتياجات طلبات التجارة الخارجية ذات الكميات الصغيرة. ومن خلال الاختيار الرشيد للمواد، وتحسين تصميم القوالب وعمليات المعالجة اللاحقة، يمكن تحقيق التحول السريع من العينة إلى المنتج النهائي، مما يحسن من سرعة الاستجابة والقدرة التنافسية للطلبات المقدمة من عملاء التجارة الخارجية.