Леене под налягане на микрокомпоненти

Начало > Машини > Във Фокус > Сп. Инженеринг ревю - брой 5/2023 > 27.07.2023

  • Леенето под налягане на микрокомпоненти е подходящо за нискообемни производства или дори за прототипиране

  • Ако се направи сравнение с пълномащабна шприц машина, разходите за микролеенето под налягане са с около 40% по-ниски

  • Разходите за опаковане и асемблиране на микрокомпонентите представляват голям дял от стойността на всеки микропродукт

 

Леенето под налягане на микрокомпоненти е специализиран процес, при който се използват стоманени или алуминиеви форми, обработени електроерозийно или на машини с ЦПУ, с допуски от порядъка на микрометър или дори по-малко. Обикновено получените компоненти са с тегло под един грам, а детайлите им са с размер от 50 до 5 микрометра.

Основната разлика между технологиите за микролеене и традиционно леене под налягане е големината на дозата и прецизността на шприц машините. Оборудването за леене под налягане на микрокомпоненти може да впръска частица от грама с висока прецизност, защото предлага захранване с по-висока резолюция, което води до равномерно разпределение на налягането в кухината. В допълнение, при конвенционалното шприцване опаковането и управлението на качеството може да се разглеждат като вторични операции, но процесът на леене под налягане на микрокомпоненти изисква специално внимание към тези детайли, защото щприцованите части са много малки.

Кога се прилага

Леенето под налягане на микрокомпоненти е подходящо за нискообемни производства или дори за прототипиране. Сред причините за това са редуцираното ниво на екипировка и понижените експлоатационни разходи поради факта, че шприц машините са по-малки. Освен това формите за микрокомпоненти обикновено се изработват от алуминий, който е по-евтин и позволява по-бързи и гъвкави промени в дизайна.
Микрошприцването може да се смята за най-важния фактор, когато става дума за производство на малки, но високопрецизни детайли. Тези малки части обикновено се използват във високопрофилни приложения като самолетостроенето, електронната индустрия, производството на медицинска техника и автомобилната промишленост.

Какви са ползите

В сравнение с разходите за конвенционално шприцване, тези за леене под налягане микрокомоненти са много по-ниски. Необходимата екипировка за процеса е с много по-малки размери и се предлага на ниска цена. Например, за намалена затваряща сила са нужни по-малки и по-достъпни машини. Ако се направи сравнение с пълномащабна шприц машина, разходите за микролеенето под налягане са с около 40% по-ниски. Същевременно циклите са с много по-малка продължителност спрямо традиционното шприцване, което има огромен принос за редуциране на производствените разходи.

Основният фактор, който значително редуцира генерирането на пластмасови отпадъци при процеса на микролеене е това, че чрез него се произвеждат маломерни продукти и поради това потреблението на суровина е по-ниско. Обикновено дизайнът на продукта не е извънредно сложен, така че шансовете за загуба не са толкова очевидни. Друга причина е, че за разлика от традиционното шприцване, остатъчният материал от леенето на микрокомпоненти се оползотворява. Количеството на пластмасовите отпадъци се свежда до минимум по естествен начин и благодарение на качествените продукти, създавани чрез съвременните технологии за шприцване.

Друго основно предимство на процеса е, че формите обикновено са изработени от по-меки материали, което позволява на проектантите удобство при внасянето на промени и подобрения в дизайна на продукта. Причината е, че този тип материали предлагат възможност за по-бърза и евтина механична обработка на формата. Поради тази опция за лесни модификации приложенията на леенето под налягане на микрокомпоненти нарастват значително.
Детайлите, произведени чрез процеса, могат да бъдат пуснати на пазара по-бързо. Първо, размерите на частите са малки, така че производството им отнема малко време, което осигурява по-бързи цикли. Второ, машините за микролеене под налягане бързо пренасят стопения материал във формата, където той се втвърдява.

При шприцването на микрокомпоненти дори форми с няколко кухини могат да имат по-кратки цикли от аналозите си с по-големи размери. Поради тези причини времето за пускане на пазара на произведените по този начин детайли е по-кратко. Може да се каже, че леенето под налягане на микрокомпоненти е един от критично важните процеси, водещи към високоскоростно шприцване. То играе съществената роля на това да е успешна технология в наситения и конкурентен пазарен пейзаж.

В медицината

Несъмнено медицината изисква изключителна точност при повечето процеси, поради което използваните медицински инструменти трябва да са малки и високо усъвършенствани. Поради тази причина шприцването на микрокомпоненти е широко използвано за производството на медицинска техника – устройства за доставяне на лекарства, катетри, диагностични системи, компоненти за слухови апарати и др., и е силно приложимо за инструменти за минимално инвазивни хирургични операции.

 

В електронната индустрия

Тъй като електронните устройства стават все по-малки, и в този сектор се наблюдава нарастваща необходимост от висока прецизност и комплексност. Преимуществата на микролеенето под налягане могат да бъдат използвани при изработката на различни електронни компоненти. Сред примерите са микрооптични компоненти (лазерни устройства, смартфони, лещи и др.) и микроелектронни компоненти – конектори, интегрални схеми и т.н. за компютри, комуникационни технологии, музикални инструменти и др.

Бързото развитие на съвременните технологии води до драстичен ръст в електронната индустрия и това вероятно е причината, че електронният сектор държи малко над една пета от глобалния пазарен дял на шприцването на микрокомпоненти.

 

В автомобилостроенето

Леенето под налягане на микрокомпоненти е доста широко прилагано в производството на автомобилни части, които често изискват леки и малки елементи. Технологията се прилага за производството на части за двигатели и спирачки на автомобили и за редица други компоненти – чистачки, заключващи механизми на врати, бутони и др. Тъй като автомобилната индустрия е с огромни мащаби и изисква множество микрокомпоненти, не е изненадващо, че този сектор държи най-висока стойност (почти една трета) от технологиите за микролеене.

 

Предизвикателства

Разходите за опаковане и асемблиране на микрокомпонентите представляват голям дял от стойността на всеки микропродукт. Основната причина за това е липсата на решения за автоматизация на тези операции. Асемблирането изисква операторите ръчно да сглобяват малките детайли с помощта на микроскопи и микропинсети. Това е изключително скъпо и отнема много време.

Опаковането на микрокомпонентите е също толкова важно. При транспортирането на малки, остри или чувствителни на триене и вибрации детайли опаковането им трябва да бъде обмислено много внимателно. Те следва да бъдат индивидуално опаковани в специални пакети или палети.


Вижте още от Машини


Ключови думи: леене под налягане, шприцване, пластмасова индустрия, микрокомпоненти, шприц машини



Редактор на статията:

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

Отговорен редактор

• Завършва специалност "Инженерна екология" в Химикотехнологичен и металургичен университет;


• Заема длъжността "Отговорен редактор" в издателство TLL Media от 2020 г.;

• Разполага с над 10 години опит в създаването на съдържание и писането на научни статии.

Контакт в LinkedIn


Top