تصميم منتج سيليكون دون رسم دقيق أشبه ببناء منزل دون مخطط. يؤدي ذلك إلى سوء فهم، وإهدار قوالب، وتأخيرات مكلفة.
تضمن الرسومات الدقيقة لمنتجات السيليكون الأبعاد الصحيحة وسلوك المواد والقدرة على التصنيع - وهي أمور بالغة الأهمية للنماذج الأولية والإنتاج على نطاق واسع.
يساعد الرسم المُعدّ جيداً المهندسين وصانعي القوالب والموردين على الالتزام بالمواعيد منذ البداية. فهو يُجنّبهم التخمين ويُسرّع الموافقات والإنتاج.
لماذا تعتبر الرسومات الفنية ضرورية لمنتجات السيليكون؟
يختلف سلوك السيليكون عن المعادن أو البلاستيك، إذ يتمدد وينضغط ويرتد بطرق فريدة.
ترشد الرسومات الفنية كل خطوة من خطوات تطوير منتج السيليكون - من اختيار المواد إلى تصميم القالب - مما يضمن دقة الأبعاد والأداء الوظيفي.
عندما بدأتُ العمل بالسيليكون، تعلمتُ بصعوبة أن الرسومات العامة لم تكن كافية. فغياب التسامح أو نصف القطر كان يُسبب فشل القوالب، ويكلفنا أسابيع.
ما الذي تنقله الرسومات؟
| عنصر | غاية |
|---|---|
| أبعاد | تحديد الحجم والسمك والأقطار الداخلية/الخارجية |
| التسامحات | الانحرافات المسموح بها للمواد المرنة |
| مواصفات المواد | النوع، صلابة الشاطئ، طريقة المعالجة |
| صقل الأسطح | مهم للإمساك أو الختم أو المظهر |
| ملاحظات التجميع | إظهار التوافق مع المكونات الأخرى |
| المقاطع العرضية | كشف البنية الداخلية أو التجاويف |
تضمن هذه التفاصيل أن المورد يعرف بالضبط ما تريده - وأن ما تحصل عليه يطابق تصميمك.
ما هو التنسيق الذي يجب استخدامه لرسومات منتجات السيليكون؟
يضمن الشكل الصحيح أن يكون الرسم الخاص بك متوافقًا مع برامج التصنيع وأدوات التفتيش.
بالنسبة لمنتجات السيليكون، استخدم رسومات CAD ثنائية الأبعاد بتنسيق PDF للمراجعات وDXF أو DWG لتصميم القالب وبرمجة CAM.
من تجربتي، يُجنّب البدء بملف PDF ثنائي الأبعاد نظيف أي لبس. ثم، عند الحاجة، أُشارك ملفات CAD الأصلية مع صانع الأدوات. هذا النهج التدريجي يُبقي كل شيء قابلاً للتتبع ومرنًا.
أنواع الملفات الموصى بها
| نوع الملف | حالة الاستخدام |
|---|---|
| ملف بي دي إف | المشاركة والمراجعة الشاملة |
| DXF / DWG | الأدوات وبرمجة CNC |
| الخطوة / IGES | النمذجة والمحاكاة ثلاثية الأبعاد |
| STL | الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية |
التزم بملفات نظيفة ومرتبة بعناية مع تعليقات توضيحية واضحة. تجنب تصدير صور عشوائية أو عديمة الأبعاد.
ما هي الأبعاد والتسامحات التي ينبغي تضمينها؟
يضغط السيليكون ويمتد - لذلك فإن الأبعاد الدقيقة ليست قابلة للتحقيق أو ضرورية دائمًا.
يجب دائمًا تضمين الأقطار الداخلية والخارجية، وسمك الجدار، ونصف القطر، والمناطق الوظيفية الحرجة مع التسامحات المناسبة للسيليكون.
عادةً ما أستخدم ±٠٫٣ مم للتفاوتات العامة و±٠٫١ مم لخصائص العزل الحرجة. لكن لكل مشروع خصوصيته، لذا تعاون مع الشركة المصنعة مُبكرًا.
نصائح عامة حول تحديد الأبعاد
- سمك الجدار:حافظ على التوحيد لتجنب مشاكل التدفق.
- نصف القطر:أضف منحنيات سخية لتجنب التمزق.
- خط الفراق:علامة على الاتساق البصري والختم.
- تخفيضات:قم بالإشارة بوضوح - فهي تتطلب أدوات خاصة.
- زوايا المسودة:عادةً لا يكون مطلوبًا، ولكنه مفيد لإزالة القالب.
| ميزة | التسامح المقترح |
|---|---|
| القطر الخارجي | ±0.3 ملم |
| القطر الداخلي | ±0.2 مم |
| سمك الجدار | ±0.2 مم |
| الطول / الارتفاع | ±0.5 مم |
| سطح الختم | ±0.1 ملم |
هذه نقاط بداية. يجب التحقق من التفاوتات النهائية مع مورد السيليكون بناءً على الأدوات وسلوك المادة.
كيف تقوم بحساب انكماش المواد؟
يحدث الانكماش أثناء تبريد السيليكون وتصلبه. إذا تم تجاهله، فسيؤثر ذلك على أبعادك النهائية.
يجب دائمًا أخذ عامل الانكماش في الاعتبار - عادةً ما يكون من 1% إلى 3% اعتمادًا على مركب السيليكون وتصميم القالب.
في أحد تصاميمنا لحلمة زجاجات الأطفال، كانت القطعة أقصر بمقدار 1.5 مم. اتضح أننا لم نُدخل انكماشًا في القالب. بعد تعديل رسم CAD، أصبح كل شيء مناسبًا تمامًا.
كيفية التعامل مع الانكماش
- اسأل المورد الخاص بك لمعدلات انكماش محددة لمركباتها.
- إضافة عامل الانكماش في تصميم القالب - وليس الرسم النهائي للمنتج.
- استخدم أدوات المحاكاة ثلاثية الأبعاد إذا كانت التسامحات حرجة.
لا تفترض أبدًا أن الانكماش موحد. سماكة الجدار، ودرجة حرارة القالب، ومدة المعالجة قد تؤثر عليه بشكل غير متساوٍ.
هل يجب عليك تضمين الملاحظات والتعليقات التوضيحية؟
نعم - تساعد الملاحظات في توجيه التصنيع، وتجنب الارتباك، ومنع إعادة العمل.
استخدم التعليقات التوضيحية لتسليط الضوء على درجة المادة، وملمس السطح، وصلابته، وأي تعليمات خاصة مثل فتحات التهوية أو التشكيل الزائد.
أضيف دائمًا ملاحظات مثل "استخدم سيليكون بلاتيني معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، Shore A 60" أو "يجب أن يكون موقع البوابة على سطح غير مرئي". هذه التفاصيل الصغيرة توفر ساعات من النقاش والتشاور لاحقًا.
مكالمات لا غنى عنها
- نوع المادة: على سبيل المثال "سيليكون معالج بالبلاتين، معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية"
- الصلابة: على سبيل المثال "Shore A 50 ± 5"
- طريقة المعالجة: على سبيل المثال "قالب الضغط، المعالجة اللاحقة لمدة 4 ساعات عند 200 درجة مئوية"
- المميزات الخاصة: "تتضمن فتحات تهوية بقطر 1 مم"
- اللون: على سبيل المثال "Pantone 2707C، لمسة نهائية غير لامعة"
تساعد الملاحظات الواضحة على تقليل أخطاء التفسير - وتجعل الحياة أسهل بالنسبة لفرق الأدوات ومراقبة الجودة لديك.
ما هي الأدوات التي يمكن أن تساعد في إنشاء رسومات أفضل؟
لا يتطلب إنشاء رسومات السيليكون الدقيقة ميزانية ضخمة، بل يتطلب فقط الأدوات والعملية المناسبة.
استخدم برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر مثل SolidWorks أو AutoCAD أو Fusion 360 لتصميم وتصدير الرسومات الفنية الدقيقة والمفصلة مع التفاوتات الخاصة بالسيليكون.
أستخدم Fusion 360 للتكرارات السريعة، وSolidWorks للرسومات النهائية. وأُقرن ذلك بملاحظات من مُورّد السيليكون لتحسين الأبعاد.
الأدوات الموصى بها
| أداة | غاية |
|---|---|
| فيوجن 360 | النمذجة السهلة + التعاون السحابي |
| سوليدووركس | رسومات دقيقة وفقًا لمعايير الصناعة |
| أوتوكاد | ممتاز للتحكم في الملف الشخصي ثنائي الأبعاد |
| وحيد القرن | مثالي للأشكال العضوية المعقدة |
| أدوبي إليستريتور | تنظيف الرسومات المتجهة للعرض التقديمي |
حتى لو لم تكن مهندسًا، فإن العمل مع مصمم CAD الذي يفهم تصنيع السيليكون يمكن أن يحسن النتيجة بشكل كبير.
خاتمة
تجمع الرسومات الدقيقة لمنتجات السيليكون بين الأبعاد الواضحة ومواصفات المواد والتسامحات الواقعية - مما يضمن التصنيع الناجح من المفهوم إلى الإنتاج الضخم.
