בעוד שהזעקה לייצור בנות קיימא יותר גוברת בקול רם מיום ליום, הנטל על הייצור לאמץ דרכים וחומרים חדשניים לתמיכה במטרה זו נותרה בלתי נמנעת. אימוץ הקיימות דחוף עוד יותר על יצרני הזרקת פלסטיק מכיוון שיש להם יישומים בכמה תעשיות שבהן השפעתם משמעותית.
עם זאת, יש פוטנציאל עצום בתהליך ההזרקה לקיימות בהתחשב בהופעתם של מספר חידושים כמו הדפסת תלת מימד, עיצוב לייצור ותוכנות הדמיה. כל החידושים הללו מראים הבטחות שדפוס הזרקה יכול להיות חיוני לייצור קיימות.
מסיבה זו, נשפוך יותר אור במאמר זה על תעשיית ההזרקה ומאמציה לתהליך ייצור בר קיימא יותר. אז, ללא דיחוי נוסף, בואו נצלול פנימה.
I. שיטות קיימא בהזרקה:
שיטות ייצור חדשניות הפכו לאחד המרכיבים החשובים של תעשיית הייצור גם כשהעולם מעביר את המיקוד לייצור בר קיימא. טכנולוגיות שמפחיתות בזבוז, זיהום וטביעות פחמן בין תעשיות עושות כיום גלים גם בתעשיית ההזרקה.
אחד מהם הוא פלסטיק ממוחזר העוסק בשימוש חוזר בפסולת פלסטיק בהזרקה. בעיקרו של דבר, פלסטיק ממוחזר מגיע עם יתרונות רבים תוך שהוא בעל יישומים רבים בתעשיות שונות.
קחו למשל את תעשיית הרכב, פלסטיק ממוחזר מוצא יישומים עבור רכיבים שונים כולל לוחות דלתות, פגושים, לוחות מחוונים ופגושים. זה יכול לשמש גם עבור רכיבים פנימיים וחיצוניים. כתוצאה מכך, יצרניות רכב יכולות להפיק תועלת רבה משימוש בפלסטיק ממוחזר במיוחד בחיסכון בעלויות תוך השגת יעדי הקיימות שלהם.
שוב, בתעשיית האריזות, יש ביקוש הולך וגובר לאריזה בת קיימא שיטות לא שגרתיות כמו פלסטיק ממוחזר. בעוד שמוצרים כמו קוסמטיקה ואפילו מזון ארוזים בחומרים ידידותיים לסביבה, היצרנים מפחיתים את התלות שלהם בפלסטיק בתולי.
ענף נוסף הנהנה מאימוץ הזרקה של פלסטיק ממוחזר הוא המגזר האלקטרוני שבו נעשה שימוש בפלסטיק ממוחזר לייצור מארזים ומארזים למוצריהם. בעוד שהעמידות של מוצרים אלה אינה מושפעת לרעה מהפלסטיק הממוחזר הללו, היתרון הוא הפחתת השימוש בפלסטיק בתולי תוך כדי תרומה לסביבה נקייה יותר.
עם זאת, כל התעשיות הללו הן כמה, בין היתר, כמו צעצועים, רהיטים ותעשיות בנייה שאימצו גם את השימוש בהזרקה בר-קיימא של פלסטיק ממוחזר. תעשיות אלו יכולות להרוג שתי ציפורים במכה באמצעות טכנולוגיית ייצור בר קיימא כדי לספק את הלקוחות תוך צמצום ההשפעה השלילית של הייצור על הסביבה.
יתרה מזאת, הכרה בתרומות של טכנולוגיות הזרקה כמו גז, קצף מבני ודפוס דחיסה בייצור בר קיימא. טכניקות הזרקה אלו מסייעות להפחית את צריכת החומרים והאנרגיה במהלך הייצור ולהפחית עוד יותר את פליטת הפחמן והזיהום בסביבה.
בסופו של דבר, פלסטיק שניתן למחזור יחד עם חומרים מתכלים ומבוססים אחרים מראים הבטחה גדולה להשתלט על השימוש בפלסטיק בתולי כחומרי הזרקה. זה יעזור מאוד בהעברת תעשיית הייצור לשלב הבא של התיעוש שבו הסביבה ירוקה ונקייה יותר.
II. פתרונות הזרקה מותאמים אישית עבור שווקי נישה:
הזרקה מותאמת אישית מייצרת חלקים מדויקים לתעשיות שונות, כולל צבא, רפואה ורכב. במיוחד כאשר נדרשת הזרקה בנפח נמוך, הזרקה מותאמת אישית מופיעה לעתים קרובות כפתרון הנדרש.
עם זאת, כדי לענות על הצרכים המיוחדים של לקוחות בודדים, חברות הזרקה בארה"ב מאמצות דרכים חדשניות כדי לענות על צרכי הלקוחות שלהן בכל התעשיות.
לדוגמה, השימוש בהדפסת תלת מימד היא שיטה חדשנית אחת שאומצה על ידי חברות הזרקה בארה"ב כדי לספק במהירות אבות טיפוס. אבות טיפוס אלה מבטיחים שמהנדסים יכולים לנתח במהירות את האפקטיביות והפונקציונליות של החלק המותאם אישית לפני ההגדרה לייצור המוני. הדפסת תלת מימד שימושית במיוחד בתעשייה הרפואית שבה למגשים רפואיים יש דרישות מחמירות מאוד הן למידות והן לתאימות ביולוגית.
פתרון חדשני נוסף של חברות אמריקאיות הוא השימוש בביו-מרוכבים כגון סיבים ופלסטיק בתעשיית התעופה והחלל. חומרים אלה משמשים ביצירת חלקים מותאמים אישית שעוזרים באופן פעיל לפתור את האתגר של חומרים קלים אך עמידים וחזקים יותר כדי לפתור את האתגר של יעילות דלק. חומרים אלו מסייעים גם בהפחתת צריכת הדלק אשר בתורו מוריד את טביעות הפחמן של המוצרים מתעשיות אלו.
השימוש בחיישנים בתהליך ההתאמה האישית גם עוזר ליצרנים בארה"ב לאסוף נתונים לניתוח בזמן אמת ומסייע להם להיות יעילים ומדויקים יותר בייצור תבניות. אלה גם עוזרים בהפחתת הפסולת וזיהום הסביבה במהלך הייצור.
III. ההשפעה של הזרקה על חדשנות שירותי בריאות ומכשירים רפואיים:
תעשיית הרפואה והבריאות היא יחידה במינה במיוחד מבחינת הזדמנויות לתעשיות ההזרקה. סקטורים אלה הם אחד התובעניים ביותר בכל הנוגע להתקנים וחלקים מותאמים אישית, כמו גם הצגת יישומים וחומרים חדשים.
מלבד הסבילות ההדוקות הנדרשות למכשירים רפואיים, הם נדרשים לעתים קרובות לעמוד בדרישות מוסדיות כגון תאימות ביולוגית, עיקור ודרישות אנטי-מיקרוביאליות. דרישות אלה הן המאפיינים המניעים לטכנולוגיות הזרקה בתחומים אלה.
למשל, בייצור תותבות לגפיים ולזרועות של מטופלים, יצרני הזרקה צריכים לעמוד בדרישות אלו כולל פונקציונליות.
עם זאת, חברות הזרקה רפואיות כמו Rocardioinvest לוקחות את האתגר אפילו רחוק יותר בייצור שסתום לב תלת-ענף תוך שימוש בחומר פוליאמיד מותאם אישית. למרות שזה היה מאוד משימה, החברה יצקה את המכשירים האלה במשקל 0.25 גרם באמצעות טכניקות חדשניות כדי להבטיח שהשסתומים יהיו נקיים מקרישי דם והיווצרות משקעים על ידי שמירת מרווח הטעות לאפס.
Kobelin Formenbau היא חברה נוספת שפורצת את השביל בכלים רפואיים ליצירת מכשירים כמו שסתום הלב הזה. המטרה היא להבטיח שאין צורך בתהליכי פוסט ייצור.
שוב, היישום של טכנולוגיית הזרקה במיוחד בכלים רפואיים לניתוחים זעיר פולשניים משתרש בתעשייה הרפואית ככל שהמכשירים והכלים הללו נעשים זעירים יותר. זה גם אומר שהדיוק והמורכבות הנדרשים בייצור שלהם הולכים וגדלים. חשוב לציין, הזרקת המיקרו הזו היא שמניעה את ההתקדמות בתעשיית הרפואה.
IV. מהרעיון למציאות: המסע של מוצר בהזרקה:
מהמשגה של מוצר במוחו של הלקוח ועד פליטת המוצר מהתבנית, המסע של מוצרים יצוקים בהזרקה הולך בדרך מתוכננת היטב המובילה להצלחה.
לאחר שהלקוח ברור לגבי הפונקציונליות והעיצוב של המוצר, השלב הבא הוא בדרך כלל לפנות לחברת הזרקה מוכרת לייצור המוצר. עם זאת, חברת ההזרקה מתחילה בתכנון תבנית המתאימה ביותר למוצר תוך התחשבות ביכולת הייצור.
כדי להתחיל את התכנון, מהנדסים משתמשים לעתים קרובות בתוכנת CAD ובתוכנת זרימת עובש או סימולציה כלשהי כדי לברר את דפוס הזרימה בתבנית. כלים נוספים בשלב ייצור התבנית כוללים את מכונת CNC לחיתוך התבנית לצורה ולגודל וכן את המרקם הסופי של המוצר הנדרש.
נדרשת מומחיות וניסיון רב מצד מהנדס עיצוב התבניות כדי להגיע לתבנית מעולה. עם זאת, חומר התבנית ממלא גם תפקיד מרכזי בהבטחת הצלחת המוצר היצוק.
למרבה המזל, טכנולוגיות חסכוניות כמו הדפסת תלת מימד יכולות לספק במהירות אב טיפוס של התבנית כדי לאשר את יעילותה. לאחר שעברו את שלב ייצור התבנית הזה, השלבים הנותרים הופכים לקלים יותר. השלבים הבאים הם תהליך ההזרקה הנכון.
הידוק התבנית הוא השלב הראשון בהזרקה והוא דורש כוח הולם כדי לאבטח את שני חצאי התבנית למקומם. לאחר מכן מגיע החימום וההזרקה של הפלסטיק המותך לתוך התבנית שם טמפרטורת נוזל ההזרקה בתבנית הופכת קריטית שכן מעט מדי או יותר מדי עלול להוביל לפגמים במוצר.
הסרת כיסי אוויר בתבנית היא השלב הבא. זה מושג באמצעות הפעלת לחץ נאות למילוי אחיד. לאחר שלב הקירור, נשאר הנוזל המותך להתמצק ולאחר מכן הוא נפלט מהתבנית באמצעות תכונות כמו סיכות מפלט ותכונות עיצוב כמו זווית טיוטה כדי לאפשר פליטה קלה מהתבנית.
עם זאת, יש לציין כי שיתוף הפעולה בין הלקוח ליצרן הינו בעל חשיבות עליונה שכן הלקוח הוא מכנס הרעיון וליצרן יש את המיומנות להמיר רעיון זה למציאות. כל דבר שאינו שיתוף פעולה בין שני הגופים הללו עלול להוביל לפרויקט הזרקה לא מוצלח.
V. האבולוציה של טכנולוגיות הזרקה
מכונת ההזרקה המודרנית או אפילו תהליך ההזרקה שיש לכם היום לא התחילו כך.
זה התפתח במשך עשרות ומאות שנים כדי להגיע למצבו הנוכחי. החל משנות ה-70 של המאה ה-20 עם מכונת הזרקה הראשונה של ג'ון ווסלי הייאט ועד שנות ה-70 כאשר הנדרי הציג לנו מכונת הזרקה בעזרת גז, המסע נשאר מתקדם.
רק שלושה עשורים לאחר מלחמת העולם השנייה, הייצור של מוצרי פלסטיק עלה משמעותית על זה של פלדה, בעוד שתבניות אלומיניום הפכו מקובלות בשנות ה-90.
עם זאת, תעשיית ההזרקה היא כיום תעשייה של מיליארדי דולרים עם מיליוני טונות של מוצרי פלסטיק היוצאים ממכונת הזרקת הבורג ברחבי העולם מדי שנה. כמו כן, הטכנולוגיה התפתחה למספר טכניקות כולל ואקום, דחיסה ודפוס מכה, כולן בשימוש למטרות ספציפיות בתעשיות שונות.
אבל, למרות ההתקדמות בחלקי פלסטיק בעיצוב ממוחשב והדיוק המוגבר בייצור החלקים, הביקוש לחלופות חומרים פלסטיים גובר גם הוא.
שחקנים מרכזיים כמו תעשיית הרכב והאלקטרוניקה שמשתמשים בחומרים פלסטיים כמו פוליפרופילן ו-ABS לעמידות בפני מזג אוויר ופגיעה בהתאמה, מוצאים יותר ויותר חלופות לחומרים אלו.
עם זאת, ההתקדמות בתחום ההזרקה ממשיכה לצמוח עם עוד טכניקות הזרקה כמו הזרקת העברה, הזרקת קצף מבנית, ודפוס הזרקה בעזרת גז הממלאים תפקידים משמעותיים באבולוציה של טכנולוגיה זו מתחילתה ועד היום.
סיכום:
בקיצור, תעשיית ההזרקה עשתה צעדים משמעותיים באימוץ קיימות בייצור, במיוחד בפיתוח חומרים חלופיים לפלסטיק בתולי. חומרים מתכלים, מבוססי ביו וניתנים למחזור הם חלק מהחלופות לפלסטיק שאומץ בהזרקה.
כמו כן, ההתקדמות בטכנולוגיה שהביאה לקדמת הבמה שיטות כמו הדפסת תלת מימד ותוכנת CAD משפרת את תהליך התכנון ומבטיחה שהוא יעיל יותר, מדויק יותר ומפחית פסולת.
בעיקרו של דבר, תעשיית ההזרקה עברה דרך ארוכה והתפתחה לאמץ כמה מתהליכי הייצור הברי-קיימאים ביותר שנגזרו מהביקוש הגובר להתאמה אישית והתקנים מיניאטוריים. בסופו של דבר, החדשנות שממשיכה לשנות את הנוף בטוח תוביל את התעשייה הזו לסביבה בת קיימא, חסכונית באנרגיה ונקייה יותר.
