تولید قطعات لاستیک یک فرآیند پیچیده و حیاتی در صنعت مدرن است که از خصوصیات منحصر به فرد لاستیک برای ساخت انواع محصولات استفاده می‌کند. این فرآیندها از تولید قطعات کوچک مانند سیل‌ها و گل‌ها تا قطعات بزرگ مورد نیاز در خودروها و تجهیزات صنعتی را پوشش می‌دهند. یکی از اصطلاحات شناخته‌شده در این حوزه، “ریخته‌گری لاستیک” است که به وسیله آن از یک بلوک لاستیک به شکل دلخواه استفاده می‌شود.
اکستروژن نیز به تولید قطعات لاستیک با شکل‌ها و ابعاد مختلف اشاره دارد. همچنین، اتصال لاستیک به فلز یک فرآیند مهم است که امکان ترکیب انعطاف‌پذیری لاستیک با پایداری فلز را فراهم می‌کند. با توجه به تنوع کاربردها و توانمندی‌های این فرآیندها، تولید قطعات لاستیک به یک هنر تخصصی تبدیل شده است که از آن در انواع صنایع بهره‌مندیمی‌شود.
فرآیندهای تولید قطعات لاستیک
- ریخته‌گری
- اکستروژن
- اتصال لاستیک به فلز
ریخته‌گری لاستیک
این فرآیند استاندارد برای بیشتر قطعات لاستیکی در بازار امروز است. در ریخته‌گری، قطعات لاستیکی با فشار به داخل یک فضای فلزی فشرده می‌شوند. سپس لاستیک در داخل فضا به حرارت گرفته می‌شود که واکنش شیمیایی را فعال کند. سه روش معمول ریخته‌گری شامل ریخته‌گری تزریقی لاستیک، ریخته‌گری فشاری و ریخته‌گری انتقالی هستند.
اکستروژن لاستیک
اکستروژن با ریخته‌گری متفاوت است. در اکستروژن، قطعات تحت فشار از طریق یک قالب متقاطع فشرده می‌شوند. این قطعات اغلب از ترکیبات لاستیک نرم و غیر وولکانیزه ساخته شده‌اند و محصول لاستیکی حاصل در حالت نرم و قابل انعطاف است. معمولاً این محصولات باید پیش از استفاده ولکانیزه یا سفت شوند. بسته به نوع الاستومر یا کاربرد، از روش‌های مختلف نیرویش کردن استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که اکستروژن به عنوان نقشه شده عمل خواهد کرد.
اتصال لاستیک به فلز
برای محصولاتی که به پایداری فلز احتیاج دارند اما انعطاف لاستیک را نیز می‌خواهند، اتصال لاستیک به فلز یک راه‌حل عالی است. در این فرآیند نیز از یک قالب استفاده می‌شود، اما قالب دارای واردات فلزی است که لاستیک در طول فرآیند ریخته‌گری به آن متصل می‌شود. یک چسب فعال‌شونده حرارتی قبل از قرار گرفتن در قالب بر روی اجزاء فلزی اسپری می‌شود. اتصال حاصل اغلب از مقاومت بیشتری نسبت به الاستومر خود است.
قطعات لاستیک ریخته‌گری سفارشی در مقابل قطعات استاندارد لاستیک
قطعات استاندارد معمولاً گزینه اول برای طراحان و مهندسان OEM ها هستند. با این حال، آنها همیشه مناسب‌ترین انتخاب برای طراحی شما نیستند.بسیاری از مشتریان ما از پیش طراحی محصول خود را دارند و آماده به کار هستند. مشکل این است که – به دلیل پیچیدگی – اغلب امکان استفاده از قطعات استاندارد بدون تخریب سایر جنبه‌های یک طراحی وجود ندارد. اگر می‌خواهید دقیقاً آنچه را می‌خواهید بدون افزایش قابل توجه قیمت داشته باشید چه اتفاقی می‌افتد؟ این امکان با یک راه‌حل سفارشی وجود دارد.
راهنمای مهندسان در حل چالش‌ها با استفاده از قطعات ریخته‌گری لاستیکی
در حین بازطراحی
شما در حال بازطراحی هستید. بازخورد از مشتریان شما نشان می‌دهد که صداهای بیشتری از انتظار و سنسورهایی که به طور مداوم خراب می‌شوند وجود دارد، که همه باید تصحیح شود و به سرعت.
به همین دلیل که یک قطعه لاستیکی را در طراحی پیشین استفاده کرده‌اید یا نه، در نظر داشته باشید که اکنون ممکن است استفاده شود. اجزاء لاستیکی برای جلوگیری از نویز، جداکننده ارتعاش و یا سیل کردن بهترین راه‌حل‌ها هستند. تعویض یک قطعه در یک طراحی در حال تولید همیشه به اندازه ساخت آن در مراحل نمونه‌سازی یا معرفی محصول جدید (NPI) آسان نیست، اما می‌تواند با موفقیت انجام شود. در RPM، مهندسان ما مستقیماً با شما همکاری می‌کنند تا مشخصات، نیازها و اگر قطعه لاستیکی استانداردی برای کمک به حل چالش وجود نداشته باشد، یکی برای شما ایجاد کنند.
انواع مواد لاستیک
لاستیک طبیعی
99% از لاستیک طبیعی از درخت نرم‌چوبی اهل برزیل به نام “درخت لاستیک” تولید می‌شود. بیشترین اطلاعات درخت را به عنوان “درخت لاستیک” می‌شناسند. لاتکس، یک مایع شیرین، از درخت از طریق فرآیند معروف به “تپانچه لاستیک” تولید می‌شود. یک لوله به تنه درخت تپانچه شده و لاتکس به آرامی درون یک سطل جاروبک می‌ریزد. این لاتکس از طریق یک فرآیند تصفیه عبور می‌کند تا پلیمرهای ایزوپرن که لاستیک طبیعی را تشکیل می‌دهند، حذف شوند. سپس، این ایزوپرن معمولاً ولکانیزه می‌شود – در حضور گوگرد گرم شده تا انعطاف‌پذیری، ارتجاع و مقاومت بهتری برای لاستیک طبیعی ایجاد شود.
مزایای لاستیک طبیعی عبارتند از
نرخ بازیابی بالا – قادر به سریع بازگشت به حالت اولیه خود است. همچنین می‌تواند برش، چینش یا پاره‌شدن را بهتر از لاستیک مصنوعی تحمل کند.
– مقاومت کشش بالا – وقتی کشیده می‌شود، قوی می‌ماند.
– چسبندگی – یک الاستومر عالی است که می‌تواند با استفاده از چسب‌های طراحی شده خود به فلز متصل شود.با این حال، معایب نیز وجود دارد:
– مقاومت به نور، اشعه UV و گرما کمتر از لاستیک مصنوعی است.
– تولید لاستیک طبیعی نسبت به لاستیک مصنوعی دشوارتر است.
به همین دلیل، لاستیک طبیعی برای حل مشکلات مرتبط با ارتعاشات بسیار مناسب است.
لاستیک مصنوعی
لاستیک مصنوعی، الاستومری است که به صورت مصنوعی تولید می‌شود و از طریق تبدیل مونومرها به پلیمرها در کارخانه‌های شیمیایی تولید می‌شود. مونومرها ناشی از نفت (بنزین) در فرآیند تولید هستند، بنابراین بیشتر لاستیک مصنوعی از طریق تولید گاز و نفت تولید می‌شود.
از نظر مواد، لاستیک مصنوعی تولید آسان‌تر و اقتصادی‌تر است. همچنین این نوع لاستیک قابلیت انعطاف و قالب‌پذیری بیشتری دارد که این امر به کاربردهای متنوع آن امکان می‌دهد. چندین نوع مختلف از لاستیک مصنوعی وجود دارد، هرکدام با مزایا و معایب خود. در زیر معمولترین انواعی که ما در RPM استفاده می‌کنیم آورده شده‌اند.
چاپ سه‌بعدی برای نمونه‌سازی
یکی از روندهای اخیری که ما آن را مشاهده کرده‌ایم، استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی برای نمونه‌سازی اجزای لاستیک است. با این‌که ما طرفداران نوآوری هستیم و اغلب به مشتریان خود در بهبود طراحی‌هایشان از طریق محصولات لاستیکی سفارشی کمک می‌کنیم، اما قبل از تصمیم‌گیری برای استفاده از چاپ سه‌بعدی به عنوان تنها روش نمونه‌سازی، چند نکته را باید در نظر گرفت.
مهمترین عامل این است که با وجود سرعت چاپ سه‌بعدی، این تکنولوژی هنوز به جایگاهی نرسیده‌است که الاستومرهایی که اجزای نهایی لاستیک را تشکیل می‌دهند را شامل شود. یک جزء حیاتی از نمونه‌سازی اطمینان حاصل کردن از این است که قطعه به عنوان انتظار عمل کند و در محل مورد نظر جا بیاید. می‌توان با نمونه‌سازی با موادی که قصد دارید در تولید نهایی استفاده کنید، اطمینان حاصل کرد که بهترین اجزاهای لاستیکی را خواهید داشت.
ویژگی‌های مواد لاستیک
برخلاف فلزات، اجزای لاستیکی ساخته‌شده به صورت ریخته‌گری تحمل‌های گسترده‌تری ارائه می‌دهند. در زیر مشخصات متداول‌ترین موارد شناخته‌شده از لاستیک آورده شده‌اند که به آن امکان داده‌اند که به یکی از چندین چندوجودی محبوب در تولید تبدیل شود:
- دیورومتر: با توجه به ترکیب لاستیک استفاده‌شده، شما گزینه‌های مختلفی برای دیورومتر قطعه نهایی خواهید داشت.
- الاستیسیته: زمانی که در یک حوزه حرکتی اعمال می‌شود، الاستیسیته لاستیک انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند.
- مقاوم در برابر فشار: بیشتر برنامه‌های استفاده از قطعات لاستیک نیازمند تحمل به نوعی از فشار هستند. انتخاب لاستیک مناسب به شما این امکان را می‌دهد که این ویژگی را در طراحی خود مشخص کنید.
- پیری حرارتی: اگر محصول نهایی شما به دماهای مختلف خواهد بود، ویژگی‌های پیری حرارتی لاستیک امکان گسترش و انقباض را فراهم می‌کند و سلامت طراحی شما را حفظ می‌کند.
در نهایت
در دنیای صنعت و تولید، لاستیک به عنوان یک مواد چندوجدی با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. از یک سو، لاستیک طبیعی از درختان کاووچو به دست می‌آید و خصوصیات طبیعی خود را داراست که برای برخی کاربردها مناسب است، از سوی دیگر، لاستیک مصنوعی که از فرآیندهای شیمیایی تولید می‌شود، از انعطاف بیشتری برخوردار است و می‌تواند با هزینه کمتر تولید شود.
فرآیندهای تولید لاستیک از جمله ریخته‌گری، اکستروژن، و اتصال لاستیک به فلز، به مهندسان این امکان را می‌دهند که قطعات لاستیکی را با توجه به نیازها و استانداردهای خاص هر صنعت و کاربرد خاص تولید کنند. از آنجایی که لاستیک در تعداد زیادی از صنایع مانند خودروسازی، الکترونیک، ساخت و ساز، و بهداشت استفاده می‌شود، توانمندی برای ساخت قطعات با ویژگی‌های مختلف، از جمله سیل‌کردن، جذب ارتعاش، و مقاومت در برابر فشار، اهمیت زیادی پیدا می‌کند.
همچنین، با ظهور تکنولوژی چاپ سه‌بعدی، این امکان به وجود آمده که نمونه‌سازی قطعات لاستیکی با استفاده از این تکنولوژی انجام شود. با این حال، نیاز به ارزیابی دقیق و جامع در مورد تطابق ویژگی‌ها با مواد نهایی وجود دارد.در نهایت، تفاوت بین لاستیک طبیعی و مصنوعی، انواع فرآیندهای تولید، و ویژگی‌های مواد لاستیک، مهمترین عواملی هستند که مهندسان و تولیدکنندگان را در انتخاب بهترین راهکارها برای نیازهای خاص خود یاری می‌کنند.
