ריכזנו לכם כאן את כל השיטות הקיימות לריתוך חלקי פלסטיק: המסורתיות, הנפוצות והמתקדמות, ואת היתרונות והחסרונות של כל אחת מהן
חיבור מכאני: יתרונות וחסרונות
חיבור מכאני של חלקי פלסטיק נחשב לשיטה מסורתית ונפוצה בקרב תעשיות רבות, ומתבצע על ידי חיבור באמצעות ברגים, קליפסים, חיבורי הצמד, מסמרים, לחצנים ועוד. שיטה זו נחשבת לפשוטה, אמינה וחסכונית, שכן היא קלה לביצוע באופן ורסטילי, והיחידה שמאפשרת פירוק של החלקים ומתאימה ליישומים הדורשים תיקונים או תחזוקה שוטפת. יתרה מכן, היא חסכנית באנרגיה, שכן אין צורך להשתמש בחימום, ואף ידידותית לסביבה, כשם שאינה מצריכה שימוש בממסים העלולים להיות רעילים.
לצד זאת, חיבור מכאני של חלקים אינו נותן את החוזק הנדרש כמו בשיטות ריתוך למשל; ישנם חיבורים מסוימים הדורשים תכנון גיאומטריה ייחודי, או מהווים נקודת ריכוז מאמצים ועלולים להחליש את המוצר. בנוסף, לעיתים חיבורים מכאניים הם נפחיים ולא אסתטיים, כך שאינם מתאימים למוצרים עדינים או דקים.
חיבור באמצעות הדבקה: יתרונות וחסרונות
שיטת חיבור חלקי פלסטיק באמצעות הדבקה היא בעלת כמה יתרונות. ראשית, שלא כמו שיטת החיבור המכאני, היא אסתטית יותר למראה ומאפשרת חלוקה שווה מאמצים וחיבור חלקים העשויים מחומרים שאינם קומפטביליים אחד לשני. שנית, ההדבקה מאפשרת חיבור חזק ועמיד בין חלקי הפלסטיק, כאשר רוב הדבקים הנפוצים מבוססים על ציאנו-אקרילטים, אפוקסי, אקריל או אוריתן.
לצד יתרונות אלה בחיבור באמצעת הדבקה, יש גם לא מעט חסרונות. לעיתים, ההדבקה מחייבת תהליך הכנה וניקוי של פני השטח, מה שעלול לקחת זמן רב ומצריך ציוד מיוחד. בנוסף, חלק מסוגי הדבק אינם מתאימים ליישומים בטמפרטורות גבוהות או לחצים גבוהים, וחלקים הדורשים פירוק או הרכבה חוזרת. אחד החסרונות הבולטים ביותר בשיטה זו הוא ההרכב הכימי של סוגי הדבק, שפעמים רבות מכילים חומרים מסוכנים המזיקים לבריאות ולסביבה, ולפיכך השימוש בהם דורש היתר רעלים להחזיקם בכמויות גדולות במפעל.
ריתוך והלחמה: לא אותו הדבר
לצד שיטות החיבור המסורתיות, ישנן שיטות מתקדמות יותר כמו ריתוך והלחמה. אמנם מושגים אלה נרדפים ברמה הלשונית, אך ברמה המקצועית – הם לא אותו הדבר בכלל, שכן בכל אחד מהם אופן החיבור של החלקים מתבצע בצורה אחרת. בריתוך, החלקים מתחברים באמצעות חימום, התכה, הצמדה וקירור, אשר יוצרים את תפר החיבור ללא צורך בהוספת חומר חיצוני. בהלחמה לעומת זאת, החלקים מתחברים באמצעות שימוש באלקטרודה המוסיפה חומר מותך.
שיטת חיבור חלקי פלסטיק באמצעות ריתוך נחשבת לשיטה נפוצה, בה רוב התעשיות בוחרים להשתמש, שכן החיבור שנוצר בין החלקים הוא חזק ואמין, ומתאים למגוון יישומים מתקדמים בתעשיות הרכב, הבנייה והאלקטרוניקה. סוגי ריתוך מסוימים אף מתאימים במיוחד לתעשיית המוצרים הרפואיים.
ריתוך אולטראסוני: יתרונות וחסרונות
חיבור חלקים באמצעות ריתוך אולטראסוני נחשב לשיטה הותיקה ביותר מבין שיטות הריתוך השונות. בשיטה זו, שימוש בויברציה בתדר גבוה (אולטראסוני) מייצר חיכוך בין החלקים, ובאמצעות החום שנוצר, משטחי החיבור מותכים ונלחצים יחדיו עד שהם מתחברים. לשיטה זו כמה יתרונות: ראשית, שימוש בריתוך אולטראסוני מביא תוצאות מהירות, עקיבות ייצור ויעילות, שכן ניתן להשלימו תוך מספר שניות בודדות ובקצב עבודה גבוה. שנית, החיבור שנוצר בין החלקים הוא חזק ואחיד, עם עמידות גבוהה לכוחות קילוף (Peeling) וגזירה, ובעזרתו ניתן לחבר סוגי פולימרים תרמופלסטיים שונים.
יחד עם זאת, שיטת זו של ריתוך אולטראסוני אינה מתאימה לכל סוגי הפלסטיק, כמו למשל פולימרים תרמוסטיים שאינם ניתנים להתכה. גם מוצרים בעלי עובי דופן גבוה במיוחד עלולים להוות בעיה בתהליך הריתוך, ולא יעברו התכה שלמה ולהפך – מוצרים דקי דופן עלולים לספוג יותר מדי אנרגיה ולהינזק.
תמונה 2: דוגמה לריתוך אולטראסוני של חברת Herrmann Ultrasonics
ריתוך ויברציוני: השיטה המשלימה לריתוך אולטראסוני
ריתוך ויברציוני הוא שיטה בה מתבצעת הרעדה בתדירות גבוהה של חלק אחד, כאשר החלק השני מוחזק בצורה נייחת. החיכוך בין שני החלקים יוצר חום אשר מתיך את הפלסטיק, כשלבסוף נוצר החיבור. ניתן להתאים את כיוון הויברציה לתהליך ולמוצר, שכן היא יכולה להתבצע בכמה כיוונים: לינארי, אובאלי וסיבובי. שיטה זו נחשבת לשיטה משלימה של ריתוך אולטראסוני, בעזרתה ניתן להתגבר על המגבלות והמכשולים שהוא מציב, ולעבוד עם מוצרים גדולים יותר, חומרי גלם שונים וגיאומטריות מורכבות. שיטת ריתוך זו נפוצה בעיקר בתעשיות הרכב, הרפואה ומוצרי הצריכה השונים.
תמונה 3: מוצרים שנוצרו בעזרת ריתוך ויברציוני
ריתוך לייזר: יתרונות וחסרונות
ריתוך חלקי פלסטיק בלייזר מתבצע כך שחלק אחד שקוף לקרינת לייזר (mm 1064-800) והחלק השני בולע אותה. לאחר מכן, החלקים מתחממים ומותכים ולבסוף – מתחברים. לשיטה זו כמה יתרונות מרכזיים: ראשית, היא מאפשרת חיבור של חלקים משוריינים כל עוד אחוז הסיבים לא עובר את ה-40%, כאשר התוצאה היא קו תפר נקי וחד, ללא לכלוך, רעש או שחרור חלקיקים. החימום שנוצר הוא מינימלי, שחיקת הציוד נמוכה במיוחד והתחזוקה פשוטה לתפעול. בנוסף, בשיטה זו לא נוצרים מאמצים במוצר, והיא מתאימה גם לחומרים גמישים, חלקים גדולים וחלקים תלת-מימדיים.
אחד החסרונות בשיטה זו של ריתוך לייזר הוא שיש לדאוג לסביבת עבודה נקייה מזיהומים ואבק, שכן הם יכולים להוות מוקד להתחממות יתר. בנוסף, יש להימנע מטיפולי פני שטח חיצוניים או שימון שלהם.
ריתוך על ידי פלטה חמה: יתרונות וחסרונות
בשיטה זו, פלטת מתכת חמה מוצמדת לחלקים ומחממת את פני השטח המיועדים לחיבור. לאחר התכת האזורים, מסירים את הפלטה, כך שהחלקים מוצמדים יחד עד שנוצר החיבור. לשיטה זו כמה יתרונות: ראשית, הריתוך שנוצר בין החלקים הוא חזק, עמיד ומתאים גם לפולימרים תרמופלסטיים רבים, כולל אלה שקשה לחברם בשיטות אחרות. שנית, הדירות הפעולה בריתוך בשיטה זו היא גבוהה, וכן מתאימה גם לייצור בנפחים גבוהים. יחד עם זאת, שימוש בשיטה זו יקר ומצריך זמני מחזור ארוכים, במיוחד כשמדובר בחלקים גדולים ולכן פחות מתאים לייצור בקצב גבוה. שיטה זו גם מצריכה לא מעט תכנון מקדים של גיאומטריית החלק, על מנת להבטיח חיבור טוב ואחיד, וצריכת האנרגיה גבוהה במיוחד.
חברת SU-PAD מייצגת את חברת Herrmann Ultrasonics וחברת Leister בישראל
חברת SU-PAD מעניקה ללקוחותיה שירות מלא: החל משלבי התכנון, הבנת הדרישות והצרכים, דרך הרכישה וההטמעה וכלה במתן שירות מכל הלב 24/7 לכל דרישה, בקשה או שדרוג. לפרטים נוספים ניתן לפנות לאיתי שבתאי: itai@su-pad.com
