הגנת תבנית השקעה של זמן ותגמול בכסף

מתוך סקירה של מאמרים רבים מתקבלת תמונה שעלות אחזקת התבניות גובה מחיר כלכלי עצום שניתן לחיסכון בקלות על ידי השקעה של זמן ותשומת לב בעת כיוון המכונה. הבנה של מנגנון הגנת התבנית במכונה עשויה לחסוך הוצאות  גדולות ומיותרות של אחזקת התבניות. כאשר המוצר נשאר על גבי התבנית לאחר החליצה, כתוצאה מחשמל סטטי או הדבקות אקראית, במחזור העוקב ילחץ החלק על פני קו ההפרדה של התבנית (Parting line) וייגרם נזק לפני השטח של התבנית.

שקיעה של הפלדה אפילו כתוצאה מלחץ של מוצר דק דופן ,כגון מוצר בעל עובי קיר של 0.7 מילימטר עלול ליצור שקיעה מספיק גדולה במידי או במצטבר שתגרום ל"פלאש" שמכאן ואילך ילווה את כל הייצור.

כאשר נועלים את התבנית ובודקים את שטח המגע בעזרת פילם רגיש ללחץ, מגלים בקלות בעזרת מבט את נקודות הלחץ ועוצמתם השונה בכל אזור. בדיקה כזו עשויה לשקף את הנזקים שנגרמו כתוצאה מהגנת תבנית לא יעילה או כזו שאינה קיימת כלל.

חשיבות השמירה על מקביליות התבנית

לעתים הנזק הנו מידי ובמקרים אחרים הנו נזק מצטבר. מקבילות המכונה וכמובן התבנית הנה מרכיב חשוב ומרכזי בהגנת התבנית באורך חייה ובאורך חיי המכונה. הבדיקה המקובלת של התאמת מגע באמצעות צבע אינה בדיקה טובה דיה. בדיקה זו אינה מספקת כל מידע באשר לכוח המופעל בנקודות השונות. כוח זה עשוי לנוע בין1 ק"ג ועד 3000 ק"ג למשל ועדיין נראה סימן צבע דומה מאד בכל הנקודות. בכדי לבדוק חלוקה אחידה ושווה על פני התבנית רצוי להשתמש בפילם מיוחד רגיש ללחץ. בכך נראה את שיעור הלחץ בכל נקודה על פני התבנית.

הסבר על איך להגן על התבנית
הסבר על איך להגן על התבנית

 

למרות האמור לעיל, תשומת הלב וההקפדה על כיוון "הגנת תבנית" יעילה הנה נמוכה ולעתים אינה קיימת כלל. כיוון זה אינו פשוט ואינו משהו כללי שמתאים תמיד. כל תבנית בנויה במבנה שונה מאחרת, ומכאן הדרישות להגנה שונות בין תבנית אחת לרעות, לפי מבנה התבנית וצורת החלק. בנוסף לכל יצרן מכונה תפיסה שונה ואמצעי בקרה שונים לביצוע ההגנה. בנוסף נוצרים שינויים במהלך היצור שמשפיעים על התבנית והמכונה. ההמלצה הנה לבצע כיוון מחדש אחת ליום או אחת למשמרת

היות והתהליך נגזר משלוב של תבנית ומכונה, אין משהו כללי או "כיוון אחיד" שניתן להחיל על כל המפעל. מכאן רצוי להציב מטרה  התאמה המשלבת את נתוני התבנית ויכולות המכונות המופעלים במפעל. חלק מהמכונות מצוידות במנגנוני הגנה טובים יותר ממכונות אחרות. לדוגמה:

מכונות הידראוליות מופעלות טוגל רגישות פחות ממכונות בוכנה ישירה. מנגד במכונות חשמליות המופעלות טוגל שליטה ובקרה מדויקת על התנועה ומכאן הגנה טובה ויעילה יותר. לכן יש להתאים את שיבוץ התבניות גם לפי רגישותן ויעילות הגנת התבנית של המכונה.

המטרה-מניעת נזק לתבניות בכלל ולרגישות ביניהן בפרט דרושה הקפדה יתרה על ההתאמה בין מכונה לתבנית

מספר שלבים בדרך אל המטרה:
  1. הרכבת התבנית למכונה בעזרת וסוג מתאים של רותמים איכותיים המתאימים לסוג העבודה. רצוי להשתמש בברגים ודסקיות מוקשחות ואיכות גבוה. יש לוודא שהבורג חודר לתוך הפלטה לפחות בשיעור קוטרו ועדיף יותר. רצוי להשתמש במפתח מומנט ולכוונו לכוח המומנט המומלץ על ידי יצרן המכונה. בזמן ההרכבה שימו לב שצנרת המים וכבלי החשמל עגונים בצדי התבנית מוגנים משחיקה ומחדירה לאזור ה"חלק" לשל התבנית.
  2. במצב "כיוון" מכונה מצאו את נקודת הפתיחה הרצויה. מיקום שמאפשר לחלקים נפילה חופשית או איסוף על ידי רובוט. נעלו את המכונה והקשיבו לרעשים חריגים, או "קפיצות" בתנועה. לעיתים קפיצה או רעש באזור כניסת המובלים לתוך הצד הנייח מעידה על אי התאמה או מרכוז לקוי של התבנית. בתבניות בעלות "מגירות" (סליידרים) גלו רגישות לנקות המגע בין המגירה לפין המוביל ובדקו שנקודת החיכוך הזו חלקה דיה. האם מצב של תבנית גדולה מפלטת המכונה תקין? כן ובלבד שהמוצר אינו יוצא מחוץ לגודל הפלטה. כאשר המוצר בולט מחוץ לפלטה נגרם נזק לתבנית ולפלטה!
  3. בדקו את כוח הנעילה הדרוש לתבנית וכוונו את המכונה בהתאם. ההנחה ששימוש בכוח המרבי של המכונה לכל תבנית הנה שגיאה מזיקה. עודף כוח נעילה במיוחד בתבניות בעלות שטח קטן מזיק למכונה ולתבנית עד כדי שבר בפלטה הניידת. לכל יצרן הנחיות שונות , אך רצוי שהתבנית תתפוס שטח  בשיעור של 70% מהשטח הכלוא בין הקולונות. ההנחיה הנה להשתמש במינימום כוח נעילה דרוש בכדי לייצר חלקים תקינים. בהכללה ניתן לומר שהכוח הדרוש נע בין 0.5-1 טון לסמ"ר. יש להשתמש בערך הנמוך כאשר החומר הינו בעל זרימה טובה ובערך הגבוה לחומרים בעלי זרימה נמוכה. למבנה המוצר ועובי הדופן השפעה על רכיב זה. לדוגמא עובי דופן דק יגרור שימוש בכוח נעילה גדול יותר . כוח נעילה מתפתח כתוצאה ממתיחת הקולונות. המתיחה חייבת להיות שווה, ורצוי לבדוק אותה תקופתית אחת לשנה או לפי הוראות יצרן המכונה.
  4. כוונו את פרופיל פתיחה/סגירה של התבנית. החלו בכיוון הנעילה במהירות ולחץ סבירים שיאפשרו האצה של התבנית ללא קפיצות במהלך התנועה. מכאן עברו למהירות גבוה שמתאימה לתבנית ולמכונה. האטו את המהירות לפני אזור החלקים הרגישים של התבנית המורכבת ( בליטות, מגירות, עובי ובמנה המוצר וכ"ו).ההאטה נדרשת בכדי למנוע "מכה" כתוצאה מהמומנטים הפועלים על החלקים הנעים כגון משקל התבנית הפלטה הנעה. במידה והחלק דורש ההגנה בולט כ 50 מילימטר משטח המגע של פני התבנית חייבים להתחיל את ההגנה מעט לפניכן בהתאם ליכולת ומבנה המכונה. במכונות חשמליות הגנת התבנית יעילה מאד מהירות התגובה ובלימת המומנט גבוה מאשר במכונות אחרות ושם בהדגמות ניתן לראות עצירה של התבנית על ידי כוס קלקר בטווח של 5 מילימטר מרגע הזיהוי. בכל מקרה תמיד עדיף להאט בכדי למנוע נזק. כוונו את מהלך הגנת התבנית לאורך כל המהלך של התבנית עד למגע מלא. קחו בחשבון את איכות השליטה שיש לכם במכונה המסוימת, ולפי איכות זו קבעו את נקודת ההתחלה.
  5. כוונו את מהלך התנועה באזור ההגנה במהירות ולחץ נמוכים עד למגע מלא של שני חלקי התבנית אחד בשני. קבעו את נקודת המעבר ללחץ גבוה קרוב ככל הניתן למגע מלא של "קו ההפרדה" של שני חלקי התבנית. בנקודה זו אמורה המכונה לעלות ללחץ גבוה ולייצר כוח נעילה מלא ללא כל רעש או מכה. לאחר זמן הפעלה מסוים אם מתקבלות התראות רבות של הגנת תבנית ללא בעיה נראית לעין של חלקים או בעיות בתבנית, כנראה שהתבנית התחממה והתארכה. במקרה כזה בצעו שוב כיוון הגנת תבנית וכוח הנעילה של המכונה. אם מלכתחילה נדרש כוח רב להזיז את התבנית באזור תחילת המגע בדקו את התבנית מחוץ למכונה וודאו מה מקור ההפרעה. בדיקה ותיקון ימנעו נזק גדול יותר לתבנית ולמכונה.
  6. לאחר הכיוון יש לבדוק את יעילות ההגנה על ידי הצמדת נייר או גורם "מפריע" אחר ולבדוק את התגובה של המכונה תחת תנאי העבודה המלאים. במידה והזיהוי היה מאוחר או לא נוצר זיהוי של ההפרעה כלל יש לכוון מחדש את ההגנה.
  7. כאשר משתמשים בתבנית העובדת בטמפרטורה גבוה מעל 100 מעלות עשויה להתקבל התראת הגנה או שהמכונה לא תוכל להגיע למצב נעילה כלל. בדקו מה מקור ההפרעה ואם לא נראה מקור חיצוני אל תעלו את כוח הנעילה. העלאה כזו תאפשר המשך עבודה אך תגרום נזק למכונה ולתבנית לטווח ארוך. במידה ומותקנת על הפלטה לוח מבודד, הסירו אותו וקדחו מעברי מים לקירור פלטת רתימה. תעלות אלה יאפשרו קירור הפלטה ומניעת זליגת חום אל פלטת המכונה. נדידת חום כזו גורמת לפלטת המכונה להתחמם ומשם נודד החום אל הקולונות שמתרחבות ומנועות נעילה בכוח סביר.