مراجعة لتغليف الأختام التي يجب أن تعمل مع عمق أخاديد أقل، وأجهزة أصغر، وإمكانية وصول أضيق للتجميع

نادراً ما يؤدي استخدام غلاف أصغر إلى تقليل حجم مانع التسرب. يصبح التجويف أقل عمقاً، وتصبح الحافة أرق، وتتباعد المثبتات، ويصعب الوصول إليها باستخدام أدوات التجميع. في الوقت نفسه، قد يظل الجهاز بحاجة إلى نفس الضغط، وحدود التسريب، وعمر الخدمة.

تُعدّ موانع التسرب في المعدات الصغيرة مهمة لأنها تقع عند نقطة التقاء القيود الجديدة. يؤثر مقطعها العرضي على عمق الأخاديد، وقوة الضغط، وحساسية التفاوتات، وسهولة التعامل معها. عادةً ما يؤدي تقليل القطر في الرسم دون إعادة بناء هذه العلاقة إلى إزالة هامش الأمان.

يفقد الإيقاع عمقه

يُقلل تصميم الحلقة الدائرية الصغيرة من مساحة الضغط واستيعاب الحجم. وتستهلك الزوائد الناتجة عن القالب، وعدم تطابق خط الفصل، وسماكة الطلاء، جزءًا أكبر من الخلوص المتاح. وقد تؤدي بضعة أجزاء من مئة من المليمتر، والتي لم تكن تُشكل أي مشكلة في حلقة دائرية أكبر، إلى تغيير الضغط أو منع التجميع.

يشرح دليل حلقات منع التسرب من باركر أن الضغط يعتمد على نوع التطبيق والمقطع العرضي، ويحذر من أن الحواف الحادة والتركيب الملفوف قد يتسببان في تلف الحلقة. جداوله هي إرشادات تصميمية، وليست إذناً بتجاهل التفاوتات المسموح بها في الغلاف المحدد. [1]

تفقد الحافة صلابتها

قد تنحني الجدران الرقيقة والبراغي المتباعدة تحت ضغط الإحكام. وقد يؤدي الضغط المتزايد لزيادة الأمان إلى تشويه الغطاء البلاستيكي أو خلق مناطق ضغط منخفض بين المثبتات. يمكن لتحليل العناصر المحدودة تحديد الفجوات المحتملة، ولكنه يتطلب سلوكًا واقعيًا للمطاط وتأكيدًا في الأجهزة.

تستخدم حلول منع التسرب المدمجة عادةً حافة مُشكّلة، أو حشية مُثبّتة، ​​أو حاملًا صلبًا لتوجيه القوة فقط إلى المواضع المُناسبة. يجب أن يُبيّن التصميم مسار الحمل من عزم دوران البرغي عبر الشفة إلى خط منع التسرب، وأن يُحدّد مقدار التغيّر الذي يُمكن للحافة امتصاصه.

يفقد التجمع مساحة الأصابع

يصعب رؤية الحلقات المطاطية الصغيرة، ويسهل إزالتها. وقد تتسبب الملاقط في خدش حافة العمل. كما أن الشحم المستخدم للتثبيت المؤقت قد يجذب الملوثات أو يغير من خصائص المادة. وقد يكون استخدام آلية الضغط في مكانها، أو حامل مدمج، أو دبوس تحديد موقع مصبوب، أكثر موثوقية من الحلقة السائبة.

لا تحلّ الأتمتة المشكلة. قد تلتصق الأختام الخفيفة جدًا بالأدوات أو مواد التغليف بفعل الشحنات الساكنة. لذا، ينبغي تصميم الجزء والتركيب بحيث يكون تباين الرؤية وسهولة الوصول إليهما في الجزء والتركيب قبل تثبيت تصميم المنتج.

علبة وحدة ديزل

أفاد باركر عن إعادة تصميم مبرد زيت محرك الديزل للشاحنات الخفيفة، والذي تطلب استخدام ثمانية موانع تسرب حول منافذ مختلفة. كانت الوحدة السابقة تستخدم حلقات دائرية من السيليكون ذات متانة محدودة في ظل متطلبات سائل التبريد طويل الأمد والأخاديد العريضة. وتراوحت أشكال مانع التسرب الماسي المقترح من حلقات إلى أشكال هندسية معقدة متعددة المنافذ. [2]

استُخدم مطاط EPDM لممرات سائل التبريد، ومطاط الفلوروكربون للزيت. وذكرت شركة باركر أن الأجزاء اجتازت اختبارات التشغيل على المحرك واختبارات دورة حرارية لمدة 3000 ساعة، بينما ساهم التصميم الهندسي في تقليل حجم الأخاديد وتحسين التثبيت الذاتي. ولم تنشر الشركة الموردة بروتوكول اختبار العميل الكامل أو حدود القبول. [2]

تُعدّ هذه الحالة ذات صلة بتصميم المعدات المصغّرة، إذ جاء تحسين التغليف من خلال الجمع بين المواد والهندسة. لم يتم استخدام نوع واحد من المطاط الصناعي في جميع المواقع الثمانية، وتم تغيير شكل مانع التسرب ليتناسب مع تجميع الوحدة ووظائفها المتعلقة بالسوائل.

أجزاء صغيرة تؤدي إلى صعوبات كبيرة في التعامل

كانت ثلاثة من مكونات السيليكون من إنتاج شركة SIMTEC، المستخدمة في جهاز مراقبة الجلوكوز المستمر الخاص بها، تزن 0.03 و0.11 و0.33 غرامًا. وتزعم الشركة أن التأثيرات الساكنة قد ازدادت بسبب صغر الكتلة، ولذلك كان لا بد من تصميم عملية الفصل والتعامل معها خصيصًا داخل خلية من الفئة ISO 8. [3]

على الرغم من أن هذه كانت لأجهزة طبية وليست صناعية، إلا أن الاستنتاج العام للتصنيع لا يزال هو نفسه: قد تكون الأختام المطاطية المصغرة أكثر كثافة في العمل من حيث العد والتحديد والتمييز بين التجاويف مقارنة بالأجزاء الأكبر حجماً.

تعتمد بيانات المواد على عينات بالحجم الكامل

قد تتضمن ورقة بيانات المركب بيانات عن قوة الشد والاستطالة والصلابة والضغط على قطع اختبار ذات حجم قياسي. قد تتصلب وتبرد الميزة المصبوبة الداخلية بمعدل مختلف، وهناك احتمال أن يتحدد أداؤها بشكل أساسي من خلال خط التماس أو البوابة أو فتحة التهوية أو تغير السماكة الموضعي الذي قد يظهر.

باستخدام موانع التسرب للمعدات الصغيرة، قارن بيانات مستوى المادة بالقياسات على الأجزاء المخصصة للإنتاج. افحص المقاطع العرضية الحرجة، والزوائد، وعيوب السطح، وما إلى ذلك. ثم، انقع أو سخّن المنتجات الحقيقية وبردها تمامًا كما هو مُتبع لدورة السائل ودرجة الحرارة المقصودة.

يجب إجراء التحقق باستخدام أجهزة حقيقية

قم بتصنيع التجميعات وفقًا لأقصى وأدنى حدود التفاوت المسموح بها، باستخدام أدوات تثبيت حقيقية. تحقق من أداء منع التسرب عند أدنى وأعلى درجات الحرارة، ودورة الضغط، والفراغ إن أمكن. أضف اهتزازات أو أحمالًا على الموصلات تتسبب في تحرك الغلاف.

ينبغي أن يكون امتصاص السائل هو المعيار، لذا فإن اجتياز اختبار التسريب قد يخفي عيبًا قد يؤدي إلى فشل في الاستخدام التالي، ولا يُكتشف إلا عند تفكيك الجهاز. إذا كان من المتوقع إعادة الاستخدام خلال دورة حياة المنتج، فينبغي مراعاة التجميع المتكرر في الاختبار.

تُعدّ تقنية القياس جانبًا آخر من جوانب مراجعة التصميم الثانية لحلقات منع التسرب الصغيرة. يجب تحديد ما إذا كان قياس القطر والمقطع العرضي يتم بشكل حر، أو بعد ضبط الظروف، أو عند تركيب حلقة منع التسرب. عمومًا، في حلول منع التسرب المدمجة ذات الحواف غير الدائرية، قد يكون الارتفاع والموقع المحليان أكثر أهمية للأداء من مجرد المتوسط.

يؤدي التصغير أيضاً إلى ارتفاع تكلفة العيوب. يكفي تسرب صغير لإتلاف لوحة المستشعر المكتظة أو تلويث القناة البصرية الضيقة.

من المهم جداً تحديد حدود الاحتواء قبل إضافة الطبقة الأخيرة من الغطاء الواقي.

عند وضع علامة على المكون باستخدام الطلاء، على سبيل المثال، لن تدوم العلامة ولن تكون سهلة القراءة. استخدم نظام علامات مثل التجاويف أو العبوات أو الملصقات أو المسح الضوئي.

غالباً ما تحتاج المعدات المدمجة إلى أكثر من جزء مانع للتسرب متطابق بصرياً، لذا يمكن أن يكون التمييز في اللون أو الشكل بمثابة رمز إذا لم يتعارض الصبغ أو الميزة مع العمل.

ستقوم شركة ييدا بمراجعة تصميم المعدات المصغرة للعميل الذي يزودها بكافة تفاصيل التفاوتات المسموح بها، ومواد الأجزاء المستخدمة في مانع التسرب، وكيفية ربط هذه الأجزاء، وإمكانية الوصول إلى التجميع، ونوع السائل، ودرجة الحرارة، ومعدل التسرب المستهدف. وعند اعتبار مانع التسرب والهيكل كنظام واحد، فإن جزء مانع التسرب، وهو الأصغر حجمًا، لن يمثل أي مشكلة.