استانداردهای SPI، پرداخت سطح را در قالب‌گیری تزریقی بهبود می‌بخشند.

در قلمرو قالب‌گیری تزریقی دقیق، کیفیت سطح نهایی مستقیماً بر ظاهر، حس لمسی و حتی عملکرد محصول تأثیر می‌گذارد. چالش تعریف و کنترل دقیق کیفیت سطح، مدت‌هاست که مهندسان و طراحان را متحیر کرده است. استانداردهای SPI (که اکنون PLASTICS نامیده می‌شود) برای سطح نهایی، که توسط انجمن صنعت پلاستیک توسعه یافته است، یک راه‌حل قابل اندازه‌گیری برای این چالش ارائه می‌دهد. این مقاله استانداردهای SPI را با جزئیات بررسی می‌کند و کاربرد عملی تراشه‌های رنگی پلاستیکی را در کنترل کیفیت بررسی می‌کند.

سیستم طبقه‌بندی سطح نهایی SPI یک مقیاس درجه‌بندی شده از زبری سطح را ایجاد می‌کند که از پرداخت‌های آینه‌ای بسیار صیقلی تا سطوح بافت‌دار متغیر است. این استاندارد پرداخت‌ها را به 12 درجه مجزا (A1 تا D3) طبقه‌بندی می‌کند که هر کدام دارای مقادیر میانگین زبری (Ra) خاصی هستند که بر حسب میکرومتر اندازه‌گیری می‌شوند. این استانداردها روش‌های پردازش مربوطه و انواع فولاد مناسب را توصیه می‌کنند و یک چارچوب مرجع مشترک ایجاد می‌کنند که ثبات را در فرآیندهای طراحی، مهندسی و تولید تضمین می‌کند.

• طبقه‌بندی: سیستم SPI پرداخت‌های سطح را به چهار دسته اصلی (A-D) تقسیم می‌کند که هر کدام دارای سه زیردرجه هستند. دسته A نشان‌دهنده بالاترین پرداخت است، در حالی که D نشان‌دهنده بافت‌ترین سطوح است.
• مقادیر Ra: میانگین زبری، صافی سطح را اندازه‌گیری می‌کند، به طوری که مقادیر کمتر نشان‌دهنده پرداخت‌های صاف‌تر هستند. به عنوان مثال، SPI A1 یک محدوده Ra از 0.012-0.025 میکرومتر را مشخص می‌کند، در حالی که SPI D3 3.20-18.0 میکرومتر را پوشش می‌دهد.
• روش‌های پردازش: هر درجه روش‌های پرداخت خاصی را توصیه می‌کند: پرداخت الماس برای درجه A، پرداخت با کاغذ سنباده برای درجه B، سنگ‌زنی با سنگ روغن برای درجه C و سندبلاست برای درجه D.
• انتخاب فولاد: این استاندارد فولادهای قالب مناسبی مانند S136 یا 8407 را برای درجه‌های A با پرداخت بالا و 718H را برای کاربردهای عمومی پیشنهاد می‌کند.

این درجه‌ها سطوح بازتابنده و براق ایجاد می‌کنند که نیاز به پرداخت الماس با ترکیبات ریزتر (6000-grit برای A1 تا 1200-grit برای A3) دارند. این پرداخت‌ها در اجزای نوری، بسته‌بندی ممتاز و فضای داخلی خودرو که در آن ظاهر و دوام از اهمیت بالایی برخوردار است، کاربرد دارند. فولادهای با سختی بالا مانند S136 (54HRC) برای ساخت قالب توصیه می‌شود.

این پرداخت‌ها که بازتاب متوسطی را ارائه می‌دهند، از پرداخت با کاغذ سنباده (600-grit برای B1 تا 320-grit برای B3) استفاده می‌کنند. این پرداخت‌ها که در لوازم الکترونیکی مصرفی و محفظه‌های لوازم خانگی رایج هستند، تعادلی بین جذابیت زیبایی‌شناختی و قابلیت ساخت عملی ایجاد می‌کنند. فولادهای با کاربرد عمومی مانند 718H عملکرد کافی را برای این کاربردها ارائه می‌دهند.

این پرداخت‌ها که سطوح غیر بازتابنده را از طریق سنگ‌زنی با سنگ روغن (600-grit تا 320-grit) تولید می‌کنند، تابش خیره‌کننده را روی پانل‌های ابزار و دستگاه‌های پزشکی کاهش می‌دهند و در عین حال مقاومت در برابر خراش را بهبود می‌بخشند. ظاهر ملایم همچنین دید اثر انگشت را روی محصولاتی که مکرراً دست‌کاری می‌شوند، به حداقل می‌رساند.

این پرداخت‌ها که از طریق تکنیک‌های سندبلاست با استفاده از مواد مختلف (مهره‌های شیشه‌ای تا مواد ساینده درشت) ایجاد می‌شوند، سطوح لمسی را از دانه‌های ریز تا بافت‌های برجسته تولید می‌کنند. کاربردها شامل دستگیره‌های ابزار و پانل‌های تزئینی است که در آن چسبندگی بهبود یافته یا پوشاندن زیبایی‌شناختی عیوب سطح مورد نظر است.

در حالی که مقادیر Ra اندازه‌گیری‌های کمی را ارائه می‌دهند، تراشه‌های رنگی پلاستیکی به عنوان مراجع بصری و لمسی ضروری عمل می‌کنند. این نمونه‌های فیزیکی درجه‌های مختلف SPI را در سراسر زیرلایه‌های پلیمری مختلف نشان می‌دهند و امکان مقایسه و انتخاب مستقیم را فراهم می‌کنند.

• مرجع بصری: به طراحان اجازه می‌دهد تا جلوه‌های سطح را قبل از تولید پیش‌نمایش کنند
• تطبیق مواد: موجود در رزین‌های رایج مانند ABS، PC و PMMA
• ارزیابی رنگ: انتخاب رنگ را در کنار ارزیابی پرداخت تسهیل می‌کند
• گزینه‌های سفارشی: تراشه‌های تخصصی را می‌توان برای الزامات منحصر به فرد تولید کرد

تراشه‌های رنگی پلاستیکی مزایای متعددی را نسبت به نمونه‌های مرجع فلزی سنتی ارائه می‌دهند:

• ارائه دقیق مواد با استفاده از رزین‌های تولید واقعی
• تولید و توزیع مقرون به صرفه
• فرمت‌های فشرده و قابل حمل برای استفاده راحت
• پیکربندی‌های قابل تنظیم برای کاربردهای تخصصی

یک تولیدکننده تلفن هوشمند که به پرداخت‌های محفظه ممتاز نیاز داشت، فرآیند کنترل کیفیت زیر را پیاده‌سازی کرد:

1. پرداخت آینه‌ای SPI A2 مشخص شده (Ra 0.025-0.05 میکرومتر)
2. فولاد ابزار S136 برای ساخت قالب انتخاب شد
3. پرداخت الماس 3000-grit اعمال شد
4. نتایج با استفاده از تراشه‌های مرجع پلاستیکی درجه A2 تأیید شد
5. اندازه‌گیری‌ها با استفاده از پروفیل‌سنجی سطح تأیید شد

این رویکرد سیستماتیک تولید مداوم اجزای با کیفیت بالا را که استانداردهای دقیقی را برآورده می‌کنند، تضمین کرد.

همانطور که فناوری قالب‌گیری تزریقی پیشرفت می‌کند، استانداردهای سطح نهایی همچنان در حال تکامل هستند. روندهای نوظهور شامل ابزارهای شبیه‌سازی سطح دیجیتال و سیستم‌های مرجع بافت/رنگ سفارشی برای پاسخگویی به الزامات طراحی فزاینده پیچیده است.