Tiêu chuẩn SPI Nâng cao Bề mặt Hoàn thiện trong Ép phun

Trong lĩnh vực ép phun chính xác, chất lượng bề mặt hoàn thiện ảnh hưởng trực tiếp đến vẻ ngoài, cảm giác xúc giác và thậm chí cả chức năng của sản phẩm. Thách thức trong việc xác định và kiểm soát chính xác chất lượng bề mặt từ lâu đã làm khó các kỹ sư và nhà thiết kế. Các tiêu chuẩn hoàn thiện bề mặt SPI (nay là PLASTICS), do Hiệp hội Công nghiệp Nhựa phát triển, cung cấp một giải pháp định lượng cho thách thức này. Bài viết này xem xét sâu về các tiêu chuẩn SPI và khám phá ứng dụng thực tế của các mẫu màu nhựa trong kiểm soát chất lượng.

Hệ thống phân loại hoàn thiện bề mặt SPI thiết lập một thang đo độ nhám bề mặt, từ bề mặt gương được đánh bóng cao đến bề mặt có kết cấu. Tiêu chuẩn phân loại các lớp hoàn thiện thành 12 cấp độ riêng biệt (A1 đến D3), mỗi cấp độ có các giá trị độ nhám trung bình (Ra) cụ thể được đo bằng micromet. Các tiêu chuẩn này khuyến nghị các phương pháp xử lý tương ứng và các loại thép phù hợp, tạo ra một khuôn khổ tham chiếu chung, đảm bảo tính nhất quán trong các quy trình thiết kế, kỹ thuật và sản xuất.

• Phân loại:Hệ thống SPI chia các lớp hoàn thiện bề mặt thành bốn loại chính (A-D), mỗi loại có ba cấp độ phụ. Loại A đại diện cho độ bóng cao nhất, trong khi D biểu thị các bề mặt có kết cấu nhất.
• Giá trị Ra:Độ nhám trung bình định lượng độ mịn bề mặt, với các giá trị thấp hơn cho thấy bề mặt mịn hơn. Ví dụ, SPI A1 quy định phạm vi Ra là 0,012-0,025μm, trong khi SPI D3 bao gồm 3,20-18,0μm.
• Phương pháp xử lý:Mỗi cấp độ khuyến nghị các kỹ thuật hoàn thiện cụ thể: đánh bóng bằng kim cương cho cấp A, hoàn thiện bằng giấy nhám cho cấp B, mài bằng đá dầu cho cấp C và phun cát cho cấp D.
• Lựa chọn thép:Tiêu chuẩn đề xuất các loại thép khuôn phù hợp, chẳng hạn như S136 hoặc 8407 cho các cấp A có độ bóng cao và 718H cho các ứng dụng thông thường.

Các cấp độ này tạo ra các bề mặt phản chiếu, có độ bóng cao, đòi hỏi phải đánh bóng bằng kim cương với các hợp chất ngày càng mịn hơn (6000-grit cho A1 xuống đến 1200-grit cho A3). Các lớp hoàn thiện như vậy được ứng dụng trong các bộ phận quang học, bao bì cao cấp và nội thất ô tô, nơi vẻ ngoài và độ bền là tối quan trọng. Các loại thép có độ cứng cao như S136 (54HRC) được khuyến nghị để xây dựng khuôn.

Cung cấp độ phản xạ vừa phải, các lớp hoàn thiện này sử dụng đánh bóng bằng giấy nhám (600-grit cho B1 đến 320-grit cho B3). Phổ biến trong các thiết bị điện tử tiêu dùng và vỏ thiết bị, chúng cân bằng giữa vẻ đẹp thẩm mỹ với khả năng sản xuất thực tế. Các loại thép thông thường như 718H cung cấp hiệu suất đầy đủ cho các ứng dụng này.

Tạo ra các bề mặt không phản chiếu thông qua mài bằng đá dầu (600-grit đến 320-grit), các lớp hoàn thiện này làm giảm độ chói trên bảng điều khiển thiết bị và thiết bị y tế đồng thời cải thiện khả năng chống xước. Vẻ ngoài dịu đi cũng giảm thiểu khả năng hiển thị dấu vân tay trên các sản phẩm thường xuyên được xử lý.

Được tạo ra thông qua các kỹ thuật phun cát bằng cách sử dụng các phương tiện khác nhau (hạt thủy tinh đến chất mài mòn thô), các lớp hoàn thiện này tạo ra các bề mặt xúc giác, từ hạt mịn đến kết cấu rõ rệt. Các ứng dụng bao gồm tay cầm dụng cụ và bảng điều khiển trang trí, nơi mong muốn tăng cường độ bám hoặc che giấu thẩm mỹ các khuyết điểm trên bề mặt.

Trong khi các giá trị Ra cung cấp các phép đo định lượng, các mẫu màu nhựa đóng vai trò là tài liệu tham khảo trực quan và xúc giác cần thiết. Các mẫu vật lý này hiển thị các cấp độ SPI khác nhau trên các chất nền polyme khác nhau, cho phép so sánh và lựa chọn trực tiếp.

• Tham chiếu trực quan:Cho phép các nhà thiết kế xem trước các hiệu ứng bề mặt trước khi sản xuất
• Phù hợp vật liệu:Có sẵn trong các loại nhựa thông thường như ABS, PC và PMMA
• Đánh giá màu sắc:Tạo điều kiện cho việc lựa chọn màu sắc cùng với việc đánh giá lớp hoàn thiện
• Tùy chọn tùy chỉnh:Các mẫu chuyên dụng có thể được sản xuất cho các yêu cầu độc đáo

Mẫu màu nhựa cung cấp một số lợi ích so với các mẫu tham chiếu kim loại truyền thống:

• Đại diện vật liệu chính xác bằng cách sử dụng nhựa sản xuất thực tế
• Sản xuất và phân phối tiết kiệm chi phí
• Định dạng nhỏ gọn, di động để sử dụng thuận tiện
• Cấu hình có thể tùy chỉnh cho các ứng dụng chuyên biệt

Một nhà sản xuất điện thoại thông minh yêu cầu lớp hoàn thiện vỏ cao cấp đã triển khai quy trình kiểm soát chất lượng sau:

1. Quy định hoàn thiện gương SPI A2 (Ra 0,025-0,05μm)
2. Chọn thép công cụ S136 để xây dựng khuôn
3. Áp dụng đánh bóng kim cương 3000-grit
4. Xác minh kết quả bằng các mẫu tham chiếu nhựa cấp A2
5. Xác nhận các phép đo bằng trắc quang bề mặt

Cách tiếp cận có hệ thống này đảm bảo sản xuất nhất quán các thành phần chất lượng cao đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe.

Khi công nghệ ép phun tiến bộ, các tiêu chuẩn hoàn thiện bề mặt tiếp tục phát triển. Các xu hướng mới nổi bao gồm các công cụ mô phỏng bề mặt kỹ thuật số và các hệ thống tham chiếu màu/kết cấu tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu thiết kế ngày càng tinh vi.