শোর কঠোরতা বোঝা: সিলিকন এবং টিপিই ওভারমোল্ডিং-এর একটি নির্দেশিকা

পণ্যের নকশা এবং উৎপাদনের সমসাময়িক দৃশ্যপটে,ব্যবহারকারী এবং মেশিনের মধ্যে ইন্টারফেসটি কেবলমাত্র কার্যকারিতা ছাড়িয়ে গেছে ব্র্যান্ডের পরিচয় এবং ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতার একটি সংজ্ঞায়িত উপাদান হয়ে উঠেছেএই বিবর্তনটি সর্বাধিক দৃশ্যমানভাবে "নরম স্পর্শ" পৃষ্ঠের ব্যাপক গ্রহণের মধ্যে প্রকাশিত হয় যা গুণমান, নিরাপত্তা এবং আরামদায়ক যোগাযোগের জন্য ergonomic, স্পর্শযোগ্য ইন্টারফেস।এই উত্পাদন বিপ্লবের কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে ওভারমোল্ডিং প্রক্রিয়া, একটি পরিশীলিত ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ কৌশল যেখানে একটি নরম ইলাস্টোমারিক উপাদান রাসায়নিক বা যান্ত্রিকভাবে একটি শক্ত সাবস্ট্র্যাটে সংযুক্ত করা হয়।একটি মেডিকেল ডিভাইসের জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ সিল, বা একটি ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সের জলরোধী গ্যাসকেট, এই উপাদানগুলির সাফল্য উপাদান কঠোরতা একটি সুনির্দিষ্ট বোঝার উপর নির্ভর করে।

নির্মাতারা এবং প্রকৌশলীদের জন্য, বিশেষ করে যারা এইচওয়াইএম প্লাস্টিকের মতো শিল্প নেতাদের ক্ষমতা ব্যবহার করে,"শোর হার্ডনেস" মেট্রিকটি সাধারণ ভাষা হিসেবে কাজ করে যা স্বতন্ত্র স্পর্শকাতর ইচ্ছাকে উদ্দেশ্যমূলক প্রকৌশল নির্দিষ্টকরণে রূপান্তর করে।.¹যাইহোক, শোর কঠোরতা একটি উপাদান ডেটা শীটে স্ট্যাম্প করা একটি সহজ সংখ্যা থেকে অনেক বেশি; এটি একটি জটিল ভিস্কোলেস্টিক বৈশিষ্ট্য যা প্রক্রিয়াজাতকরণ পরামিতি, পরিধান প্রতিরোধের, সিলিং কার্যকারিতা,এবং সংযুক্তির মৌলিক যান্ত্রিকতা.

এই বিস্তৃত প্রতিবেদনে শর্ট হার্ডনেসের পরিপক্ক বিশ্লেষণ দেওয়া হয়েছেরাবার ইনজেকশন মোল্ডিংএবংসিলিকন ওভারমোল্ডিংএইচওয়াইএম প্লাস্টিকের জিয়ামেন কারখানার প্রযুক্তিগত দক্ষতার উপর ভিত্তি করে, যা উচ্চ-নির্ভুলতা মাল্টি-উপকরণ ছাঁচনির্মাণে বিশেষজ্ঞ, আমরা ইন্ডেন্টেশন এর পদার্থবিজ্ঞান বিশ্লেষণ করব,থার্মোপ্লাস্টিক ইলাস্টোমার (টিপিই) এবং তরল সিলিকন রাবার (এলএসআর) এর মধ্যে রেওলজিকাল পার্থক্যতত্ত্বগত পলিমার বিজ্ঞানকে কার্যকর কারখানার বাস্তবতার সাথে সংহত করে,এই গাইডের উদ্দেশ্য ইঞ্জিনিয়ারদের তাদের নকশা উত্পাদনযোগ্যতার জন্য অপ্টিমাইজ করার ক্ষমতা প্রদান করা, যা নিশ্চিত করে যে চূড়ান্ত পণ্যটি অটোমোবাইল, মেডিকেল এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলির কঠোর চাহিদা পূরণ করে।

কার্যকরভাবে ব্যবহার করার জন্যটিপিই-র তীরে কঠোরতানকশায়, প্রথমে বুঝতে হবে যে পলিমারিক উপকরণগুলির কঠোরতা কিভাবে সংজ্ঞায়িত এবং পরিমাপ করা হয়। ধাতুর বিপরীতে,যেখানে কঠোরতা প্রায়শই প্রসার্য শক্তি এবং স্ক্র্যাচ প্রতিরোধের একটি স্ট্যাটিক পূর্বাভাস, ইলাস্টোমারের কঠোরতা প্রয়োগ করা চাপের একটি গতিশীল, সময়-নির্ভর প্রতিক্রিয়া।

পলিমার, টিপিই এবং সিলিকন সহনরম স্পর্শ ছাঁচনির্মাণইলাস্টোমারের উপর যখন একটি শক্তি প্রয়োগ করা হয়, তখন ইলাস্টোমারটি একটি শক্ত পদার্থের মতোই শক্ত হয়।পলিমার চেইনগুলোকে খুলে ফেলা এবং প্রসারিত করা (ইলাস্টিক রেসপন্স)এই দ্বৈততা একটি ঘটনা সৃষ্টি করে যা "ক্রাইপ" বা চাপ শিথিলকরণ নামে পরিচিত।

যখন একটি ডুরোমিটার ইন্ডেন্টার একটি রাবার নমুনার মধ্যে চাপানো হয়, তখন উপাদানটি প্রাথমিকভাবে একটি নির্দিষ্ট শক্তির সাথে প্রতিরোধ করে।পলিমার চেইনগুলি ধীরে ধীরে চাপের জন্য পুনরায় সাজানো হয়এই কারণেই ASTM D2240 এবং ISO 868 স্ট্যান্ডার্ডগুলি রিডিংয়ের জন্য সুনির্দিষ্ট থাকার সময় নির্দিষ্ট করে।³তাত্ক্ষণিকভাবে নেওয়া একটি পাঠ্য হতে পারে "শোর 60A", যখন 15 সেকেন্ডের থাকার পরে নেওয়া একটি পাঠ্য "শোর 55A" এ নেমে আসতে পারে।এই শিথিলতা বুঝতে গুরুত্বপূর্ণ; একটি সিল যা সময়ের সাথে সাথে খুব বেশি শিথিল হয় তার সংকোচনের সেটটি হারাবে এবং তরল প্রবেশের প্রতিরোধ করতে ব্যর্থ হবে।

পলিমারিক শক্ততার বিস্তৃত বর্ণালী, জুতোর ইনসোলের জেলাটিনের নরমতা থেকে শুরু করে একটি শক্ত টুপির কাঠামোগত শক্ততা পর্যন্ত একক স্কেলে সঠিকভাবে পরিমাপ করা যায় না।শোর কঠোরতা সিস্টেম, অতএব, একাধিক স্কেল ব্যবহার করে, প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট ইন্ডেন্টার জ্যামিতি এবং স্প্রিং ফোর্স ব্যবহার করে একটি স্বতন্ত্র পরিসীমা লক্ষ্যবস্তু উপকরণ।

শোর এ স্কেল হলরাবার ইনজেকশন মোল্ডিংএটি টিপিই এবং সিলিকন ওভারমোল্ডিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিশাল সংখ্যাগরিষ্ঠতা জুড়ে নরম থেকে অর্ধ-কঠিন ইলাস্টোমারগুলি পরিমাপ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।⁵

• ইন্ডেন্টার জ্যামিতিঃশোর এ ডুরোমিটার একটি 35 ডিগ্রি কোণ এবং 0.79 মিমি সমতল পয়েন্ট ব্যাসার্ধের একটি truncated শঙ্কু ব্যবহার করে।³এই মৃদু টিপ ইন্ডেন্টারকে নরম উপকরণগুলি ছিদ্র করতে বাধা দেয়, এটিকে ছিদ্র প্রতিরোধের পরিবর্তে সংকোচন বিকৃতির প্রতিরোধের পরিমাপ করতে দেয়।

• স্প্রিং ফোর্স:ডিভাইসটি প্রায় 8.06 নিউটন (822 গ্রাম) এর একটি শক্তি প্রয়োগ করে।⁵

• অ্যাপ্লিকেশন পরিসীমাঃএই স্কেলটি নরম রাবার ব্যান্ড (শোর ২০এ) থেকে অটোমোবাইল টায়ারের পদাঙ্ক (শোর ৬০এ) এবং হার্ড স্কেট হুইল (শোর ৯০এ) পর্যন্ত বিভিন্ন উপাদানের জন্য উপযুক্ত।⁷এইচওয়াইএম প্লাস্টিকের উত্পাদনের প্রেক্ষাপটে, শোর এ হ'ল হ্যান্ডহেল্ড ডিভাইসে নরম স্পর্শের গ্রিপ এবং মেডিকেল সমাবেশে নমনীয় সিলগুলির নির্দিষ্টকরণের জন্য প্রাথমিক মেট্রিক।⁹

যেমন উপাদানগুলি শক্ত হয়ে ওঠে, শোর এ ইন্ডেন্টারটি আর একটি পাঠযোগ্য রেজোলিউশন সরবরাহ করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে প্রবেশ করে না। শোর ডি স্কেলটি এই শক্তগুলির জন্য চালু করা হয়,অর্ধ-কঠিন থেকে কঠোর প্লাস্টিক, যেমন পলিপ্রোপিলিন (পিপি) বা এবিএস সাবস্ট্র্যাটগুলি প্রায়শই ওভারমোল্ডিংয়ে বেস স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।⁵

• ইন্ডেন্টার জ্যামিতিঃশোর ডি ইন্ডেন্টার একটি তীক্ষ্ণ পয়েন্ট, 30 ডিগ্রি শঙ্কু মাত্র 0.1 মিমি একটি বিশুদ্ধ গোলাকার পয়েন্ট ব্যাসার্ধ সঙ্গে।³এই তীক্ষ্ণতা এটিকে চাপকে কেন্দ্রীভূত করতে এবং শক্ত থার্মোপ্লাস্টিকের মধ্যে প্রবেশ করতে দেয়।

• স্প্রিং ফোর্স:শক্ত প্লাস্টিকের মডুলাস অতিক্রম করার জন্য, শোর ডি ডুরোমিটার প্রায় 44.5 নিউটন (4536 গ্রাম) এর উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর শক্তি প্রয়োগ করে।⁵

• অ্যাপ্লিকেশন পরিসীমাঃএই স্কেলটি স্ট্রাকচারাল প্লাস্টিকের পরিমাপ করে যেমন হার্ড হ্যাট, পিভিসি পাইপিং, এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইসের শক্ত হাউজিং।¹¹যখন ওভারমোল্ডত্বকসাধারণত A Shore হয়,স্তরপ্রায় সবসময়ই শোর ডি হয়, এবং এই দুটি পৃথক কঠোরতা মধ্যে মিথস্ক্রিয়া যেখানে প্রকৌশল চ্যালেঞ্জ লুকিয়ে আছে।

অন্যদিকে রয়েছে অতি-নরম জেল, ফোম এবং সেলুলার রাবার। এই উপাদানগুলো এতই নমনীয় যে শোর এ দুরোমিটারের স্প্রিং ফোর্স সেগুলোকে পুরোপুরি সংকুচিত করবে,একটি অকেজো "0" রিডিং প্রদান করেএই সূক্ষ্ম পদার্থগুলি পরিমাপ করার জন্য শোর ওও স্কেল একটি গোলাকার ইন্ডেন্টার এবং একটি খুব কম স্প্রিং ফোর্স (~ 1.11 এন) ব্যবহার করে।¹¹যদিও কাঠামোগত ওভারমোল্ডিংয়ে কম সাধারণ, শোর ওও উপকরণগুলি মাঝে মাঝে বিশেষায়িত মোচিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে শক শোষণ প্রাথমিক ফাংশন।

উপাদান নির্বাচনে বিভ্রান্তির একটি ঘন ঘন উত্স হ'ল স্কেলগুলির মধ্যে ওভারল্যাপ। স্কেলগুলি ধারাবাহিক নয়; বরং, তারা উপাদানের বিভিন্ন চাপ-স্টেইন প্রশ্নের প্রতিনিধিত্ব করে।শোর ৯৫ এ হিসাবে নিবন্ধিত একটি উপাদান মূলত শোর ৪৫ ডি হিসাবে নিবন্ধিত একটি উপাদান হিসাবে একই কঠোরতা পরিমাপ করছে.¹¹

যাইহোক, রূপান্তর চার্টগুলির উপর নির্ভর করা সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিপজ্জনক হতে পারে। তীক্ষ্ণ শোর ডি ইন্ডেন্টার প্লাস্টিক বিকৃতি এবং উচ্চ স্থানীয় চাপকে প্ররোচিত করে,যেখানে মৃদু শোর এ ইন্ডেন্টার ইলাস্টিক সংকোচন inducesএকটি সুনির্দিষ্ট ইঞ্জিনিয়ারিং স্পেসিফিকেশনের জন্য, বিশেষ করে HYM প্লাস্টিকের মতো ক্লায়েন্টদের উচ্চ-নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তার সাথে মোকাবিলা করার সময়, স্কেলটি স্পষ্টভাবে উল্লেখ করা উচিত।"হার্ডনেস ৫০" বলা যথেষ্ট নয়; বিপজ্জনক উত্পাদন ত্রুটি এড়াতে "শোর 50A" বা "শোর 50D" নির্দিষ্ট করতে হবে।

টেবিল ১ঃ শোর হার্ডনেস স্কেলগুলির তুলনামূলক বিশ্লেষণ

ওভারমোল্ডিং উপাদান নির্বাচন পণ্য উন্নয়ন প্রক্রিয়ার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সিদ্ধান্ত।যদিও TPE এবং সিলিকন উভয়ই একই শোর কঠোরতা মান অর্জন করতে পারে (eএইচওয়াইএম প্লাস্টিক উভয় ক্ষেত্রেই দক্ষতা প্রদান করে।সিলিকন ওভারমোল্ডিংএবং টিপিই ইনজেকশন, অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনের উপর ভিত্তি করে একটি নিরপেক্ষ মূল্যায়ন করার অনুমতি দেয়।¹

টিপিইগুলি কোপলিমার বা পলিমারের শারীরিক মিশ্রণের একটি শ্রেণিকে উপস্থাপন করে যা থার্মোসেট রাবারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি থার্মোপ্লাস্টিকের প্রক্রিয়াজাতকরণের সাথে একত্রিত করে।এই অনন্য আচরণ তাদের পর্যায়-বিভক্ত গঠন থেকে উদ্ভূত হয়.

টিপিইগুলি সাধারণত "কঠিন" বিভাগ (ক্রিস্টালিন ডোমেন) এবং "নরম" বিভাগ (অমর্ফ ডোমেন) নিয়ে গঠিত। হার্ড বিভাগগুলি ঘরের তাপমাত্রায় শারীরিক ক্রস-লিঙ্ক হিসাবে কাজ করে,শক্তি প্রদান এবং Shore কঠোরতা নির্ধারণনরম অংশগুলি স্থিতিস্থাপকতা এবং নমনীয়তা প্রদান করে।⁶পলিমারাইজেশনের সময় কঠিন এবং নরম অংশের অনুপাত সামঞ্জস্য করে, নির্মাতারা সঠিকভাবেটিপিই-র তীরে কঠোরতাজেলের মতো শোর ২০এ থেকে শোর ৭০ডি পর্যন্ত।⁶

TPE এর প্রধান সুবিধারাবার ইনজেকশন মোল্ডিংতার থার্মোপ্লাস্টিক প্রকৃতির কারণে। থার্মোসেট রাবারের বিপরীতে, যা একটি অপরিবর্তনীয় রাসায়নিক বিক্রিয়া (ভুলকানাইজেশন) এর মধ্য দিয়ে যায়, টিপিইগুলি কেবল শীতল হওয়ার সময় হিমশীতল হয় এবং গরম করার সময় গলে যায়।

• চক্র সময়ঃযেহেতু ছাঁচের অভ্যন্তরে কোনও নিরাময়ের সময় প্রয়োজন হয় না, তাই টিপিই চক্রগুলি সাধারণত দ্রুত হয়, কেবলমাত্র অংশের শীতল হারের দ্বারা সীমাবদ্ধ।

• পুনর্ব্যবহারযোগ্যতাঃস্প্রু, রানার এবং ত্রুটিযুক্ত অংশগুলি পুনরায় মাউন্ট করা যেতে পারে এবং ভার্জিন উপাদানগুলির সাথে মিশ্রিত করা যেতে পারে,এইচওয়াইএম প্লাস্টিকের মতো প্রতিষ্ঠানে উচ্চ পরিমাণে উত্পাদনের জন্য উপাদান বর্জ্য এবং ব্যয় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা.¹⁶

• বন্ডিং:টিপিইগুলি বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থে পাওয়া যায় (স্টাইরেনিক, ওলেফিনিক, ইউরেথান) যা প্রাকৃতিক রাসায়নিক বন্ধনের জন্য স্তরটির সাথে মেলে। উদাহরণস্বরূপ,একটি টিপিই-এস (স্টাইরেনিক) প্রাকৃতিকভাবে পলিপ্রোপিলিন (পিপি) এর সাথে আবদ্ধ হয়, এতে আঠালো ব্যবহারের প্রয়োজন হয় না.¹⁷

এলএসআর একটি দ্বি-উপাদানের থার্মোসেট উপাদান যা সাধারণত একটি সিলোক্সান ব্যাকবোনের উপর ভিত্তি করে (পরিবর্তনশীল সিলিকন এবং অক্সিজেন পরমাণু) । এটি পার্ট এ এবং পার্ট বি হিসাবে সরবরাহ করা হয় যা একটি 1 তে মিশ্রিত হয়ঃইনজেকশনের ঠিক আগে ১ অনুপাত.

সিআই-ও বন্ডটি টিপিইতে পাওয়া সিসি-সি বন্ডের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে শক্তিশালী এবং স্থিতিশীল। এটি সিলিকনকে তাপমাত্রা চরম (-60 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে +250 ডিগ্রি সেলসিয়াস), ইউভি বিকিরণ, ওজোন,এবং রাসায়নিক আক্রমণ.¹⁹গ্রীষ্মে গাড়ির ড্যাশবোর্ডে রাখা হলে টিপিই গ্রিপ নরম হয়ে যেতে পারে, তবে এলএসআর গ্রিপ অপরিবর্তিত থাকবে।

এলএসআর প্ল্যাটিনাম-ক্যাটালিজড হাইড্রোসিলাইলেশনের মধ্য দিয়ে যায়, একটি অপরিবর্তনীয় ক্রস-লিঙ্কিং প্রতিক্রিয়া। এর জন্য ছাঁচটি গরম করা প্রয়োজন (প্রায়শই 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস) নিরাময় ত্বরান্বিত করতে।এই মৌলিক পার্থক্যটি LSR এর জন্য একটি গরম ছাঁচ এবং TPE এর জন্য একটি ঠান্ডা ছাঁচ প্রক্রিয়াকরণে নিবেদিত প্রয়োজনএলএসআর ইনজেকশন টুলএবং যন্ত্রপাতি, যা এইচওয়াইএম প্লাস্টিকের মতো উন্নত নির্মাতাদের আলাদা করে।¹⁴

এলএসআর স্বতঃস্ফূর্তভাবে নিষ্ক্রিয় এবং জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা এটিকে চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং খাদ্য-যোগাযোগ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পছন্দসই উপাদান করে তোলে।এটি অনেক টিপিই ফর্মুলেশনের চেয়ে সহজেই কঠোর ইউএসপি ক্লাস VI এবং আইএসও 10993 মান পূরণ করেএইচওয়াইএম প্লাস্টিকের চিকিৎসা সরঞ্জামগুলির শেলের ক্ষেত্রে দক্ষতা স্বাস্থ্যসেবা গ্রাহকদের জন্য এই বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগানোর ক্ষেত্রে একটি শক্তিশালী দক্ষতার পরামর্শ দেয়।¹

TPE এবং LSR এর মধ্যে একটি নির্বাচন করার সময়নরম স্পর্শ ছাঁচনির্মাণপ্রকল্প, নিম্নলিখিত কারণগুলিকে ওজন করতে হবেঃ