1, מערכת התקן העובש של ארגון התקינה הבינלאומי (ISO)
ISO הוא ארגון התקינה המשפיע ביותר בעולם, ותקני התבניות שלו מפותחים על ידי TC 29/SC Subcommittee 8 (Stamping and Forming Mold Subcommittee), המכסים את הדרישות הטכניות לחלקים סטנדרטיים של שלושה סוגים עיקריים של תבניות: תבניות הטבעה, תבניות פלסטיק ותבניות יציקה-. נכון לשנת 2024, ISO פרסמה 48 תקני עובש יעילים, עם תכולת הליבה הכוללת:
מינוח ומפרטי מימד: ISO 17672 "טרמינולוגיה של עובש" מאחד את הגדרות המינוח בתעשיית העובש העולמית כדי למנוע שגיאות תקשורת הנגרמות מהבדלי שפה. לדוגמה, הבהרת הטרמינולוגיה של מרכיבי מפתח כגון "עמודת מדריך", "שרוול מדריך" ו"עליון משופע" מספקת בסיס לשיתוף פעולה חוצה-גבולות.
דרישות ביצועי חומר: ISO 4957 "תנאי אספקה טכניים לפלדת כלי" מפרט את ההרכב הכימי, תהליך הטיפול בחום ואינדיקטורים לביצועים מכניים של פלדת תבנית. לדוגמה, נדרש שהקשיות של פלדת תבנית פלסטיק תגיע ל-HRC 28-32 כדי להבטיח איזון בין עמידות בפני שחיקה וקשיחות; חוזק העייפות התרמית של פלדת יציקת תבנית צריכה לעמוד בדרישה של 5000 מחזורים ללא סדקים כדי להסתגל לתנאי טמפרטורה ולחץ גבוה.
תקני בטיחות ואיכות הסביבה: ISO 13849 "כללים כלליים לתכנון מערכות בקרת בטיחות מכניות" דורש תכנון תבניות לשילוב התקני נעילת בטיחות כדי למנוע ממפעילים לגעת בטעות באזורים מסוכנים. לדוגמה, תבניות כיסוי לרכב צריכות להיות מצוידות במכשירי חישה פוטו-אלקטריים שנכבים אוטומטית כאשר מתגלה קרבה אנושית.
מארז תעשייתי: תבנית מעטפת האייפון של אפל מאמצת פלדת תבנית עבודה חמה עם אישור ISO 1.2344 (H13), בעלת קשיות של HRC 52 לאחר טיפול כיבוי ואקום ויכולה לעמוד בלחץ הזרקה בטמפרטורה גבוהה של 200 מעלות. חיי השירות של סט יחיד של תבניות עולה על פי 500,000, מה שמפחית משמעותית את עלות החלפת התבניות.
2, מערכת תקני העובש של הוועדה האירופית לתקינה (CEN)
תקני EN שפותחו על ידי CEN מתמקדים באיכות המוצרים המעוצבים ובבטיחות המכשירים. בין 12 התקנים הקשורים לעובש, לשתי הקטגוריות הבאות יש דרישות חומר מחמירות במיוחד:
התקן עבור פרזול תבניות ותבניות יציקה-: EN 12543 "דרישות בטיחות לתבניות יציקה" קובע כי חומרי התבנית חייבים לעבור בדיקת השפעה בטמפרטורה נמוכה -40 מעלות- כדי להבטיח קשיחות גם בסביבות קרות. לדוגמה, תבנית יציקת גוף הצילינדר של מנוע BMW משתמשת בפלדה עם תקן EN 1.2367 (H11), אשר עדיין יכולה לעמוד בפני כוח יציקה של 1500 טון בסביבה של -30 מעלות.
תקני סובלנות מימדים עבור חלקים נוצרים: EN 10243 "סובלנות ממדים עבור חלקי הטבעה ממתכת" מחלק את רמות הסובלנות ל-F (רמת דיוק), M (רמה בינונית) ו-P (רמה גסה), המחייבים את מקדם ההתפשטות הליניארי של פלדת התבנית להיות נמוך מ-12 × 10 ⁻⁻⁶ על השפעת הדיוק של הממד/דרגה כדי להפחית את ההשפעה המדויקת של העיוות. לדוגמה, תבנית מערכת הזרקת הדלק של Bosch מאמצת תקן EN מוסמך 1.2083 (420 נירוסטה), עם מקדם התפשטות ליניארי של 10.5 × 10 ⁻⁶/מעלה בלבד, מה שמבטיח שסובלנות קוטר הזרבובית נשלטת בתוך ± 0.005 מ"מ.
מקרה תעשייתי: תבנית המעטפת של מכונת ה-CT של Siemens Medical מאמצת פלדה מוקשה מראש בתקן EN 1.2738 (P20+Ni) עם קשיות מפעל של HRC 30-34, הניתנת לעיבוד ישיר ללא טיפול בחום, תוך הימנעות מבעיית מרווח ההרכבה המוגזם בין המעטפת לבין הרכיבים הפנימיים הנגרמים על ידי העיוות הפנימי.
3, מערכת התקן העובש של האגודה האמריקאית לבדיקות וחומרים (ASTM)
תקן ASTM ידוע בשיטות בדיקת ביצועי החומר שלו. בתקנים הקשורים לעובש שלה, לשתי הקטגוריות הבאות יש משמעות הנחיות בתעשייה לדרישות החומר:
מפרט כללי לפלדת כלי עבודה: ASTM A681 "מפרט כללי לפלדת כלי" מחלק את פלדת התבנית לשלוש קטגוריות: פלדת עבודה קרה, פלדת עבודה חמה ופלדת תבנית פלסטית, ומפרטת מדדי ליבה כגון קשיות, קשיחות ועמידות בפני שחיקה עבור כל סוג פלדה. לדוגמה, קשיחות ההשפעה של פלדה לעבודה קרה נדרשת להיות גדולה או שווה ל-20J/cm ² כדי להסתגל לתנאי לחץ גבוהים כגון ניקוב ומתיחה.
תקן תהליך טיפול החום לפלדת תבנית: ASTM A370 "שיטת בדיקה למאפיינים מכניים של מוצרי פלדה" מפרט בפירוט את פרמטרי התהליך כגון טמפרטורת ההמרה וזמן החיסום עבור פלדת התבנית. לדוגמה, נדרשת שליטה בטמפרטורת ההמרה של פלדת H13 בין 1020-1050 מעלות וטמפרטורת החיסום תתבצע בשני שלבים (550 מעלות +480 מעלות ) כדי להשיג את המאפיינים המכניים המקיפים הטובים ביותר.
מקרה תעשייתי: תבנית היציקה המשולבת של-טסלה מאמצת את תקן ASTM 8407 (פלדה שונה ב-H13), בעלת קשיות של HRC 54 לאחר טיפול בחום מיוחד. ההתנגדות שלו לעייפות תרמית גבוהה ב-30% מפלדת H13 המסורתית, והיא יכולה לעמוד בפני פגיעה מתמשכת של 6 פעמים בדקה על מכונת יציקה של 6000 טון-.
4, היישום המעשי של תקנים בינלאומיים בתחום האלקטרוניקה הצרכנית
דרישות החומר לתבניות מעטפת של מוצרי אלקטרוניקה משלבות דיוק ופונקציונליות, ומקרי יישום סטנדרטיים בינלאומיים כוללים:
תבנית מסגרת לטלפון נייד: תבנית המסגרת מסדרת Samsung Galaxy S עשויה מ-ISO 1.2316 (פלדה עמידה בחומצה גבוהה 420), ולאחר טיפול בציפוי PVD, קשיות פני השטח מגיעה ל-HV2000, שיכולה לעמוד בפני קורוזיה זיעה. במקביל, הוא עבר את מבחן ההשפעה של טמפרטורה נמוכה-בתקן EN כדי להבטיח שהוא יכול לשמור על קשיחות בסביבה של -20 מעלות.
תבנית מעטפת למחשב נייד: תבנית המעטפת של Lenovo ThinkPad משתמשת ב-ASTM 718AH (P20+Ni pre-hardened פלדה) עם קשיות היצרן של HRC 33-37, שניתן לעבד ישירות ללא טיפול בחום כדי למנוע את בעיית המרווח המוגזם בין המעטפת למכלול המקלדת הנגרמת על ידי עיוות תרמי.
תבנית מעטפת מכשיר לביש: תבנית המעטפת של Apple Watch עשויה מ-S136 מוסמך ISO (420 נירוסטה), אשר עברה טיפול מרווה בוואקום להשגת קשיות של HRC 50. במקביל, היא עברה את מבחן ריסוס המלח המאושר בתקני CEN (96 שעות ללא חלודה), מה שמבטיח חלודה לטווח ארוך ללא חלודה{{4}.
