מגנט גומי לעומת מגנט רך: פירוט מדעי חומרים

יצרן חיישנים שמבוסס בשטוטגרט השתמש במגנט פריט ניעור קשה מוצק כדי לקבע כיסוי על מכשיר ידני, והכיסוי נשבר במעוף הראשון מכיוון שהמגנט החריג לא יכול היה להתעקל יחד עם הגוף. צוות ההנדסה החליף אותו בסרט מגנט גומי המחובר למסגרת איטום, והכיסוי עמד במעופים חוזרים כי השכבה המגנטית התעקלה במקום לשבור. מגנט גומי פתר בעיה מכנית שהמגנט הקשיח יצר, ושיעור הכשלים בשדה ירד לכמעט אפס לאחר שההחלפה נכנסה לתוקף.

יצרן חיישנים שאיבד את העריכה

המקרה של שטוטגרט הוא דוגמה נאה לسبب שבגלו בחירת החומר היא החלטה מכנית, לא רק מגנטית. מגנט גומי מקריב חלק מהעוצמה השדה שלו כדי להשיג גמישות ועמידות בפני פגיעה, מה שמתאים בדיוק להתקן נייד. הקבוצה חיפשה את כוח המושך המקסימלי בעזרת חלק קשיח ותשלום על כך באחוזי ההחזרה, עד שהחלופה הגמישה תיקנה את הסיבה העמוקה לשבירה בקו הייצור.

פריט פריט קשה שנסדק

פריט סינתרד הוא קשה ושברירי, ולכן נשבר תחת הלם במקום לבלוע אותו. מגנט גומי משתמש באבקת הפריט אותה, אך מקשר אותה בפולימר גמיש, כך שהרצועה מתעקלת במקום לשבור בעת פגיעה. סדקים בכיסוי החיישן חדלו לאחר החלפת הפריט הסינתרד במגנט הגומי, משום שהקישור בין האבקה לפולימר בלע את האנרגיה שבעבר גרמה לשבר בחלק הקשיח על רצפת הרכבה.

למה מגנט גומי התעקל במקום זאת

הגמישות נובעת מהחומר המאגד, לא מהפָּס המגנטי. מגנט גומי שומר על כוח המשיכה המועיל שלו גם כשהוא מתעקל סביב מעטפת עקומה — דבר שלא יכול לעשות חלק מודבק בלי לתקלע בצלע. ההתנהגות הזו של התעקלות וההחזקה היא הסיבה שמגנט גומי מופיע באختמים, במחסומים ובכיסויים ניתנים להסרה, שם המשטח לעולם אינו שטוח לחלוטין במוצר האמיתי שנשלח ללקוח.

היכן שחומרים נכשלים בשימוש

שתי משפחות החומרים נכשלות בשימוש, אך מסיבות הפוכות; וצורת הנכשלה מספרת לקונה איזה מהם יש לבחור עבור המשימה הנוכחית.

דימגנטיזציה תחת חום

חום מקל את ההתיישרות המגנטית בכל מגנט קבוע. מגנט גומי עם חומר מאגד ניטריל או PVC סובל מתחום חום מתון, אך רך מעבר לגבול הנקבע לו, בעוד שחלק מברזל רך מאבד מעט שדה, אך גם לא מרוויח שום שדה נוסף. יש לשמור על מגנט גומי מתחת לתקרת הטמפרטורה המוצהרת שלו, משום שמעבר לה מקטין באופן קבוע את כוח המשיכה שהרצועה יכולה לספק בהרכבה לאורך זמן.

שבירה וקריסה

מגנטים שבירים נשברים תחת ההלם ומשאירים פיסות חדה במוצר. מגנט גומי מתנגד לשבירה מכיוון שהפולימר מחזיק את האבקה יחד גם לאחר שהתפתח סדק בקצה. שיטות אייסי 60404 מאפשרות למעבדה למדוד את התכונות המגנטיות, בעוד שבידוק עקימה פשוט מראה את הגמישות שמבדילה בין מגנט גומי למגנט קשיח מוצק על השולחן במהלך בדיקת הקליטה.

הפיזיקה של השניים

ההבדל הוא בכוח הקוארציביות וכימיה של החומר המחבר – שני הדברים שניתן לציין בבירור בגיליון المواصفות לקונה שקורא אותו לפני הגשת ההזמנה.

בריום לעומת סטרונציום

אבקת הפלריט היא בדרך כלל פלריט בריום או סטרונציום, כאשר סטרונציום מעניק קוארציביות גבוהה יותר לאותה מסה. מגנט גמיש שמתמלא בסטרונציום שומר על השדה טוב יותר בחלקים דקיקים, מה שחשוב כאשר הרצועה חייבת להיות גם גמישה וגם חזקה בו זמנית. התאמה לתקנות REACH ו-RoHS בחומר הממלא היא קריטית למכירה באירופה, ותהליך הבקרה IECQ QC 080000 מפקח על נוכחות חומרים מסוכנים במפעל הממיר שמייצר את החומר המגנטי.

כימיה גמישה של החומר הקושר

החומר הקושר הוא גומי ניטריל, PVC או אלסטומר תרמופלסטי, כל אחד מהם בעל עמידות שונה בטמפרטורה ובשמן. מגנט גמיש עם חומר קושר ניטרילי מתאים לסביבות שמנוניות, בעוד שמגנט עם חומר קושר PVC מתאים לשימוש פנימי יבש במחיר נמוך יותר. בקרת ISO 9001 בייצרן מבטיחה שהיחס בין האבקה לחומר הקושר נשאר יציב, כך שמגנט גמיש שנספר מחדש יהיה זהה למגרע הראשון הן בכוח המשיכה והן בגמישות לאורך השנה כולה, ללא סטיות.

הגדרת المواصفات לפי המשימה

הגדרת מפרט טוב פירושה ציון הכוח המושך, העובי וטמפרטורת השירות, ולאחר מכן ביצוע בדיקה של דגימה לפני שמתבצע השיקול המלא של ההזמנה לخط. מגנט גומי שמוגדר בדרך זו כמעט ולא כשל בשטח, משום שהמספרים שמצוינים בתרשים תואמים את הרצועה על הספסל בעת הגשת ההזמנה לממיר. מגנט גומי שנבדק בבדיקה ראשונית upon reception גם מגן על הקונה מפני שינוי סמוי בדרגה בין שתי מנות.

טבלאות כוח משיכה ועובי

סcales לחישוב כוח משיכה בהתאם לעובי ולדרגת המילוי. מגנט גומי בעובי 1.5 מ"מ מספק בדרך כלל כוח אחיזה גדול יותר מאשר רצועת 0.8 מ"מ מאותו תערובת, ולכן יש לציין את העובי המינימלי בתרשים. חברת U&U Magnetic מספקת טבלת כוח משיכה לכל עובי ולכל דרגה, כדי שהקונה יוכל להתאים את המגנט הגומי לכוח האחזה שהכיסוי או החבישה חייבים לספק בהרכבה הסופית, בביטחון מלא.

בדיקה ואחסון

לאמתו את הכוח המושך באמצעות בדיקת תלייה, ובדוקו את הגמישות על ידי עקיצה, ולאחר מכן אגנו את הגלילים בשטח שטוח וקריר. מגנט גומי שמאוחסן בדרך זו שומר על מאפייניו מהיום שבו הוא נשלח, מה שמגן על קו ה ensamble מפני ירידה פתאומית בכוח החזיקה במהלך ייצור ממושך. מגנט גומי שמאוחסן בחום מאבד את החומר המגבש שלו, והרצועה הופכת שברירית — בדיוק את התקלה שהוגדרה למנוע בעיצוב. שמרו דוגמיות מכל סדרה כדי שאפשר יהיה לעקוב אחר תלונה ממערכת השדה אל הסדרה הספציפית, ובצעו בדיקה חוזרת אחת לשנה אם המוצר נשאר במלאי לפני שיכנס לרכיב.

שאלה נפוצות

שאלה: מה ההבדל בין מגנט גומי למגנט רך?

מגנט גומי הוא מגנט פריטי גמיש המורכב מסגסוגת פראיט שמחוברת לקושר פולימרי, בעוד שמגנט רך הוא חומר בעל קוארציה נמוכה כמו ברזל, אשר מומגנט ונפרם בקלות. למגנט הגומי יש שדה קבוע ויכולת עקיצה, בעוד שהחלק הרך מעביר זרימת שטף מגנטי אך לא שומר על שדה חזק באופן עצמאי. יש לבחור בסוג המגנט הפריטי הגמיש כאשר החלק חייב להיות גמיש, להתחבר למשטח ולהתנגד לפגיעות במערכת אמיתית.

שאלה: האם מגנט גומי חלש יותר ממגנט מודבק?

למגנט גומי יש כוח משיכה נמוך יותר ליחידת נפח בהשוואה למגנט פראיט מודבק צפוף, מכיוון שהקושר מחליל את האבקה המגנטית בחוט. ההחלפה היא בגמישות וביכולת התנגדות לפגיעות – תכונות שלא ניתן להשיג עם חלק קשיח. ביישומים דקים, עקומים או חשופים לפגיעות, מגנט גומי לעתים קרובות מפגין ביצועים טובים יותר מבחינת הפונקציונליות הכוללת, גם אם ערך המשיכה היבש שנמדד במעבדה נראה נמוך יותר בטבלאות הנתונים.

שאלה: מהי עמידות החום של מגנט גומי?

מגנט גומי סובל מחום מתון, אך רך מעל הגבול המרבי שצוין, מה שמפחית באופן קבוע את כוח הגרירה שהוא מסוגל לספק. סרט ניטריל-מקושר עמיד יותר בשמן ובחום מאשר סוגי פוליוויניל כלוריד-מקושר, ולכן יש להתאים את החומר המקשר לסביבה. יש לשמור על החלק מתחת לגבול הטמפרטורה שצוין, ולאמת את הדירוג עם הספק לפני השימוש שלו קרוב למנוע, מנורה או כל משטח חם במכשיר.

שאלה: האם ניתן לגזור מגנט גומי לצורה הרצויה?

כן, מגנט גומי נגזר בבירור באמצעות תבנית, סכין או לייזר, ולכן הוא מתאים למסגרות ולחותמות מותאמות בייצור. קצות הגזירה נשארים גמישים מכיוון שהחומר המקשר מחזיק את האבקה יחד לאורך הקו. ניתן להזמין צורות מקודמות מגזור מהממיר עבור סיבובים צמודים במיוחד, או לגזור סרטים בעצמכם עבור דגמים ראשונים, ולאחר מכן לבדוק את כוח הגרירה לאחר הגזירה, מכיוון שקצה לא חלק עלול להקטין במעט את שטח ההשקה האפקטיבי.

שאלה: האם מגנט גומי עומד בדרישות RoHS ו-REACH?

ממירם מוסמך מאשרים מגנט גומי תחת התקנות RoHS ו-REACH ומנהלים את התהליך לפי הסטנדרט IECQ QC 080000 לבקרת חומרים מסוכנים. יש לבקש את ההצהרות יחד עם הצעת המחיר, מאחר שמחמצנים מוגבלים או ממלאים כבדים עלולים לעכב את השילוח במכס לשווקים האירופאי והאמריקאי הצפוני. חברת U&U Magnetic מצרפת את מסמכי ההתאמה לכל משלוח, כדי שהקונה יוכל לכלול אותם בחבילה המסמכת של המוצר.

שאלה: כיצד יש לאחסן רצועת מגנט גומי?

יש לאחסן רול מגנט גומי בשטח שטוח וקריר, הרחק מהשמש הישירה ומחום שגורם לפליטת המחמצן מהחומר הקושר. החום הופך את הרצועה לקשה ושבירה – בדיוק את התופעה שמגנט הגומי נבחר כדי למנוע בעיצוב המוצר. יש לשמור דוגמיות מכל партиיה לצורך מעקב, ולערוך בדיקת משיכה מחדש אחת לשנה אם המלאי נשאר באיחסון לפני הרכבה, כדי שלא יעבור שינוי איטי בחומר ללקוח ללא הבחנה.