Návrh a vývoj plastových výrobků

Navrhování a vytváření plastový výrobek zahrnuje tvorbu nápadů a vynálezů, produktové inženýrství, technologie a konstrukční výrobu atraktivních a efektivních plastových výrobků. S rostoucí poptávkou po realizaci jedinečných a ekologicky šetrných řešení musí konstruktéři a inženýři projít několika kroky, počínaje výkresy na papíře a konče výrobou. Tento článek pojednává o praktických aspektech návrhu a vývoje technických výrobků z plastů se zaměřením na konkrétní procesy, rozhodovací faktory a oblasti nezbytné pro dosažení optimálních výsledků v plastikářském průmyslu.

Rozumíte návrhu a vývoji plastových výrobků?

Návrh a vývoj plastových výrobků související s navrhováním nových výrobků z plastů. Jedná se o moderní proces, který zahrnuje následující kroky: Koncepce, návrh a výroba. To zahrnuje aspekty, jako je výběr materiálů, dodržování teorií designu a požadavků na výrobu při vymýšlení výrobků, které vyhovují určité potřebě uživatele nebo poptávce trhu.

Různé typy procesů používaných při navrhování a vývoji plastových výrobků

Zde jsou uvedeny některé z běžných typů postupů, které můžeme použít pro návrh a vývoj plastových výrobků;

1. Vstřikování

Tato metoda lisování plastů je jednou z nejčastěji používaných technologií pro výrobu dílů pro hromadnou výrobu. Jedná se o proces, při kterém se požadovaný tvar vytvoří nalitím zahřátého kapalného materiálu, kterým je v tomto případě plast, pod vysokotlakou komoru a objeví se ve plastové vstřikovací formy v již vytvořeném požadovaném tvaru. V jiném případě, kdy plast zůstane horký, se forma otevře a uvolní díl, ale konečný tvar zůstane takový, jaký byl zamýšlen. Jedná se o vysoce efektivní techniku pro velkosériovou výrobu, protože proces je rychlý a díly lze vyrábět s malými tolerancemi a s velmi malou spotřebou materiálu.

2. Vyfukování

Vyfukování se používá zejména při výrobě dutých výrobků z plastových materiálů, jako jsou láhve a nádoby. V prvním kroku se plast změkčí teplem a poté se nalije do formy. Poté je do formy vháněn vzduch a roztavený plast je vtlačován do dutého tvaru vnitřního povrchu formy. Pokud jde o myšlenku, že vyfukování je vhodné pro výrobky, které mají být lehké, odolné proti nárazu a měly by mít schopnost pojmout kapalinu.

3. Tepelné tvarování

Spočívá především v zahřívání plastové fólie a její přeměně na pružnou formu plastu. Materiál se poté přetáhne přes formu a pomocí vakuového tváření se natáhne přes povrch formy a po vychladnutí ji opustí. Tepelné tvarování má širší uplatnění v obalovém průmyslu, při výrobě jednorázových táců a nádob. Tato metoda se tedy vyznačuje relativně nízkými náklady a umožňuje vytvářet tenké lehké výrobky ve velkém množství.

4. Rotační lisování

Rotační tvarování nebo rotoformování je pomalejší metoda tvarování, která je vhodnější pro výrobu velkých prázdných předmětů, jako jsou nádrže, herní zařízení a lodě, například kajaky. Zde se práškový plast vkládá do formy, která se následně zahřívá a rovněž se skládá na dvouplošném systému. Při otáčení formy se prášek roztaví a dojde ke spojení prášku s vnitřními stěnami formy, čímž vznikne pevný výrobek beze švů. Je vhodný pro výrobu rozsáhlé a poměrně tenkostěnné nádoby včetně různé tloušťky stěn.

5. 3D tisk

3D tisk neboli aditivní výroba zahrnuje konstrukci objektu pomocí fyzického modelu vytvořeného z počítačového zdroje. Zatímco většina ostatních technologií je založena na odstraňování nebo odlévání, 3D tisk umožňuje přímou kontrolu složitých geometrií povrchu a dutin. Protože dokáže vytvořit fyzický model konstrukce bez použití nákladné formy, často se používá pro výrobu prototypů. Je také vhodné jej použít, pokud je výrobní série malá nebo na sestavy, které vyžadují specifické materiály.

Srovnání všech typů procesů používaných při návrhu a vývoji plastových výrobků

Následuje podrobné srovnání všech typů procesů používaných při navrhování a vývoji plastových výrobků;

Kompletní proces návrhu plastových výrobků

Probereme si všechny návrhy plastových výrobků a vývojový proces krok za krokem do hloubky;

1. Definování požadavků

Počáteční činností v životním cyklu výrobku z plastu je identifikace tvaru, použití a vlastností. To zahrnuje jeho použití, více o tom, kdo jej bude používat, a otázky, jako je trvanlivost, pružnost nebo odolnost vůči různým faktorům prostředí.

2. Vytvoření předběžné koncepční skici

Designéři pak vytvářejí tzv. náčrty, které vlastně pomáhají představit si vzhled výrobku a jeho celkovou konstrukci. Tyto náčrty pomáhají při předběžných schůzkách se zúčastněnými stranami tím, že poskytují stručnou představu o vzhledu a užitných vlastnostech výrobku.

3. Počáteční výběr materiálů

Po vyřešení koncepce tvorby vybírají designéři možné materiály podle jejich vlastností, jako je pevnost, pružnost, hmotnost, cena a recyklovatelnost. Tento krok pomáhá vybrat materiál, který splňuje požadavky a uplatnění konečného výrobku na trhu.

4. Konstrukční díl podle vlastností materiálu

V této fázi se definuje struktura výrobku s ohledem na vlastnosti zvolených materiálů, jako je hustota, pevnost v tahu, tepelná odolnost atd. Tato optimalizace zaručuje, že výrobek bude v terénu optimálně fungovat.

5. Strukturální analýza

Strukturální analýza využívá počítačové simulace a testy, které určují schopnost výrobku fungovat podle požadavků a návrhu. Potenciální překážky mohou bránit výkonu systému a jeho části v průběhu celého procesu návrhu, proto by bylo pro konstruktéry nejlepší se jim vyhnout.

6. Výběr finálních materiálů

Po testování se výsledky laboratorních zkoušek a dalších hodnocení použijí k upevnění rozhodnutí konstruktérů o nejvhodnějších materiálech pro použití. Tento krok pomáhá ověřit, že vybraný materiál bude splňovat potřeby, pro které byl výrobek určen, a jeho předpokládanou životnost.

7. Úprava návrhu pro výrobu (DFM)

Na adrese Zpráva DFM (design for manufacturing), se zaměřuje na změny v designu s cílem dosáhnout lepšího výrobního procesu a nižších nákladů a času. Tyto změny mohou zahrnovat redukci dílů, návrh tvaru pro zvolený výrobní proces a tvary dílů.

8. Vytváření prototypů

Vytvořením prototypu se rozumí vývoj první realizace návrhu v plném rozsahu. Tento model umožňuje konstruktérovi a inženýrovi získat představu o tom, jak konečný výrobek vypadá, jak funguje a jak jej lze používat. Výsledky prototypování jsou užitečné, protože diktují, jakým způsobem bude konečný výrobek upraven, aby splňoval požadavky na kvalitu před masovým uvedením na trh.

9. Nástroje

Nástrojářství je výroba nástrojů a požadavků na formy před zahájením rozsáhlého výrobního procesu. V případě plastových výrobků se často jedná o výrobu specializovaných forem používaných při tvarovacích krocích, jako je vstřikování nebo vyfukování, které závisí na tvaru a velikosti požadovaného konečného výrobku.

10. Výroba

Nakonec začíná výroba. V této poslední fázi probíhá vlastní výroba plastového výrobku podle návrhu a specifikací, které byly považovány za dokonalé. Kontrola kvality výrobku je rozhodující, zejména při posuzování, zda konkrétní výrobek splňuje příslušné normy kvality i očekávanou úroveň výkonu. Tento krok zahrnuje také balení, sestavení v případě, že byly rozebrány pro snadnější manipulaci, a přípravu k přepravě.

Úvahy při určování vhodného procesu pro vývoj plastových výrobků

Zde je několik skutečností, které je třeba mít na paměti při výběru vhodného postupu;

1. Složitost produktu: Zamyslete se nad složitostí návrhu a nad tím, zda ji zvládne určitý zvolený typ procesu.
2. Požadavky na objem: Zvažte požadovaný objem výroby, protože některé procesy jsou vhodné pro nízkoobjemovou nebo velkoobjemovou výrobu.
3. Kompatibilita materiálů: To znamená, že zvolený výrobní proces musí být v souladu s požadovaným rozsahem používaných materiálů.
4. Důsledky pro náklady: Zkonzultujte náklady na nástroje a náklady na materiál a výrobu, abyste zjistili, jak je na této výrobní lince odpovídajícím způsobem oceňována vysoká kvalita.
5. Doba dodání: Odhadněte dobu potřebnou k přechodu od návrhu k výrobě a vyberte proces, který nejlépe vyhovuje časovému rámci projektu.

Výhody optimálního procesu pro návrh a vývoj plastových výrobků

Následují různé výhody používání optimálních procesů pro návrh a vývoj plastových výrobků;

1. Efektivita nákladů: Vždy platí, že pokud jsou procesy správně navrženy, vždy lze najít způsob, jak výrobky zlevnit, a tím vydělat více peněz.
2. Flexibilita designu: Řešení umožňují odlišné návrhy a rychlejší provádění změn.
3. Škálovatelnost: Takové vývojové schéma podporuje efektivitu výroby, protože procesy lze snadno škálovat v rámci výrobní linky tak, aby odpovídaly potřebám trhu.
4. Kontrola kvality: To znamená, že dobře organizované operace vedou ke standardizaci výrobků, a tím ke zlepšení jejich kvality.
5. Udržitelnost: Může být šetrný k životnímu prostředí, používat recyklované věci a snižovat množství odpadu v procesech.

Omezení procesu návrhu a vývoje plastových výrobků

Níže jsou uvedena některá omezení návrhu a vývoje plastových výrobků;

• Vysoká počáteční investice: Existuje několik procesů, u kterých může být výroba nástrojů nákladná, například vstřikování plastů.
• Omezení materiálu: Ne všechny procesy by měly být schopny přijímat nebo zpracovávat všechny typy plastových materiálů.
• Složitost při změnách designu: Změny provedené po fázi výroby nástrojů mohou být velmi nákladné a časově náročné.
• Výrobní omezení: Některé metody jsou omezeny velikostí nebo tvarem vyráběného produktu.
• Produkce odpadu: Při některých činnostech může vznikat odpad, se kterým je třeba správně naložit.

Aplikace optimálního procesu pro vývoj plastových výrobků

Některé z nejčastějších způsobů použití procesu Optimal při výrobě plastových výrobků jsou následující:

1. Spotřební elektronika: Navrhování krytů a dílů pro přenosné přístroje, jako jsou mobilní telefony a notebooky.
2. Automobilové díly: Výroba materiálů s vysokou pevností a nízkou hmotností, které by pomohly zlepšit výkon vozidel.
3. Zdravotnické prostředky: Výroba čistých a přesných dílů pro lékařské aplikace.
4. Obalová řešení: Vytváření nových a ekologicky šetrných obalových řešení pro různé výrobky.
5. Zboží pro domácnost: Vytváření misek a dalšího kuchyňského náčiní, židlí, stolů a skříní a dalších potřebných věcí pro domácnost.

Závěr

Závěrem lze říci, že návrh a vývoj plastových výrobků je důležitým krokem při navrhování funkčních výrobků, které splňují požadavky trhu na vyšší výkon. Proto je nutné vzít v úvahu konkrétní fáze a důležité faktory procesu, jak ukazuje tento případ, se správným přístupem budou společnosti schopny úspěšně proplouvat konkurenčním prostředím. Proto je třeba udržovat si aktuální znalosti o budoucím pokroku v navrhování plastových výrobků, pokud jde o nové technologie a materiály.

Existuje mnoho plastových výrobků, které se navrhují s elektrickými součástkami, jako je PCB borad a mnoho dalších elektronických souvisejících produktů, na tomto webu. návrh a vývoj elektronických výrobků bude složitější než návrh a vývoj jednotlivých plastových výrobků, pokud váš projekt bude mít elektronické komponenty, kontaktujte nás, jsme profesionálové v této oblasti.

Nejčastější dotazy

Určete, jaký vliv má výběr materiálu na konstrukci plastového výrobku.

Je také důležitým prvkem vývoje výrobku, protože výběr materiálu určuje životnost, použití a účinnost výrobku.

Jak dlouho trvá, než nový plastový výrobek projde vývojovými fázemi?

To může trvat od několika týdnů do několika měsíců v závislosti na složitosti návrhu výrobku, ale od konceptu po výrobu mohou uplynout nejméně 3 měsíce.

Jaké jsou typické substráty v plastových design produktu?

Patří mezi ně polyethylen, polypropylen, polystyren a polyvinylchlorid známý také jako PVC. Všechny tedy mají tyto vlastnosti, a proto jsou vhodné pro různá použití.

Lze po fázi výroby nástrojů provádět změny v konstrukci?

Ano, změny je možné provést. Bude to však stát více času a peněz, proto je lepší provést poslední změny před výrobou nástrojů.

Jakou roli hraje prototypování při navrhování výrobků?

Zahrnuje vytvoření modelu navrhovaného výrobku. Hlavní problémy tak mohou být diagnostikovány ještě před samotnou výrobou.

Je možné vyvíjet plastové výrobky udržitelným způsobem?

Ano, ve většině procesů se používají recyklované výrobky, aby se snížily nepříznivé účinky na životní prostředí.