At designe og skabe en Plastprodukt involverer idégenerering og opfindelse, produktudvikling, teknologi og konstruktiv fremstilling af attraktive og effektivt fungerende plastprodukter. Efterhånden som efterspørgslen efter unikke og miljøvenlige løsninger stiger, skal designere og ingeniører igennem flere trin, der starter med tegninger på papir og slutter med produktion. Denne artikel diskuterer de praktiske aspekter af design og udvikling af plastprodukter med fokus på specifikke processer, beslutningsfaktorer og områder, der er nødvendige for at opnå optimale resultater i plastindustrien.
Forståelse for design og udvikling af plastprodukter?
Design og udvikling af plastprodukter i forbindelse med design af nye produkter af plast. Det er en moderne proces, der involverer følgende trin: Koncept, design og produktion. Dette involverer aspekter som valg af materialer, overholdelse af designteorier og produktionskrav for at skabe produkter, der passer til et bestemt brugerbehov eller markedsefterspørgsel.
Forskellige typer af processer, der bruges i design og udvikling af plastprodukter
Her er nogle af de almindelige typer af processer, vi kan bruge til design og udvikling af plastprodukter;
1. Sprøjtestøbning
Denne metode til at støbe plast er en af de mest anvendte teknologier til at skabe dele til masseproduktion. Det er en proces, hvor en ønsket form skabes ved at hælde et opvarmet flydende materiale, som i dette tilfælde er plast, under et højtrykskammer og vises i plastindsprøjtningsform i en ønsket form, der allerede er skabt. I et andet tilfælde, hvor plasten forbliver varm, åbner formen sig og frigiver emnet, men den endelige form forbliver den, der er tiltænkt. Det er en meget effektiv teknik til volumenproduktion, fordi processen er hurtig, og delene kan produceres med tætte tolerancer og meget lidt materialeforbrug.
2. Blæsestøbning
Blæsestøbning anvendes især til fremstilling af hule produkter af plastmaterialer som f.eks. flasker og beholdere. Det første trin består i at blødgøre plasten ved hjælp af varme og derefter hælde den på en form. Derefter tvinges luft ind i formen, og den smeltede plast tvinges ind i den hule form på formens indre overflade. Når det kommer til ideen om, at blæsestøbning er god til produkter, der skal være lette, modstandsdygtige over for stød, og som skal kunne indeholde en væske.
3. Termoformning
Det består hovedsageligt af opvarmning af en plastplade og omdannelse af den til en fleksibel form for plast. Materialet draperes derefter over formen og trækkes via en vakuumformningsproces over formens overflade og forlader den, når materialet afkøles. Termoformning er mere udbredt i emballageindustrien, engangsbakker og beholdere. Så denne metode er kendetegnet ved relativt lave omkostninger og gør det muligt at skabe tynde, lette produkter i store mængder.
4. Rotationsstøbning
Rotationsstøbning er en langsommere støbemetode, der er mere velegnet til fremstilling af store, tomme genstande som f.eks. tanke, legeredskaber og både som f.eks. kajakker. Her kommes pulveriseret plast i en form, som derefter opvarmes og også blandes i et toplanssystem. Når formen roterer, smelter pulveret, og pulveret bindes til formens indvendige vægge, hvilket giver et stærkt produkt uden sømme. Det er velegnet til fremstilling af en omfattende og ret tyndvægget beholder med varierende vægtykkelse.
5. 3D-udskrivning
3D-print eller additiv fremstillingsproces indebærer konstruktion af et objekt ved hjælp af en fysisk model, der er skabt fra en computerkilde. Mens de fleste andre teknologier er baseret på fjernelse eller støbning, muliggør 3D-print direkte kontrol af indviklede overfladegeometrier og hulrum. Fordi den kan lave en fysisk model af designet uden brug af en dyr støbeform, bruges den ofte til prototyper. Det er også passende at bruge, hvis en produktionskørsel er lille eller på samlinger, der kræver specifikke materialer.
Sammenligning af alle typer processer, der bruges til design og udvikling af plastprodukter
Her følger en detaljeret sammenligning af alle typer processer, der bruges til design og udvikling af plastprodukter;
| Proces | Beskrivelse | Ideel til | Styrker | Begrænsninger | Omkostninger |
| Sprøjtestøbning | Smeltet plast sprøjtes ind i forme | Dele i store mængder | Ensartet kvalitet, lave omkostninger pr. enhed | Høje omkostninger til værktøj | Høj |
| Blæsestøbning | Luftopblæst støbning til hulrum | Flasker, beholdere | Letvægt, hurtig cyklus | Begrænset til hule former | Moderat |
| Termoformning | Opvarmede plastplader støbt | Emballage, bakker | Lave værktøjsomkostninger, hurtig opsætning | Tynde vægge, begrænsede former | Lav |
| Rotationsstøbning | Formrotation til store hulrum | Tanke, store holdbare genstande | Ensartede vægge, lave værktøjsomkostninger | Langsom cyklus, begrænsede detaljer | Moderat |
| 3D-udskrivning | Lag for lag fra en digital model | Prototyper, komplekse former | Kan tilpasses uden brug af værktøj | Langsommere, begrænset materialestyrke | Variabel |
Komplet designproces for plastprodukter
Lad os diskutere alle plastproduktdesigns og udviklingsprocessen trinvis i dybden;
1. Definition af krav
Den første aktivitet i et plastprodukts livscyklus er identifikation af form, brug og egenskaber. Det omfatter brugen af produktet, hvem der skal bruge det, og spørgsmål som holdbarhed, fleksibilitet eller modstandsdygtighed over for forskellige miljøfaktorer.
2. Lav en foreløbig konceptskitse
Designere laver så det, der kaldes skitser, som hjælper med at forestille sig produktets udseende og generelle konstruktion. Disse skitser hjælper ved indledende møder med interessenter ved at give en kort vision af produktets udseende og anvendelighed.
3. Indledende valg af materialer
Når konceptet er på plads, vælger designerne de mulige materialer ud fra deres egenskaber som f.eks. styrke, fleksibilitet, vægt, pris og genanvendelighed. Dette trin hjælper med at vælge et materiale, der opfylder kravene til og anvendelsen af det endelige produkt på markedet.
4. Design af dele efter materialeegenskaber
På dette stadie bliver produktets struktur defineret i forhold til de valgte materialers egenskaber som tæthed, trækstyrke, varmebestandighed osv. Denne optimering garanterer, at produktet er i stand til at fungere optimalt, når det er ude i marken.
5. Strukturel analyse
Strukturanalyse anvender computerstøttede simuleringer og tests til at bestemme produktets evne til at fungere som krævet og som designet. Potentielle forhindringer kan hæmme systemets og dets deles ydeevne under hele designprocessen, så det er bedst for designerne at undgå dem.
6. Endelig udvælgelse af materialer
Efter testen bruges laboratorieresultaterne og yderligere evalueringer til at underbygge designernes beslutning om, hvilke materialer der er bedst egnede. Dette trin hjælper med at verificere, at det valgte materiale vil opfylde de behov, produktet var beregnet til, og dets forventede livscyklus.
7. Ændre design til fremstilling (DFM)
I DFM-rapport (design for manufacturing) koncentrerer sig om designændringer for at opnå en bedre fremstillingsproces med færre omkostninger og mindre tid. Disse ændringer kan omfatte en reduktion af antallet af dele, formdesignet til den valgte fremstillingsproces og formerne på delene.
8. Fremstilling af prototyper
Prototyping betyder, at man udvikler en første implementering af designet i fuld skala. Denne model gør det muligt for designeren og ingeniøren at få en idé om, hvordan det endelige produkt ser ud og fungerer, og hvordan det kan bruges. Resultaterne af prototyping er nyttige, da de dikterer, hvordan det endelige produkt skal ændres for at opfylde kvalitetskravene inden masseudgivelsen.
9. Værktøj
Tooling er fremstilling af værktøjer og formkrav, før en storstilet produktionsproces begynder. For plastprodukter er det ofte fremstilling af specialiserede forme, der bruges i formningstrin som f.eks. sprøjtestøbning eller blæsestøbning, som afhænger af formen og størrelsen på det ønskede slutprodukt.
10. Produktion
Til sidst begynder produktionen. I denne sidste fase udføres den faktiske produktion af plastproduktet efter det design og de specifikationer, der er blevet anset for at være perfekte. Kontrol af produktkvaliteten er afgørende, især når man skal vurdere, om et bestemt produkt opfylder de relevante kvalitetsstandarder og de forventede præstationsniveauer. Dette trin omfatter også pakning, samling i tilfælde af, at de blev skilt ad for at lette håndteringen, og klargøring til forsendelse.
Overvejelser i forbindelse med identifikation af den rette proces til udvikling af plastprodukter
Så her er nogle fakta, du skal huske på, når du vælger en passende proces;
- Produktets kompleksitet: Tænk på kompleksiteten af designet, og om en bestemt valgt procestype kan håndtere det.
- Krav til volumen: Overvej den nødvendige produktionsmængde, for nogle processer er velegnede til lav- eller højvolumenproduktion.
- Materialekompatibilitet: Det betyder, at den valgte fremstillingsproces skal stemme overens med det ønskede udvalg af materialer, der skal bruges.
- Konsekvenser for omkostningerne: Se på værktøjsomkostningerne samt materiale- og produktionsomkostningerne for at finde ud af, hvor høj en kvalitet, der vurderes på denne produktionslinje.
- Leveringstid: Vurder, hvor lang tid det tager at gå fra design til produktion, og vælg den proces, der passer bedst til projektets tidsramme.
Fordele ved den optimale proces for design og udvikling af plastprodukter
Følgende er forskellige fordele ved at bruge optimale processer til design og udvikling af plastprodukter;
- Omkostningseffektivitet: Der er altid den maksime, at hvis processerne er designet korrekt, kan der altid findes en måde at gøre produkterne billigere på og dermed tjene flere penge.
- Fleksibilitet i designet: Løsninger muliggør forskellige designs og muligheden for at foretage ændringer hurtigere.
- Skalerbarhed: Et sådant flowdiagram fremmer effektiviteten i produktionen, da processerne let kan skaleres gennem produktionslinjen for at imødekomme markedets behov.
- Kvalitetskontrol: Det betyder, at en velorganiseret drift fører til produktstandardisering og dermed forbedrer produktkvaliteten.
- Bæredygtighed: Det kan gøres miljøvenligt ved at bruge genbrugte ting og reducere affald i processerne.
Begrænsninger i processen for design og udvikling af plastprodukter
Følgende er nogle af begrænsningerne ved design og udvikling af plastprodukter;
- Høj startinvestering: Der er nogle få processer, hvor værktøjet kan være dyrt, f.eks. sprøjtestøbning.
- Materielle begrænsninger: Ikke alle processer bør kunne acceptere eller behandle alle typer plastmateriale.
- Kompleksitet i designændringer: Ændringer, der foretages efter værktøjsfasen, kan være meget dyre og tidskrævende.
- Produktionsbegrænsninger: Nogle af metoderne er begrænset af størrelsen eller formen på det produkt, der produceres.
- Produktion af affald: Visse aktiviteter, der udføres, kan generere affald, som skal håndteres på den rigtige måde.
Anvendelse af den optimale proces til udvikling af plastprodukter
Nogle af de mest almindelige anvendelser af Optimal Process i fremstillingen af plastprodukter er som følger:
- Forbrugerelektronik: Design af kabinetter og dele til bærbare gadgets som mobiltelefoner og bærbare computere.
- Dele til biler: Producere materialer med høj styrke og lav vægt, som kan hjælpe med at forbedre bilernes ydeevne.
- Medicinsk udstyr: Fremstilling af rene og præcise dele til medicinske anvendelser.
- Emballageløsninger: Skabe nye og miljøvenlige emballageløsninger til forskellige produkter.
- Varer til hjemmet: Skabe skåle og andre køkkenredskaber, stole, borde og skabe blandt andre nødvendige husholdningsartikler.
Konklusion
Konklusionen er, at design og udvikling af plastprodukter er et vigtigt skridt i retning af at designe funktionelle produkter, der opfylder markedets krav om forbedret ydeevne. Derfor er det nødvendigt at overveje de specifikke faser og vigtige faktorer i processen, som casen viser, at virksomheder med den rette tilgang vil være i stand til at navigere i et konkurrencepræget miljø med succes. Derfor skal man holde sig opdateret om fremtidige fremskridt inden for design af plastprodukter, hvad angår nye teknologier og materialer.
Der er mange plastprodukter, der skal designes med elektriske komponenter, som PCB borad og mange andre elektroniske relaterede produkter, på dette Design og udvikling af elektroniske produkter vil være mere kompleks end design og udvikling af et enkelt plastprodukt, hvis dit projekt indeholder elektroniske komponenter, er du velkommen til at kontakte os, vi er professionelle inden for dette område.
Ofte stillede spørgsmål
Identificer, hvad materialevalg gør ved design af plastprodukter.
Det er også et vigtigt element i produktudviklingen, da materialevalget dikterer produktets levetid, brug og effektivitet.
Hvor lang tid tager det for et nyt plastprodukt at gennemgå sine udviklingsfaser?
Det kan tage fra flere uger til flere måneder afhængigt af produktdesignets kompleksitet, men det kan tage mindst 3 måneder fra koncept til produktion.
Hvad er de typiske substrater i plast? produktdesign?
De omfatter polyethylen, polypropylen, polystyren og polyvinylchlorid, også kendt som PVC. De har alle disse egenskaber og er derfor velegnede til forskellige formål.
Kan der foretages designændringer efter værktøjsfasen?
Ja, det er muligt at foretage ændringer. Men det vil koste mere tid og penge, så det er bedre at foretage de sidste ændringer, før værktøjet fremstilles.
Hvilken rolle spiller prototyper i produktdesign?
Det indebærer at skabe en model af det foreslåede produkt. På den måde kan de vigtigste problemer diagnosticeres før den egentlige produktion.
Er det muligt at udvikle plastprodukter på en bæredygtig måde?
Ja, de fleste processer har taget brugen af genbrugsprodukter til sig for at reducere de negative virkninger på miljøet.