Σχεδιασμός και ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων

Σχεδιασμός και δημιουργία ενός πλαστικό προϊόν περιλαμβάνει τη δημιουργία και εφεύρεση ιδεών, τη μηχανική προϊόντων, την τεχνολογία και την εποικοδομητική κατασκευή ελκυστικών και αποδοτικών πλαστικών προϊόντων. Καθώς αυξάνεται η ζήτηση για την υλοποίηση μοναδικών και φιλικών προς το περιβάλλον λύσεων, οι σχεδιαστές και οι μηχανικοί πρέπει να περάσουν από διάφορα στάδια, ξεκινώντας από τα σχέδια στο χαρτί και καταλήγοντας στην παραγωγή. Αυτό το άρθρο εξετάζει τις πρακτικές πτυχές του σχεδιασμού και της ανάπτυξης μηχανικών προϊόντων από πλαστικά, εστιάζοντας σε συγκεκριμένες διαδικασίες, παράγοντες λήψης αποφάσεων και τομείς που είναι απαραίτητοι για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων στη βιομηχανία πλαστικών.

Κατανόηση του σχεδιασμού και της ανάπτυξης πλαστικών προϊόντων;

Σχεδιασμός και ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων που σχετίζονται με το σχεδιασμό νέων προϊόντων από πλαστικά. Πρόκειται για μια σύγχρονη διαδικασία που περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα: Σύλληψη, σχεδιασμός και παραγωγή. Αυτό περιλαμβάνει πτυχές όπως η επιλογή των υλικών, η τήρηση των θεωριών σχεδιασμού και οι κατασκευαστικές απαιτήσεις για την παραγωγή προϊόντων που ανταποκρίνονται σε μια συγκεκριμένη ανάγκη του χρήστη ή στη ζήτηση της αγοράς.

Διαφορετικοί τύποι διαδικασιών που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων

Ακολουθούν μερικοί από τους συνήθεις τύπους διαδικασιών που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων,

1. Μορφοποίηση με έγχυση

Αυτή η μέθοδος χύτευσης πλαστικών είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες για τη δημιουργία εξαρτημάτων για μαζική παραγωγή. Πρόκειται για μια διαδικασία με την οποία δημιουργείται ένα επιθυμητό σχήμα με την έκχυση ενός θερμαινόμενου υγρού υλικού, το οποίο στην προκειμένη περίπτωση είναι πλαστικό, κάτω από ένα θάλαμο υψηλής πίεσης και εμφανίζεται στο πλαστικό καλούπι έγχυσης σε ένα επιθυμητό σχήμα που έχει ήδη δημιουργηθεί. Σε μια άλλη περίπτωση, όταν το πλαστικό παραμένει ζεστό, το καλούπι ανοίγει και απελευθερώνει το τεμάχιο, αλλά το τελικό σχήμα παραμένει αυτό που προορίζεται. Πρόκειται για μια εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική για την παραγωγή όγκου, επειδή η διαδικασία είναι γρήγορη και τα εξαρτήματα μπορούν να παραχθούν με στενές ανοχές και πολύ λίγο υλικό που καταναλώνεται.

2. Blow Molding

Η χύτευση με φυσήματα εφαρμόζεται ιδιαίτερα για την κατασκευή κοίλων προϊόντων από πλαστικά υλικά, όπως μπουκάλια και δοχεία. Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει τη μαλάκυνση του πλαστικού με τη χρήση θερμότητας και στη συνέχεια τη χύτευσή του σε ένα καλούπι. Στη συνέχεια, ο αέρας εξαναγκάζεται να εισέλθει στο καλούπι και το λιωμένο πλαστικό εξαναγκάζεται να εισέλθει στο κοίλο σχήμα της εσωτερικής επιφάνειας του καλουπιού. Όταν πρόκειται για την ιδέα ότι η χύτευση με εμφύσηση είναι καλή για προϊόντα που πρέπει να είναι ελαφριά, ανθεκτικά στις κρούσεις και πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να περιέχουν ένα υγρό.

3. Θερμοδιαμόρφωση

Αποτελείται κυρίως από τη θέρμανση ενός πλαστικού φύλλου και τη μετατροπή του σε μια εύκαμπτη μορφή πλαστικού. Στη συνέχεια, το υλικό απλώνεται πάνω από το καλούπι και μέσω μιας διαδικασίας σχηματισμού υπό κενό τραβιέται πάνω από την επιφάνεια του καλουπιού και φεύγει όταν το υλικό κρυώσει. Η θερμοδιαμόρφωση εφαρμόζεται ευρύτερα στη βιομηχανία συσκευασίας, στους δίσκους μιας χρήσης και στα δοχεία. Έτσι, η μέθοδος αυτή χαρακτηρίζεται από σχετικά χαμηλό κόστος και επιτρέπει τη δημιουργία λεπτών ελαφρών προϊόντων σε μεγάλες ποσότητες.

4. Περιστροφική χύτευση

Η περιστροφική χύτευση ή η περιστροφική χύτευση είναι μια πιο αργή μέθοδος χύτευσης που είναι πιο κατάλληλη για την παραγωγή μεγάλων κενών αντικειμένων, όπως δεξαμενές, εξοπλισμός παιχνιδιού και βάρκες όπως καγιάκ. Εδώ, το πλαστικό σε σκόνη τοποθετείται σε ένα καλούπι που στη συνέχεια θερμαίνεται και επίσης αναμιγνύεται σε ένα σύστημα δύο επιπέδων. Καθώς το καλούπι περιστρέφεται, η σκόνη λιώνει και γίνεται η συγκόλληση της σκόνης με τα εσωτερικά τοιχώματα ενός καλουπιού παρέχοντας ένα ισχυρό προϊόν χωρίς ραφές. Είναι κατάλληλο για τη δημιουργία ενός εκτεταμένου και μάλλον λεπτότοιχου δοχείου που περιλαμβάνει ποικίλο πάχος τοιχώματος.

5. Τρισδιάστατη εκτύπωση

Η διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης ή προσθετικής κατασκευής περιλαμβάνει την κατασκευή ενός αντικειμένου χρησιμοποιώντας ένα φυσικό μοντέλο που δημιουργείται από μια πηγή υπολογιστή. Ενώ οι περισσότερες άλλες τεχνολογίες βασίζονται στην αφαίρεση ή τη χύτευση, η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει τον άμεσο έλεγχο περίπλοκων γεωμετριών επιφάνειας και κενών. Επειδή μπορεί να δημιουργήσει ένα φυσικό μοντέλο του σχεδίου χωρίς τη χρήση του δαπανηρού καλουπιού, χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή πρωτοτύπων. Είναι επίσης κατάλληλη για χρήση εάν η παραγωγή είναι μικρή ή σε συγκροτήματα που απαιτούν συγκεκριμένα υλικά.

Σύγκριση όλων των τύπων διεργασιών που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων

Ακολουθεί μια λεπτομερής σύγκριση όλων των τύπων διαδικασιών που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων,

Πλήρης διαδικασία σχεδιασμού πλαστικών προϊόντων

Ας συζητήσουμε σε βάθος όλα τα σχέδια πλαστικών προϊόντων και τη διαδικασία ανάπτυξης βήμα προς βήμα,

1. Καθορισμός των απαιτήσεων

Η αρχική δραστηριότητα στον κύκλο ζωής ενός πλαστικού προϊόντος είναι ο προσδιορισμός της μορφής, της χρήσης και των χαρακτηριστικών απόδοσης. Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση του, περισσότερο το ποιος θα το χρησιμοποιήσει, και θέματα όπως η ανθεκτικότητα, η ευκαμψία ή η αντοχή σε διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες.

2. Δημιουργήστε ένα προκαταρκτικό σκίτσο έννοιας

Στη συνέχεια, οι σχεδιαστές φτιάχνουν τα λεγόμενα "σκίτσα", τα οποία στην πραγματικότητα είναι σκίτσα που βοηθούν στη φαντασία της εμφάνισης του προϊόντος και της γενικής κατασκευής. Αυτά τα σκίτσα βοηθούν στις προκαταρκτικές συναντήσεις με τους ενδιαφερόμενους, παρέχοντας μια σύντομη εικόνα της εμφάνισης και της χρησιμότητας του προϊόντος.

3. Αρχική επιλογή υλικών

Μόλις επιλυθεί η ιδέα της δημιουργίας, οι σχεδιαστές επιλέγουν τα πιθανά υλικά ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, όπως η αντοχή, η ευελιξία, το βάρος, το κόστος και η ανακυκλωσιμότητα. Αυτό το βήμα βοηθά στην επιλογή υλικού που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις και την εφαρμογή του τελικού προϊόντος στην αγορά.

4. Σχεδιασμός μέρους με βάση τις ιδιότητες υλικού

Σε αυτό το στάδιο, η δομή του προϊόντος καθορίζεται σε σχέση με τις ιδιότητες των επιλεγμένων υλικών: πυκνότητα, αντοχή στον εφελκυσμό, αντοχή στη θερμότητα κ.λπ. Αυτή η βελτιστοποίηση εγγυάται ότι το προϊόν είναι σε θέση να λειτουργήσει βέλτιστα όταν βρίσκεται στο πεδίο.

5. Δομική ανάλυση

Η δομική ανάλυση χρησιμοποιεί προσομοιώσεις και δοκιμές με τη βοήθεια υπολογιστή για να καθορίσει την ικανότητα του προϊόντος να αποδίδει όπως απαιτείται και όπως έχει σχεδιαστεί. Πιθανά εμπόδια μπορούν να εμποδίσουν την απόδοση του συστήματος και του μέρους του καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού, οπότε η αποφυγή τους θα ήταν το καλύτερο για τους σχεδιαστές.

6. Τελική επιλογή υλικών

Μετά τις δοκιμές, τα εργαστηριακά αποτελέσματα και οι πρόσθετες αξιολογήσεις χρησιμοποιούνται για να σταθεροποιήσουν την απόφαση των σχεδιαστών σχετικά με τα καταλληλότερα υλικά προς χρήση. Το βήμα αυτό βοηθά στην επαλήθευση ότι το υλικό που επιλέγεται θα ανταποκρίνεται στις ανάγκες για τις οποίες προορίζεται το προϊόν και στον αναμενόμενο κύκλο ζωής του.

7. Τροποποίηση του σχεδιασμού για την κατασκευή (DFM)

Στο Έκθεση DFM (σχεδιασμός για την κατασκευή), επικεντρώνεται στις αλλαγές του σχεδιασμού για την επίτευξη καλύτερης διαδικασίας κατασκευής, καθώς και μικρότερου κόστους και χρόνου. Οι αλλαγές αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν τη μείωση των εξαρτημάτων, το σχεδιασμό της μορφής για την επιλεγμένη διαδικασία κατασκευής και τα σχήματα των εξαρτημάτων.

8. Δημιουργία πρωτοτύπων

Η δημιουργία πρωτοτύπων σημαίνει την ανάπτυξη μιας πρώτης εφαρμογής του σχεδίου σε πλήρη κλίμακα. Αυτό το μοντέλο επιτρέπει στον σχεδιαστή και τον μηχανικό να έχουν μια ιδέα για το πώς φαίνεται και λειτουργεί το τελικό προϊόν και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Τα αποτελέσματα της πρωτοτυποποίησης είναι χρήσιμα, δεδομένου ότι υπαγορεύουν τον τρόπο με τον οποίο το τελικό προϊόν τροποποιείται ώστε να πληροί τις απαιτήσεις ποιότητας πριν από τη μαζική κυκλοφορία.

9. Εργαλεία

Εργαλειοποίηση είναι η κατασκευή εργαλείων και απαιτήσεων καλουπιών πριν από την έναρξη μιας διαδικασίας παραγωγής μεγάλης κλίμακας. Για τα πλαστικά προϊόντα, πρόκειται συχνά για την κατασκευή εξειδικευμένων καλουπιών που χρησιμοποιούνται σε στάδια διαμόρφωσης, όπως η χύτευση με έγχυση ή η χύτευση με εμφύσηση, τα οποία εξαρτώνται από το σχήμα και το μέγεθος του τελικού προϊόντος που απαιτείται.

10. Παραγωγή

Τέλος, αρχίζει η παραγωγή. Σε αυτό το τελευταίο στάδιο, η πραγματική παραγωγή του πλαστικού προϊόντος γίνεται σύμφωνα με τον σχεδιασμό και τις προδιαγραφές που έχουν θεωρηθεί τέλειες. Ο έλεγχος της ποιότητας του προϊόντος είναι κρίσιμος, ιδίως όταν αξιολογείται κατά πόσον ένα συγκεκριμένο προϊόν πληροί τα σχετικά πρότυπα ποιότητας καθώς και τα αναμενόμενα επίπεδα απόδοσης. Το στάδιο αυτό περιλαμβάνει επίσης τη συσκευασία, τη συναρμολόγηση σε περίπτωση που είχαν αποσυναρμολογηθεί για ευκολότερο χειρισμό και την προετοιμασία τους για αποστολή.

Σκέψεις κατά τον προσδιορισμό της κατάλληλης διαδικασίας για την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων

Ακολουθούν λοιπόν ορισμένα στοιχεία που πρέπει να έχετε υπόψη σας κατά την επιλογή της κατάλληλης διαδικασίας,

1. Πολυπλοκότητα προϊόντος: Σκεφτείτε την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού και αν ένας συγκεκριμένος επιλεγμένος τύπος διεργασίας μπορεί να τον χειριστεί.
2. Απαιτήσεις όγκου: Εξετάστε τον απαιτούμενο όγκο παραγωγής, διότι ορισμένες διεργασίες είναι κατάλληλες για παραγωγή χαμηλού ή υψηλού όγκου.
3. Συμβατότητα υλικών: Αυτό σημαίνει ότι η επιλεγμένη διαδικασία κατασκευής πρέπει να ευθυγραμμιστεί με το επιθυμητό εύρος των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν.
4. Επιπτώσεις στο κόστος: Συμβουλευτείτε το κόστος των εργαλείων, καθώς και το κόστος των υλικών και της παραγωγής, προκειμένου να καθορίσετε πόσο υψηλή είναι αντίστοιχα η αξία της ποιότητας σε αυτή τη γραμμή παραγωγής.
5. Χρόνος παράδοσης: Εκτιμήστε το χρόνο που απαιτείται για τη μετάβαση από το σχεδιασμό στην παραγωγή και επιλέξτε μια διαδικασία που ταιριάζει καλύτερα στο χρονοδιάγραμμα του έργου.

Πλεονεκτήματα της βέλτιστης διαδικασίας για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων

Ακολουθούν διάφορα πλεονεκτήματα της χρήσης βέλτιστων διαδικασιών για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων,

1. Αποδοτικότητα κόστους: Υπάρχει πάντα το αξίωμα ότι αν οι διαδικασίες σχεδιαστούν σωστά, μπορεί πάντα να υπάρχει τρόπος να γίνουν τα προϊόντα φθηνότερα και, ως εκ τούτου, να βγουν περισσότερα χρήματα.
2. Ευελιξία σχεδιασμού: Οι λύσεις επιτρέπουν διακριτά σχέδια και τη δυνατότητα να γίνονται αλλαγές ταχύτερα.
3. Επεκτασιμότητα: Ένα τέτοιο διάγραμμα ροής προάγει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής, καθώς οι διαδικασίες μπορούν εύκολα να κλιμακώνονται μέσω της γραμμής παραγωγής για να καλύψουν τις ανάγκες της αγοράς.
4. Ποιοτικός έλεγχος: Αυτό σημαίνει ότι οι καλά οργανωμένες λειτουργίες οδηγούν στην τυποποίηση των προϊόντων και συνεπώς στη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων.
5. Βιωσιμότητα: Μπορεί να γίνει φιλικό προς το περιβάλλον, χρησιμοποιώντας ανακυκλωμένα πράγματα και μειώνοντας τα απόβλητα στις διαδικασίες.

Περιορισμοί της διαδικασίας σχεδιασμού και ανάπτυξης πλαστικών προϊόντων

Οι ακόλουθοι είναι ορισμένοι περιορισμοί του σχεδιασμού και της ανάπτυξης πλαστικών προϊόντων,

• Υψηλή αρχική επένδυση: Υπάρχουν μερικές διεργασίες όπου η κατασκευή εργαλείων μπορεί να είναι ακριβή, για παράδειγμα, η χύτευση με έγχυση.
• Υλικοί περιορισμοί: Δεν θα πρέπει όλες οι διεργασίες να μπορούν να δέχονται ή να επεξεργάζονται όλους τους τύπους πλαστικών υλικών.
• Πολυπλοκότητα στις αλλαγές σχεδιασμού: Οι αλλαγές που πραγματοποιούνται μετά τη φάση της κατασκευής των εργαλείων μπορεί να είναι πολύ δαπανηρές και χρονοβόρες.
• Περιορισμοί παραγωγής: Ορισμένες από τις μεθόδους περιορίζονται από το μέγεθος ή το σχήμα του παραγόμενου προϊόντος.
• Παραγωγή αποβλήτων: Ορισμένες δραστηριότητες που εκτελούνται μπορεί να παράγουν κάποια απόβλητα που πρέπει να αντιμετωπιστούν με τον κατάλληλο τρόπο.

Εφαρμογές της βέλτιστης διαδικασίας για την ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων

Ορισμένες από τις πιο συνηθισμένες χρήσεις της Βέλτιστης Διαδικασίας στην κατασκευή πλαστικών προϊόντων είναι οι ακόλουθες:

1. Καταναλωτικά ηλεκτρονικά: Σχεδιασμός περιβλημάτων και εξαρτημάτων για φορητές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα και φορητοί υπολογιστές.
2. Ανταλλακτικά αυτοκινήτων: Παραγωγή υλικών υψηλής αντοχής και χαμηλού βάρους που θα βοηθούσαν στη βελτίωση των επιδόσεων των οχημάτων.
3. Ιατρικές συσκευές: Κατασκευή καθαρών και ακριβών εξαρτημάτων για ιατρικές εφαρμογές.
4. Λύσεις συσκευασίας: Δημιουργία νέων και φιλικών προς το περιβάλλον λύσεων συσκευασίας για διάφορα προϊόντα.
5. Οικιακά αγαθά: Δημιουργία μπολ και άλλων μαγειρικών σκευών, καρέκλες, τραπέζια και ντουλάπια μεταξύ άλλων απαραίτητων οικιακών ειδών.

Συμπέρασμα

Συμπερασματικά, ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη πλαστικών προϊόντων είναι ένα σημαντικό βήμα για το σχεδιασμό λειτουργικών προϊόντων που ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις της αγοράς για αυξημένες επιδόσεις. Γι' αυτό είναι απαραίτητο να λαμβάνονται υπόψη τα συγκεκριμένα στάδια και οι σημαντικοί παράγοντες της διαδικασίας, όπως αποδεικνύει η περίπτωση, με τη σωστή προσέγγιση οι εταιρείες θα μπορέσουν να κινηθούν με επιτυχία σε ένα ανταγωνιστικό περιβάλλον. Ως εκ τούτου, πρέπει να παραμένει κανείς ενήμερος σχετικά με τη μελλοντική πρόοδο στο σχεδιασμό πλαστικών προϊόντων όσον αφορά τις νέες τεχνολογίες και τα νέα υλικά.

Υπάρχουν πολλά πλαστικά προϊόντα που θα σχεδιαστούν με ηλεκτρικά εξαρτήματα, όπως το PCB borad και πολλά άλλα ηλεκτρονικά προϊόντα που σχετίζονται με αυτό, σε αυτό το σχεδιασμός και ανάπτυξη ηλεκτρονικών προϊόντων θα είναι πιο περίπλοκο από το σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενιαίου πλαστικού προϊόντος, εάν το έργο σας που θα έχει ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε αυτό, καλώς ήρθατε σε επαφή, είμαστε επαγγελματίες σε αυτόν τον τομέα.

Συχνές ερωτήσεις

Προσδιορίστε τι επιδρά η επιλογή υλικών στο σχεδιασμό πλαστικών προϊόντων.

Αποτελεί επίσης σημαντικό στοιχείο της ανάπτυξης προϊόντων, δεδομένου ότι η επιλογή του υλικού υπαγορεύει τη διάρκεια ζωής, τη χρήση και την αποτελεσματικότητα του προϊόντος.

Πόσο χρόνο χρειάζεται ένα νέο πλαστικό προϊόν για να περάσει από τα στάδια ανάπτυξής του;

Αυτό μπορεί να διαρκέσει από μερικές εβδομάδες έως αρκετούς μήνες ανάλογα με την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού του προϊόντος, αλλά μπορεί να διαρκέσει τουλάχιστον 3 μήνες από την ιδέα έως την παραγωγή.

Ποια είναι τα τυπικά υποστρώματα στα πλαστικά σχεδιασμός προϊόντων?

Περιλαμβάνουν το πολυαιθυλένιο, το πολυπροπυλένιο, το πολυστυρένιο και το χλωριούχο πολυβινύλιο, γνωστό και ως PVC. Όλα τους λοιπόν έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά και επομένως είναι κατάλληλα για διάφορες χρήσεις.

Μπορούν να γίνουν αλλαγές στο σχεδιασμό μετά τη φάση της κατασκευής των εργαλείων;

Ναι, είναι δυνατόν να γίνουν αλλαγές. Ωστόσο, θα κοστίσει περισσότερο χρόνο και χρήμα, οπότε είναι προτιμότερο να γίνουν οι τελευταίες αλλαγές πριν από την κατασκευή εργαλείων.

Τι ρόλο παίζει η δημιουργία πρωτοτύπων στο σχεδιασμό προϊόντων;

Περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός μοντέλου του προτεινόμενου προϊόντος. Έτσι, τα κύρια προβλήματα μπορούν να διαγνωστούν πριν από την πραγματική παραγωγή.

Είναι δυνατόν τα πλαστικά προϊόντα να αναπτυχθούν με βιώσιμο τρόπο;

Ναι, οι περισσότερες διαδικασίες έχουν υιοθετήσει τη χρήση ανακυκλωμένων προϊόντων για να μειώσουν τις αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον.