Progettazione e creazione di un prodotto in plastica Il settore della produzione di plastica comprende la generazione e l'invenzione di idee, l'ingegnerizzazione dei prodotti, la tecnologia e la realizzazione di prodotti in plastica attraenti e dalle prestazioni efficienti. Poiché la realizzazione di soluzioni uniche ed ecologiche è sempre più richiesta, i progettisti e gli ingegneri devono affrontare diverse fasi, a partire dai disegni su carta fino alla produzione. Questo articolo analizza gli aspetti pratici della progettazione e dello sviluppo di prodotti in plastica, concentrandosi su processi specifici, fattori decisionali e aree necessarie per ottenere risultati ottimali nell'industria delle materie plastiche.
Comprensione della progettazione e dello sviluppo di prodotti in plastica?
Progettazione e sviluppo di prodotti in plastica relativi alla progettazione di nuovi prodotti a base di materie plastiche. Si tratta di un processo moderno che prevede le seguenti fasi: Ideazione, progettazione e produzione. Si tratta di aspetti quali la scelta dei materiali, l'aderenza alle teorie di progettazione e i requisiti di produzione per la creazione di prodotti che soddisfino una determinata esigenza dell'utente o la domanda del mercato.
Diversi tipi di processi utilizzati nella progettazione e nello sviluppo di prodotti in plastica
Ecco alcuni dei tipi comuni di processi che possiamo utilizzare per la progettazione e lo sviluppo di prodotti in plastica;
1. Stampaggio a iniezione
Questo metodo di stampaggio delle materie plastiche è una delle tecnologie più utilizzate per la creazione di pezzi destinati alla produzione di massa. Si tratta di un processo in cui la forma desiderata viene creata versando un materiale liquido riscaldato, che in questo caso è la plastica, in una camera ad alta pressione e che si presenta nella forma desiderata. stampo ad iniezione per plastica in una forma desiderata già creata. In un altro caso, quando la plastica rimane calda, lo stampo si apre e rilascia il pezzo, ma la forma finale rimane quella desiderata. Si tratta di una tecnica molto efficiente per la produzione di volumi, perché il processo è veloce e i pezzi possono essere prodotti con tolleranze strette e con un consumo di materiale molto ridotto.
2. Stampaggio a soffiaggio
Lo stampaggio a soffiaggio si applica in particolare alla fabbricazione di prodotti cavi in materiale plastico, come bottiglie e contenitori. La prima fase consiste nell'ammorbidire la plastica con il calore e nel versarla su uno stampo. L'aria viene quindi forzata all'interno dello stampo e la plastica fusa viene spinta nella forma cava della superficie interna dello stampo. L'idea che il soffiaggio sia adatto a prodotti che devono essere leggeri, resistenti agli urti e in grado di contenere un liquido.
3. Termoformatura
Si tratta principalmente di riscaldare un foglio di plastica e trasformarlo in una forma flessibile di plastica. Il materiale viene poi drappeggiato sullo stampo e, attraverso un processo di formatura sottovuoto, viene tirato sulla superficie dello stampo per poi uscire quando il materiale si raffredda. La termoformatura è più ampiamente applicata nell'industria dell'imballaggio, dei vassoi monouso e dei contenitori. Questo metodo è caratterizzato da costi relativamente bassi e consente la creazione di prodotti sottili e leggeri in grandi quantità.
4. Stampaggio rotazionale
Lo stampaggio rotazionale o rotostampaggio è un metodo di stampaggio più lento, più adatto alla produzione di articoli vuoti di grandi dimensioni come serbatoi, attrezzature da gioco e imbarcazioni come i kayak. In questo caso, la plastica in polvere viene inserita in uno stampo che viene riscaldato e composto su un sistema a due piani. Mentre lo stampo ruota, la polvere si scioglie e si lega alle pareti interne dello stampo, ottenendo un prodotto resistente e senza giunture. È adatto per la generazione di un contenitore esteso e a pareti piuttosto sottili, con spessori variabili.
5. Stampa 3D
La stampa 3D o processo di fabbricazione additiva prevede la costruzione di un oggetto utilizzando un modello fisico creato da una fonte informatica. Mentre la maggior parte delle altre tecnologie sono basate sull'asportazione o sulla fusione, la stampa 3D consente di controllare direttamente le geometrie intricate delle superfici e i vuoti. Poiché è in grado di creare un modello fisico del progetto senza l'uso del costoso stampo, viene spesso utilizzata per la prototipazione. È anche appropriata se la tiratura di produzione è ridotta o se si tratta di assemblaggi che richiedono materiali specifici.
Confronto tra tutti i tipi di processi utilizzati nella progettazione e nello sviluppo di prodotti in plastica
Di seguito è riportato un confronto dettagliato di tutti i tipi di processi utilizzati nella progettazione e nello sviluppo di prodotti in plastica;
| Processo | Descrizione | Ideale per | Punti di forza | Limitazioni | Costo |
| Stampaggio a iniezione | Plastica fusa iniettata in stampi | Pezzi ad alto volume | Qualità costante, basso costo unitario | Elevati costi di attrezzaggio | Alto |
| Stampaggio a soffiaggio | Stampaggio con gonfiaggio ad aria per gli avvallamenti | Bottiglie, contenitori | Leggero, a ciclo rapido | Limitato alle forme cave | Moderare |
| Termoformatura | Fogli di plastica riscaldati stampati | Imballaggio, vassoi | Basso costo di attrezzaggio, rapida messa a punto | Pareti sottili, forme limitate | Basso |
| Stampaggio rotazionale | Rotazione dello stampo per grandi cavità | Serbatoi, articoli durevoli di grandi dimensioni | Pareti uniformi, basso costo di attrezzaggio | Ciclo lento, dettagli limitati | Moderare |
| Stampa 3D | Strato per strato da un modello digitale | Prototipazione, forme complesse | Personalizzabile, senza bisogno di utensili | Più lento, resistenza limitata del materiale | Variabile |
Processo completo di progettazione di prodotti in plastica
Analizziamo in modo approfondito tutti i progetti e i processi di sviluppo dei prodotti in plastica;
1. Definizione dei requisiti
L'attività iniziale del ciclo di vita di un prodotto in plastica è l'identificazione delle caratteristiche di forma, uso e prestazioni. Questo comprende l'uso, più precisamente chi lo utilizzerà, e questioni come la durata, la flessibilità o la resistenza a diversi fattori ambientali.
2. Creare uno schizzo concettuale preliminare
I progettisti realizzano quindi quelli che vengono chiamati, in realtà, schizzi che aiutano a immaginare l'aspetto del prodotto e la sua costruzione generale. Questi schizzi aiutano nelle riunioni preliminari con gli stakeholder, fornendo una visione sintetica dell'aspetto e dell'utilità del prodotto.
3. Selezione iniziale dei materiali
Una volta risolto il concetto di creazione, i progettisti scelgono i possibili materiali in base alle loro caratteristiche quali resistenza, flessibilità, peso, costo e riciclabilità. Questa fase aiuta a selezionare il materiale che soddisfa i requisiti e l'applicazione del prodotto finale sul mercato.
4. Progettazione di parti in base alle proprietà dei materiali
In questa fase, la struttura del prodotto viene definita in base alle proprietà di densità, resistenza alla trazione, resistenza al calore, ecc. dei materiali scelti. Questa ottimizzazione garantisce che il prodotto sia in grado di funzionare in modo ottimale sul campo.
5. Analisi strutturale
L'analisi strutturale si avvale di simulazioni e test computerizzati per determinare la capacità del prodotto di funzionare come richiesto e come progettato. I potenziali ostacoli possono impedire le prestazioni del sistema e della sua parte durante il processo di progettazione, quindi evitarli sarebbe la cosa migliore per i progettisti.
6. Selezione finale dei materiali
Dopo i test, i risultati di laboratorio e le valutazioni aggiuntive vengono utilizzati per consolidare la decisione dei progettisti sui materiali più adatti da utilizzare. Questa fase contribuisce a verificare che il materiale scelto soddisfi le esigenze del prodotto e il suo ciclo di vita previsto.
7. Modificare la progettazione per la produzione (DFM)
In Rapporto DFM (design for manufacturing), si concentra sulle modifiche alla progettazione per ottenere un processo di produzione migliore, con costi e tempi ridotti. Queste modifiche possono includere la riduzione dei pezzi, la progettazione della forma per il processo di produzione scelto e le forme dei pezzi.
8. Prototipazione
Prototipare significa sviluppare una prima implementazione in scala reale del progetto. Questo modello consente al progettista e all'ingegnere di avere un'idea dell'aspetto, del funzionamento e dell'utilizzo del prodotto finale. I risultati della prototipazione sono utili perché dettano il modo in cui il prodotto finale viene modificato per soddisfare i requisiti di qualità prima del rilascio di massa.
9. Utensili
L'attrezzaggio è la produzione di utensili e stampi prima dell'inizio di un processo di produzione su larga scala. Per i prodotti in plastica, si tratta spesso della realizzazione di stampi specializzati utilizzati nelle fasi di formatura, come lo stampaggio a iniezione o il soffiaggio, che dipendono dalla forma e dalle dimensioni del prodotto finale richiesto.
10. La produzione
Infine, inizia la produzione. In quest'ultima fase, la produzione vera e propria del prodotto in plastica avviene seguendo il progetto e le specifiche che sono state considerate perfette. Il controllo della qualità del prodotto è fondamentale, soprattutto per valutare se un determinato prodotto soddisfa gli standard di qualità e i livelli di prestazione previsti. Questa fase prevede anche l'imballaggio, l'assemblaggio nel caso in cui siano stati smontati per facilitarne la manipolazione e la preparazione per la spedizione.
Considerazioni per l'identificazione del processo appropriato per lo sviluppo di prodotti in plastica
Ecco quindi alcuni fatti da tenere presenti nella scelta di un processo appropriato;
- Complessità del prodotto: Pensate alla complessità del progetto e alla possibilità di gestire un certo tipo di processo selezionato.
- Requisiti di volume: Considerate il volume di produzione richiesto, perché alcuni processi sono adatti per una produzione a basso o alto volume.
- Compatibilità dei materiali: Ciò significa che il processo di produzione scelto deve essere in linea con la gamma di materiali da utilizzare.
- Implicazioni sui costi: Consultare i costi degli utensili, dei materiali e della produzione per determinare il valore della qualità in questa linea di produzione.
- Tempi di consegna: Stimare il tempo necessario per passare dalla progettazione alla produzione e selezionare il processo più adatto alle tempistiche del progetto.
Pro del processo ottimale per la progettazione e lo sviluppo di prodotti in plastica
Di seguito sono elencati i diversi vantaggi dell'utilizzo di processi ottimali per la progettazione e lo sviluppo di prodotti in plastica;
- Efficienza dei costi: Si è sempre pensato che, se i processi sono progettati correttamente, si può sempre trovare un modo per rendere i prodotti più economici e quindi guadagnare di più.
- Flessibilità di progettazione: Le soluzioni consentono progetti distinti e la possibilità di apportare modifiche più rapidamente.
- Scalabilità: Un diagramma di flusso di questo tipo favorisce l'efficienza della produzione, in quanto i processi possono essere facilmente scalati attraverso la linea di produzione per soddisfare le esigenze del mercato.
- Controllo di qualità: Ciò implica che operazioni ben organizzate portano alla standardizzazione del prodotto, migliorandone così la qualità.
- Sostenibilità: Può essere reso ecologico, utilizzando oggetti riciclati e riducendo i rifiuti nei processi.
Limiti del processo di progettazione e sviluppo di prodotti in plastica
Di seguito sono riportati alcuni limiti della progettazione e dello sviluppo di prodotti in plastica;
- Elevato investimento iniziale: Ci sono alcuni processi in cui l'attrezzaggio può essere costoso, come ad esempio lo stampaggio a iniezione.
- Limitazioni materiali: Non tutti i processi devono essere in grado di accettare o trattare tutti i tipi di materiale plastico.
- Complessità nei cambiamenti di progetto: Le modifiche apportate dopo la fase di attrezzaggio possono essere molto costose e richiedere molto tempo.
- Vincoli di produzione: Alcuni metodi sono limitati dalle dimensioni o dalla forma del prodotto che si sta realizzando.
- Generazione di rifiuti: Alcune attività che vengono svolte possono generare dei rifiuti che devono essere trattati nel modo giusto.
Applicazioni del processo ottimale per lo sviluppo di prodotti in plastica
Alcuni degli usi più comuni del Processo Ottimale nella produzione di prodotti in plastica sono i seguenti:
- Elettronica di consumo: Progettazione di involucri e componenti per gadget portatili come telefoni cellulari e notebook.
- Parti di ricambio per autoveicoli: Produrre materiali ad alta resistenza e basso peso che contribuiscano a migliorare le prestazioni dei veicoli.
- Dispositivi medici: Produzione di pezzi puliti e precisi per applicazioni mediche.
- Soluzioni di imballaggio: Creare soluzioni di imballaggio nuove ed ecologiche per diversi prodotti.
- Prodotti per la casa: Creare ciotole e altri utensili da cucina, sedie, tavoli e armadi, oltre ad altri oggetti necessari per la casa.
Conclusione
In conclusione, la progettazione e lo sviluppo di prodotti in plastica è una fase importante per la creazione di prodotti funzionali che soddisfino le esigenze del mercato in termini di prestazioni. Per questo motivo è necessario considerare le fasi specifiche e i fattori importanti del processo, come dimostra il caso, con il giusto approccio le aziende saranno in grado di navigare con successo in un ambiente competitivo. Pertanto, è necessario mantenere una conoscenza aggiornata dei progressi futuri nella progettazione di prodotti in plastica per quanto riguarda le nuove tecnologie e i nuovi materiali.
Ci sono molti prodotti in plastica che si progettano con componenti elettrici, come il borad PCB e molti altri prodotti elettronici correlati, su questo progettazione e sviluppo di prodotti elettronici sarà più complesso poi singolo prodotto di plastica progettazione e sviluppo, se il vostro progetto che avrà componenti elettronici in esso, benvenuto a contattare, siamo professionisti in questo campo.
Domande frequenti
Identificare gli effetti della selezione dei materiali sulla progettazione di prodotti in plastica.
È anche un elemento importante dello sviluppo di un prodotto, poiché la scelta del materiale ne determina la durata, l'uso e l'efficacia.
Quanto tempo impiega un nuovo prodotto in plastica a passare attraverso le sue fasi di sviluppo?
Questo processo può durare da alcune settimane a diversi mesi, a seconda della complessità del design del prodotto, ma può richiedere almeno 3 mesi dalla concezione alla produzione.
Quali sono i substrati tipici della plastica design del prodotto?
Si tratta di polietilene, polipropilene, polistirene e cloruro di polivinile, noto anche come PVC. Tutti hanno queste caratteristiche e sono quindi adatti a vari usi.
È possibile apportare modifiche alla progettazione dopo la fase di attrezzaggio?
Sì, è possibile apportare modifiche. Tuttavia, ciò comporterà un costo maggiore in termini di tempo e denaro, quindi è meglio effettuare le ultime modifiche prima dell'attrezzaggio.
Che ruolo ha la prototipazione nella progettazione di un prodotto?
Si tratta di creare un modello del prodotto proposto. In questo modo, i principali problemi possono essere diagnosticati prima della produzione vera e propria.
È possibile sviluppare prodotti in plastica in modo sostenibile?
Sì, la maggior parte dei processi ha abbracciato l'uso di prodotti riciclati per ridurre gli effetti negativi sull'ambiente.