설계 및 생성 플라스틱 제품 아이디어 창출과 발명, 제품 엔지니어링, 기술, 매력적이고 효율적인 성능의 플라스틱 제품을 건설적으로 제작하는 과정이 포함됩니다. 독특하고 환경 친화적인 솔루션의 실현에 대한 수요가 증가함에 따라 디자이너와 엔지니어는 종이에 그림을 그리는 것부터 시작하여 생산에 이르기까지 여러 단계를 거쳐야 합니다. 이 문서에서는 플라스틱 산업에서 최적의 결과를 달성하는 데 필요한 특정 프로세스, 의사 결정 요소 및 영역을 중심으로 플라스틱 엔지니어링 제품 설계 및 개발의 실제적인 측면에 대해 설명합니다.
플라스틱 제품 디자인 및 개발에 대한 이해?
플라스틱 제품 설계 및 개발 플라스틱으로 신제품을 디자인하는 것과 관련이 있습니다. 다음 단계를 포함하는 현대적인 프로세스입니다: 컨셉, 디자인, 생산. 여기에는 재료 선택, 디자인 이론 준수, 특정 사용자 요구 또는 시장 수요에 맞는 제품을 만들기 위한 제조 요구 사항과 같은 측면이 포함됩니다.
플라스틱 제품 설계 및 개발에 사용되는 다양한 유형의 공정
다음은 플라스틱 제품 디자인 및 개발에 사용할 수 있는 몇 가지 일반적인 프로세스 유형입니다;
1. 사출 성형
이 플라스틱 성형 방법은 대량 생산용 부품을 만드는 데 가장 많이 사용되는 기술 중 하나입니다. 고압 챔버에서 가열된 액체 재료(이 경우 플라스틱)를 부어 원하는 모양을 만드는 공정으로, 플라스틱의 경우 플라스틱 사출 금형 이미 생성된 원하는 모양으로 만들 수 있습니다. 플라스틱이 여전히 뜨거울 때는 금형이 열리면서 부품이 방출되지만 최종 모양은 의도한 대로 유지됩니다. 공정이 빠르고 공차가 좁고 재료 소모가 거의 없는 부품을 생산할 수 있어 대량 생산에 매우 효율적인 기술입니다.
2. 블로우 성형
블로우 성형은 특히 병이나 용기 등 플라스틱 소재로 만든 속이 빈 제품 제조에 적용됩니다. 첫 번째 단계는 열을 사용하여 플라스틱을 부드럽게 한 다음 금형에 붓는 것입니다. 그런 다음 금형에 공기를 주입하고 녹은 플라스틱을 금형 내부 표면의 속이 빈 모양으로 밀어 넣습니다. 블로우 성형은 가볍고 충격에 강해야 하며 액체를 담을 수 있어야 하는 제품에 적합하다고 생각하면 됩니다.
3. 열성형
주로 플라스틱 시트를 가열하여 유연한 형태의 플라스틱으로 변형하는 과정으로 이루어집니다. 그런 다음 재료가 금형 위에 드레이프되고 진공 성형 공정을 통해 금형 표면 위로 그려지고 재료가 식으면 떠납니다. 열성형 성형은 포장 산업, 일회용 트레이 및 용기에 더 널리 적용됩니다. 따라서 이 방법은 상대적으로 비용이 저렴하고 얇고 가벼운 제품을 대량으로 제작할 수 있다는 특징이 있습니다.
4. 회전 성형
회전 성형 또는 로토 성형은 탱크, 놀이기구, 카약과 같은 보트와 같은 대형 빈 제품을 생산하는 데 더 적합한 느린 성형 방법입니다. 여기에서는 분말 플라스틱을 금형에 넣은 다음 가열하고 2면 시스템에서 합성합니다. 금형이 회전하면서 분말이 녹고 금형 내부 벽에 분말이 접착되어 이음새가 없는 튼튼한 제품이 만들어집니다. 다양한 벽 두께를 포함하여 광범위하고 다소 얇은 벽을 가진 용기를 제작하는 데 적합합니다.
5. 3D 프린팅
3D 프린팅 또는 적층 제조 공정은 컴퓨터 소스로부터 생성된 물리적 모델을 사용하여 물체를 제작하는 것을 포함합니다. 대부분의 다른 기술은 제거 또는 주조 기반이지만, 3D 프린팅은 복잡한 표면 형상과 공극을 직접 제어할 수 있습니다. 값비싼 금형을 사용하지 않고도 디자인의 실제 모델을 만들 수 있기 때문에 프로토타입 제작에 자주 사용됩니다. 또한 생산량이 적거나 특정 재료가 필요한 어셈블리에 사용하기에 적합합니다.
플라스틱 제품 설계 및 개발에 사용되는 모든 유형의 공정 비교
다음은 플라스틱 제품 설계 및 개발에 사용되는 모든 유형의 프로세스에 대한 자세한 비교입니다;
| 프로세스 | 설명 | 이상적인 대상 | 강점 | 제한 사항 | 비용 |
| 사출 성형 | 금형에 주입된 용융 플라스틱 | 대용량 부품 | 일관된 품질, 낮은 단위당 비용 | 높은 툴링 비용 | 높음 |
| 블로우 성형 | 중공용 공기 주입 성형 | 병, 용기 | 가볍고 빠른 사이클 | 속이 빈 모양으로 제한 | 보통 |
| 열성형 | 가열 플라스틱 시트 성형 | 포장, 트레이 | 낮은 툴링 비용, 빠른 설정 | 얇은 벽, 제한된 모양 | 낮음 |
| 회전 성형 | 큰 구멍을 위한 금형 회전 | 탱크, 대형 내구성 아이템 | 균일한 벽면, 낮은 툴링 비용 | 느린 주기, 제한된 디테일 | 보통 |
| 3D 프린팅 | 디지털 모델에서 레이어별로 | 프로토타이핑, 복잡한 모양 | 사용자 지정 가능, 툴링 필요 없음 | 느리고 제한된 재료 강도 | 변수 |
완벽한 플라스틱 제품 설계 프로세스
모든 플라스틱 제품 디자인과 개발 프로세스에 대해 단계별로 자세히 알아보겠습니다;
1. 요구 사항 정의
플라스틱 제품의 수명 주기에서 초기 활동은 형태, 용도 및 성능 특성을 파악하는 것입니다. 여기에는 제품의 용도, 사용 대상, 내구성, 유연성, 다양한 환경 요인에 대한 저항성 등의 문제가 포함됩니다.
2. 예비 콘셉트 스케치 만들기
그런 다음 디자이너는 제품의 외관과 일반적인 구성을 상상하는 데 도움이 되는 스케치라고 불리는 것을 만듭니다. 이 스케치는 제품의 외관과 유용성에 대한 간략한 비전을 제공함으로써 사전 이해관계자 회의에 도움이 됩니다.
3. 초기 재료 선택
제작 컨셉이 결정되면 디자이너는 강도, 유연성, 무게, 비용, 재활용성 등의 특성에 따라 가능한 소재를 선택합니다. 이 단계에서는 최종 제품의 요구 사항과 용도에 맞는 소재를 선택하는 데 도움이 됩니다.
4. 머티리얼 속성으로 파트 디자인하기
이 단계에서 선택한 재료의 밀도, 인장 강도, 내열성 등의 특성과 관련하여 제품의 구조가 정의됩니다. 이러한 최적화를 통해 제품이 현장에서 최적의 기능을 발휘할 수 있도록 보장합니다.
5. 구조 분석
구조 분석은 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션과 테스트를 통해 제품이 필요한 대로, 설계된 대로 작동하는지 여부를 판단합니다. 잠재적인 장애물은 설계 프로세스 전반에 걸쳐 시스템과 부품의 성능을 저해할 수 있으므로 이를 피하는 것이 설계자에게 가장 좋습니다.
6. 최종 재료 선택
테스트 후 실험실 결과와 추가 평가를 통해 디자이너는 가장 적합한 소재에 대한 결정을 확정합니다. 이 단계는 선택한 소재가 제품의 용도와 예상 수명 주기를 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
7. 제조용 설계(DFM) 수정하기
In DFM 보고서 (제조를 위한 설계)는 더 나은 제조 공정을 달성하고 비용과 시간을 줄이기 위한 설계 변경에 집중합니다. 이러한 변경에는 부품 수 감소, 선택한 제조 공정을 위한 형태 설계, 부품의 모양 등이 포함될 수 있습니다.
8. 프로토타이핑
프로토타이핑은 설계의 첫 번째 본격적인 구현을 개발하는 것을 의미합니다. 이 모델을 통해 디자이너와 엔지니어는 최종 제품의 모양과 작동 방식, 사용 방법에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다. 프로토타이핑 결과는 대량 출시 전에 최종 제품이 품질 요구 사항을 충족하도록 수정하는 방법을 결정하기 때문에 유용합니다.
9. 툴링
툴링은 대규모 제조 공정이 시작되기 전에 필요한 도구와 금형을 제작하는 작업입니다. 플라스틱 제품의 경우 필요한 최종 제품의 모양과 크기에 따라 사출 성형이나 블로우 성형과 같은 성형 단계에 사용되는 특수 금형을 제작하는 경우가 많습니다.
10. 생산
마지막으로 생산이 시작됩니다. 이 마지막 단계에서는 완벽한 것으로 간주된 디자인과 사양에 따라 플라스틱 제품의 실제 생산이 이루어집니다. 특히 특정 제품이 관련 품질 표준과 예상 성능 수준을 충족하는지 평가할 때 제품 품질 관리가 매우 중요합니다. 이 단계에는 취급이 용이하도록 분해된 경우 포장, 조립 및 배송 준비도 포함됩니다.
플라스틱 제품 개발에 적합한 프로세스를 파악할 때 고려해야 할 사항
따라서 적절한 프로세스를 선택할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 사실이 있습니다;
- 제품 복잡성: 설계의 복잡성과 선택한 특정 프로세스 유형이 이를 처리할 수 있는지 생각해 보세요.
- 볼륨 요구 사항: 일부 프로세스는 소량 또는 대량 생산에 적합하므로 필요한 생산량을 고려하세요.
- 소재 호환성: 즉, 선택한 제조 공정이 사용하고자 하는 재료의 범위와 일치해야 합니다.
- 비용 영향: 툴링 비용과 재료 및 생산 비용을 검토하여 이 생산 라인에서 얼마나 높은 품질에 상응하는 가치를 부여할 수 있는지 결정합니다.
- 리드 타임: 디자인에서 제작까지 소요되는 시간을 예측하고 프로젝트의 기간에 가장 적합한 프로세스를 선택하세요.
플라스틱 제품 설계 및 개발을 위한 최적의 공정의 장점
다음은 플라스틱 제품 설계 및 개발에 최적의 프로세스를 사용할 때 얻을 수 있는 다양한 장점입니다;
- 비용 효율성: 프로세스를 제대로 설계하면 제품을 더 저렴하게 만들어 더 많은 수익을 창출할 수 있다는 격언은 항상 존재합니다.
- 디자인 유연성: 솔루션을 통해 차별화된 디자인을 구현하고 보다 신속하게 변경할 수 있습니다.
- 확장성: 이러한 흐름도는 생산 라인을 통해 프로세스를 쉽게 확장하여 시장의 요구 사항을 충족할 수 있으므로 생산 효율성을 높일 수 있습니다.
- 품질 관리: 이는 잘 조직된 운영이 제품 표준화로 이어져 제품 품질을 향상시킨다는 것을 의미합니다.
- 지속 가능성: 재활용된 물건을 사용하고 공정에서 폐기물을 줄여 환경 친화적으로 만들 수 있습니다.
플라스틱 제품 설계 및 개발 프로세스의 한계
다음은 플라스틱 제품 디자인 및 개발의 몇 가지 제한 사항입니다;
- 높은 초기 투자 비용: 사출 성형과 같이 툴링 비용이 많이 드는 공정이 몇 가지 있습니다.
- 재료 제한: 모든 프로세스가 모든 유형의 플라스틱 소재를 수용하거나 처리할 수 있어야 하는 것은 아닙니다.
- 디자인 변경의 복잡성: 툴링 단계 이후에 변경하는 것은 비용과 시간이 많이 소요될 수 있습니다.
- 생산 제약: 일부 방법은 생산되는 제품의 크기나 모양에 따라 제한됩니다.
- 폐기물 발생: 특정 활동을 수행하면 올바른 방식으로 처리해야 하는 폐기물이 발생할 수 있습니다.
플라스틱 제품 개발을 위한 최적의 공정 적용 사례
플라스틱 제품 제조에서 최적 공정의 가장 일반적인 용도는 다음과 같습니다:
- 소비자 가전: 휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 기기의 케이스와 부품을 디자인합니다.
- 자동차 부품: 차량 성능 향상에 도움이 되는 고강도 경량 소재를 생산합니다.
- 의료 기기: 의료용 애플리케이션을 위한 깨끗하고 정확한 부품을 제조합니다.
- 패키징 솔루션: 다양한 제품을 위한 새롭고 환경 친화적인 포장 솔루션을 만듭니다.
- 홈 상품: 그릇과 기타 주방 용품, 의자, 테이블, 찬장 등 가정에 필요한 물건을 만들 수 있습니다.
결론
결론적으로, 플라스틱 제품의 설계 및 개발은 향상된 성능에 대한 시장의 요구 사항을 충족하는 기능성 제품을 설계하는 데 있어 중요한 단계입니다. 그렇기 때문에 사례에서 알 수 있듯이 프로세스의 특정 단계와 중요한 요소를 고려해야 하며, 올바른 접근 방식을 통해 기업은 경쟁 환경을 성공적으로 탐색할 수 있습니다. 따라서 새로운 기술과 소재에 관한 한 플라스틱 제품 설계의 미래 발전에 대한 최신 지식을 유지해야 합니다.
PCB 보라드 및 기타 많은 전자 관련 제품과 같은 전기 부품으로 디자인 할 플라스틱 제품이 많이 있습니다. 전자 제품 설계 및 개발 단일 플라스틱 제품 설계 및 개발보다 더 복잡할 것이며, 전자 부품이 포함될 프로젝트가 있다면 이 분야의 전문가인 저희에게 연락을 환영합니다.
자주 묻는 질문
소재 선택이 플라스틱 제품 디자인에 미치는 영향을 파악합니다.
또한 소재 선택에 따라 제품의 수명, 사용 및 효과가 결정되므로 제품 개발의 중요한 요소입니다.
새로운 플라스틱 제품이 개발 단계를 거치는 데 얼마나 걸리나요?
제품 디자인의 복잡성에 따라 몇 주에서 몇 달까지 걸릴 수 있지만, 컨셉에서 생산까지 최소 3개월이 소요될 수 있습니다.
플라스틱의 일반적인 기질은 무엇인가요? 제품 디자인?
폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 PVC라고도 알려진 폴리염화비닐이 여기에 포함됩니다. 따라서 모두 이러한 특성을 가지고 있으므로 다양한 용도에 적합합니다.
툴링 단계 이후에 설계를 변경할 수 있나요?
예, 변경할 수 있습니다. 하지만 시간과 비용이 더 많이 들기 때문에 툴링 전에 마지막 변경 작업을 하는 것이 좋습니다.
제품 디자인에서 프로토타이핑은 어떤 역할을 하나요?
여기에는 제안된 제품의 모델을 만드는 것이 포함됩니다. 따라서 실제 생산 전에 주요 문제를 진단할 수 있습니다.
플라스틱 제품이 지속 가능한 방식으로 개발될 수 있을까요?
예, 대부분의 프로세스에서 환경에 미치는 악영향을 줄이기 위해 재활용 제품 사용을 채택하고 있습니다.