Design og utvikling av plastprodukter

Utforming og opprettelse av en plastprodukt innebærer idégenerering og oppfinnelse, produktutvikling, teknologi og konstruktiv produksjon av attraktive og effektive plastprodukter. Etter hvert som etterspørselen etter unike og miljøvennlige løsninger øker, må designere og ingeniører gå gjennom flere trinn, fra tegninger på papir til produksjon. Denne artikkelen tar for seg de praktiske aspektene ved design og utvikling av plastprodukter, med fokus på spesifikke prosesser, beslutningsfaktorer og områder som er nødvendige for å oppnå optimale resultater i plastindustrien.

Forståelse for design og utvikling av plastprodukter?

Design og utvikling av plastprodukter knyttet til design av nye produkter av plast. De er en moderne prosess som omfatter følgende trinn: Konsept, design og produksjon. Dette innebærer aspekter som valg av materialer, overholdelse av designteorier og produksjonskrav for å komme opp med produkter som passer til et bestemt brukerbehov eller markedets etterspørsel.

Ulike typer prosesser som brukes i design og utvikling av plastprodukter

Her er noen av de vanligste prosessene vi kan bruke for design og utvikling av plastprodukter;

1. Sprøytestøping

Denne metoden for støping av plast er en av de mest brukte teknologiene for å lage deler til masseproduksjon. Det er en prosess der en ønsket form skapes ved å helle et oppvarmet flytende materiale, som i dette tilfellet er plast, under et høytrykkskammer og vises i sprøytestøpeform for plast i en ønsket form som allerede er opprettet. I et annet tilfelle, når plasten fortsatt er varm, åpnes formen og slipper ut delen, men den endelige formen forblir den som er tiltenkt. Det er en svært effektiv teknikk for volumproduksjon fordi prosessen går raskt, og delene kan produseres med små toleranser og svært lite materialforbruk.

2. Blåsestøping

Blåsestøping brukes spesielt til produksjon av hule produkter laget av plastmaterialer, for eksempel flasker og beholdere. Det første trinnet innebærer å myke opp plasten ved hjelp av varme og deretter helle den på en form. Deretter presses luft inn i formen, og den smeltede plasten presses inn i den hule formen på formens indre overflate. Når det gjelder ideen om at blåsestøping er bra for produkter som må være lette, motstandsdyktige mot støt og bør ha evnen til å inneholde en væske.

3. Termoforming

Den består hovedsakelig av oppvarming av en plastplate som omdannes til en fleksibel form av plast. Materialet legges deretter over formen og trekkes via en vakuumformingsprosess over overflaten av formen og forlater den når materialet avkjøles. Termoforming er mer utbredt i emballasjeindustrien, engangsbrett og beholdere. Denne metoden kjennetegnes av relativt lave kostnader og gjør det mulig å lage tynne, lette produkter i store mengder.

4. Rotasjonsstøping

Rotasjonsstøping eller rotasjonsstøping er en langsommere støpemetode som egner seg bedre til produksjon av store, tomme gjenstander som tanker, lekeapparater og båter som kajakker. Her legges plastpulveret i en form som varmes opp og blandes i et toplanssystem. Når formen roterer, smelter pulveret, og pulveret bindes til formens innvendige vegger, noe som gir et sterkt produkt uten sømmer. Den er egnet for produksjon av en omfattende og ganske tynnvegget beholder med varierende veggtykkelse.

5. 3D-utskrift

3D-printing eller additiv produksjon innebærer at man konstruerer et objekt ved hjelp av en fysisk modell som er opprettet fra en datakilde. Mens de fleste andre teknologier er basert på fjerning eller støping, muliggjør 3D-printing direkte kontroll av intrikate overflategeometrier og hulrom. Fordi den kan lage en fysisk modell av designet uten bruk av en kostbar støpeform, brukes den ofte til prototyping. Det er også hensiktsmessig å bruke 3D-printing ved små produksjonsserier eller på sammenstillinger som krever spesifikke materialer.

Sammenligning av alle typer prosesser som brukes i design og utvikling av plastprodukter

Her følger en detaljert sammenligning av alle typer prosesser som brukes i design og utvikling av plastprodukter;

Prosess	Beskrivelse	Ideell for	Styrker	Begrensninger	Kostnader
Sprøytestøping	Smeltet plast sprøytes inn i støpeformer	Deler i store volumer	Jevn kvalitet, lav kostnad per enhet	Høye verktøykostnader	Høy
Blåsestøping	Luftoppblåst støp for hulrom	Flasker, beholdere	Lav vekt, rask syklus	Begrenset til hule former	Moderat
Termoforming	Oppvarmede plastplater støpt	Emballasje, brett	Lave verktøykostnader, raskt oppsett	Tynne vegger, begrensede former	Lav
Rotasjonsstøping	Formrotasjon for store hulrom	Tanker, store, holdbare gjenstander	Ensartede vegger, lave verktøykostnader	Langsom syklus, begrenset detaljrikdom	Moderat
3D-utskrift	Lag-for-lag fra en digital modell	Prototyping, komplekse former	Kan tilpasses, uten behov for verktøy	Langsommere, begrenset materialstyrke	Variabel

Komplett designprosess for plastprodukter

La oss diskutere alle plastproduktdesignene og utviklingsprosessen trinnvis i dybden;

1. Definere krav

Den første aktiviteten i livssyklusen til et plastprodukt er identifisering av form, bruk og ytelsesegenskaper. Dette omfatter bruken av produktet, hvem som skal bruke det, og forhold som holdbarhet, fleksibilitet eller motstand mot ulike miljøfaktorer.

2. Lag en foreløpig konseptskisse

Designerne lager det som kalles skisser, som i realiteten er skisser som hjelper dem med å forestille seg produktets utseende og generelle konstruksjon. Disse skissene er til hjelp i de innledende møtene med interessentene ved at de gir en kort visjon av produktets utseende og nytteverdi.

3. Innledende valg av materialer

Når konseptet er fastlagt, velger designerne mulige materialer ut fra egenskaper som styrke, fleksibilitet, vekt, kostnad og resirkulerbarhet. Dette trinnet bidrar til å velge et materiale som oppfyller kravene og bruksområdene til det endelige produktet på markedet.

4. Designdel etter materialegenskaper

På dette stadiet blir produktets struktur definert med hensyn til egenskapene til de valgte materialenes tetthet, strekkfasthet, varmebestandighet osv. Denne optimaliseringen garanterer at produktet kan fungere optimalt ute i felten.

5. Strukturell analyse

Strukturanalyser benytter datastyrte simuleringer og tester for å finne ut om produktet kan fungere som ønsket og som designet. Potensielle hindringer kan hindre ytelsen til systemet og dets deler gjennom hele designprosessen, så det beste for designerne er å unngå dem.

6. Endelig valg av materialer

Etter testingen brukes laboratorieresultatene og ytterligere evalueringer til å underbygge designernes beslutning om hvilke materialer som er best egnet. Dette trinnet bidrar til å verifisere at det valgte materialet oppfyller de behovene produktet er beregnet på, og at det har den forventede livssyklusen.

7. Endre design for produksjon (DFM)

I DFM-rapport (design for produksjon), konsentrerer seg om designendringer for å oppnå en bedre produksjonsprosess, lavere kostnader og kortere tid. Disse endringene kan omfatte reduksjon av antall deler, formdesign for den valgte produksjonsprosessen og formen på delene.

8. Utforming av prototyper

Prototyping betyr å utvikle en første fullskala implementering av designet. Denne modellen gjør det mulig for designeren og ingeniøren å få en idé om hvordan det endelige produktet ser ut, fungerer og kan brukes. Resultatene av prototypingen er nyttige, siden de avgjør hvordan det endelige produktet skal modifiseres for å oppfylle kvalitetskravene før det lanseres i masseproduksjon.

9. Verktøy

Verktøyproduksjon er produksjon av verktøy og støpeformer før en produksjonsprosess i stor skala starter. For plastprodukter dreier det seg ofte om å lage spesialiserte støpeformer som brukes i formingstrinn som sprøytestøping eller blåsestøping, avhengig av formen og størrelsen på sluttproduktet som kreves.

10. Produksjon

Til slutt begynner produksjonen. I denne siste fasen skjer selve produksjonen av plastproduktet i henhold til design og spesifikasjoner som har blitt vurdert som perfekte. Kontroll av produktkvaliteten er avgjørende, spesielt når man skal vurdere om et bestemt produkt oppfyller de relevante kvalitetsstandardene og de forventede ytelsesnivåene. Dette trinnet innebærer også pakking, montering i tilfelle de ble demontert for enklere håndtering, og klargjøring for forsendelse.

Overveielser i forbindelse med valg av prosess for utvikling av plastprodukter

Her er noen fakta du må huske på når du velger en passende prosess;

1. Produktets kompleksitet: Tenk på kompleksiteten i designet og om en bestemt valgt prosesstype kan håndtere det.
2. Krav til volum: Ta hensyn til ønsket produksjonsvolum, fordi noen prosesser egner seg for lav- eller høyvolumproduksjon.
3. Materialkompatibilitet: Det betyr at den valgte produksjonsprosessen må tilpasses det ønskede materialutvalget som skal brukes.
4. Kostnadskonsekvenser: Se over verktøykostnader, material- og produksjonskostnader for å finne ut hvor høy kvalitet som verdsettes på denne produksjonslinjen.
5. Leveringstid: Beregn hvor lang tid det tar å gå fra design til produksjon, og velg en prosess som passer best til prosjektets tidsramme.

Fordeler med den optimale prosessen for design og utvikling av plastprodukter

Her er noen av fordelene ved å bruke optimale prosesser for design og utvikling av plastprodukter;

1. Kostnadseffektivitet: Det er alltid slik at hvis prosessene er utformet på riktig måte, kan det alltid finnes en måte å gjøre produktene billigere og dermed tjene mer penger på.
2. Fleksibel design: Løsningene gjør det mulig å designe og gjøre endringer raskere.
3. Skalerbarhet: Et slikt flytskjema fremmer effektivitet i produksjonen, ettersom prosessene enkelt kan skaleres gjennom produksjonslinjen for å møte markedets behov.
4. Kvalitetskontroll: Dette innebærer at en velorganisert drift fører til standardisering av produktene og dermed bedre produktkvalitet.
5. Bærekraft: Det kan gjøres miljøvennlig ved å bruke resirkulerte ting og redusere avfallet i prosessene.

Begrensninger i prosessen for design og utvikling av plastprodukter

Her følger noen av begrensningene ved design og utvikling av plastprodukter;

• Høy startinvestering: Det finnes noen få prosesser der verktøy kan være kostbare, for eksempel sprøytestøping.
• Materielle begrensninger: Ikke alle prosesser bør kunne ta imot eller behandle alle typer plastmateriale.
• Kompleksitet i designendringer: Endringer som gjøres etter verktøyfasen, kan være svært kostbare og tidkrevende.
• Produksjonsbegrensninger: Noen av metodene begrenses av størrelsen eller formen på produktet som skal produseres.
• Avfallsproduksjon: Visse aktiviteter som utføres, kan generere en del avfall som må håndteres på riktig måte.

Anvendelser av den optimale prosessen for utvikling av plastprodukter

Noen av de vanligste bruksområdene for Optimal Process ved produksjon av plastprodukter er som følger:

1. Forbrukerelektronikk: Design av kabinetter og deler til bærbare dingser som mobiltelefoner og bærbare PC-er.
2. Bildeler: Produsere materialer med høy styrke og lav vekt som kan bidra til å forbedre kjøretøyets ytelse.
3. Medisinsk utstyr: Produksjon av rene og nøyaktige deler til medisinsk bruk.
4. Emballasjeløsninger: Skaper nye og miljøvennlige emballasjeløsninger for ulike produkter.
5. Hjemmevarer: Lag boller og annet kjøkkenutstyr, stoler, bord og skap blant andre nødvendige husholdningsartikler.

Konklusjon

Konklusjonen er at design og utvikling av plastprodukter er et viktig skritt på veien mot funksjonelle produkter som oppfyller markedets krav til forbedret ytelse. Derfor er det nødvendig å ta hensyn til de spesifikke stadiene og viktige faktorene i prosessen, slik caset viser, og med riktig tilnærming vil bedrifter kunne navigere i et konkurranseutsatt miljø. Derfor må man holde seg oppdatert på den fremtidige utviklingen innen design av plastprodukter når det gjelder ny teknologi og nye materialer.

Det er mange plastprodukter som vil designe med elektriske komponenter, som PCB borad og mange andre elektroniske relaterte produkter, på dette design og utvikling av elektroniske produkter vil være mer kompleks enn design og utvikling av enkelt plastprodukt, hvis prosjektet ditt som vil ha elektroniske komponenter i det, er du velkommen til å kontakte, vi er profesjonelle på dette feltet.

Vanlige spørsmål

Identifiser hva materialvalg gjør med design av plastprodukter.

Det er også et viktig element i produktutviklingen, siden materialvalget er avgjørende for produktets levetid, bruk og effektivitet.

Hvor lang tid tar det å utvikle et nytt plastprodukt?

Dette kan ta fra noen uker til flere måneder, avhengig av kompleksiteten i produktdesignet, men det kan ta minst tre måneder fra konsept til produksjon.

Hva er de typiske substratene i plast produktdesign?

De inkluderer polyetylen, polypropylen, polystyren og polyvinylklorid, også kjent som PVC. Alle har disse egenskapene og egner seg derfor til ulike bruksområder.

Kan det gjøres designendringer etter verktøyfasen?

Ja, det er mulig å gjøre endringer. Det vil imidlertid koste mer tid og penger, så det er bedre å gjøre de siste endringene før verktøyet settes inn.

Hvilken rolle spiller prototyping i produktdesign?

Det innebærer å lage en modell av det foreslåtte produktet. Slik kan de viktigste problemene diagnostiseres før selve produksjonen.

Er det mulig å utvikle plastprodukter på en bærekraftig måte?

Ja, de fleste prosesser har tatt i bruk resirkulerte produkter for å redusere de negative effektene på miljøet.