Проектирование и разработка изделий из пластмассы

Проектирование и создание пластиковое изделие включает в себя генерирование и изобретение идей, разработку продуктов, технологий и конструктивное изготовление привлекательных и эффективных пластиковых изделий. Поскольку реализация уникальных и экологически чистых решений становится все более востребованной, дизайнерам и инженерам приходится проходить несколько этапов, начиная с чертежей на бумаге и заканчивая производством. В этой статье рассматриваются практические аспекты проектирования и разработки изделий из пластмасс с акцентом на конкретные процессы, факторы принятия решений и области, необходимые для достижения оптимальных результатов в индустрии пластмасс.

Понимание дизайна и разработки изделий из пластмассы?

Проектирование и разработка изделий из пластмассы связанные с разработкой новых изделий из пластмасс. Они представляют собой современный процесс, включающий следующие этапы: Концепция, дизайн и производство. Это включает в себя такие аспекты, как выбор материалов, следование теориям проектирования и производственным требованиям при создании продуктов, которые соответствуют определенным потребностям пользователей или рыночному спросу.

Различные типы процессов, используемых при проектировании и разработке изделий из пластмассы

Вот некоторые из распространенных типов процессов, которые мы можем использовать для проектирования и разработки изделий из пластмассы;

1. Литье под давлением

Этот метод формования пластмасс является одной из наиболее часто используемых технологий создания деталей для массового производства. Это процесс, при котором желаемая форма создается путем заливки нагретого жидкого материала, которым в данном случае является пластик, в камеру высокого давления и оказывается в пресс-форма для литья пластмассы под давлением в уже созданную желаемую форму. В другом случае, когда пластик остается горячим, форма открывается и выпускает деталь, но конечная форма остается той, которая была задумана. Это очень эффективная технология для серийного производства, поскольку процесс происходит быстро, и детали могут быть изготовлены с точными допусками и очень малым расходом материала.

2. Выдувное формование

Выдувное формование применяется, в частности, для изготовления полых изделий из пластика, таких как бутылки и контейнеры. На первом этапе пластик размягчается с помощью тепла и выливается на форму. Затем в форму подается воздух, и расплавленный пластик вытесняется в полую форму на внутренней поверхности формы. Когда речь заходит о том, что выдувное формование хорошо подходит для изделий, которые должны быть легкими, устойчивыми к ударам и обладать способностью удерживать жидкость.

3. Термоформование

В основном он заключается в нагревании пластикового листа и превращении его в гибкую форму. Затем материал накладывается на форму и с помощью процесса вакуумного формования вытягивается по поверхности формы и выходит из нее после остывания материала. Термоформование более широко применяется в упаковочной промышленности, при производстве одноразовых подносов и контейнеров. Так, этот метод характеризуется относительно низкой стоимостью и позволяет создавать тонкие легкие изделия в больших количествах.

4. Вращательное формование

Ротационное формование или ротоформование - это более медленный метод формования, который больше подходит для производства больших пустых изделий, таких как баки, игровое оборудование и лодки, например байдарки. В этом случае порошкообразный пластик помещается в форму, которая затем нагревается и также компаундируется в двухплоскостной системе. При вращении формы порошок плавится, и происходит сцепление порошка с внутренними стенками формы, обеспечивая прочное изделие без швов. Он подходит для создания объемных и довольно тонкостенных контейнеров с различной толщиной стенок.

5. 3D-печать

3D-печать или аддитивное производство подразумевает создание объекта с помощью физической модели, созданной на основе компьютерного источника. В то время как большинство других технологий основаны на удалении или литье, 3D-печать позволяет напрямую контролировать сложную геометрию поверхности и пустоты. Поскольку она позволяет создать физическую модель конструкции без использования дорогостоящей пресс-формы, ее часто применяют для создания прототипов. Ее также целесообразно использовать при небольших объемах производства или при сборке узлов, для которых требуются особые материалы.

Сравнение всех типов процессов, используемых при проектировании и разработке изделий из пластмассы

Ниже приводится подробное сравнение всех типов процессов, используемых при проектировании и разработке изделий из пластмассы;

Процесс	Описание	Идеально подходит для	Сильные стороны	Ограничения	Расходы
Литье под давлением	Расплавленный пластик впрыскивается в формы	Крупносерийные детали	Неизменное качество, низкая стоимость единицы продукции	Высокая стоимость оснастки	Высокий
Выдувное формование	Пневматическая формовка для впадин	Бутылки, контейнеры	Легкий, быстрый цикл	Ограничено полыми формами	Умеренный
Термоформование	Формованные нагретые пластиковые листы	Упаковка, лотки	Низкая стоимость инструмента, быстрая настройка	Тонкие стенки, ограниченные формы	Низкий
Вращательное формование	Вращение пресс-формы для больших впадин	Танки, большие прочные предметы	Равномерные стенки, низкая стоимость оснастки	Медленный цикл, ограниченная детализация	Умеренный
3D-печать	Послойная печать с цифровой модели	Прототипирование, сложные формы	Настраиваемый, не требующий инструментов	Медленнее, ограниченная прочность материала	Переменная

Полный процесс проектирования изделий из пластмассы

Давайте подробно и поэтапно обсудим все этапы проектирования и разработки пластиковых изделий;

1. Определение требований

Первоначальным этапом жизненного цикла пластикового изделия является определение формы, использования и эксплуатационных характеристик. Это включает в себя его использование, а также вопросы, связанные с долговечностью, гибкостью или устойчивостью к различным факторам окружающей среды.

2. Создайте предварительный эскиз концепции

Затем дизайнеры делают так называемые эскизы, которые на самом деле помогают представить внешний вид изделия и его общую конструкцию. Эти эскизы помогают на предварительных встречах с заинтересованными сторонами, давая краткое представление о внешнем виде и полезности продукта.

3. Первоначальный выбор материалов

После того как концепция создания решена, дизайнеры выбирают возможные материалы в зависимости от их характеристик, таких как прочность, гибкость, вес, стоимость и возможность вторичной переработки. Этот этап помогает выбрать материал, который соответствует требованиям и применению конечного продукта на рынке.

4. Конструирование деталей по свойствам материала

На этом этапе определяется структура изделия с учетом свойств выбранных материалов: плотности, прочности на разрыв, термостойкости и т. д. Такая оптимизация гарантирует, что изделие будет оптимально функционировать в полевых условиях.

5. Структурный анализ

Структурный анализ использует компьютерное моделирование и испытания для определения способности изделия работать так, как требуется и как задумано. Потенциальные препятствия могут помешать работе системы и ее частей на протяжении всего процесса проектирования, поэтому их избежание будет наилучшим решением для конструкторов.

6. Окончательный выбор материалов

После тестирования результаты лабораторных исследований и дополнительные оценки используются для того, чтобы утвердить решение дизайнеров о наиболее подходящих материалах. Этот этап помогает убедиться в том, что выбранный материал будет соответствовать потребностям, для которых предназначено изделие, и его ожидаемому сроку службы.

7. Модифицируйте конструкцию для производства (DFM)

В отчет DFM (design for manufacturing), концентрируется на изменениях в конструкции для достижения лучшего производственного процесса, меньшей стоимости и времени. Эти изменения могут включать уменьшение количества деталей, разработку формы для выбранного производственного процесса и формы деталей.

8. Прототипирование

Прототипирование означает разработку первой полномасштабной реализации дизайна. Эта модель позволяет дизайнеру и инженеру получить представление о том, как выглядит, работает и как может быть использован конечный продукт. Результаты прототипирования полезны, поскольку они определяют, как доработать конечный продукт, чтобы он соответствовал требованиям качества перед массовым выпуском.

9. Инструментарий

Инструментальная обработка - это изготовление инструментов и пресс-форм перед началом крупномасштабного производственного процесса. Для пластмассовых изделий это часто изготовление специализированных штампов, используемых на этапах формования, таких как литье под давлением или выдувное формование, которые зависят от формы и размера конечного продукта.

10. Производство

Наконец, начинается производство. На этом последнем этапе происходит фактическое изготовление пластикового изделия в соответствии с дизайном и спецификациями, которые были признаны идеальными. Контроль качества продукции очень важен, особенно при оценке соответствия конкретного изделия стандартам качества, а также ожидаемым эксплуатационным характеристикам. Этот этап также включает в себя упаковку, сборку, если они были разобраны для более удобного обращения, и подготовку к отправке.

Учет при определении подходящего процесса для разработки пластиковых изделий

Итак, вот несколько фактов, которые вы должны иметь в виду при выборе подходящего процесса;

1. Сложность продукта: Подумайте о сложности конструкции и о том, сможет ли с ней справиться определенный тип выбранного процесса.
2. Требования к объему: Учитывайте необходимый объем производства, поскольку некоторые процессы подходят для мало- или крупносерийного производства.
3. Совместимость материалов: Это означает, что выбранный производственный процесс должен соответствовать требуемому ассортименту используемых материалов.
4. Последствия для затрат: Ознакомьтесь с затратами на оснастку, а также с затратами на материалы и производство, чтобы определить, насколько высокое качество соответственно ценится на данной производственной линии.
5. Время выполнения: Оцените время, необходимое для перехода от разработки к производству, и выберите процесс, который наилучшим образом соответствует временным рамкам проекта.

Плюсы оптимального процесса проектирования и разработки изделий из пластмассы

Ниже перечислены различные преимущества использования оптимальных процессов для проектирования и разработки изделий из пластмассы;

1. Экономическая эффективность: Всегда можно утверждать, что при правильной разработке процессов всегда можно найти способ удешевить продукцию и, следовательно, получить больше денег.
2. Гибкость дизайна: Решения позволяют разрабатывать различные проекты и быстрее вносить изменения.
3. Масштабируемость: Такая технологическая схема способствует повышению эффективности производства, поскольку процессы могут легко масштабироваться по производственной линии в соответствии с потребностями рынка.
4. Контроль качества: Это означает, что хорошо организованные операции приводят к стандартизации продукции, а значит, улучшают ее качество.
5. Устойчивость: Его можно сделать экологически чистым, используя в процессе переработки вторсырье и сокращая количество отходов.

Ограничения процесса проектирования и разработки изделий из пластмассы

Ниже перечислены некоторые ограничения, связанные с проектированием и разработкой пластиковых изделий;

• Высокие первоначальные инвестиции: Есть несколько процессов, где оснастка может быть дорогой, например литье под давлением.
• Ограничения по материалу: Не все процессы могут принимать или обрабатывать все типы пластиковых материалов.
• Сложность при изменении дизайна: Изменения, вносимые после этапа изготовления оснастки, могут быть очень дорогими и отнимать много времени.
• Производственные ограничения: Некоторые из методов ограничены размером или формой производимого продукта.
• Образование отходов: В результате определенной деятельности могут образовываться отходы, которые необходимо правильно утилизировать.

Применение оптимального процесса для разработки изделий из пластмассы

Некоторые из наиболее распространенных применений Оптимального процесса в производстве пластмассовых изделий следующие:

1. Бытовая электроника: Разработка корпусов и деталей для таких портативных гаджетов, как мобильные телефоны и ноутбуки.
2. Автомобильные детали: Производство высокопрочных материалов с низким весом, которые помогут улучшить эксплуатационные характеристики автомобилей.
3. Медицинские приборы: Производство чистых и точных деталей для медицинского применения.
4. Упаковочные решения: Создание новых и экологически безопасных упаковочных решений для различных продуктов.
5. Товары для дома: Миски и другая кухонная утварь, стулья, столы и шкафы, а также другие необходимые предметы домашнего обихода.

Заключение

В заключение следует отметить, что проектирование и разработка пластиковых изделий - это важный этап создания функциональных продуктов, отвечающих требованиям рынка по улучшенным эксплуатационным характеристикам. Поэтому необходимо учитывать конкретные этапы и важные факторы этого процесса, как показывает пример, при правильном подходе компании смогут успешно ориентироваться в конкурентной среде. Поэтому необходимо постоянно знать о будущем прогрессе в области проектирования изделий из пластмасс, касающемся новых технологий и материалов.

Есть много пластиковых продуктов, которые будут разрабатывать с электрическими компонентами, как PCB borad и многие другие электронные связанные продукты, на этом проектирование и разработка электронных продуктов Если ваш проект, в котором есть электронные компоненты, более сложный, чем проектирование и разработка одного пластикового изделия, добро пожаловать в контакт, мы являемся профессионалами в этой области.

Часто задаваемые вопросы

Определите, как выбор материала влияет на дизайн пластмассового изделия.

Это также важный элемент разработки продукта, поскольку выбор материала определяет срок его службы, использование и эффективность.

Сколько времени требуется новому пластиковому изделию, чтобы пройти стадии разработки?

Это может занять от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от сложности дизайна продукта, но от концепции до производства может пройти не менее 3 месяцев.

Каковы типичные основы для пластика дизайн продукта?

К ним относятся полиэтилен, полипропилен, полистирол и поливинилхлорид, также известный как ПВХ. Все они обладают этими характеристиками и поэтому подходят для различных целей.

Можно ли вносить изменения в конструкцию после этапа изготовления оснастки?

Да, внести изменения можно. Однако это будет стоить больше времени и денег, поэтому лучше внести последние изменения до изготовления оснастки.

Какую роль играет прототипирование в дизайне продукта?

Он предполагает создание модели предлагаемого продукта. Таким образом, основные проблемы могут быть диагностированы до начала производства.

Возможно ли экологически безопасное производство пластмассовых изделий?

Да, в большинстве процессов используются продукты вторичной переработки, чтобы уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.