Proiectare pentru fabricație

Scopul Designului pentru Manufacturabilitate

În lumea materialelor plastice, Designul pentru Manufacturabilitate (DFM) reprezintă combinația de artă, știință și tehnologii necesare pentru proiectarea unei piese sau a unui produs din plastic înainte de realizarea sculelor și producție, astfel încât să răspundă așteptărilor de calitate și cost ale clienților. Scopul DFM este de a oferi niveluri mai ridicate de satisfacție a clienților, costuri de producție mai mici și profituri mai mari.

Pentru a-și atinge obiectivele, DFM necesită colaborare între procesator, OEM și client. Trebuie să valorifice procesele de fabricație de top din industrie. Principiile sale susțin un proces de turnare științifică care include selecția materialelor. Este necesar să recunoască și să funcționeze în limita și până la capacitățile maxime ale echipamentelor de producție ale procesatorului. În procesul de proiectare trebuie să utilizeze tehnologie de ultimă generație precum simularea și software ERP, precum și robotică și sisteme de control al procesului pentru producție.

Pe această pagină, Rosti explorează DFM pentru a ajuta clienții și potențialii clienți să înțeleagă rolul său în timpul procesului de validare al designului, înainte de startul realizării sculelor. Puteți descărca întreaga pagină în format PDF de aici, citi toate observațiile și insight-urile noastre derulând pe această pagină sau puteți apăsa pe oricare dintre linkurile de mai sus pentru a ajunge la subiectul care vă interesează.

Bazele și Beneficiile Designului pentru Manufacturabilitate

Design pentru Manufacturabilitate (DFM) presupune proiectarea unui produs astfel încât să optimizeze eficiența proceselor de producție și/sau a echipamentelor folosite, pentru a obține costuri de producție unitare cât mai mici și cea mai înaltă calitate posibilă. Cel mai important motiv pentru integrarea DFM în fabricarea produselor injectate din plastic este faptul că 70% din costurile de producție pot fi determinate de deciziile de proiectare.

DFM presupune alegerea procesului de fabricație corect pentru o piesă sau un produs; investiții în diferite tehnologii, utilizarea principiilor de proiectare de ultimă generație (discutate mai jos) și selectarea materialelor potrivite cu proprietățile necesare pentru a oferi consistența și calitatea cerută de clienții și potențialii dvs. clienți.

DFM este o componentă esențială a unei alte cerințe ale clientului: reducerea costurilor de fabricație și asamblare. O prezentare simplă a modului în care se realizează acest lucru este oferită mai jos; totuși, atunci când un plan DFM este completat la birou, acesta ar trebui să fie un document inginereasc cu focus maxim pe obținerea unui echilibru „just right” între calitate și costuri.

13 Ghiduri DFM pentru Reducerea Costurilor și Provocărilor Asociate cu Fabricarea unui Component de Plastic

Navigarea complexității fabricării componentelor din plastic poate părea descurajantă, plină de provocări și costuri ridicate. Totuși, aplicarea unor principii solide de design pentru manufacturabilitate (DFM) poate simplifica semnificativ procesul și reduce cheltuielile. Mai jos găsiți 13 principii strategice de DFM, adaptate producției de componente plastice, pentru a vă ajuta să diminuați dificultățile, să reduceți costurile și să eficientizați fluxul de producție.

1. 
   

   DFM în injecția de plastic reduce costurile și timpul de lansare pe piață

   
   

   Implementarea principiilor DFM încă de la început în procesul de injecție plastică nu doar că reduce costurile, dar accelerează și lansarea pe piață. Începând DFM devreme, chiar înainte de realizarea sculelor, poți identifica posibilele capcane ale designului, economisind timp și resurse.

   
   
2. 
   

   Implică toate părțile pentru a provoca/problematiza designul

   
   

   Crearea unui produs de succes necesită o abordare interdisciplinară. Aceasta înseamnă reunirea inginerilor, proiectanților, producătorilor colaboratori, a producătorilor de matrițe și a furnizorilor de materiale. Fiecare parte aduce o perspectivă valoroasă, iar combinarea acestor insight-uri ajută la analizarea și îmbunătățirea designului pentru o manufacturabilitate superioară.

   
   
3. 
   

   Proiectează pentru a reduce numărul total de piese

   
   

   Fiecare componentă adăugată într-un design crește complexitatea și costul. Prin optimizarea designului pentru a reduce numărul total de piese, puteți eficientiza semnificativ procesul de fabricație și economisi la materiale și manoperă.

   
   
4. 
   

   Realizează produsul într-un design modular

   
   

   Designul modular promovează flexibilitatea și ușurează asamblarea, repararea și modernizarea. Permite interschimbabilitatea pieselor, scurtează timpul de producție și reduce costurile totale de fabricație.

   
   
5. 
   

   Limitează numărul de operații mecanice necesare

   
   

   Fiecare operațiune mecanică reprezintă o oportunitate pentru apariția unei erori și adaugă la costul general. Limitarea numărului de operații mecanice printr-un design eficient poate îmbunătăți procesul de producție, reduce risipa și minimiza perioadele de nefuncționare.

   
   
6. 
   

   Folosește componente standard

   
   

   Componentele standard sunt ușor disponibile, mai ieftine și nu necesită producție personalizată. Integrarea lor în design poate reduce drastic costurile și simplifica asamblarea și mentenanța.

   
   
7. 
   

   Proiectează piese multifuncționale

   
   

   Piesele multifuncționale pot îndeplini mai multe roluri, reducând astfel numărul componentelor dintr-un design. Această abordare simplifică procesul de manufactură și îmbunătățește funcționalitatea și valoarea produsului final.

   
   
8. 
   

   Proiectează piese pentru utilizare multiplă

   
   

   Piesele proiectate pentru utilizare multiplă pot fi folosite în mai multe linii de produse, sporind eficiența de producție și reducând costurile de stocare. Acest principiu ajută și la crearea unor designuri sustenabile, prin diminuarea risipei.

   
   
9. 
   

   Proiectează pentru ușurință în fabricație

   
   

   Ușurința în fabricație ar trebui să fie un obiectiv principal în procesul de proiectare. Formele simple și designurile necomplicate sunt mai ușor și mai ieftin de realizat, necesită mai puține operațiuni mecanice și sunt mai puțin predispuse la erori de producție.

   
   
10. 
    

    Evită elementele de fixare separate

    
    

    Elementele de fixare separate complică asamblarea și măresc costurile. Proiectarea pieselor astfel încât să se îmbine sau să se fixeze ușor reduce complexitatea și necesitatea unor componente suplimentare.

    
    
11. 
    

    Minimizează direcțiile de asamblare

    
    

    Reducerea numărului direcțiilor de asamblare simplifică procesul, scade riscul de erori la montaj și, implicit, reduce costurile. Această abordare poate crește viteza și eficiența liniei de producție.

    
    
12. 
    

    Maximizează conformitatea

    
    

    Respectarea standardelor și reglementărilor din industrie este importantă în producție. Un design care respectă aceste norme încă de la început simplifică fabricarea, reduce riscul penalizărilor pentru neconformitate și crește acceptarea produsului pe piață.

    
    
13. 
    

    Minimizează manipularea și ia în calcul cum influențează designul ambalarea și transportul pieselor

    
    

    Fiecare etapă de manipulare, ambalare și transport adaugă costuri și riscuri de deteriorare. Minimizarea manipulării și luarea în calcul a impactului designului asupra ambalării și transportului poate genera economii importante și crește calitatea produsului final.

    
    

Estimarea Costurilor de Producție

De Ce este Important DFM pentru Procesul de Injecție Plastică

Dincolo de simpla estimare a costurilor de producție, procesatorul tău ar trebui să folosească principiile DFM pentru a reduce costurile componentelor, costurile de asamblare, costurile de susținere a producției și pentru a identifica impactul deciziilor DFM asupra altor factori de-a lungul întregului proces de proiectare și producție.

Un alt motiv pentru a alege un procesator care utilizează principiile DFM este complexitatea tot mai mare a pieselor injectate din plastic. Lucruri precum toleranțele, unghiurile de degajare, undercut-urile și multe altele trebuie luate în calcul în etapa de proiectare pentru a atinge cerințele de calitate/cost ale clienților.

Beneficiile Designului pentru Manufacturare în turnarea prin injectare a materialelor plastice

1. 
   

   Costuri de producție mai mici

   
   

   Design for Manufacturing (DFM) poate reduce semnificativ costurile de producție ale componentelor din plastic. La Plastic Components Inc., inginerii de proiectare valorifică avantajele DFM pentru turnarea prin injectare pentru a asigura eficiență și costuri reduse.

   
   
2. 
   

   Calitate superioară

   
   

   Prin concentrarea pe DFM încă de la începutul unui proiect, producătorii pot îmbunătăți calitatea produsului final. Aceasta asigură că fiecare aspect al proiectului este optimizat pentru procesul de injectare, rezultând mai puține defecte și o calitate generală superioară.

   
   
3. 
   

   Timp mai scurt până la lansarea pe piață

   
   

   DFM simplifică procesul de producție, eliminând pașii și ineficiențele inutile. Acest lucru poate reduce semnificativ timpul necesar pentru ca un produs să treacă de la stadiul de proiect la piață, oferind producătorilor un avantaj competitiv.

   
   
4. 
   

   Costuri mai mici pentru echipamentele de capital

   
   

   Prin optimizarea proiectului pentru procesul de producție, DFM poate reduce necesitatea unor utilaje și scule specializate. Aceasta duce la costuri mai mici pentru echipamentele de capital și la un proces de producție mai economic.

   
   
5. 
   

   Potenzial crescut de automatizare

   
   

   Principiile DFM pot oferi un potențial mai mare de automatizare în procesul de producție. Proiectele optimizate pentru automatizare pot reduce suplimentar costurile de producție, crește eficiența și asigura o calitate mai constantă a produsului.

   
   
6. 
   

   Accelerarea începutului producției la capacitate maximă

   
   

   Prin eliminarea potențialelor probleme de producție chiar din faza de proiectare, DFM permite o tranziție mai lină către producția la scară largă. Aceasta înseamnă că producția poate demara mai rapid, ceea ce duce la o lansare pe piață mai rapidă și la creșterea satisfacției clienților.

   
   
7. 
   

   Mai puține modificări inginerești

   
   

   DFM ajută la identificarea și rezolvarea potențialelor probleme de producție încă din faza de proiectare. Acest lucru reduce nevoia de modificări inginerești costisitoare și consumatoare de timp după începerea producției, contribuind la un proces de manufacturare mai eficient și mai economic.

   
   
8. 
   

   Costuri mai mici la materiale și manoperă

   
   

   Prin optimizarea designului pentru eficiență și ușurința producției, DFM poate aduce economii semnificative atât la materiale, cât și la costurile cu forța de muncă. Acest lucru conduce la un proces de producție mai economic și mai sustenabil.

   
   
9. 
   

   Reducerea timpului ciclului de dezvoltare a produsului

   
   

   DFM poate reduce semnificativ ciclul de dezvoltare a unui produs prin identificarea posibilelor probleme de producție încă din faza de proiectare. Acest lucru asigură o tranziție lină către producție și ajută la lansarea mai rapidă a produselor pe piață.

   
   
10. 
    

    Punerea accentului pe standarde reduce costurile

    
    

    DFM pune accent pe respectarea standardelor industriale și a celor mai bune practici. Acest lucru nu doar că asigură calitatea și siguranța produsului final, dar reduce și costurile asociate cu nerespectarea cerințelor și cu refacerile.

    
    

Factori esențiali în optimizarea Designului pentru Manufacturare

Înainte de a fi creată o matriță, cele mai bune practici DFM pentru piese din plastic injectat iau în considerare următoarele elemente critice:

Înțelegerea ratei de contracție a materialului:

Contracția este reducerea dimensională a piesei injectate pe măsură ce se răcește după injectare. Toate materialele au rate diferite de contracție în funcție de familia de rășini (materiale amorfe sau cristaline), proiectarea matriței și condițiile de procesare. Rășina poate de asemenea să se contracte diferit în funcție de direcția de curgere. Ca regulă generală, o modificare de 10% a temperaturii matriței poate duce la o schimbare de 5% a contracției inițiale. În plus, presiunea de injectare are un efect direct asupra ratei de contracție. Cu cât presiunea de injectare este mai mare, cu atât contracția este mai mică. Consultați aici rate tipice de contracție a matrițelor.

Considerații privind unghiul de extracție:

Modul în care elementele unei piese sunt formate în matriță determină tipul de unghi de extracție necesar. Elementele formate prin goluri oarbe sau buzunare (cum ar fi majoritatea padurilor, nervurilor și stâlpilor) ar trebui să se subțieze pe măsură ce se extind în interiorul matriței. Suprafețele formate de glisoare pot să nu necesite unghi de extracție dacă oțelul se separă de suprafață înainte de ejecție. Luați în considerare încorporarea unor unghiuri sau conicități la elementele produsului precum pereți, nervuri, stâlpi și paduri care sunt paralele cu direcția de extragere din matriță, facilitând astfel ejecția piesei.

• Un unghi de extracție de cel puțin o jumătate de grad este acceptabil pentru majoritatea materialelor. Rășinile de temperatură înaltă și cele exotice pot necesita unul până la două grade de unghi de extracție. Adăugați încă un grad pentru fiecare 0,001 inch adâncime a texturii.
• Proiectați cu unghi de extracție toate suprafețele paralele cu direcția de separare a matriței.
• Inclinați pereții și alte elemente ale piesei formate în ambele jumătăți ale matriței pentru a facilita ejecția și a menține grosimea pereților uniformă.

Menținerea grosimii uniforme a pereților:

O grosime uniformă a pereților pe întreaga piesă (dacă este posibil) este esențială pentru a evita secțiunile groase. Proiectarea unor pereți neuniformi poate duce la deformarea piesei pe măsură ce materialul topit se răcește.

Dacă sunt necesare secțiuni cu grosimi diferite, realizați tranzițiile cât mai line pentru a permite materialului să curgă uniform în cavitate. Astfel, matrița va fi umplută complet și se vor reduce șansele de defecte. Rotunjirea sau conicizarea tranzițiilor de grosime va minimiza tensiunea reziduală și concentrarea de stres asociată cu modificările bruște de grosime.

Incorporarea grosimii potrivite a pereților pentru piesa dumneavoastră poate avea efecte drastice asupra costurilor și vitezei de producție. Grosimea minimă ce poate fi folosită depinde de dimensiunea și geometria piesei, cerințele structurale și comportamentul de curgere al rășinii. În general, grosimea pereților la piesele injectate variază între 2mm – 4mm (0,080″ – 0,160″). Injectarea pereților subțiri poate produce pereți de până la 0,5mm (0,020″). Colaborați cu un producător și proiectant cu experiență pentru a vă asigura că grosimile pereților sunt corecte pentru designul și materialul ales.

Adăugarea razelor la margini:

Pe lângă zonele principale ale unei piese, grosimea uniformă a pereților este un element de proiectare crucial și la margini și colțuri. Adăugarea unor raze generoase la colțurile rotunjite oferă numeroase avantaje designului unei piese din plastic, inclusiv reducerea concentrării stresului și o mai bună fluidizare a materialului. Piesele cu raze ample tind să fie și mai economice și mai ușor de produs, având rezistență și aspect îmbunătățite.

Importanța nervurilor:

Mulți proiectanți cred că, mărind grosimea pereților unei piese, îi vor crește rezistența. În realitate, pereții prea groși pot cauza deformări, scufundări și alte defecte. Avantajul folosirii nervurilor este că acestea cresc rezistența unei piese fără a mări grosimea pereților. Fiind necesar mai puțin material, nervurile sunt o soluție eficientă pentru consolidare. Pentru o rigiditate mai mare, creșteți numărul de nervuri în loc să măriți înălțimea, și păstrați între ele o distanță minimă de două ori grosimea nominală a peretelui.

Considerații privind unghiul de extracție:

Modul în care elementele unei piese sunt formate în matriță determină tipul de unghi de extracție necesar. Elementele formate prin goluri oarbe sau buzunare (cum ar fi majoritatea padurilor, nervurilor și stâlpilor) ar trebui să se subțieze pe măsură ce se extind în matriță. Suprafețele formate de glisoare pot să nu necesite unghi de extracție dacă oțelul se separă de suprafață înainte de ejecție. Luați în considerare încorporarea unghiurilor sau conicităților la elementele produsului precum pereți, nervuri, stâlpi și paduri care sunt paralele cu direcția de extragere din matriță, ceea ce ușurează ejecția piesei.

Finisarea piesei:

Opțiunile de finisare a suprafeței pentru piesele din plastic turnate prin injecție variază în funcție de designul piesei și de compoziția chimică a materialului folosit. Opțiunile de finisare ar trebui discutate din faza incipientă a procesului de proiectare, deoarece materialul ales poate avea un impact semnificativ asupra tipului de finisaj implementat. În cazul în care se folosește un finisaj lucios, selecția materialului poate fi deosebit de importantă. Atunci când luați în considerare adăugarea de compuși pentru a obține un finisaj de suprafață dorit și pentru a îmbunătăți calitatea piesei, colaborarea cu un producător de piese prin injectare care lucrează cu profesioniști de știința materialelor este esențială.

Luarea în considerare a acestor elemente este fundamentală pentru a integra expertiza în inginerie și producție, pentru a identifica greșeli, a observa oportunități de eficientizare și reducere a costurilor, dar și pentru a evalua fezabilitatea cerințelor de contract. De obicei, producătorul dumneavoastră de produse prin injectare va realiza o analiză detaliată a acestor elemente împreună cu echipa dumneavoastră mult înainte de a începe procesul de creare a matriței.

DFM nu este un ghid sau principiu „de sine stătător” atunci când vine vorba de producția de produse sau piese din plastic turnate prin injecție. Acesta funcționează în combinație cu alte abordări pentru optimizarea designului, cum ar fi proiectarea pentru funcționalitate, pentru asamblare și pentru sustenabilitate, fiecare fiind discutată mai jos.

Abordarea în patru părți a Rosti pentru proiectarea pieselor din plastic în vederea optimizării fabricării

Înțelegerea materialelor pentru componentele din plastic și rolul lor în Proiectarea pentru Fabricare

Selecția materialului este o parte critică a procesului DFM pentru a obține piese și produse din plastic de înaltă calitate/cost redus/producție rapidă. Numărul mare de tipuri de materiale plastice și proprietățile asociate acestora fac ca discuțiile dintre furnizorii de materiale, producătorii prin injecție și producătorii de produse să fie extrem de importante, deoarece abordarea nevoilor specifice din faza de proiectare este cheia pentru a evita modificări costisitoare ulterior.

Alegerea materialelor influențează rezistența și flexibilitatea, rezistența la temperatură, durabilitatea, aspectul, rezistența, durata de viață și (bineînțeles) costul de producție. Alte necesități pot include:

• Aprobări ale agențiilor
• Asamblare
• Rezistență chimică
• Disponibilitatea rășinii

Când vine vorba de alegerea materialului potrivit, sunt necesare experiență, expertiză și discuții pentru a echilibra toți acești factori înainte de realizarea unei matrițe și a sculelor. Mai jos veți găsi un ghid de discuție și o prezentare generală de bază a materialelor utilizate în abordarea și procesul dvs. DFM.

Puncte de discuție care ghidează selecția materialelor plastice pentru turnarea prin injecție

Selecția materialelor potrivite este un aspect esențial al procesului de turnare prin injecție, necesitând o analiză atentă a diverșilor factori care pot influența produsul final. Materialul ales trebuie să corespundă funcției intenționate a produsului, standardelor de siguranță, condițiilor de mediu și constrângerilor bugetare. Tabelul următor prezintă principalele puncte de discuție de luat în considerare la selecția materialelor plastice pentru turnarea prin injecție. Abordând aceste elemente, producătorii pot alege cel mai potrivit și eficient material pentru nevoile lor specifice de producție prin injecție.

Ghid de bază pentru selecția materialelor în turnarea prin injecție

Producătorii folosesc o varietate largă de materiale plastice pentru a turna piese care sunt încorporate în produse și, tot mai des, au început să înlocuiască alte materiale precum bronzul, oțelul inoxidabil, aluminiul și ceramica. Unele dintre cele mai populare motive pentru utilizarea sau trecerea la plastic includ durata de viață mai mare a piesei, reducerea uzurii componentelor altor produse, viteze mai mari pe linia de producție, rezistență la coroziune și scădere a greutății. În plus, companiile raportează economii între 25 și 50 la sută atunci când piesele sunt convertite la plastic care, de multe ori, prezintă caracteristici de performanță superioare.

Sursa: Grandview Research, Raportul despre piața materialelor plastice turnate prin injecție, pe materii prime, https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/injection-molded-plastics-market

Alinierea timpurie cu partenerul de turnare prin injecție pentru a alege cea mai bună rășină este esențială pentru succesul producției unei piese în procesul de proiectare pentru fabricabilitate.

Selectarea materialului joacă un rol critic în rezistența și flexibilitatea piesei dumneavoastră turnate. Abordarea nevoilor specifice din faza de proiectare vă poate ajuta să evitați modificări costisitoare ulterior. Echilibrarea caracteristicilor precum rigiditatea, durabilitatea, rezistența și altele este cheia pentru obținerea unei funcționalități optime a piesei. În plus, este important să înțelegeți diferențele cheie dintre unele dintre cele mai des folosite rășini.

ABS (acrilonitril butadien stiren) este un material comun pentru turnare prin injecție care poate fi procurat și procesat relativ ușor, la un preț accesibil. Este un material rezistent, solid, care oferă o bună rezistență la impact, este ușor de prelucrat și răspunde unei varietăți de cerințe estetice. Însă această rășină nu este recomandată pentru piese expuse la căldură intensă prelungită, deoarece se va deforma sau topi la temperaturi de peste / în jur de 200 de grade Fahrenheit.

Policarbonatul este o categorie de materiale termoplastice de calitate superioară care se prelucrează ușor și oferă adesea un plus de rezistență la spargere. Fiind în mod natural transparent, policarbonatul este ideal pentru aplicații de tip sticlă rezistentă (ochelari de protecție, laboratoare medicale și multe altele). Policarbonatul nu este potrivit pentru aplicații în care se dorește o flexibilitate sporită sau opțiuni de culoare estetice.

Nailonul cu fibră de sticlă este un termoplastic armat, unde rășina de nailon de bază are fibre de sticlă adăugate pentru rezistență suplimentară și rezistență la temperaturi ridicate. Această rășină este de asemenea mai neconductivă din punct de vedere electric decât multe altele, dar, în ciuda punctului său de topire ridicat, este mai predispusă la ardere decât alte materiale.

Polipropilena este un termoplastic flexibil, potrivit pentru aplicații industriale și de consum. Este cunoscută ca fiind o rășină foarte maleabilă, care poate fi modelată în multe feluri fără a-și pierde forma originală. Polipropilena oferă, de asemenea, rezistență la solvenți, substanțe chimice și raze UV.

Acetaluleste cunoscut pentru rezistența sa excelentă la frecare și este un material extrem de rigid. Poate fi colorat și vopsit ușor în procesul de turnare; totuși, nu oferă o rezistență superioară la temperaturi ridicate.

Unul dintre cei mai importanți pași atunci când vă pregătiți pentru selecția rășinii în turnarea prin injecție este crearea unei liste complete de cerințe pentru selecția materialului pentru produs. Lista ar trebui să includă cu siguranță ținta de preț și disponibilitatea rășinii – deoarece disponibilitatea rășinii poate reprezenta un risc, așadar este indicat să luați în calcul variante alternative.

Este de asemenea important să se ia în considerare faptul că unele caracteristici ale rășinilor exotice și termorezistente sunt unice și pot avea performanțe diferite de la o aplicație la alta. Pentru a valorifica la maximum atât designul, cât și materialul, inginerii de proiectare cu experiență și producătorii prin injecție trebuie să analizeze numeroși factori.

Înțelegerea finisajului de suprafață și rolul său în proiectarea pentru producție

Proiectarea pentru Producție a unei piese sau a unui produs din plastic, înainte de a construi o matriță sau unelte, trebuie să includă discuții și decizii despre finisajul de suprafață. Discuțiile despre caracteristicile estetice și de performanță dorite ale finisajului vor influența tipul de material selectat, aditivii necesari și alți parametri precum viteza de injectare, presiunea și toleranțele de temperatură.

În etapa de proiectare, partenerul în turnarea prin injecție, OEM-ul și clientul ar trebui să discute rezultatele dorite pentru piesă sau produs, precum necesitatea pentru:

• Pentru a permite evacuarea rapidă a gazelor captive
• Eliminarea pliurilor de curgere a plasticului
• Obținerea unei mai bune aderențe a autocolantelor
• Îmbunătățirea aderenței la prindere
• Îmbunătățirea aderenței la vopsea
• Obținerea unui finisaj cu luciu înalt
• Obținerea unui finisaj neted
• Obținerea celui mai ridicat nivel de luciu
• Îndepărtarea urmelor uneltei
• Folosirea texturii pentru realizarea de undercut-uri

La fel ca și alte componente ale abordării DFM, finisajul de suprafață face parte din formula cost/calitate/satisfacția clientului care trebuie stabilită la începutul unui contract.

Finisaje ale materialului

Finisajele materialului joacă un rol crucial în estetica, funcționalitatea și durabilitatea pieselor injectate din plastic. Acestea pot varia semnificativ, de la un finisaj super lucios la unul texturat și aspru, fiecare având o destinație și o aplicație distinctă. În acest ghid, oferim o prezentare cuprinzătoare a diferitelor finisaje de material, standardele SPI aferente, metodele folosite pentru a le obține și valorile uzuale ale rugozității suprafeței. Aceste informații vă vor ajuta să luați decizii informate cu privire la finisajul adecvat pentru piesele injectate, astfel încât acestea să respecte atât cerințele estetice, cât și pe cele funcționale.

Sursă:  K. Varotsis, “Injection Molding SPI Surface Finishes”, Hubs https://www.hubs.com/knowledge-base/injection-molding-spi-surface-finishes/#finishes

Alte opțiuni de finisare pentru piese din plastic includ:

• NaturalExotic
• Micro finisaje de suprafață
• Modele cu multiple grade de luciu
• Grafică
• Imitații de piele
• Imitație de lemn, ardezie și piatră de râu
• Geometrii și modele tip țesătură
• Imagini sau logo-uri integrate în model

Tehnologie care susține procesul de proiectare pentru producție la injectarea plasticului

Evoluția recentă în domeniul injectării plasticului este puternic marcată de adoptarea principiilor de modelare științifică și a tehnologiilor asociate. Metodologia de modelare științifică urmărește: (1) reducerea costurilor și a timpilor de dezvoltare prin eliminarea încercărilor și a erorilor, (2) producerea de unelte fiabile, fără erori, care să reducă necesitatea retușurilor costisitoare și să sporească calitatea piesei și (3) stabilirea unui proces de fabricație repetabil și auditat. Această abordare strategică integrează cu succes tehnologia în fiecare etapă de producție, îmbunătățind atât eficiența, cât și calitatea.

Printre cele mai importante tehnologii folosite în injectarea plasticului se numără software-ul de simulare, SOLIDWORKS® Plastics Premium. Folosit extensiv în simularea fluxului de material în matriță, SOLIDWORKS le permite inginerilor să prevadă și să rezolve posibile provocări de producție încă din etapa de proiectare. Astfel, se pot crea matrițe eficiente și rentabile, reducând timpul și costurile asociate prototipării fizice și proceselor iterative.

Un alt aspect esențial al modelării științifice este utilizarea sistemelor de control al procesului, în special RJG eDart®. Acest sistem monitorizează și înregistrează toți parametrii din procesul de injectare a materialului plastic, furnizând date în timp real despre factori precum presiunea în cavitate, temperatura, volumul injectat și poziția șurubului. Datele generate pot fi folosite pentru a identifica tendințe și pentru a ajusta parametrii în vederea îmbunătățirii performanței.

Rosti este un exemplu relevant de organizație care utilizează eficient RJG eDart în operațiunile sale. Acest sistem de control al procesului are un rol esențial în menținerea standardelor ridicate de control al calității și eficiență a producției la Rosti. Cu RJG eDart, Rosti monitorizează și înregistrează în timp real toți parametrii procesului de injectare. Datele colectate — ce acoperă elemente precum presiunea în cavitate, temperatura, volumul injectat și poziția șurubului — oferă o înțelegere aprofundată a procesului de producție.

Această abundență de date permite Rosti să identifice rapid orice tendințe sau nereguli, astfel încât pot fi făcute ajustări atunci când este necesar pentru a menține parametrii optimi ai producției. De exemplu, orice variație a presiunii în cavitate sau a temperaturii poate indica probleme potențiale în procesul de turnare, care pot fi apoi remediate înainte să afecteze calitatea finală a produsului. Această abordare proactivă asigură un control constant al calității, reduce deșeurile și optimizează eficiența producției, întruchipând principiile modelării științifice la Rosti.

Pentru a integra componentele tehnologice diverse, se utilizează software avansat de tip Enterprise Resource Planning (ERP), precum IQMS. Acest software servește drept platformă centralizată pentru gestionarea financiară și operațională. Prin combinarea software-ului de simulare, a sistemelor de control al procesului și a software-ului ERP, companii precum Rosti pot asigura constant un nivel ridicat de calitate a produselor și o producție rentabilă. Totuși, implementarea și integrarea cu succes a acestor tehnologii în procesul DFM pentru injectarea masei plastice necesită o comunicare și o colaborare eficiente între mai multe discipline.

Avantajele unui proces de modelare științifică

Modelarea științifică este o abordare disciplinată și sistematică a injectării plastice, condusă de date și axată pe obținerea unor rezultate de înaltă calitate, repetabile. Prin utilizarea principiilor științifice și a testărilor riguroase, această metodă oferă numeroase avantaje care cresc eficiența și optimizează rezultatele. De la alegerea inteligentă a materialelor până la optimizarea designului piesei și a sculelor, procesul de modelare științifică le permite inginerilor să valorifice experiența și cunoștințele anterioare pentru a aborda eficient aplicațiile unice. Mai mult, capacitatea de a înregistra și analiza datele joacă un rol critic în controlul calității, oferind perspective pentru îmbunătățirea continuă a calității pieselor. Iată principalele beneficii ale aplicării unui proces de modelare științifică în operațiunile de producție.

• Creează un proces bazat pe date care produce rezultate repetitive cu variații minime sau inexistente
• Facilitează selecția inteligentă a materialelor
• Oferă inginerilor proiectanți posibilitatea de a optimiza designul pieselor pentru aplicații specifice, bazându-se pe experiența și învățăturile anterioare
• Este folosit pentru a optimiza designul sculelor sau pentru a îmbunătăți sculele proiectate necorespunzător
• Datele înregistrate sunt utilizate pentru a evalua controlul calității și pentru a face ajustări necesare în vederea îmbunătățirii generale a calității pieselor

Studiu de caz Design pentru Manufacturabilitate: Cum abordarea inovatoare DFM a Rosti China a simplificat gătitul sous vide și a transformat un start-up într-un succes global premiat

Adoptarea DFM a fost esențială pentru proiectarea și producția de succes a dispozitivului complex, care a necesitat atât o estetică superioară, cât și o funcționalitate robustă.

O companie a apelat la Rosti China cu provocarea de a crea și produce un dispozitiv de gătit care să simplifice tehnica sous vide pentru uz casnic. Designul cerea atât funcționalitate, cât și un aspect estetic superior, reprezentând o provocare complexă de proiectare și inginerie pentru Rosti China.

Valorificând expertiza lor în injectarea maselor plastice și cunoștințele privind toleranțele termice, Rosti China a livrat un produs rezistent care poate fi scufundat perioade îndelungate în apă fierbinte, menținând în același timp nivelul de design asociat electronicelor premium.

Rosti a selectat o rășină cu proprietăți adecvate industriei alimentare și o suprafață curată, cu aspect plăcut. Utilizând o tehnică de supramodulare dezvoltată inițial pentru ceasuri de mână, Rosti a protejat motorul, elementul de încălzire și placa de circuit ale dispozitivului printr-un tub extrudat.

Produsul a avut succes în Europa și America de Nord, a câștigat un premiu internațional de design și a condus la achiziția start-up-ului de către un producător multinațional de electrocasnice. Capacitatea Rosti China de a livra rezultate superioare demonstrează importanța unui design de produs ambițios și a colaborării strânse cu experți experimentați din industrie.

Abordarea adoptată de Rosti China evidențiază rolul esențial pe care îl poate avea DFM în succesul general al unui proiect. Aceasta reduce costurile de producție și crește eficiența procesului de fabricație, asigurând că produsul final răspunde cerințelor și așteptărilor clientului și utilizatorului final.