모든 기계 엔지니어가 알아야 할 성형 요령

제품 설계와 관련하여 기계 엔지니어는 산업 디자이너로부터 새 제품의 멋진 모양을 유지하고 제품의 모든 부분이 작동하도록 하며 가능한 한 저렴하게 유지하면서 최고 품질로 수행해야 합니다. . 외부 인클로저 부품은 내부에 숨겨진 많은 기능적 특징과 함께 저렴한 비용으로 매끄러운 외관을 얻기 위해 종종 플라스틱으로 만들어지며, 대량 생산의 경우 이는 사출 성형, 엔지니어링 플라스틱을 의미합니다. 이를 달성하기 위해 엔지니어는 몇 년 동안 전략적이고 세부적인 고품질 성형 플라스틱 부품을 생산하기 위해 작동하는 일련의 트릭을 수립할 것입니다.

최근 몇 년 동안 새로운 제품 개념의 성형 플라스틱 인클로저에 대한 외부 표면 및 부품 분할의 일부 3D CAD 파일을 얻는 것으로 충분할 것이라는 믿음이 생겨났습니다. 부품 사이의 여유 공간에 대한 공차 연구를 통해 부품이 항상 올바르게 맞물리도록 하고, 금속 사출 금형에서 완전히 분리되도록 부품에 모든 구배를 추가하고, 완벽한 마감을 보장합니다. 물론 이것은 설계 의도 세부 사항, 기능 장착 기능에 중요한 핵심, 정렬 제어 전략 또는 조립 순서에 대한 고려 사항에 대한 이러한 접근 방식에서 전달되지 않기 때문에 성형기 및 도구 제작자가 설계자의 마음을 읽을 수 있다고 가정합니다. 사실, 많은 금형 공장은 금형 흐름을 보장하고 싱크 및 수축 변형을 최소화하기 위해 변경을 수행할 것이며 더 쉽게, 즉 더 빠르고 쉽게 성형 주기를 통해 수익 마진을 개선할 수 있는 방식으로 변경합니다. 받은 CAD 및 도면 파일이 명확하지 않은 경우 재설계된 플라스틱 부품을 제공할 의무가 없으며 성형업체가 제공된 것만 제공하고 추가 비용을 청구하여 도구를 수정하여 얻을 수 있습니다. 부품 맞습니다. 적절한 엔지니어링 조사나 산업 디자인 의도에 대한 고려 없이 공구/몰더/계약 제조업체에게 지름길을 택하려는 회사에서 이러한 상황이 발생하며 경우에 따라 이는 새로운 시작의 끝을 의미합니다. 발생할 수 있는 몇 가지 함정에 대한 지식을 더 잘 고려한 접근 방식과 좋은 부품을 생산하는 기술이 초기부터 제품의 생산 경로를 조정할 수 있었기 때문에 불행한 일입니다.

부품 및 제품 설계의 세부 사항과 요구 사항을 전달하기 위해 잘 고려된 3D 파일 및 도면은 관련된 모든 당사자를 위해 최종 부품의 요구 사항 및 기대치에 대한 "계약"을 형성하고 작은 세부 사항이 있을 수 있는 장소를 허용합니다. 바로 해결했습니다. 이것은 실제로 첫 번째 성형 트릭입니다. 세부 작업을 그 때까지 미루지 말고 제조사에 출시하기 전에 팀과 충분히 논의해야 합니다. 이렇게 하면 궁극적으로 일정과 비용을 절약하고 첫 번째 생산 부품 및 승인을 통해 진행하는 성형기와 작업 관계를 구축할 수 있습니다.

시끄럽게 만들지 마세요! 이것은 실제로 기계 공학이 세부적으로 시작되기도 전에 제품 개발의 초기 산업 디자인 단계에서 전체 팀을 참여시키는 트릭입니다. 종종 큰 골치거리나 향후 비용을 방지하는 사소한 변경으로 동일한 제품 설계를 달성할 수 있습니다. 높이가 18인치인 부품의 측면 패널은 반지름이 628인치인 0.080인치의 돔형이 필요한가요? 이것은 아무 생각 없이 수행될 수 있으며, 그래픽 생성 조명에서 렌더링을 더 좋게 만들 수 있지만 실제 플라스틱 부품을 만들기 위해 3D CAD 및 도구에서 캡처해야 합니까? 이 기능은 최종 제품에서 완전히 인식되지 않을 수 있지만 도구에 성형된 주요 장착 기능의 제조 제어를 형성하고 검사하기 더 어렵게 만듭니다. 반면에 반대 측면이 있습니다. 시니 마감 처리된 단순하고 평평한 대형 패널을 사용한 디자인. 이때 틀에서 꺼낼 때 휘어지는 문제가 없더라도 완성된 면이 안쪽으로 처지거나 오일캔이 들어가지 않도록 하기 위해 얼굴을 약간 굽힐 필요가 있을 수 있습니다. 일부 로드 또는 사용자 연락이 필요할 수 있으며 시간이 지남에 따라 품질을 확인하기 위해 이 양식을 사용하는 것이 좋습니다.

다른 산업 디자인 기능은 컴퓨터 화면에서 잘 확대된 것처럼 보일 수 있지만 제품 베젤의 작고 독특한 문자 범프는 성형 도구에서 4000달러의 리프터 작업이 필요하며 제품이 가정의 선반에 배치되면 결코 알아차리지 못할 수 있습니다. , 제품의 가치에 추가되지 않을 수 있습니다. 이러한 캐릭터 기능은 제품의 외관을 산만하게 할 수 있습니다. 부품과 기능의 크기를 적절하게 조정하고 모든 제품 요구 사항에 대해 살펴보고 기능이 제품에 진정으로 추가되는지 여부를 확인하면 컴퓨터 화면에서 멋지게 보이는 것이 제품 제조 및 출시에서 문제를 일으키는 것을 방지할 수 있습니다. 사실, 다른 고려 사항 없이 다양한 모양을 얻기 위해 추가된 이와 같은 많은 기능이 삭제되어 프로덕션에 적용되지 않습니다. 산업 디자이너와 기계 엔지니어는 초기부터 기능, 제조 가능성, 비용 및 외관의 목표를 달성하기 위해 협력해야 합니다. 전체 프로세스를 통해 조금 더 많은 작업이 필요하다는 점을 염두에 두고 광택 마감을 하는 것이 좋습니다.

부품 간 간격을 숨기세요! 플라스틱 부품을 잘 성형하는 것은 쉬운 일이 아니며, 원래 렌더링에 표시된 깨끗한 모양의 제품을 생산하기 위해 쉽게 꼭 맞는 플라스틱 부품의 조립품을 생산하는 것도 아닙니다. 플라스틱 부품이 사출 사이클 후 뒤틀리거나 휘어지면 저렴한 부품 비용에 대한 약속이 사라질 수 있습니다. 이는 부품 형상, 벽 두께의 변화, 사이클 시간을 포함한 성형 중 공정 절차를 비롯한 여러 가지 이유 때문일 수 있으며 궁극적으로 성형 후 냉각 장치 비용이 필요할 수 있습니다. 많은 복잡한 부품에는 어느 정도 이러한 문제가 있으며 일부 부품 및 설계 요구 사항에는 고정 장치의 추가 비용이 필요하지만 대부분의 다른 부품의 경우 고정 장치는 설계 고려 사항이 좋지 않기 때문에 추가 단계 및 비용일 뿐입니다. 많은 부품, 특히 얇은 부품이나 다양한 단면이 있는 부품은 어느 정도 뒤틀림에 어려움을 겪을 것이기 때문에 부품 설계에 대해 더 많은 생각을 하고 상세한 산업 설계 및 엔지니어링 주기 동안 부품 사이를 맞추면 좋은 품질을 얻는 데 큰 도움이 됩니다. 제 시간에 완성된 제품을 찾고 있습니다. 이를 위해서는 장착 세부 사항, 서로에 대해 위치를 지정하기 위해 다른 플라스틱 부품에 키가 될 한 플라스틱 부품의 리브 및 립과 같은 내부 기능을 자세히 살펴보고 잠재적인 오정렬을 숨겨야 할 수 있습니다.

부품이 너무 많은 문제 없이 성형되더라도 부품의 조립을 얼마나 잘 설계하여 핏의 편차가 발생하지 않거나 조립에 추가 시간이 소요되지 않도록 하는 것이 좋은 품질의 제품을 생산하는 데 중요합니다. 목표 비용. 여기에서 제품 디자인에 오정렬 가능성을 "중심 단계"로 두지 않는 것을 고려해야 합니다. 이것은 여러 부품에 걸쳐 모든 캐릭터 라인을 피하거나 매끄럽게 피팅되는 인클로저를 설계하지 않는다는 것을 말하는 것이 아니지만 비용 효율적으로 생산하기 위해 합리적인 것이 무엇인지 고려하고 부품을 맞추는 전략을 갖기 위해 처음부터 노력이 필요합니다. 짝을 이루는 부분에 특징이 있는 부분 사이. 모든 엔지니어링이 완료되고 툴링 고정 장치가 설계되고 라인 간 맞춤에 동의하고 부품 맞춤 정렬에서 0.03인치의 슬롭과 부품당 추가로 5달러를 요구하는 제조업체가 다시 돌아온다면 일부 설계는 크게 재조정될 수 있습니다. 핏 문제와 비용을 피하기 위해 제품 디자인의 전체 부분을 다시 옮기기 위해 노력했습니다. 성형업체가 프로세스 후반에 변경한 사항은 종종 "추가된" 것처럼 보이며, 이는 설계 및 엔지니어링 팀이 문제를 고려하기 위해 함께 협력하지 않고 클라이언트가 더 이상 수상 경력이 없는 것처럼 나쁘게 보이게 합니다. 그들은 5개월 전에 얻을 것이라고 생각했는데, 초기에 전체 프로세스를 더 광범위하게 고려했다면 피할 수 있었을 것입니다.

다시는 시끄럽게 만들지 마세요! 모든 제품에는 외피가 있고 현대적인 제품은 조정된 모양으로 점점 더 날렵해집니다. 그러나 부품 맞춤을 해결하기 위해 방금 논의한 바와 같이 부품 내부에는 내부 부품을 장착하고 구조를 제공할 뿐만 아니라 함께 중요한 요소인 리브와 보스의 배열이 있습니다. 이러한 각각의 경우 제품 스킨의 이러한 내부 기능은 일반적으로 약간의 강도가 필요하지만 재료 비용이나 무게 때문이 아니라 국부적으로 두꺼운 단면을 생성하지 않기를 원하기 때문에 많은 플라스틱 부피를 사용할 여유가 없습니다. 주변의 얇은 피부와 다른 속도로 냉각되는 사출 성형 재료. 이것은 부품의 반대쪽 벽이나 외부 표면에 싱크를 유발할 수 있으며 문제가 너무 극적이지 않은 경우에도 매끄러운 외부 표면의 굴곡을 일으켜 제대로 보이지 않는 하이라이트를 잡을 수 있어 제품을 매끄럽게 만드는 노력을 망칠 수 있습니다. . 시니 마감재는 결점을 숨기는 질감 마감재보다 열악하지만 이는 제품 디자인 영역에서 발생하는 도전일 뿐입니다. 다음은 모든 엔지니어나 성형업체 사이에 항상 널리 알려져 있거나 공유되지는 않는 몇 가지 기계 엔지니어링 트릭입니다.

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넓은 정렬 탭 또는 리브의 경우 여러 개의 골격화된 리브로 나눌 수 있습니다.

스크류 보스의 경우, 보스의 바닥 주위에 부품 벽의 내부 면에 포켓을 만들어 베이스에 해자를 만들어 해당 영역의 재료 양을 줄일 수 있습니다. 또한 보스 구멍의 보어가 보스 높이보다 깊으면 부품의 외벽을 공칭 벽 두께의 30%로 국부적으로 얇게 할 수 있으며 외부 표면이 가라앉거나 붉어지는 위험을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

갈비뼈의 경우 긴 갈비뼈의 드래프트를 선택적으로 줄여 윗부분은 적당한 두께로 유지하고 아랫부분은 너무 뚱뚱하지 않게 유지하면 반대쪽에 싱크 마크가 생길 가능성이 줄어듭니다. 내부 리빙을 최소화할 수 있지만 부품을 강화하기 위해 내부 리브가 여러 번 필요하며 리브는 성형 시 부품 전체의 소성 흐름을 돕습니다.

성형된 하우징 벽이 만나는 모서리는 부품의 이 영역에서 효과적인 대각선 재료 두께를 줄이는 코어링 또는 노치의 이점을 얻을 수 있으며, 이는 외부 표면의 붉어짐을 유발할 뿐만 아니라 하우징 벽이 안쪽으로 휘어 맞춤에 영향을 줄 수 있습니다. 다른 부분으로.

일반적으로 두꺼운 섹션 또는 전환의 코어링은 레이아웃 계획 중 초기에 수행할 수 있으며 3D CAD 도구를 활용하여 두꺼운 섹션을 식별하고 플라스틱 도구가 초기 금형 흐름 분석을 수행하기 전에도 코어링을 수행해야 합니다. 개발 주기에서 연기되지 않습니다.

주물 프로토타입은 위의 몇 가지 사항으로 제작 시 유사하거나 더 심각한 문제가 있을 수 있으므로 프로토타입의 경우에도 이러한 사출 성형 팁을 염두에 두십시오.

벽 두께와 코어링이 3D 프린팅의 스토퍼를 보여주지는 않지만 최종 부품을 성형하는 경우 최종 제작 방법을 염두에 두고 3D 프린팅된 프로토타입의 형상을 더 비슷하게 만들면 전체 설계 프로세스에 이점이 있습니다. 또한 3D 프린팅된 재료를 보존하고 3D 프린팅된 부품의 경화된 섹션 아래에 두툼한 부분이 생기는 것을 방지합니다.

이러한 몰딩 및 부품 설계 팁은 싱크 마크에 대한 우려를 완화한다고 주장하는 구조용 폼과 같은 다른 프로세스가 실제로 여전히 더 얇고 두꺼운 섹션에 제한이 있고 얻기 어려울 수 있기 때문에 사출 성형 프로세스에만 적용되는 것이 아닙니다. 동일한 사출 성형 문제를 충분히 고려하지 않고 구조용 폼 부품의 외관 품질에 전념할 수 있습니다.

이러한 플라스틱 부품 설계 고려 사항 및 팁은 프로젝트의 금형 및 도구 제작자와 초기에 논의해야 하는 종류의 것입니다. 질문하는 내용을 이해하지 못하는 경우 먼저 CAD 도구를 사용하여 대화 내용의 예를 보여줍니다. 그래도 이해가 되지 않는다면 가능한 한 빨리 다른 금형 공장을 선택하는 것이 가장 좋습니다.

따라서 다음 제품 디자인을 위해 더 부드럽고 비용 효율적인 플라스틱 부품을 보장하기 위해 이러한 더러운 작은 트릭과 팀 전략을 자유롭게 사용하십시오. 궁극적으로 더 나은 제품 결과로 이어질 보다 우아하게 디자인된 부품으로 이동하는 것이며, 귀하와 귀하의 팀은 향후 제품 개발을 위한 자신만의 트릭 백을 구축할 수 있습니다.