2021년을 정의할 5가지 금형 제작, 플라스틱 및 사출 성형 트렌드

사출 성형은 풍부한 역사를 가진 간단하고 효과적인 제조 공정입니다. 최초의 사출 성형기는 1872년 John Wesley와 Isaiah Wyatt에 의해 만들어졌으며 플런저를 사용하여 가열된 실린더를 통해 금형에 플라스틱을 주입했습니다.

이러한 초기 개발 이후 사출 성형 산업은 더디게 발전했지만 1940년대 제2차 세계 대전으로 인해 대량 생산 제품에 대한 수요가 급증하면서 르네상스를 맞았습니다. 제임스 왓슨 헨드리(James Watson Hendry)는 1946년에 최초의 압출 나사 사출기를 제작하여 엔지니어에게 더 큰 제어 권한을 부여했으며 오늘날 우리가 생각하는 사출 성형을 정의하는 업계에 수많은 공헌을 했습니다.

2020년에는 항공 우주, 포장, 어린이 장난감에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 플라스틱 사출 성형을 볼 수 있습니다. 이 기술은 수년 동안 사용되었지만 사출 성형, 금형 제작 및 플라스틱 분야는 새로운 기술 발전, 시장 혼란 및 기타 사회적, 경제적 요인에 대응하여 계속 진화하고 있습니다.

다음은 내년에 금형 제작, 플라스틱 및 사출 성형의 방향을 형성할 5가지 주요 산업 동향입니다.

1. 지속 가능성을 향한 전 세계적인 변화

지속 가능성은 모든 유형의 제조에서 중요한 고려 사항이지만 플라스틱 산업은 특히 이와 관련하여 단점에 대해 자세히 조사되었습니다. 1950년 이래로 세계는 80억 톤의 플라스틱을 생산했으며 그 중 9%만 재활용되었습니다. 나머지 91%는 소각되거나 매립되어 매립됩니다. 또한 제조 부문에서만 전체 온실 가스 배출량의 21%를 차지하는 것으로 추산됩니다.

환경 의식이 있는 소비자의 부상과 지속 가능성에 대한 광범위한 문화적 변화로 인해 제조 회사는 운영을 검토하고 폐기물을 줄일 수 있는 방법에 대해 생각하게 되었습니다. 여기에는 전력을 절약하기 위해 사출 성형 기계를 보다 효율적으로 실행하고, 100% 재활용 재료로 제품을 만들고, 제조 시설에서 재생 가능 또는 하이브리드 전원을 구현하고, 재료 낭비에 더 주의를 기울이는 등이 포함될 수 있습니다.

지속 가능성 추세가 유망하지만 제품 팀은 이러한 추세가 중요한 프로젝트 요구 사항을 충족하는 능력에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 염두에 두어야 합니다. 예를 들어 재활용 재료는 최종 부품의 물리적 및 기계적 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

오늘날 시장에 나와 있는 많은 재활용 플라스틱 필라멘트에는 한 생산 실행에서 다음 생산 실행까지 일관되게 고품질 부품을 달성하는 능력을 방해하는 품질 문제가 있습니다. 이 경우 순수 플라스틱 필라멘트를 사용하는 것이 깨끗하고 기능적인 부품을 얻는 가장 좋은 방법일 수 있습니다. 버진 플라스틱에서 벗어나 보다 지속 가능한 미래로 나아가려면 시간과 연구가 필요하지만 대부분의 제조 회사에서 가치 있는 노력입니다.

2. 바이오플라스틱에 대한 새로운 관심

지속 가능성 추세에 영감을 받아 많은 제조업체가 금형 제작 및 사출 성형에 바이오플라스틱 사용의 이점을 모색하고 있습니다.

바이오 플라스틱 또는 PLA 바이오 플라스틱은 옥수수, 사탕수수, 해초 또는 새우 껍질과 같은 바이오매스에서 추출한 석유 기반 플라스틱의 대안입니다. 바이오 플라스틱은 생분해성, 탄소 중립적이며 자연 환경에서 바이오매스, 이산화탄소 및 물로 분해됩니다. 제조업체가 바이오플라스틱으로 제품과 포장을 만들면 보다 친환경적인 시장을 향한 추진력을 창출하고 환경 피해를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

이러한 추세는 이미 많은 가능성을 보여주고 있습니다. 유럽 ​​바이오플라스틱(European Bioplastics)에 따르면 바이오플라스틱의 세계 시장은 2023년까지 25% 성장할 것으로 예상됩니다. PLA 바이오플라스틱은 환경 친화적이며 석유 기반 폴리에스터에 필적하는 기계적 특성을 제공하지만 제품 팀은 이 재료의 한계를 염두에 두어야 합니다.

예를 들어, 바이오 플라스틱은 재료 자체가 재생 가능하더라도 수확, 정제 및 운송 비용을 고려해야 하기 때문에 완전히 무공해가 아닙니다. 또한 바이오플라스틱의 재활용성은 쉽게 손상될 수 있습니다. 바이오플라스틱은 강도를 높이기 위해 재활용할 수 없는 폴리머와 결합되는 경우가 많으며, 이러한 하이브리드 바이오플라스틱은 특정 퇴비화 조건에서 3개월 이내에 무독성 물질로 분해됩니다. 그러나 이러한 하이브리드 바이오플라스틱이 전통적인 매립지에 버려지면 동일한 분해에 최소 100년이 걸릴 수 있습니다. 완벽한 플라스틱은 없지만 2021년 바이오플라스틱의 발전이 가져올 변화를 보게 되어 매우 기쁩니다.

3. 물질적 대안 실험

2020년에는 복합 재료의 사용이 자동차 및 항공우주 산업의 주요 트렌드 중 하나로 부각되었으며 이러한 트렌드가 계속될 것으로 예상합니다. 복합 재료는 더 강력한 전체 제품을 만들기 위해 함께 모인 두 가지 이상의 재료의 이질적인 혼합물입니다. 엔지니어는 주변 폴리머 매트릭스에 유리 또는 탄소 섬유를 추가하여 재료를 더욱 강력하게 만들 수 있습니다.

파운드당 파운드의 복합 재료는 강철과 같은 고성능 재료보다 강하고 더 가볍기 때문에 많은 자동차, 항공 우주 및 건설 응용 분야에 이상적입니다. 복합 재료는 제품 팀에 금형 제작 및 사출 성형에 익숙한 재료에 대한 내구성, 유연성 및 비용 효율적인 대안을 제공합니다. 제조업체와 엔지니어는 2021년에 더 많은 복합 재료를 보게 될 것으로 예상해야 합니다. 특히 의료 및 군사 분야에서 더 많은 관심을 받고 있기 때문입니다.

4. 경량 소재에 대한 수요 증가

전반적으로 소비자와 제조업체는 더 가벼운 제품을 원합니다. 자동차 및 항공우주 분야에서 부품이 더 가벼워지면 연비가 향상되거나 배터리 수명이 길어지는 경우가 많습니다.

의료 기기 제조와 관련하여 경량 재료로 만들어진 관절 교체 및 스텐트는 환자 결과를 극적으로 향상시킬 수 있습니다. 경량화 추세가 복합 재료의 사용 증가와 맞물리면서 엔지니어와 제품 팀은 2021년 설계 계획에 중량 고려 사항을 보다 쉽게 ​​통합해야 합니다.

5. 자동화 사용 증가

자동화와 소프트웨어, 기계 학습 및 제조 분야의 고급 분석 사용 증가 추세는 2021년에도 계속될 것으로 예상됩니다. 오늘날의 프로그래밍은 과거보다 간단하므로 생산 주기가 빨라지고 가동 중지 시간이 줄어들며 유지 관리가 더 효율적입니다. .

자동화는 또한 사출 성형 공정에 대한 더 많은 제어를 제공합니다. 제조업체, 엔지니어 및 제품 팀은 아직 소프트웨어를 사용하여 금형 제작 및 사출 성형을 진행하지 않은 경우 소프트웨어를 사용할 수 있는 기회를 잡아야 합니다.

설계자와 제품 팀은 경쟁 우위를 유지하기 위해 2021년에도 금형 흐름 분석을 활용해야 합니다. 금형 흐름 분석은 소프트웨어를 사용하여 사출 성형 주기를 시뮬레이션하고 금형이 어떻게 채워질지 예측하므로 설계 단계에서 특히 유용합니다. 엔지니어는 금형 흐름 분석을 사용하여 시제품 제작으로 넘어가기 전에 수축, 뒤틀림, 불규칙한 채우기 패턴 등을 테스트할 수 있습니다. 또한 이 지능형 소프트웨어는 가압된 용융 재료를 주입할 때 금형이 어떻게 반응할지 예측할 수 있습니다.

기술은 비용이 많이 들 수 있지만 기술 및 경제적 이점이 비용을 훨씬 능가합니다.

금형 제작의 미래를 바라보며

2020년은 예측할 수 없고 전례가 없는 해였습니다. 일부 제조업체, 엔지니어 및 제품 팀은 현재 상태로 돌아가고 싶은 마음이 들 수도 있지만 앞서 언급한 추세에서 설명하는 귀중한 기회를 포착하여 2021년에 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 자동화, 경량화 및 환경 친화적인 제조에 대한 새로운 약속은 곧 금형 제작을 뒤흔들 것입니다. 노련한 제조 파트너는 제품 팀이 최선을 다해 다음 단계로 나아가도록 도울 수 있습니다.

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2021년에 대한 더 많은 제조 산업 통찰력 및 동향 예측은 Fast Radius 학습 센터에서 관련 블로그 기사를 확인하십시오.

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