2021년 금형 제작 및 사출 성형 트렌드 Top 5

사출 성형은 풍부한 역사를 가진 간단하고 효과적인 제조 공정입니다. 최초의 사출 성형 기계는 1872년 John Wesley와 Isaiah Wyatt에 의해 만들어졌으며, 가열된 실린더를 통해 플라스틱을 몰드에 주입하기 위해 플런저를 사용했습니다.

사출 성형 산업은 이 초기 개발 후 천천히 발전했지만, 제2차 세계대전이 대량 생산 제품에 대한 수요 급증을 만들면서 1940년대에 르네상스를 경험했습니다. James Watson Hendry는 1946년 첫 압출 스크류 사출 기계를 만들었고, 이는 엔지니어에게 더 큰 제어권을 주었으며, 오늘날 우리가 사출 성형으로 생각하는 것을 정의하는 수많은 업계 기여를 했습니다.

2020년에는 플라스틱 사출 성형이 항공우주부터 포장, 어린이 장난감까지 다양한 산업에서 찾아볼 수 있습니다. 기술이 수년간 존재해 왔지만, 금형 제작, 플라스틱, 사출 성형 분야는 새로운 기술 발전, 시장 혼란, 기타 사회 경제적 요인에 대응하여 계속 진화하고 있습니다.

내년 금형 제작, 플라스틱, 사출 성형의 방향을 형성할 가능성이 있는 5가지 핵심 산업 트렌드는 다음과 같습니다.

1. 지속 가능성을 향한 글로벌 전환

지속 가능성은 모든 유형의 제조에 중요한 고려 사항이지만, 플라스틱 산업은 이 점에서 단점에 대해 특히 면밀히 조사받아 왔습니다. 1950년 이후 세계는 80억 톤의 플라스틱을 생산했으며 그중 9%만 재활용되었습니다. 나머지 91%는 소각되거나 매립지에 축적됩니다. 게다가 제조업만으로 모든 온실가스 배출량의 21%를 차지하는 것으로 추정됩니다.

환경 의식적 소비자의 부상과 지속 가능성을 향한 더 넓은 문화적 전환은 제조 기업들이 운영을 검토하고 폐기물을 줄일 방법을 생각하도록 영감을 주었습니다. 여기에는 전력 절약을 위해 사출 성형 기계를 더 효율적으로 가동하거나, 100% 재활용 소재로 제품을 만들거나, 제조 시설에 재생 가능 또는 하이브리드 전원 구현, 소재 폐기물에 더 신중해지는 것 등이 포함될 수 있습니다.

지속 가능성 트렌드는 유망하지만, 제품 팀은 이러한 트렌드가 중요한 프로젝트 요구 사항을 충족하는 능력에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 유의해야 합니다. 예를 들어 재활용 소재는 최종 파트의 물리적 및 기계적 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

시중의 많은 재활용 플라스틱 필라멘트는 한 생산 런에서 다음 런으로 일관된 고품질 파트 달성을 방해하는 품질 문제를 가지고 있습니다. 이 경우 버진 플라스틱 필라멘트를 사용하는 것이 깨끗하고 기능적인 파트를 달성하는 최선의 방법일 수 있습니다. 버진 플라스틱에서 벗어나 더 지속 가능한 미래로 나아가는 데는 시간과 연구가 필요하겠지만, 대부분의 제조 기업에게 가치 있는 노력입니다.

2. 바이오플라스틱에 대한 재조명

지속 가능성 트렌드에 영감을 받아 많은 제조업체가 금형 제작과 사출 성형에 바이오플라스틱 사용의 이점을 탐구하고 있습니다.

바이오플라스틱 또는 PLA 바이오플라스틱은 옥수수, 사탕수수, 해조류, 심지어 새우 껍질 같은 바이오매스에서 유래한 석유 기반 플라스틱의 대안입니다. 바이오플라스틱은 생분해 가능하고 탄소 중립적이며, 자연 환경에서 바이오매스, 이산화탄소, 물로 분해됩니다. 제조업체가 제품과 포장을 바이오플라스틱으로 만들면 더 친환경적인 시장으로의 모멘텀을 만들고 환경 피해를 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이 트렌드는 이미 많은 약속을 보여주고 있습니다. European Bioplastics에 따르면 글로벌 바이오플라스틱 시장은 2023년까지 25% 성장할 것으로 예상됩니다. PLA 바이오플라스틱이 환경 친화적이고 석유 기반 폴리에스터와 비교 가능한 기계적 특성을 제공하지만, 제품 팀은 이 소재의 한계를 유의해야 합니다.

예를 들어, 바이오플라스틱은 소재 자체가 재생 가능하더라도 수확, 정제, 운송 비용을 고려해야 하므로 완전히 오염이 없는 것은 아닙니다. 또한 바이오플라스틱의 재활용성은 쉽게 손상될 수 있습니다. 바이오플라스틱은 강도를 높이기 위해 비재활용 폴리머와 결합되는 경우가 많으며, 이러한 하이브리드 바이오플라스틱은 특정 퇴비 조건에서 3개월 만에 무독성 물질로 분해됩니다. 그러나 이 하이브리드 바이오플라스틱이 기존 매립지에 버려지면 같은 분해에 최소 100년이 걸릴 수 있습니다. 완벽한 플라스틱은 없지만, 2021년이 바이오플라스틱에 가져올 발전을 기대합니다.

3. 소재 대안 실험

2020년 복합 소재의 사용은 자동차 및 항공우주 산업의 주요 트렌드 중 하나로 두드러졌으며, 이 트렌드가 계속될 것으로 예상합니다. 복합 소재는 두 가지 이상의 소재를 결합하여 더 강한 전체 제품을 만드는 이종 혼합물입니다. 엔지니어는 주변 폴리머 매트릭스에 유리 또는 탄소 섬유를 추가하여 소재를 더 강하게 만들 수 있습니다.

파운드당 복합재는 강철 같은 고성능 소재보다 강하고 더 가볍기 때문에 많은 자동차, 항공우주, 건설 애플리케이션에 이상적입니다. 복합재는 금형 제작과 사출 성형을 위해 팀이 익숙한 소재에 대한 내구성 있고 유연하며 비용 효율적인 대안을 제공합니다. 제조업체와 엔지니어는 복합 소재가 의료 및 군사 공간에서 더 많은 견인력을 얻으면서 2021년에 더 많은 복합 소재를 볼 것으로 예상해야 합니다.

4. 경량 소재에 대한 수요 증가

전반적으로 소비자와 제조업체는 더 가벼운 제품을 원합니다. 자동차 및 항공우주 부문에서 더 가벼운 파트는 종종 더 나은 연비나 더 긴 배터리 수명으로 이어집니다.

의료 기기 제조에서 경량 소재로 만든 관절 교체와 스텐트는 환자 결과를 극적으로 개선할 수 있습니다. 경량화 트렌드가 복합 소재의 증가된 사용과 맞물리면서, 엔지니어와 제품 팀은 2021년 설계 계획에 무게 고려 사항을 더 쉽게 통합해야 합니다.

5. 자동화 사용 증가

자동화와 제조 분야에서 소프트웨어, 머신 러닝, 고급 분석의 증가된 사용은 2021년에 계속될 가능성이 높은 성장 트렌드입니다. 오늘날의 프로그래밍은 과거보다 단순하여 더 빠른 생산 사이클, 줄어든 다운타임, 더 효율적인 유지보수로 이어집니다.

자동화는 또한 사출 성형 공정에 더 많은 제어를 제공합니다. 제조업체, 엔지니어, 제품 팀은 아직 그렇게 하지 않았다면 소프트웨어를 사용하여 금형 제작과 사출 성형을 발전시킬 기회를 잡아야 합니다.

설계자와 제품 팀은 2021년에 경쟁 우위를 유지하기 위해 몰드 플로우 분석을 활용해야 합니다. 몰드 플로우 분석은 소프트웨어를 사용하여 사출 성형 사이클을 시뮬레이션하고 몰드가 어떻게 채워질지 예측하며, 이는 설계 단계에서 특히 유용합니다. 엔지니어는 몰드 플로우 분석을 사용하여 프로토타이핑으로 넘어가기 전에 수축, 휨, 불규칙한 충전 패턴 등을 테스트할 수 있습니다. 이 지능형 소프트웨어는 가압 용융 소재로 주입될 때 몰드가 어떻게 반응할지도 예측할 수 있습니다.

기술은 비쌀 수 있지만, 기술적 및 경제적 이점은 비용을 훨씬 능가합니다.

금형 제작의 미래를 바라보며

2020년은 예측 불가능하고 전례 없는 해였습니다. 일부 제조업체, 엔지니어, 제품 팀은 현상 유지를 위해 돌아가고 싶을 수 있지만, 앞서 언급한 트렌드에 철자된 가치 있는 기회를 포착함으로써 2021년에 더 나은 결과를 달성할 수 있습니다. 자동화, 경량화, 환경 친화적 제조에 대한 새로운 헌신은 금형 제작을 매우 곧 흔들어 놓을 것입니다. 노련한 제조 파트너는 제품 팀이 다음 행보를 최선의 행보로 만들 수 있도록 도울 수 있습니다.

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