طراحی قطعات پلاستیکی بر اساس تجربه

در ادامه مبحث طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک به موضوع طراحی قطعات پلاستیکی بر اساس تجربه و همچنین طراحی آن ها بر اساس آزمایشات تجربی پرداخته هواهد شد. البته هیچ جایگزینی برای تجربه طراحی وجود ندارد، با این حال، تکامل پویای صنعت پلاستیک منجر به کمبود طراحان با تجربه در زمینه طراحی محصولات پلاستیکی شده است.

از لحاظ تاریخی، طراحی قطعات پلاستیکی بر اساس تجربیات گذشته یا قوانین کلی بوده است. این رویکرد طراحی به طور گسترده برای طراحی محصولات پلاستیکی، به ویژه برای قطعاتی که برای استفاده در کاربردهای سازه ای، غیر سازه ای یا بسیار سبک طراحی شده اند، استفاده شده است.

با استفاده از این رویکرد، تصمیمات طراح بر اساس تجربیات گذشته است، اعم از خوب و بد می باشد. در واقع با استفاده از این رویکرد ، طراحان بسیار با تجربه، در کار با مواد آشنا و هندسه های معمول طراحی ممکن است کاملاً موفق باشند.

با این حال، هنگامی که طراح با محصولی با شکل بسیار متفاوت روبرو می شود، یا محصولی که با استفاده از مواد پلاستیکی جدید یا ناآشنا ساخته می شود، تجربه قبلی او ممکن است کم یا بی فایده باشد.

این احتمال وجود دارد که تعداد زیادی از محصولاتی که با استفاده از این رویکرد طراحی شده‌اند، طراحی نامناسبی داشته باشند، که منجر به شکست زودرس محصول در طول سرویس، یا احتمالاً در هنگام مونتاژ محصول می‌شود.

از سوی دیگر، قطعه ای که با ضریب اطمینان بالا طراحی شده است ممکن است در سرویس به خوبی عمل کند، اما ممکن است طراحی کارآمدی نباشد. عملکرد این قطعه با ضریب اطمینان بالا طراحی شده به عنوان یک تجربه خوب توسط طراح محصول تلقی می شود و بر تصمیمات طراحی محصول آینده تأثیر می گذارد. قطعه با ضریب اطمینان بالا طراحی شده ممکن است در سرویس خراب نشود، اما ممکن است:

 پیچیده تر از نیاز باشد،

 استفاده از مواد بیشتر از نیاز باشد،

 دارای  دیواره های بیش از حد ضخیم است که منجر به مشکلات چرخه تولید / کیفیت می شود و

 تولید آن گران تر از گزینه طراحی مناسب تر قطعه باشد.

در حالی که هیچ جایگزینی برای تجربه وجود ندارد، شانس کمی برای دستیابی به طراحی سازه بهینه تنها با استفاده از قوانین سرانگشتی وجود دارد.

 

 طراحی با رویکرد آزمایش تجربی

یک طراح قطعه همچنین ممکن است تصمیم بگیرد که مفاهیم طراحی یک قطعه پلاستیکی را صرفاً بر اساس آزمایش تجربی انجام شده بر روی نمونه اولیه قطعات پلاستیکی ارزیابی کند. این رویکرد دارای ارزش قابل توجهی است و احتمالا محافظه کارانه ترین مسیر برای طراحی قطعه خواهد بود.

طراحی سازه ای که صرفاً بر اساس تجزیه و تحلیل نمونه اولیه و طراحی مجدد تکراری باشد به احتمال زیاد منجر به طراحی قابل اعتماد می شود، مشروط بر اینکه کیفیت نمونه اولیه نماینده کیفیت قطعه تولید باشد و شرایط خدمات پیش بینی شده را بتوان شبیه سازی و ارزیابی کرد.

با این حال، این رویکرد گران است و شاید مهمتر از آن، می تواند یک دوره زمانی بیش از حد طول بکشد، به خصوص اگر اثرات طولانی مدت مانند رفتار خزش یا ثبات محیطی ارزیابی شود. قطعات نمونه اولیه واقعی، از نظر عملکرد ساختاری، ابعادی و محیطی، تنها در صورتی می توانند تولید شوند که سیستم مواد تولیدی (حاوی تمام مواد افزودنی) با استفاده از تکنیک تولید واقعی ، پردازش شود.

ابزارآلات نمونه اولیه مورد نیاز برای تولید این قطعات نمونه واقعی نسبتاً گران است و ساخت آن ممکن است هفته ها یا حتی ماه ها طول بکشد. هنگامی که از قطعات نمونه اولیه قالب گیری شده استفاده می شود، هزینه ها و زمان مرتبط با چندین تکرار طراحی (اصلاحات قالب) می تواند بیش از حد باشد.

نمونه‌های اولیه ماشین‌کاری‌شده، نمونه‌های اولیه ریخته‌گری یا نمونه‌های اولیه تولید جسم جامد (نمونه‌های اولیه سریع) را می‌توان برای آزمایش اولیه استفاده کرد. با این حال، عملکرد ساختاری قطعات تولید شده با استفاده از این تکنیک ها واقعاً نماینده عملکرد قطعه قالب گیری شده نخواهد بود.

توسعه محصول صرفاً بر اساس این رویکرد تجربی عموماً عملی نیست و می‌توان آن را عملکرد مهندسی ضعیف در نظر گرفت زیرا بسیاری از تکرارهای اولیه و طراحی اولیه را می‌توان از قبل با استفاده از تحلیل‌های مهندسی مناسب پیش‌بینی کرد.

توجه به این نکته مهم است که از مرحله نمونه اولیه توسعه محصول پلاستیکی نمی توان به طور کلی اجتناب کرد، زیرا تأیید آزمایشی یک طرح مهندسی همیشه توصیه می شود (یا ممکن است توسط مراکز نظارتی خاص مورد نیاز باشد). با این حال، هزینه و زمان مرتبط با ساخت قطعه اولیه یا ابزارآلات می تواند به طور قابل توجهی با ترکیب یک تحلیل مهندسی سازه در مراحل اولیه فرآیند طراحی محصول پلاستیکی کاهش یابد.

نوع طراحی قطعه پلاستیکی بر پروسه طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک بیشترین تاثیر را دارد. زیرا هندسه همواره بالاترین اهمیت را در نوع طراحی قالب دارد.