การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 2

ในการการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกมีสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึงหลายอย่าง ก่อนที่จะทำการ กำหนดรูปแบบการผลิต รวมไปถึงการเลือกวัสดุ เช่น รูปแบบการใช้งานตัวผลิตภัณฑ์มีการรับโหลดอะไรบ้าง สภาวะแวดล้อมในการใช้งานเช่น อุณหภูมิ แสง เพราะปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อพลาสติก ปัจจัยด้านล่างทั้งหมดคือปัจจัยที่ต้องพิจารณาสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก

บทความที่แล้ว (การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 1) ได้พูดถึงสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึง ในการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกไปแล้ว 7 ข้อคือ การรับโหลด (Mechanical Loading), อุณหภูมิ (Temperature), การสัมผัสกับสารเคมี (Chemical Exposure), คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical Performance), การทนทานต่อสภาพอากาศ (Weather Resistance), รังสี (Radiation), ลักษณะภายนอก (Appearance)

บทความวันนี้จะพูดถึง สิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึง ในการการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกไปอีก 7 ข้อคือ Agency Approvals, อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ (Life Expectancy), ขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional Tolerances), วิธีการผลิต (Processing), ปริมาณในการผลิต (Production Quantities), ราคา (Cost Constraints), การประกอบ (Assembly)

Agency Approvals

ทั้งรัฐบาล หน่วยงานเอกชน หรือองค์กร หลายๆ ที่มีข้อกำหนดเกี่ยวกับพลาสติกอยู่มากมาย ข้อกำหนดที่พูดถึงเช่น UL หรือ Underwriters’ Laboratories สำหรับชิ้นส่วนของอุปกรณ์อิเลคโทรนิค, MIL หรือ Military สำหรับอุปกรณ์ทางการทหาร, FDA หรือ Food and Drug Administration หรือ อาหารและยา สำหรับอุปกรณ์หรือภาชนะที่เกี่ยวข้องกับอาหาร, USDA หรือ United States Department of Agriculture สำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อสัตว์และสัตว์ปีก, NSF หรือ National Sanitation Foundation Testing Laboratory, Inc สำหรับอุปกรณ์พลาสติกที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมอาหาร จะเห็นว่ามีหลายข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับพลาสติก เพราะฉะนั้นอย่าลืมที่จะตรวจสอบวัสดุที่เราจะใช้กับ compliance และ approval ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด เช่น ถ้าเราออกแบบชิ้นส่วนที่ต้องการคุณสมบัติกันไฟ ก็ต้องตรวจสอบข้อกำหนดของ UL 94

อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ (Life Expectancy)

ผลิตภัณฑ์ส่วนมาก มีข้อกำหนดเกี่ยวกับอายุการใช้งานมาเกี่ยวข้อง เช่น ชิ้นส่วนภายนอกของรถยนต์ต้องใช้งานได้ตามจำนวนปีที่ผู้ผลิตระบุไว้ หรือจำนวนปี/จำนวนครั้งการใช้งานของหม้อต้มน้ำ หรือจำนวนปี/ระยะทางการวิ่งของล้อรถยนต์ และอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้นเรื่องของอายุการใช้งานจึงเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึงอย่างมากในขั้นตอนการออกแบบ

ขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional Tolerances)

มีผลิตภัณฑ์หลายประเภทที่จำเป็นต้องควบคุมขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional และ Tolerances) เพื่อให้สามารถประกอบกับชิ้นส่วนอื่นได้ นอกจากสภาวะปกติแล้วยังต้องคำนึงถึงผลกระทบจาก load, อุณหภูมิ หรือสภาวะ creep ที่จะเกิดขึ้นกับผลิตภัณฑ์แล้วส่งผลถึงขนาด แต่การควบคุมขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional และ Tolerances) ที่มากเกินไป ก็จะทำให้การผลิตใช้เวลาที่นานและต้นทุนที่สูงขึ้น ส่งผลต่อราคาของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นจึงควรพิจารณาเฉพาะจุดที่สำคัญต่อการประกอบและใช้งานเท่านั้น ในการควบคุมขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional และ Tolerances)

วิธีการผลิต (Processing)

เรื่องวิธีการผลิตเป็นเรื่องที่ต้องคำนึงถึงอย่างแน่นอนในขั้นตอนการออกแบบ เพราะทั้งสองส่วนมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก หลายๆ ปัญหาในการผลิตเกิดจากการออกแบบ แต่ในทางกลับกัน การแก้ไขการออกแบบก็ช่วยลดปัญหาในการผลิตได้เช่นกัน

ปริมาณในการผลิต (Production Quantities)

ปริมาณในการผลิตส่งผลต่อ การเลือกขั้นตอนการผลิต (processing), การออกแบบโมล์ด (mold design), การเลือกวัสดุ (material selection), วิธีในการประกอบ (assembly techniques), รวมไปถึงขั้นตอนในการผลิตอื่นๆ สำหรับการผลิตเป็นจำนวนมาก การคำนึงถึงขั้นตอนการผลิตตั้งแต่เริ่มไปจนจบขั้นตอน ตั้งแต่การออกแบบจะสามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายและเวลาของการผลิตได้มาก

ราคา (Cost Constraints)

ถ้าราคาคือสิ่งสำคัญของผลิตภัณฑ์ เราจำเป็นต้องคำนึงถึงทุกส่วนที่เกี่ยวข้องกับตัวผลิตภัณฑ์ เช่น ราคาในการออกแบบทั้งตัวชิ้นงานและแม่พิมพ์, ขั้นตอนการผลิต (processing), การผลิตโมล์ด (mold manufacturing), การเลือกวัสดุ (material selection), วิธีในการประกอบ (assembly techniques), รวมไปถึงขั้นตอนในการผลิตอื่นๆ แล้วคำนวณราคาทั้งหมด (total system cost) เพื่อหาต้นทุน ก่อนที่จะเริ่มขั้นตอนการออกแบบ

การประกอบ (Assembly)

ขั้นตอนการประกอบควรจะถูกกำหนดตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ เช่น จำนวนชิ้นส่วน เวลาในการประกอบแต่ละชิ้นส่วน วิธีการประกอบ เช่น ใช้ สกรู เชื่อม หรือใช้กาว หรือการใช้ snap-latches (ตามตัวอย่างที่รูปด้านล่าง)

snap

(ที่มา http://www.efunda.com/designstandards/plastic_design/images/snap.gif)

751437500_522

(ที่มา http://i01.i.aliimg.com/img/pb/500/437/751/751437500_522.jpg)

การออกแบบที่ดีจะต้องสามารถกำหนดหรือคาดการณ์ถึงแน้วโน้มของปัญหาที่จะเกิดขึ้นแล้วแจ้งแผนกที่เกี่ยวข้องด้วย รวมไปถึงควรจัดทำ ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบการออกแบบ หรือ Part Requirements and Design Checklist

บทความต่อไปจะพูดถึง การ Optimize ฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์พลาสติก (การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 3)