การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 3

ในการการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกมีสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึงหลายอย่าง ก่อนที่จะทำการ กำหนดรูปแบบการผลิต รวมไปถึงการเลือกวัสดุ เช่น รูปแบบการใช้งานตัวผลิตภัณฑ์มีการรับโหลดอะไรบ้าง สภาวะแวดล้อมในการใช้งานเช่น อุณหภูมิ แสง เพราะปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อพลาสติก ปัจจัยด้านล่างทั้งหมดคือปัจจัยที่ต้องพิจารณาสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก

บทความก่อนหน้านี้ (การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 1การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 2) ได้พูดถึงสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงถึง ในการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก 14 ข้อคือ การรับโหลด (Mechanical Loading), อุณหภูมิ (Temperature), การสัมผัสกับสารเคมี (Chemical Exposure), คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical Performance), การทนทานต่อสภาพอากาศ (Weather Resistance), รังสี (Radiation), ลักษณะภายนอก (Appearance), Agency Approvals, อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ (Life Expectancy), ขนาดและความคลาดเคลื่อน (Dimensional Tolerances), วิธีการผลิต (Processing), ปริมาณในการผลิต (Production Quantities), ราคา (Cost Constraints) และ การประกอบ (Assembly)

สำหรับวันนี้จะพูดถึง การ Optimize ฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์พลาสติก ก่อนที่จะเริ่มการออกแบบต้องทำการพิจารณา ปัจจัยต่างๆ เพื่อทำการ Optimize ฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์หรือการทำให้การออกแบบนั้นเหมาะสมที่สุด

Optimize ฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์

ในขบวนการของการฉีดพลาสติกนั้นมีความยืดหยุ่นมาก จนเราสามารถเพิ่มรายละเอียดต่างๆ ให้กับชิ้นงานได้ เพื่อเพิ่มฟังก์ชั่นการทำงานให้กับชิ้นส่วน และเพื่อช่วยในการลดต้นทุน ยกตัวอย่างเช่น ราคาต่อชิ้นของชิ้นส่วน หรือ per-part mold costs นั้นจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนักกับจำนวนรายละเอียดต่างๆ ในชิ้นงาน ที่เพิ่มเติมหรือถูกใส่ไว้ ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ ดังนั้นเราต้องพิจารณาถึงรายละเอียดของชิ้นส่วนที่ต้องการให้ครบถ้วน เพื่อการ Optimize ฟังก์ชั่นการทำงานของผลิตภัณฑ์, รวมไปถึงการลด จำนวนชิ้นส่วน และอุปกรณ์ช่วยประกอบที่เกี่ยวข้อง, การทำผิว หรือ finishing ของชิ้นส่วน, การ marking และโลโก้

การลดจำนวนชิ้นส่วน หรือ การรวมเข้าด้วยกัน หรือ Consolidation

ด้วยความยืดหยุ่นและความสามารถของขบวนการฉีดพลาสติกในการขึ้นรูป ที่สามารถทำได้ตั้งแต่งานง่ายๆ ไปจนถึงยากและซับซ้อนได้นั้น เราก็ควรใช้ข้อได้เปรียบในจุดนี้ ในการลดจำนวนชิ้นส่วน ด้วยการนำรายละเอียดต่างๆ ที่ต้องการ ไปใส่ไว้ที่ชิ้นส่วนใดชิ้นส่วนหนึ่งให้มากที่สุด หรือถ้าเป็นไปได้คือมีชิ้นเดียว

การลดจำนวนอุปกรณ์ช่วยประกอบที่เกี่ยวข้อง

การออกแบบที่ดีจะสามารถลดจำนวนอุปกรณ์ช่วยประกอบหรือ fasteners เช่น สกรู, นัท, washer, spacer และอื่นๆ ได้ แกนบานพับหรือ hinge สามารถเพิ่มในชิ้นงานและขึ้นรูปพร้อมชิ้นงานได้โดยไม่เพิ่มค่าใช้จ่าย แล้วยังสามารถลดค่าวัสดุของ fasteners ต่างๆ รวมไปถึงเวลาและค่าใช้จ่ายในการประกอบ นอกจากนี้ยังไม่ต้องกังวลเรื่องการนำกลับมาใช้ใหม่หรือ recycle อีกด้วย

hinge 2 replace fastener

ด้านบนคือรูปที่ออกแบบโดยใช้ hinge แทน fastener

Finish หรือ การทำผิว

ถ้าเป็นไปได้ควรทำสีด้วยวิธี molded-in แทนที่การทำสีที่หลัง ค่าใช้จ่ายที่ลดได้จะมากกว่าค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นสำหรับค่าพลาสติกที่สามารถทนทานต่อแสง UV หรืออื่นๆ (exposure performance) ตามสีที่ต้องการ แต่ถ้าจำเป็นต้องทำสีในขั้นตอนต่อไป ควรแน่ใจว่าได้เลือกพลาสติกที่เหมาะสมหรือง่ายต่อการทำสี เช่น ไม่ต้องทำ surface etching หรือ primer ก่อนการทำสี

การทำ Marking และ Logo

ในการผลิตชิ้นส่วนทั่วไปมักมีขั้นตอนอื่นหลังจากฉีดเสร็จ เช่น การเพิ่มรายละเอียดต่างเกี่ยวกับทิศทางการประกอบ การ marking โลโก้ หรือแม้แต่ labels, decals, printing, stamping และอื่นๆ ขั้นตอนหล่านี้ล้วนเพิ่มค่าใช้จ่าย ไม่ว่าจะเป็น ค่าวัสดุ หรือ ค่าแรง การ Molded-in รายละเอียดต่างๆ ลงไปบนชิ้นงาน จะช่วยลดค่าใช้จ่ายได้อย่างมาก การเพิ่ม gloss หรือ texture ลงไปที่ผิวงานจะช่วยเพิ่มความคมชัด และทำให้เห็นรายละเอียดต่างๆ ง่ายขึ้น

molded-in - schematic

นี่คือตัวอย่างการ molded-in รายละเอียดของ schematic ลงบนผิวชิ้นงาน สามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายทั้งวัสดุและแรงงาน

อื่นๆ

พยายามที่จะเพิ่มรายละเอียดต่างๆ เข้าไปในชิ้นส่วน เพื่อให้สามารถฉีดออกมาได้พร้อมกัน เพื่อให้ง่ายต่อการประกอบ และตอบสนองต่อฟังก์ชั่นการทำงานของชิ้นงาน ให้ได้มากที่สุด เช่น pin บนชิ้นงาน เพื่อช่วยในการกำหนดตำแหน่ง เวลาประกอบเข้ากับชิ้นส่วนอื่น, nesting ribs, finger grips, guides, stops, stand-offs, hooks, clips และรูบนชิ้นงานตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการ

บทความต่อไปจะพูดถึง การลดค่าใช้จ่ายในการผลิต หรือ REDUCING MANUFACTURING COSTS (การออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก plastic product design ตอน 4)