5 тенденций в производстве пресс-форм, пластмасс и литья под давлением, которые определят 2021 год

Литье под давлением — простой и эффективный производственный процесс с богатой историей. Первая машина для литья под давлением была создана в 1872 году Джоном Уэсли и Исайей Вяттом и использовала поршень для впрыска пластика через нагретый цилиндр в форму.

Индустрия литья под давлением развивалась медленно после этого первоначального развития, но пережила возрождение в 1940-х годах, когда Вторая мировая война вызвала всплеск спроса на продукцию массового производства. Джеймс Уотсон Хендри построил первую экструзионно-шнековую машину для литья под давлением в 1946 году, которая дала инженерам больший контроль, и внес значительный вклад в отрасль, которая определяет то, что мы сегодня называем литьем под давлением.

В 2020 году литье пластмасс под давлением можно найти в самых разных отраслях, от аэрокосмической до упаковки и детских игрушек. Хотя эта технология существует уже много лет, область литья под давлением, изготовления пресс-форм и пластмасс продолжает развиваться в ответ на новые технологические достижения, потрясения на рынке и другие социальные и экономические факторы.

Вот пять ключевых отраслевых тенденций, которые, вероятно, определят направление производства пресс-форм, пластмасс и литья под давлением в наступающем году.

1. Глобальный переход к устойчивому развитию

Устойчивое развитие является важным фактором для любого типа производства, но индустрия пластмасс особенно тщательно изучается из-за ее недостатков в этом отношении. С 1950 года в мире было произведено 8 миллиардов тонн пластика, и только 9% его было переработано — остальные 91% либо сжигались, либо оставлялись накапливаться на свалках. Более того, по оценкам, только на производство приходится 21 % всех выбросов парниковых газов.

Появление экологически сознательных потребителей и более широкий культурный сдвиг в сторону устойчивого развития побудили производственные компании проанализировать свою деятельность и подумать о том, как они могут сократить количество отходов. Это может включать в себя более эффективную эксплуатацию машин для литья под давлением для экономии энергии, создание продуктов из 100% переработанных материалов, внедрение возобновляемых или гибридных источников энергии на производственных объектах, более внимательное отношение к отходам материалов и многое другое.

Хотя тенденция устойчивого развития является многообещающей, разработчики продуктов должны помнить о том, как эти тенденции могут повлиять на их способность выполнять критические требования проекта. Например, переработанные материалы могут отрицательно сказаться на физических и механических свойствах конечной части.

Многие переработанные пластиковые нити, представленные сегодня на рынке, имеют проблемы с качеством, которые препятствуют получению неизменно высокого качества деталей от одного производственного цикла к другому. В этом случае использование первичной пластиковой нити может быть лучшим способом получить чистую и функциональную деталь. Переход от первичного пластика к более устойчивому будущему потребует времени и исследований, но для большинства компаний-производителей это стоит усилий.

2. Возобновление интереса к биопластикам

Вдохновленные тенденцией устойчивого развития, многие производители изучают преимущества использования биопластика для изготовления пресс-форм и литья под давлением.

Биопластики, или биопластики PLA, являются альтернативой пластикам на нефтяной основе, которые получают из биомассы, такой как кукуруза, сахарный тростник, морские водоросли или даже панцири креветок. Биопластики являются биоразлагаемыми, углеродно-нейтральными и в естественных условиях распадаются только на биомассу, углекислый газ и воду. Если производители будут создавать продукты и упаковку из биопластика, они могут способствовать созданию более экологичных рынков и снижению вреда для окружающей среды.

Эта тенденция уже подает большие надежды. По данным European Bioplastics, ожидается, что к 2023 году мировой рынок биопластиков вырастет на 25%. Несмотря на то, что биопластики PLA безвредны для окружающей среды и обладают механическими свойствами, сравнимыми с полиэфирами на нефтяной основе, разработчики продуктов должны помнить об ограничениях этого материала.

Например, биопластики не являются полностью экологически чистыми, потому что все еще необходимо учитывать затраты на сбор, переработку и доставку, даже если сам материал является возобновляемым. Кроме того, возможность вторичной переработки биопластика может быть легко поставлена ​​под угрозу. Биопластики часто комбинируют с полимерами, не подлежащими вторичной переработке, для повышения их прочности, и эти гибридные биопластики разлагаются до нетоксичных материалов за три месяца при определенных условиях компостирования. Однако если эти гибридные биопластики окажутся на традиционной свалке, такое же разложение может занять не менее 100 лет. Идеальных пластиков не бывает, но мы с нетерпением ждем, какие достижения в области биопластиков принесет 2021 год.

3. Эксперименты с альтернативными материалами

В 2020 году использование композитных материалов стало одной из основных тенденций в автомобильной и аэрокосмической промышленности, и мы ожидаем, что эта тенденция сохранится. Композитный материал представляет собой гетерогенную смесь двух или более материалов, которые объединяются для получения более прочного изделия в целом. Инженеры могут сделать материал еще прочнее, добавив в окружающую полимерную матрицу стеклянные или углеродные волокна.

В фунтах на фунт композиты прочнее высококачественных материалов, таких как сталь, и более легкие, что делает их идеальными для многих автомобильных, аэрокосмических и строительных применений. Композиты предлагают группам разработчиков долговечную, гибкую и экономичную альтернативу материалам, которые они привыкли использовать для изготовления пресс-форм и литья под давлением. Производителям и инженерам следует ожидать появления большего количества композитных материалов в 2021 году, особенно с учетом того, что они набирают все большую популярность в медицинской и военной сферах.

4. Увеличение спроса на легкие материалы

Повсеместно потребители и производители хотят более легкие продукты. В автомобильной и аэрокосмической отраслях более легкие детали часто приводят к меньшему расходу топлива или более длительному сроку службы батареи.

Когда дело доходит до производства медицинских устройств, замена суставов и стенты, изготовленные из легких материалов, могут значительно улучшить результаты лечения пациентов. Поскольку тенденция облегчения веса согласуется с более широким использованием композитных материалов, инженеры и группы разработчиков должны более активно учитывать соображения веса в своих планах проектирования на 2021 год.

5. Более широкое использование автоматизации

Автоматизация и более широкое использование программного обеспечения, машинного обучения и расширенной аналитики в производстве — это растущие тенденции, которые, вероятно, сохранятся и в 2021 году. Сегодняшнее программирование проще, чем в прошлые годы, что приводит к более быстрым производственным циклам, сокращению времени простоя и более эффективному обслуживанию. .

Автоматизация также обеспечивает больший контроль над процессом литья под давлением. Производителям, инженерам и командам разработчиков следует воспользоваться возможностью использовать программное обеспечение для усовершенствования процессов изготовления пресс-форм и литья под давлением, если они еще этого не сделали.

В 2021 году дизайнеры и группы по производству продуктов также должны использовать анализ течения пресс-форм, чтобы сохранить конкурентное преимущество. В анализе течения пресс-формы используется программное обеспечение для имитации цикла литья под давлением и прогнозирования заполнения пресс-формы, что особенно полезно на этапе проектирования. Инженеры могут использовать анализ течения пресс-формы, чтобы проверить усадку, коробление, неравномерность заполнения и многое другое, прежде чем переходить к прототипированию. Это интеллектуальное программное обеспечение также может предсказать реакцию формы на впрыск расплавленных материалов под давлением.

Технология может быть дорогой, но ее технические и экономические преимущества намного перевешивают затраты.

Взгляд в будущее изготовления пресс-форм

2020 год был непредсказуемым и беспрецедентным. У некоторых производителей, инженеров и продуктовых команд может возникнуть соблазн вернуться к прежнему положению, но они могут добиться лучших результатов в 2021 году, воспользовавшись некоторыми из ценных возможностей, изложенных в вышеупомянутых тенденциях. Автоматизация, облегчение и новая приверженность экологически безопасному производству наверняка очень скоро встряхнут производство пресс-форм. Опытный производственный партнер может помочь командам разработчиков сделать следующий шаг максимально эффективным.

Когда команды разработчиков сотрудничают с Fast Radius, они получают лучшее из обоих миров — опыт и инновации. Мы потратили годы на совершенствование многопроцессорного производства по запросу, и с этой прочной основой мы можем держать руку на пульсе того, что будет дальше в производстве пресс-форм, пластмасс и литье под давлением. Наши партнеры могут рассчитывать на низкий уровень брака, низкие затраты на оплату труда, а также квалифицированную помощь в проектировании и проектировании на всех этапах разработки продукта, производства и реализации. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить предложение — давайте создадим что-то невероятное.

Дополнительную информацию об производственной отрасли и прогнозы тенденций на 2021 год можно найти в соответствующих статьях блога в учебном центре Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату