Moulage par injection est une pierre angulaire de l fabrication de "pièces en plastiqueLa Commission européenne a mis en place un système de gestion de l'information, qui joue un rôle essentiel dans diverses industries. De matériel médical à intérieurs d'automobiles, boîtiers électroniques à articles ménagers courantset au-delà, l'omniprésence des pièces moulées par injection est indéniable.

Le processus consiste à faire fondre le plastique brut dans un machine de moulage par injectionLe produit est ensuite moulé, puis refroidi et solidifié, ce qui permet d'obtenir des composants aux formes complexes.

La complexité de la conception des pièces en plastique exige une attention méticuleuse à différents facteurs, notamment les exigences fonctionnelles, la sélection des matériaux et les considérations structurelles. Parmi les éléments clés de ce processus de conception, citons épaisseur de la paroiLe projet, les textures, les côtes, et, notamment, patrons.

Servant de points de fixation et d'assemblage, les bossages sont généralement des projections cylindriques dotées de trous stratégiquement placés pour les vis ou les inserts filetés. Il est primordial de veiller à l'efficacité de leur conception, qui exige des rayons de base généreux pour la solidité et une grande dépouille pour un démoulage sans heurts.

Ce blog se penche sur les lignes directrices fondamentales pour conception du patron dans les pièces moulées par injection, afin d'améliorer la moulabilité, de prolonger la durée de vie des moules, d'augmenter la longévité opérationnelle des pièces et de réduire les coûts de fabrication.

Conception des patrons : Un bref aperçu

En plastique conception de pièces mouléesun élément crucial qui demande de l'attention est le concept de conception du patron. Qu'est-ce qu'un bossage dans les pièces moulées ? À la base, un bossage est une caractéristique structurelle - une projection cylindrique comportant des trous stratégiquement placés dans les composants moulés.

La fonction première des bossages consiste à fournir des points de fixation pour les vis, les attaches ou d'autres éléments d'assemblage essentiels. Ces caractéristiques jouent un rôle essentiel pour faciliter les processus d'assemblage tout en garantissant l'intégrité structurelle du produit final.

Il est indispensable de comprendre et de maîtriser la conception des patrons pour optimiser la fonctionnalité et la fabricabilité des pièces moulées en plastique.

Éléments de conception du patron

La conception d'un bossage efficace est essentielle pour l'intégrité structurelle des pièces moulées. Pour obtenir une résistance optimale sans compromettre la conception globale, plusieurs éléments clés doivent être soigneusement pris en compte :

Rapport d'épaisseur

L'épaisseur de la paroi des bossages ne doit pas dépasser 60 % de l'épaisseur de la paroi principale de la pièce. Il est essentiel de trouver cet équilibre pour garantir la résistance du bossage sans compromettre l'intégrité structurelle globale de la pièce moulée.

 Ratio du rayon de base

La stabilité et la prévention du gauchissement au cours de la fabrication dépendent fortement du ratio du rayon de base. Le rayon de base doit représenter au moins 25 % de l'épaisseur de la paroi principale, ce qui constitue une base solide. Cela correspond à un diamètre de base d'au moins 50 %, ce qui contribue à la résilience globale du bossage.

Connexion aux murs adjacents

Les bossages doivent toujours être reliés aux parois adjacentes par des nervures ou des goussets. Cette connexion stratégique permet d'éviter la création de sections épaisses, minimisant ainsi le risque de déformation au cours du processus de fabrication. Une conception réfléchie garantit une intégration parfaite des bossages dans la structure globale de la pièce.

 Ratio du filet à la base

En tant que point d'attache entre deux surfaces, la base des bossages nécessite une rapport de congé pour plus de solidité. Cette mesure préventive protège contre les contraintes potentielles induites par l'insertion de vis ou d'autres pièces, garantissant la résilience et minimisant le risque de fracture.

L'incorporation d'un rapport de congé est une étape critique dans l'amélioration de la longévité et de la fiabilité du bossage à l'intérieur de la pièce moulée.

10 lignes directrices critiques pour la conception des patrons de pièces moulées en plastique

1. Rayon minimal à la base du bossage

La mise en œuvre d'un congé avec un rayon minimum spécifique à la base d'un bossage est impérative pour atténuer la concentration de contraintes. Ce rayon est placé stratégiquement à l'intersection du bossage et de la paroi nominale, ce qui permet de réduire efficacement les contraintes et d'améliorer l'intégrité structurelle globale.

Bien que le rayon assure la solidité, il doit être soigneusement contrôlé pour éviter les sections épaisses, en équilibrant le soutien structurel et la facilité de fabrication. La fourchette recommandée pour ce rayon de base est de 0,25 à 0,5 fois l'épaisseur nominale de la paroi, ce qui garantit des performances optimales pendant le processus de moulage.

2. Espacement entre les boss

L'emplacement stratégique des bossages est crucial pour éviter la création de zones minces qui posent des problèmes dans le processus de refroidissement. Le maintien d'un espacement approprié entre les bossages, idéalement au moins deux fois l'épaisseur nominale de la paroi, est essentiel pour un refroidissement efficace et une amélioration de la qualité.

La proximité entre les patrons peut entraîner des difficultés de refroidissement, affectant la productivité et l'efficacité de l'entreprise. durée de vie des moules. Un espacement correct est essentiel pour assurer un refroidissement uniforme et améliorer la longévité du moule.

3. Rayon à la base du trou dans le bossage

L'introduction d'un rayon à la base du trou d'un bossage sert plusieurs objectifs, notamment celui d'éviter angles vifs et concentration de contraintes. Cette caractéristique facilite le processus de moulage et contribue à réduire les contraintes, assurant ainsi la longévité de la pièce moulée.

Le rayon recommandé à la base du trou dans le bossage est compris entre 0,25 et 0,5 fois l'épaisseur nominale de la paroi, ce qui permet de trouver un équilibre entre la facilité de fabrication et la réduction des contraintes.

4. Tirant d'air minimal pour le diamètre extérieur du bossage

Pour faciliter l'éjection du moule, il faut que le bossage ait un tirant d'air adéquat. diamètre extérieur (OD). Ce tirage, généralement supérieur ou égal à 0,5 degré, facilite un processus de démoulage en douceur.

Une dépouille adéquate sur la surface extérieure du bossage permet non seulement de rationaliser la fabrication, mais contribue également à l'efficacité du processus de moulage par injection, en minimisant les problèmes de production.

5. Tirant d'eau minimum pour l'identification du patron

Les considérations de conception nécessitent souvent une conicité minimale sur le diamètre intérieur (ID) d'un bossage pour un engagement correct avec les fixations.

Il est recommandé d'avoir un tirant d'air supérieur ou égal à 0,25 degré sur les parois intérieures du bossage, ce qui permet d'assurer la continuité de l'opération. démoulage et la mise en place d'un ajustement sûr pour les fixations. Cette ébauche sur le diamètre intérieur contribue à la fois à la fabricabilité et à la fonctionnalité de la pièce moulée finale.

6. Rapport entre la hauteur du bossage et le diamètre extérieur

Il est essentiel de trouver le bon équilibre entre la hauteur du bossage et le diamètre extérieur (DO) afin d'éviter des effets indésirables. masse du matériau et sections épaisses à la base.

Avec une hauteur recommandée de moins de trois fois le diamètre extérieur, cette directive de conception permet un refroidissement efficace, une réduction des émissions de gaz à effet de serre et une amélioration de la qualité de l'air. durée du cycleet la précision dimensionnelle des trous forés. Une bonne rapport entre la hauteur et le diamètre extérieur est essentielle pour une performance optimale des pièces.

7. Rayon minimal à l'extrémité du bossage

Pour supporter des charges variables dans des conditions de service, il est essentiel de prévoir un congé avec un rayon minimum spécifique à l'extrémité d'un bossage. Cette caractéristique de conception réduit efficacement la concentration des contraintes et améliore la durabilité et la durée de vie globales de la pièce moulée.

Le rayon minimum recommandé à la pointe contribue à la résilience globale du bossage dans différents scénarios de charge.

8. Chanfrein au sommet du bossage

Incorporer un chanfrein au sommet d'un bossage est un avantage pour les fixations au cours du processus d'assemblage. Cette caractéristique de conception assure un engagement et un alignement en douceur pendant l'assemblage, ce qui rationalise le processus de fabrication.

Le chanfrein au sommet du bossage contribue à la facilité d'assemblage et à la qualité globale de la pièce moulée finale.

9. Épaisseur de la paroi du bossage

Pour maintenir une épaisseur de paroi idéale pour les bossages, environ 60 pour cent de l'épaisseur de la paroi est nécessaire. paroi nominaleIl est essentiel de prévenir les problèmes tels que vides, marques d'évieret des temps de cycle prolongés.

Si le dépassement de cette épaisseur peut entraîner des problèmes de fabrication, il peut être envisagé d'ajuster l'épaisseur de la paroi pour les bossages situés dans des zones non visibles, afin de tenir compte des contraintes accrues imposées par les vis autotaraudeuses. Il est essentiel de trouver le bon équilibre dans l'épaisseur de la paroi pour obtenir des performances optimales de la pièce.

10. Patron autonome

Il est recommandé de réaliser un carottage pour les bossages et autres sections épaisses afin d'assurer un flux de matière uniforme et une bonne répartition des charges. La fixation du bossage à la paroi latérale améliore la rigidité et l'écoulement de la matière, contribuant ainsi à l'intégrité structurelle globale de la pièce moulée.

Cette considération est cruciale pour améliorer les performances et la fabricabilité des pièces.

Défis et solutions en matière de conception de patrons

Une mauvaise conception des patrons pose des problèmes qui peuvent avoir un impact significatif sur l'esthétique et la fonctionnalité des pièces moulées. Quels sont ces problèmes ? Comment les résoudre ? Voyons cela ci-dessous.

Marques d'évier et gauchissement

Défi

L'un des principaux défis que pose la conception des bossages est le risque d'apparition de marques d'enfoncement et de gauchissement. Lorsque les bossages sont mal conçus, soit parce qu'ils sont trop épais, soit parce qu'ils ne sont pas suffisamment renforcés, ils se refroidissent à des vitesses différentes de celles des zones environnantes.

Cette disparité de température peut entraîner des marques d'enfoncement inesthétiques, créant des dépressions sur la surface, ainsi qu'un gauchissement, entraînant une déviation de la pièce par rapport à sa forme prévue.

Solution

Pour relever ce défi, il faut optimiser l'épaisseur de la paroi des bossages et incorporer des nervures de renforcement. Une épaisseur de paroi adéquate garantit un refroidissement uniforme, minimisant ainsi le risque de marques d'enfoncement et de gauchissement. Les nervures de renforcement sont essentielles pour répartir uniformément les contraintes sur le bossage, prévenir les déformations localisées et améliorer l'intégrité globale de la pièce.

Impact sur le temps de refroidissement et le temps de cycle

Défi

Les bossages influencent directement le refroidissement et la durée des cycles pendant le processus de moulage. Lorsque les bossages sont trop épais ou mal conçus, ils peuvent retenir la chaleur, ce qui prolonge les temps de refroidissement et de cycle.

Cela ne ralentit pas seulement le processus de fabrication, mais conduit également à l'augmentation des coûts de production.

Solution

L'atténuation de l'impact sur le refroidissement et les temps de cycle implique des ajustements stratégiques des canaux de refroidissement à l'intérieur du moule. L'optimisation de la conception globale du moule, en accordant une attention particulière à l'emplacement des bossages, peut minimiser les effets négatifs sur le refroidissement et les temps de cycle.

Choix de matériaux et compatibilité limités

Défi

Le matériau choisi pour les pièces moulées influe considérablement sur la conception du bossage. Le choix d'un matériau incompatible peut soumettre le bossage à des contraintes excessives, susceptibles d'entraîner des fissures ou des défaillances.

Solution

Pour relever ce défi, il faut sélectionner les le matériau adéquat pour la conception du patron. Optez pour un matériau présentant la solidité, la rigidité et la résistance chimique nécessaires pour que le bossage puisse supporter les charges et les conditions environnementales.

La sélection des matériaux est cruciale pour obtenir des patrons durables et fiables dans les pièces moulées.

Conclusion

Les bossages des pièces moulées par injection sont des éléments cruciaux qui servent d'ancrage, de support et facilitent la fiabilité de l'assemblage. Ces composants jouent un rôle crucial en garantissant l'intégrité structurelle et les performances optimales du produit final.

Il est impératif de respecter les règles fondamentales de conception pour produire des pièces en plastique dotées de bossages robustes, fonctionnels et visuellement attrayants.

Pour ceux qui recherchent des pièces moulées de qualité supérieure avec un patron fiable, Prototool apparaît comme le choix optimal. Notre services de moulage par injection sont soutenus par une équipe expérimentée qui s'engage à répondre à vos besoins spécifiques. Vous souhaitez en savoir plus ? Prenez contact avec nous dès aujourd'hui !

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Vous êtes-vous déjà demandé ce qui distinguait les designers qui clouent des pièces moulées par injection? Il existe une ligue d'experts qui ne se contentent pas de concevoir des pièces, mais qui excellent dans la fabrication de ces pièces pour les clients. moulage par injection. Alors que nous plongeons dans le monde du moulage par injection, où la précision rencontre la production, nous dévoilons une stratégie cruciale pour réussir : faire équipe avec votre mouleur.

Il ne s'agit pas d'une moulage par injection Nous explorons le point de convergence entre les complexités de la conception et l'expertise en matière de moulage. Si vous souhaitez tirer le meilleur parti de votre travail d'équipe avec le mouleur pour vous assurer de choisir les bons matériaux lors de la finalisation de la conception et du traitement de la production de votre produit, cet article est fait pour vous.

Poursuivez votre lecture pour tout savoir sur la création d'une conceptions de produits avec les matériaux de production adéquats.

Considérations clés pour la conception de pièces moulées de haute qualité

Avant de s'embarquer dans l'aventure complexe de la conception d'une pièces moulées pour le moulage par injection, il est primordial de saisir l'importance des considérations clés. La compréhension de ces considérations jette les bases d'un processus de conception collaboratif et efficace.

En approfondissant les nuances de la la prise en compte des matériaux dans la conception des produitsLes tolérances critiques, marques d'évierles zones de sécurité en acier, et emplacement des portesAinsi, les concepteurs peuvent relever les défis potentiels et optimiser leurs conceptions en vue d'une production réussie. Examinons maintenant en détail chacun des points ci-dessous :

Options matérielles et conséquences

Pour commencer, comprenez l'importance de la prise en compte des matériaux dans la conception du produit pour concevoir des pièces moulées de qualité supérieure. Collaborer efficacement avec les mouleurs en parvenant à un accord crucial sur les résines spécifiées - cela constitue la base d'un processus de production sans faille.

En ce qui concerne les propriétés des matériaux, alignez vos choix sur les préférences de votre mouleur pour réaliser d'importantes économies. Si vous avez affaire à des résines hautes performances, vous devez relever des défis tels que la viscosité, la teneur en verre et la cristallinité - ces facteurs peuvent avoir un impact significatif sur la précision de la conception et l'efficacité de la production.

Tolérances critiques

En matière de conception de pièces moulées par injection, la maîtrise tolérances serrées nécessite un mélange stratégique de collaboration et de perspicacité. Comprendre les facteurs qui influencent la variation de la tolérance, tels que les matériaux, le contrôle des processus et la qualité des produits. conception d'outils.

En tant que concepteur, il est essentiel de prévoir des tolérances généreuses lorsque c'est possible, mais il y a des cas où des tolérances serrées ne sont pas négociables pour l'ajustement, la fonction ou l'apparence. Vous devriez également découvrir des suggestions pratiques pour maintenir un contrôle précis des tolérances, que ce soit par le biais de techniques de post-usinage ou d'emplacements stratégiques des points d'entrée.

En outre, il est important de comprendre la gestion des tolérances dans le moulage par injection pour obtenir un ajustement, une fonction et une esthétique optimaux.

Marques d'évier

Atteindre la perfection esthétique dans les pièces moulées par injection est un objectif permanent, et l'un des éléments clés à comprendre est la complexité des marques d'enfoncement. Comprendre les lignes directrices qui dictent les épaisseur de la paroi et leur impact direct sur l'apparence de votre dessin ou modèle.

Travaillez en étroite collaboration avec votre mouleur pour relever les défis liés à l'introduction de côtes, patronset angles de dépouille. Pour anticiper et éliminer les marques d'enfoncement, il convient d'explorer des solutions telles que la réduction du tirage, l'ajustement de la hauteur des nervures et l'incorporation d'autres caractéristiques de conception.

En adoptant ces stratégies, vous améliorerez l'attrait visuel de vos pièces moulées par injection et atteindrez la perfection cosmétique tant convoitée.

Zones de sécurité en acier

La précision de la conception des pièces moulées par injection exige une attention méticuleuse, en particulier en ce qui concerne s'emboîte, caractéristiques d'alignementet pièces à emboîter. Comprendre l'importance des caractéristiques de conception "sûres pour l'acier" - des espaces libres méticuleusement planifiés permettant des ajustements après les premiers essais.

En intégrant cette prévoyance dans votre conception, vous éviterez les complications et les retards liés aux éléments suivants soudage. Il est important de collaborer étroitement avec le mouleur choisi, en mettant l'accent sur un engagement précoce afin de minimiser les révisions, d'établir les dimensions critiques et de prendre des décisions éclairées sur les zones sûres pour l'acier.

Cela permet de rationaliser le processus de conception et d'assurer la précision de chaque pièce moulée par injection.

Emplacement de la porte

L'emplacement stratégique des portillons dans les pièces moulées par injection est un facteur déterminant qui influe sur divers attributs. Découvrez le processus de collaboration entre les concepteurs, les mouleurs et les fabricants d'outils lors de la spécification de l'emplacement des portillons.

Reconnaître les effets de l'emplacement de la porte sur apparence, page de guerre, tolérances, finition de la surface et propriétés physiques. En outre, vous pouvez remettre en question les normes conventionnelles et explorer le rôle des simulations de flux de moules pour guider la conception de la porte, en veillant à ce qu'elle ne compromette pas les performances, l'apparence ou l'adaptation de la pièce.

Conseils pour une conception de produit réussie avec les bons matériaux

Avant d'entrer dans les détails, expliquons pourquoi ces considérations sont importantes pour votre entreprise. conception de produits. L'élaboration d'un design qui fait mouche n'est pas qu'une question d'apparence. En fait, il s'agit aussi de s'assurer que votre création est belle et qu'elle fonctionne de manière exceptionnelle.

Il s'agit de comprendre les propriétés des matériaux, d'être économe sans compromettre la qualité, de s'assurer que votre produit peut durer et, bien sûr, de le rendre attrayant sur le plan visuel. Et puis, être soucieux de l'environnement, c'est pas mal non plus.

Nous allons maintenant nous pencher sur les principales stratégies qui vous aideront à prendre en compte les matériaux dans la conception de vos produits :

Identifier les principales propriétés des matériaux et la façon dont elles influencent votre conception

Comprendre les propriétés des matériaux revient à disposer d'un schéma directeur pour une conception efficace des produits. Cette stratégie permet d'approfondir les subtilités des propriétés clés des matériaux, telles que la résistance à la traction, la ductilité, l'élasticité et la conductivité thermique.

Vous apprendrez ainsi comment ces propriétés façonnent votre processus de conception et influencent les performances globales et la durabilité de votre chef-d'œuvre final.

Examiner le rapport coût-efficacité des différents matériaux

Alors que votre étincelle créative alimente votre conception, cette stratégie vous prépare à l'aspect pratique - le rapport coût-efficacité. Suivez une visite guidée à travers une analyse complète du rapport coût-efficacité de différents matériaux.

En outre, il est important de se pencher non seulement sur les coûts initiaux, mais aussi sur les considérations à long terme, afin de s'armer des connaissances nécessaires pour prendre des décisions qui améliorent la qualité et la durabilité des produits.

Évaluer la résistance et la durabilité des matériaux

En tant que concepteur, la solidité et la durabilité sont vos fidèles acolytes. Cette stratégie décompose le processus d'évaluation, en vous guidant à travers les tests de résistance à la traction et à la compression, de résistance aux chocs et à la fatigue.

N'oubliez pas de vous familiariser avec l'importance de la compréhension résistance des matériauxvous permettant de sélectionner des matériaux qui durent et excellent dans diverses applications.

Tenir compte de la façon dont les matériaux réagissent aux conditions environnementales

Pour vous, il est essentiel de concevoir des modèles résistants à l'environnement. Cette stratégie met en lumière la façon dont les matériaux réagissent à des conditions environnementales spécifiques. Choisissez des matériaux qui garantissent la longévité et la fonctionnalité de votre création si celle-ci est exposée à des températures caniculaires ou à des rayons UV incessants.

Une fois cette étape franchie, vous pouvez intégrer en toute transparence des considérations environnementales dans votre processus de conception pour obtenir des produits finis qui résistent à l'épreuve du temps.

Analyser les qualités esthétiques des matériaux

Au-delà de la fonctionnalité, l'esthétique est votre terrain de jeu. Cette stratégie explore l'impact de la texture, de la couleur, de la finition et des motifs sur les perceptions des consommateurs. 

Il est également important de comprendre comment les qualités esthétiques influencent le choix des matériaux dans la conception des produits, en façonnant l'identité visuelle de votre création. Des finitions mates aux surfaces réfléchissantes, devenez maître dans la création de designs visuellement attrayants et harmonieux.

Étudier la durabilité des matériaux

En tant que designer, la durabilité n'est pas un simple mot à la mode. Il s'agit plutôt d'un principe de conception. Cette stratégie souligne l'importance d'étudier la durabilité des matériaux.

Veillez à examiner minutieusement l'origine des matériaux, les processus de production et l'élimination en fin de vie afin de faire des choix qui s'accordent parfaitement avec votre conscience environnementale. Vous devriez également explorer la polyvalence des matériaux durables, comme le bambou, et jouer votre rôle dans la création d'un paysage plus respectueux de l'environnement.

Guide de conception du moulage par injection : Sélection des matériaux

En fin de compte, le choix des bons matériaux est un aspect essentiel du moulage par injection, car il influe sur tous les aspects, de la durabilité du produit à la rentabilité.

Dans cette section de l'article, nous vous présenterons les principales considérations relatives à la sélection des matériaux dans la conception des produits, afin de garantir que vos efforts de moulage par injection aboutissent à des résultats fructueux et efficaces.

• Aspect et texture des pièces moulées par injection : Au-delà de la fonctionnalité, assurez-vous de l'apparence et de la sensation de vos pièces moulées par injection. Apprenez comment les différents plastiques influencent l'aspect et le toucher des surfaces. C'est très important, surtout lorsque vous voulez que vos produits ne soient pas seulement fonctionnels, mais aussi esthétiques.
• Gamme de température et considérations de coût : La température est un facteur important dans le moulage par injection. Comprenez comment choisir des matériaux capables de supporter la bonne température. Nous aborderons également la question des coûts - comment choisir des matériaux qui correspondent à votre budget tout en étant efficaces. Il s'agit de trouver le juste milieu entre ce qui fonctionne, ce qui dure et ce qui ne coûte pas les yeux de la tête.
• Facteurs environnementaux et environnement d'utilisation : Réfléchissez à l'endroit où vos pièces moulées par injection seront utilisées. Qu'il s'agisse de chaleur ou de conditions difficiles, la bonne prise en compte des matériaux dans la conception du produit signifie que vos produits peuvent y faire face. Découvrez ce qui permet à vos produits de durer et d'être résistants dans différentes situations.

Guide de conception pour le moulage par injection : Conception des pièces

La fabrication de produits de qualité grâce au moulage par injection commence par une conception intelligente. Ce guide explique comment créer des pièces qui s'intègrent parfaitement au processus de moulage par injection. Qu'il s'agisse de l'épaisseur des parois ou du choix des matériaux, ces conseils vous aideront à concevoir des pièces qui se prêtent parfaitement au moulage par injection.

• Notions d'épaisseur de paroi pour les pièces moulées par injection : Quel est l'essentiel de la création de pièces dans le domaine du moulage par injection ? Connaître les bases de l'épaisseur des parois. Pour déterminer la bonne épaisseur en fonction des différents matériaux, consultez les suggestions du tableau ci-dessous :

Ce tableau complet des matériaux est un outil pratique qui fournit des recommandations précises sur l'épaisseur des parois en fonction du matériau sélectionné, garantissant ainsi un processus de moulage par injection efficace et sans heurts.

Conclusion

La maîtrise de l'art de la sélection des matériaux dans la conception des produits est essentielle à la réussite du moulage par injection. En suivant ces méthodes, les concepteurs de produits peuvent trouver le bon mélange de praticité, d'esthétique et d'accessibilité financière. Restez à l'écoute pour plus d'informations et de conseils afin d'améliorer votre jeu en matière de moulage par injection.

Vous avez encore des difficultés avec le processus de conception ? Ne vous inquiétez pas ! Vous pouvez désormais améliorer votre jeu en matière de moulage par injection, en envisageant un partenariat avec Prototoolun professionnel de confiance Fabrication CNC et fournisseur de services de moulage par injection.

Notre expertise s'aligne parfaitement sur les stratégies discutées, garantissant que votre sélection de matériaux dans la conception du produit et le processus de conception sont exécutés avec précision, livrant des produits qui excellent en termes de fonctionnalité, d'esthétique et de rapport coût-efficacité. Contactez nos professionnels dès aujourd'hui !

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Les responsables, les concepteurs et les ingénieurs de l'industrie manufacturière doivent comprendre trous borgnes et trous débouchants pour une bonne exécution. Cela devrait leur permettre de perfectionner leur profession.

Pour vous y aider, ce guide approfondi présente l'application stratégique de ces éléments de conception et fournit des informations précieuses adaptées à vos besoins en tant que professionnel ou passionné. Poursuivez donc votre lecture pour tout savoir sur les trous borgnes et les trous débouchants.

Les principes de base : Trous borgnes et trous débouchants

Les trous borgnes, avec une seule extrémité ouverte, et les trous débouchants, qui traversent une pièce d'un bout à l'autre, sont fondamentaux dans l'ingénierie. Ils se distinguent par symboles et facilité de fabricationle choix entre les deux influence votre flexibilité de la conception, alignementet la complexité. Nous allons examiner ces différences plus en détail ci-dessous :

• Symbole : Pas de symbole GD&T pour les trous borgnes ; les trous traversants sont généralement représentés par un ⊗.
• Facilité de fabrication: Les trous borgnes sont généralement plus difficiles à réaliser ; les trous débouchants sont relativement simples.
• Cas d'utilisation: Les trous borgnes sont idéaux pour les scénarios spécifiques à la profondeur ; les trous débouchants conviennent à diverses applications.
• Complexité: Les trous borgnes peuvent avoir un fond plat avec un effort ; les trous traversants ont une géométrie cylindrique uniforme.
• Personnalisation: Les trous borgnes offrent une plus grande souplesse de conception ; les trous débouchants ont une géométrie standardisée.
• Alignement: Les trous borgnes nécessitent un positionnement précis ; les trous débouchants sont plus faciles à aligner lors de l'assemblage.

Éléments et considérations pour les trous borgnes

Une planification méticuleuse est indispensable dans la conception de trous borgnes, englobant la profondeur, le diamètre, les propriétés du matériau et l'orientation de la pièce. Le repère ⌀.098 ↧.200, par exemple, indique un trou d'un diamètre de 0,098 pouce et d'une profondeur de 0,200 pouce. L'emplacement et l'orientation ont un impact significatif sur la répartition des contraintes, l'accès aux outils d'usinage et l'esthétique générale.

Tolérances, état de surface et considérations relatives aux matériaux

• Il est essentiel d'obtenir des tolérances précises et des finitions de surface appropriées.
• Les propriétés des matériaux influencent les décisions concernant les tolérances.
• L'application prévue vous guide pour atteindre la précision requise.

Techniques de nettoyage et de perçage des trous borgnes

Un nettoyage et un perçage efficaces sont essentiels dans la fabrication de trous borgnes. Des outils spécialisés, tels que des mèches ou fraises en boutoffrent des options de personnalisation. Des techniques telles que l'utilisation d'air ou de liquide de refroidissement à haute pression facilitent l'extraction efficace des copeaux, contribuant ainsi à la qualité globale des trous borgnes.

Techniques de nettoyage

• Les pistolets à air comprimé ou les nettoyeurs de trous manuels spécialisés facilitent la tâche. l'enlèvement de matière.
• Il est conseillé de nettoyer les trous borgnes après le perçage afin d'éliminer les débris restants.

Techniques de forage

• Des mèches ou des fraises modifiées sont utilisées pour créer des trous borgnes à fond plat.
• L'enlèvement des copeaux pendant le perçage est essentiel pour éviter les complications et assurer la longévité des composants.

Considérations relatives à la conception des trous borgnes

L'importance des trous borgnes va au-delà de leur présence dans un dessin ; elle réside dans l'équilibre délicat entre la forme et la fonction. La planification des trous borgnes nécessite une attention méticuleuse à la profondeur et au diamètre, en fonction de la capacité attendue et des conditions préalables sous-jacentes. Les propriétés des matériaux exigent des réglages d'usinage différents, ce qui influence la conception des trous borgnes pour une fonctionnalité optimale.

Placement et orientation

• L'emplacement et l'orientation stratégiques ont un impact significatif sur l'utilité et la fabricabilité des pièces.
• La répartition uniforme des contraintes, la facilité d'accès aux outils d'usinage et l'esthétique générale deviennent des considérations essentielles.
• L'alignement des trous borgnes lors de l'assemblage garantit une intégration parfaite dans votre projet global.

Tolérances, finition de surface et considérations sur les matériaux dans la conception des trous borgnes

L'obtention de tolérances précises et d'une finition de la surface est un processus nuancé dans la conception des trous borgnes. Les propriétés des matériaux, l'usinabilité et l'application envisagée influencent les décisions relatives aux tolérances. La relation complexe entre les propriétés des matériaux, les processus d'usinage et l'état de surface optimal vous guide pour atteindre la précision requise dans les trous borgnes. conception.

Perçage CNC de précision avec trou borgne

Perçage CNC de précision est essentiel pour atteindre l'excellence en matière de fabrication, en particulier lorsqu'il s'agit de trous borgnes. Le dégagement de la profondeur de perçage dans les trous borgnes est crucial pour fournir suffisamment d'espace aux tarauds afin de couper ou d'usiner efficacement le nombre de filets nécessaire. Le choix du type de taraud, l'épaisseur du matériau et l'application prévue influencent la profondeur du trou, ce qui nécessite une approche réfléchie pour maintenir l'intégrité du matériau à usiner.

Considérations sur le taraudage dans la conception de trous borgnes

• Conception de trous borgnes va au-delà du perçage ; elle inclut les considérations relatives au taraudage, où le choix du type de taraud et la profondeur du trou deviennent des facteurs critiques.
• Le taraud machine gauche, avec sa goujure droite et sa pointe pelable, convient pour les trous traversants où les copeaux sont éjectés sous le trou.
• En revanche, les trous borgnes nécessitent un taraud à goujure hélicoïdale droite où les copeaux sont évacués au-dessus du trou pour assurer une coupe propre.

Composants à trous traversants

Bien avant l'ère des composants montés en surface, les pièces à trous traversants dominaient. Conception de circuits imprimés. Malgré l'évolution des préférences en matière de conception, les composants à trous traversants conservent leur importance pour des applications spécifiques. Leurs dimensions standardisées et leur fixation mécanique robuste les rendent indispensables pour les connecteurs, les interrupteurs et d'autres pièces soumises à des forces mécaniques.

Ainsi, alors que les composants montés en surface dominent la conception contemporaine des circuits imprimés, les composants à trous traversants conservent leur importance, en particulier pour les fixations mécaniques robustes. Les composants conduisant une puissance élevée ou générant une chaleur importante trouvent des solutions optimales dans les connexions à trous traversants.

Voici quelques éléments clés à prendre en compte pour le traitement des trous borgnes dans les dessins et modèles :

Puissance, durabilité et chaleur

• Les composants à trous traversants continuent de jouer un rôle essentiel dans la conception des circuits imprimés, en offrant une durabilité, une résistance mécanique et une dissipation thermique inégalées.
• Pièces nécessitant une fixation mécanique robuste, telles que interrupteurs, connecteurset fusiblespour trouver des solutions optimales dans les connexions à travers les trous.
• Les trous débouchants sont privilégiés pour les composants conduisant une puissance élevée ou générant une chaleur importante, ce qui démontre leur adaptabilité dans vos conceptions modernes.

Défis et solutions en matière d'assemblage de circuits imprimés

• Les pièces à trous traversants présentent des défis uniques lors de la phase d'assemblage des circuits imprimés.
• L'installation manuelle ou l'insertion automatisée à l'aide de machines "pick-and-place" devient une décision cruciale.
• Le brasage automatisé par un procédé de brasage à la vague exige des considérations supplémentaires, telles que le masquage des composants montés en surface pour éviter l'exposition à la vague.

Facteurs influençant la conception du perçage CNC

Optimisation du processus de perçage CNC : Le succès du perçage CNC dépend de nombreux facteurs. L'étude des surfaces d'entrée et de sortie du foret, de la rectitude du trou et de la disposition générale de la pièce est cruciale pour obtenir des résultats optimaux.

Rôle des concepteurs : Vous jouez un rôle essentiel dans le processus de perçage CNC. Vos responsabilités s'étendent à l'optimisation des trajectoires de perçage, à la prise en compte des caractéristiques des matériaux et aux contraintes liées à l'outillage. La collaboration entre vous et les machinistes est essentielle pour assurer un processus de fabrication sans faille.

Considérations relatives à la conception

• Percer les surfaces d'entrée et de sortie : On ne saurait trop insister sur l'importance des surfaces d'entrée et de sortie perpendiculaires dans le perçage CNC. En développant cet aspect, vous devez donner des exemples et des études de cas montrant comment cela affecte le résultat.
• Gestion des coupes interrompues : Les coupes interrompues lors du perçage à commande numérique posent des problèmes. Expliquer ces défis et proposer des stratégies pour minimiser les déviations permet d'assurer un processus de perçage plus fluide, en particulier pour les conceptions complexes.
• Conception de produits filetés : La conception de produits comportant des éléments filetés nécessite une attention particulière. L'intégration de chanfreins et de fraises permet non seulement d'améliorer la fonctionnalité, mais aussi de simplifier le processus de fabrication.
• Trous se recoupant: Les risques associés à l'intersection de trous forés et alésés sont nuancés. La présentation d'études de cas et de bonnes pratiques vous permet d'éviter les pièges potentiels et de garantir l'intégrité du produit final.
• Pratiques d'alésage: L'élaboration de bonnes pratiques pour l'alésage des trous borgnes, la fourniture de conseils sur la profondeur de perçage supplémentaire et la référence à un tableau lié pour les spécifications améliorent la précision de vos conceptions de perçage à commande numérique.

Conception de trous pour le perçage CNC

• Considérations sur les trous borgnes: Les trous borgnes compliquent le perçage CNC. Discuter de la forme du fond des trous borgnes, répondre au besoin de points de perçage standard et explorer les alternatives potentielles vous apportera des informations précieuses.
• Éviter les trous profonds : Les trous profonds représentent un défi pour le perçage CNC, car ils ont un impact sur la stabilité de l'outil et la dissipation de la chaleur. La mise en évidence des conséquences et la présentation de solutions alternatives, y compris des forets spécialisés, vous aideront à faire des choix éclairés.
• Considérations relatives à la taille: Le choix de la taille appropriée des trous est un aspect critique de la conception du perçage CNC. L'analyse de l'impact des petits trous sur l'efficacité de la production et les directives pratiques vous aideront à optimiser vos conceptions.

Coordination de la conception des perçages CNC

• Systèmes de coordonnées : Les coordonnées rectangulaires sont privilégiées dans la désignation de l'emplacement des trous pour le perçage CNC. En mettant l'accent sur les avantages de ce système, tels que la facilité d'usinage, vous pouvez coordonner le positionnement précis des trous.
• Perçage d'un seul côté : La conception de pièces dont les trous sont percés d'un seul côté permet de rationaliser l'outillage et de réduire le temps de manipulation. L'exploration des avantages de cette approche favorise un perçage CNC efficace et rentable.
• Normalisation: Souligner l'importance de la normalisation de la taille des trous et du filetage des vis est crucial pour une fabrication cohérente. Des exemples pratiques et des recommandations de l'industrie vous aideront à créer des conceptions conformes aux meilleures pratiques.

Calculs de la profondeur de coupe et du dégagement

• Calcul de la profondeur de coupe: En décomposant le processus de calcul pour déterminer la profondeur de coupe des trous borgnes et débouchants, vous disposez d'un outil pratique pour optimiser vos conceptions de perçage CNC.
• Calcul du dégagement : L'explication de la formule de calcul du jeu souligne son impact sur la qualité du trou, la précision et les performances de l'outil. Cette connaissance vous permet d'affiner vos conceptions pour obtenir des résultats optimaux.

Vous avez encore des questions ? Contactez notre équipe de professionnels à Prototool pour vous aider à comprendre l'ensemble du processus de perçage de trous borgnes ou débouchants.

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Une société de conception industrielle professionnelle spécialisée dans les dispositifs médicaux se conformera à des règles strictes de contrôle de la qualité en matière de conception et de fabrication de dispositifs médicaux. les processus de développement de produits. Cette étape est cruciale pour garantir l'efficacité et la qualité de la conception et du développement des produits médicaux. Nous vous présentons ici les étapes communes de la conception et du développement d'un produit médical.

1. Lancement et approbation du projet

Normalement, lorsqu'une société de design industriel reçoit les exigences d'un client en matière de conception de produits médicaux, elle émet un document de projet annonçant que le début de ce projet signifie que le travail de conception et de développement a commencé.

2. Planification de la conception et du développement des dispositifs médicaux

Après avoir lancé le projet, les concepteurs créent une équipe d'élite correspondante sur la base d'exigences de conception spécifiques, chaque membre étant responsable de sa tâche respective. Une fois que l'équipe a terminé la conception et le développement d'un concept, elle propose différents concepts tels que la fonction du dispositif médical, c'est-à-dire ce qu'il fait, l'apparence de l'intégrité structurelle, les matériaux utilisés dans son processus de fabrication, etc.

3. Principaux intrants de la conception et du développement

Les fonctions, les caractéristiques, les exigences de sécurité et les règles de gestion des risques du produit sont définies sur la base des résultats de l'étude de marché. Cela implique de prendre en compte différents aspects : ceux de l'application principale du produit, ses caractéristiques et ses avantages, son potentiel en service pour satisfaire des besoins tels que la charge de travail du personnel, la température de l'air, les précautions de sécurité, la stabilité de la position, la durée de vie des matières premières disponibles, etc. Ces aspects sont examinés de manière critique, confirmés et documentés avec une précision rigoureuse avant que la documentation nécessaire ne soit diffusée.

4. Résultats en matière de conception et de développement

Le résultat de la conception doit d'abord répondre aux exigences de l'entrée de la conception. Il doit spécifier en détail les matières premières, les composants, les normes techniques, les règles d'acceptation, les normes d'exécution du produit, les dessins techniques, les détails des composants, le déroulement du processus de production, le processus d'usinage, l'équipement de la chaîne de production, les prototypes, les procédures et méthodes d'essai, l'emballage et les étiquettes d'emballage. En outre, il convient de conserver méticuleusement les documents relatifs au processus de conception et de développement.

5. Examen des plans de conception et de développement

Il convient d'examiner systématiquement les plans de conception et de développement pour s'assurer de leur applicabilité et de leur efficacité. Ce processus permet de vérifier que les résultats répondent aux objectifs généraux. Il s'agit d'évaluer si les résultats des phases de conception et de développement répondent aux exigences spécifiées dans le plan de conception et s'ils sont conformes aux lois et règlements en vigueur. Cette étape permet d'identifier les éventuelles lacunes et de proposer des solutions pour éviter la non-conformité du produit à un stade précoce.

6. Vérification de la conception et du développement

Pour s'assurer que les résultats de la conception et du développement d'un dispositif médical correspondent aux données d'entrée spécifiées, il convient de procéder à une vérification conformément à l'affectation prévue. Les méthodes de vérification comprennent : l'utilisation de différentes approches pour la conception et la vérification par rapport aux données de conception ou aux exigences ; la comparaison avec des conceptions similaires ; le prototypage pour les essais et la démonstration ; l'auto-test des prototypes ; les essais par des tiers ; et l'examen des documents.

7. Validation de la conception et du développement

Pour s'assurer que le produit répond aux normes d'utilisabilité requises ou à l'utilisation principale prévue, la validation de la conception et du développement du dispositif médical doit être effectuée conformément à l'affectation du plan de conception. Cela comprend l'évaluation clinique, la simulation et les examens comparatifs, ainsi que l'évaluation des caractéristiques.

En outre, il convient de procéder à des modifications de la conception et à des examens des modifications si nécessaire. Il est essentiel d'énoncer clairement les raisons, les exigences et les normes des changements, et ces changements doivent également faire l'objet d'un examen.

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Récemment, un client a envoyé un courriel à Prototool, s'interrogeant sur les prix variables de produits similaires sur lesquels nous avons collaboré au fil des ans. Il se demandait si nos prix étaient arbitraires. Prototool est présent dans le secteur des prototypes depuis 12 ans et adhère à une politique d'intégrité et de tarification honnête. Le prix des prototypes, qui sont des produits personnalisés, n'a pas de référence standard. La plupart des usines basent leurs devis sur la difficulté perçue du processus de fabrication, ce qui peut être très subjectif.

Cependant, Prototool fonctionne différemment. Nous réunissons le personnel concerné pour discuter du processus, de la main-d'œuvre et analyser en détail les coûts, les risques et les délais de livraison après avoir organisé les dessins. Cette approche garantit une tarification plus précise. Examinons les facteurs qui influencent le coût d'un prototype.

1. Choix de la méthode de prototypage

Dans le scénario actuel, les méthodes de prototypage courantes comprennent l'usinage CNC, l'impression 3D et la réplication en petites séries. Le choix du matériau dicte souvent la méthode de prototypage. Pour les matériaux plus exigeants, l'usinage CNC est préféré malgré son coût plus élevé, car il garantit la stabilité du matériau. Pour des quantités supérieures à dix pièces et des exigences matérielles similaires à celles de l'ABS, on opte pour la réplication en petites séries. Il s'agit de créer un ou deux prototypes à l'aide de simples moules en silicone, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent par rapport à l'usinage CNC. L'impression 3D est moins coûteuse, mais la résistance du matériau et la résistance à la température sont nettement inférieures à celles des prototypes CNC et de réplication.

2. Matériaux utilisés dans le prototype

Parfois, le choix de matériaux différents peut entraîner une différence de prix significative. Il y a deux raisons à cela. Premièrement, le coût des différents matériaux varie considérablement. Les matériaux spéciaux comme le PEEK et le Téflon sont beaucoup plus chers que les matériaux courants comme l'ABS, le PC et le PMMA. Deuxièmement, le temps de traitement des différents matériaux varie. Les matériaux plus durs comme l'alliage d'aluminium, l'acier inoxydable et le POM sont plus longs à traiter que les plastiques comme l'ABS et le PC, car la vitesse de fraisage est plus lente et prend plus de temps.

3. Différences de traitement de surface

Pour les composants de base ou internes, le processus consiste généralement en un ébavurage ou un ponçage grossier après l'usinage. Cependant, lorsque des finitions avancées telles que la peinture, la galvanoplastie ou la transparence sont requises, un ponçage méticuleux par des travailleurs qualifiés est nécessaire. Cela augmente considérablement le coût de la main-d'œuvre, ce qui se traduit naturellement par un prix plus élevé pour ces traitements de surface spécialisés.

4. Facteurs de risque dans la fabrication de prototypes

Nombreux sont ceux qui savent que l'usinage des alliages de magnésium est coûteux. Cela est dû à la grande réactivité de l'alliage de magnésium, qui a un point d'ignition bas, ce qui le rend susceptible de prendre feu s'il n'est pas manipulé avec précaution pendant l'usinage. Ce risque peut entraîner des pertes considérables. De même, les matériaux à forte réactivité ou les conceptions avec des parois structurelles minces ont un taux de rebut plus élevé. C'est pourquoi les spécialistes de la tarification des prototypes tiennent compte de ces facteurs de risque et adaptent leurs devis en conséquence.

5. Commandes urgentes et saturation des capacités

Il arrive souvent qu'un prototype soit requis d'urgence, ce qui nécessite un délai d'exécution de deux ou trois jours au lieu du cycle normal de cinq jours. Dans ce cas, chaque fabricant de prototypes doit évaluer la saturation de ses commandes avant de s'engager. Le fait de donner la priorité à une commande urgente a inévitablement un impact sur l'avancement des autres commandes et peut nécessiter des heures supplémentaires de la part du personnel. Par conséquent, les spécialistes de la tarification ajustent leurs devis en fonction de la charge de travail actuelle et de la possibilité d'achever les autres commandes sans heurts, ce qui entraîne des fluctuations de prix pour les commandes urgentes.

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La conception du style des produits est une conception de fission de 1 à N. La rupture avec les perceptions conventionnelles des produits et les contraintes de style traditionnelles peut conduire à de nombreux produits uniques. C'est aussi la règle logique de l'innovation produit. En commençant par le style, il est essentiel de comprendre le design extérieur d'un produit.

La pensée empathique : Qu'est-ce que la conception du style des produits ?

En termes simples, le stylisme produit fait référence à la forme extérieure d'un produit. Saisir la forme d'un produit est un processus qui met en évidence le besoin d'innovation.

Qu'est-ce qu'une bonne conception stylistique ?

Dans le domaine de la vente, une bonne conception stylistique est celle qui permet de conclure des affaires.

Pour les concepteurs, il s'agit d'une conception innovante.

Pour les utilisateurs, il s'agit de fonctionnalité, d'esthétique et de prix abordable.

Comprendre les différentes perspectives en matière de design permet d'identifier les orientations novatrices en matière de design de style.

Trouver l'inspiration dans les produits de tous les jours pour le stylisme produit

Briser les idéologies conventionnelles pour créer des modèles uniques

Les souris que vous utilisez couramment ressemblent-elles à celle de l'image ci-dessus ? Il est fort probable que la forme de votre souris ne soit pas très différente.

Examinons la conception d'un produit de Mozer. À première vue, cela ressemble-t-il à une souris ?

Il s'agit en effet d'un design de souris, né du développement de la technologie AR et de l'émergence de la société métaverse. En brisant la forme traditionnelle de la souris et en conservant la forme de "souris tridimensionnelle", le style du produit est redessiné à l'aide de lignes et de segmentations, offrant ainsi une nouvelle perspective.

Prenons l'exemple d'un ventilateur sans pales, qui supprime les pales traditionnelles et la forme "encombrante" du ventilateur. La sortie d'air est transformée en un design creux, ce qui fait qu'il est difficile de reconnaître un ventilateur au premier coup d'œil.

Grâce à des sorties d'air optimisées et à un style innovant, les parents qui utilisent des ventilateurs sans pales n'ont pas à craindre que leurs enfants soient blessés par les pales du ventilateur.

Le style du ventilateur devient plus sophistiqué et moderne. Placé dans un coin de la pièce, il pourrait non seulement "prendre la poussière" mais aussi servir de pièce décorative.

En résumé, la conception du style des produits ne peut être séparée de la vie. Il faut innover tout en conservant la fonctionnalité initiale du produit. Il est essentiel de s'attaquer aux problèmes rencontrés par les utilisateurs et d'obtenir un aspect plus sophistiqué, ce qui est à la mode. Une bonne conception stylistique nécessite une innovation multidimensionnelle.

Cependant, la rupture avec les idéologies conventionnelles ne doit pas aboutir à des produits purement conceptuels. Des conceptions réelles, pratiques et innovantes, qui préservent la fonctionnalité du produit et innovent en matière d'apparence, constituent l'essence d'une logique de produit correcte.

Conception du style des produits : "Interpréter avant de répondre

Tout comme les enseignants demandent aux élèves de lire et d'interpréter une question avant d'y répondre, cette approche s'applique également à la deuxième logique de la conception du style des produits.

La première étape de la conception de la forme d'un produit est la "déconstruction". Il s'agit d'analyser la structure et l'apparence du produit, de déterminer les fonctions essentielles à conserver et d'identifier les possibilités de conception innovante.

L'étape suivante consiste à revoir la conception, en se concentrant sur les proportions du produit, la posture, les détails des éléments et l'équilibre général. Une bonne conception, à l'instar du corps humain, nécessite des "mains et des pieds" coordonnés.

Proportion

La conception du style des produits implique différentes proportions : équilibrées, symétriques, graphiques positifs-négatifs, asymétriques, etc.

Chaque proportion correspond à la façon dont les parties du produit sont logiquement réparties. Les décisions concernant les éléments à retirer, à plier ou à diviser sont cruciales. Cet aspect est également un élément visuel de la conception stylistique, essentiel pour attirer les consommateurs.

Posture

Après avoir déterminé les proportions, l'étape suivante consiste à ajuster la posture. Que le produit soit vertical ou incliné, sphérique ou cylindrique, les ajustements doivent être faits en fonction des proportions. Cette étape permet une liberté de création dans la conception de l'apparence du produit.

Détails de l'élément

Une fois que la posture du produit est définie et que la forme de base est terminée, il est temps d'ajouter les éléments de détail, c'est-à-dire les éléments symboliques du produit. Il peut s'agir de trous, de poignées, de boutons, etc. qui soulignent les caractéristiques du produit.

Ce sont les "points de mémoire" du produit. Chaque produit a ses propres points ; par exemple, une lampe aura une partie émettrice de lumière, une tasse aura une conception pour l'entrée et la sortie de l'eau.

Quel que soit le type de produit, les points de mémoire utilisent les détails des éléments pour mettre subtilement en valeur les caractéristiques du produit.

Équilibre

La dernière étape de la conception stylistique consiste à atteindre l'équilibre visuel, c'est-à-dire la cohérence globale du produit.

Cette étape permet de s'assurer que le produit ne provoque pas un sentiment d'inconfort chez le consommateur. Elle implique des combinaisons de couleurs coordonnées, des dispositions d'éléments à motifs et des lignes de conception esthétiquement agréables.

La conception du style d'un produit vise à créer une apparence qui attire d'abord l'attention du consommateur par sa beauté, puis qui pique sa curiosité. Cela permet de capter l'attention du consommateur et de donner au produit une chance de s'"interpréter".

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In industrial design firms, designers typically use two major categories of product design software: graphic design software and 3D design software. Within the 3D design category, people divide modeling software into two types: one for aesthetic design and the other for structural design. Designers in different specializations use software that features characteristics unique to their respective fields.

Aesthetic designers commonly use surface-type modeling software, collectively known as CAID (Computer-Aided Industrial Design). CAID software uniquely serves industrial designers, blending visual effects with industrial CAD. These designers work at the crossroads of art and industry. Hence, CAID software possesses an artistic flair, offering freedom and directness, unlike the rigorous precision of CAD software.

Rhinoceros (Rhino)

Launched in 1998 by the American company Robert McNeel, Rhinoceros, or Rhino, is a high-end surface modeling tool based on NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines). NURBS models curved surfaces by defining 3D models with curves and surfaces. This method focuses specifically on creating smooth, curved shapes. Rhino was the first product design software to fully integrate the powerful AGLib NURBS modeling technology into Windows. It’s versatile in constructing tools, automotive parts, consumer products, hulls, mechanical casings, gears, and more. With the introduction of subd tools in Rhino 7.0, its capabilities have expanded to include organic forms like characters and biological models. Rhino offers an easy-to-learn, flexible, and highly precise modeling environment.

Rhino is a widely popular CAID software. It’s known for its extensive tutorials and appeal to those interested in self-learning industrial design modeling. In the realm of industrial design, Rhino is a go-to modeling software for aesthetic designers.

For beginners in product design, Rhino offers an accessible and comprehensive platform to develop and refine modeling skills. Its user-friendly interface, combined with a vast array of features, makes it an ideal choice for those starting their journey in product design.

Autodesk Alias

Autodesk Alias, formerly known as Alias StudioTools, is a computer-aided product design software developed by Autodesk. It supports everything from basic sketching to advanced surface construction, offering high precision and detailing in surface and curve sculpting. Alias Auto Studio has become an industrial standard in automotive design (including motorcycles, yachts, and private planes), with its high-quality modeling surfaces known as Class-A surfaces, often the final output in automotive design stages.

Alias skillfully connects design with engineering, art with science, making the entire design process seamless. It integrates design, creativity, and production, becoming a global dream tool for industrial designers. Alias designs a wide range of products, including airplanes, satellites, cars, and everyday items like lipstick. Many countries extensively use it for advanced military design.

Creo

Creo, launched by PTC in October 2010, is a CAD software package that integrates PTC’s Pro/Engineer parametric technology, CoCreate’s direct modeling, and ProductView’s 3D visualization. This method is particularly a good choice for product structural design. Industries like automotive, aerospace, consumer electronics, molds, toys, industrial design, and mechanical manufacturing widely use it. Creo is ideal for beginners, as it fosters good habits in parametric modeling. Structural engineers extensively use it.

CATIA is renowned for its superior surface and 3D modeling capabilities, excelling in high-quality surface modeling and capable of achieving G3 and G4 continuity, while Creo typically reaches G2. CATIA provides comprehensive design capabilities, covering everything from conceptual design to final product formation. It includes complete 2D, 3D, parametric, and data management solutions. CATIA, as an integrated software system, combines mechanical design, engineering analysis, simulation, CNC machining, and CATweb online solutions. It provides a rigorous, paperless work environment. Its competitors include UG NX, Creo (Pro/E), Topsolid, and Cimatron, with CATIA holding a significant market share in design and engineering software, especially in specialized industries like automotive, aerospace, and shipbuilding.

UG-NX

UG-NX, produced by Siemens PLM Software, is a product engineering solution that offers digital modeling and validation tools for product design and manufacturing processes. Unigraphics NX caters to virtual product and process design needs, meeting various industrial requirements with proven solutions.

This interactive CAD/CAM (Computer-Aided Design and Computer-Aided Manufacturing) system is powerful, facilitating the construction of complex entities and models with ease. Initially based on workstations, UG-NX has seen rapid growth on PCs due to hardware advancements and the increasing number of personal users. It has become a mainstream application in the mold industry for 3D design. Siemens PLM’s UG NX enables enterprises to transition to product lifecycle management through a new generation of digital développement de produits systems. UG NX includes the most widely used integrated application suite for product design, engineering, and manufacturing development processes.

SolidWorks

SolidWorks, the world’s first 3D CAD system developed for Windows, quickly became the most profitable company in the CAD/CAM industry within two years. This success was due to its technological innovation and alignment with CAD technology trends. SolidWorks achieves dozens or even hundreds of technical innovations each year due to strong user support. This success has earned the company numerous accolades.

SolidWorks is famous for its powerful functionality, extensive components, and ease of use. These features make it a leading and mainstream 3D CAD solution. It offers various design options, reduces errors in the design process, and enhances product quality. While SolidWorks provides such powerful capabilities, it is also user-friendly and easy to learn. This makes it accessible to engineers and designers. However, its usage rate in product design companies is relatively lower compared to Creo.

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Les concepteurs de produits expérimentés comprennent parfaitement les processus de moulage par injection et prennent en compte de nombreux facteurs dans la conception des pièces en plastique. Cet article se concentre sur des éléments essentiels tels que l'épaisseur des parois, les angles de dépouille, les nervures, les trous, les piliers, les boutons-pression, les ajustements d'interférence et les tolérances dans la conception des pièces moulées en plastique.

Épaisseur de la paroi dans la conception des pièces en plastique

Il est essentiel de déterminer l'épaisseur appropriée de la paroi. D'autres caractéristiques telles que les nervures et les filets font référence à l'épaisseur de la paroi. L'épaisseur de la paroi d'un produit en plastique dépend de diverses exigences, notamment les forces externes qu'il doit supporter, le support d'autres pièces, les propriétés du matériau plastique, le poids, les performances électriques, la précision dimensionnelle, la stabilité et les exigences d'assemblage.

En règle générale, l'épaisseur des parois des matériaux thermoplastiques varie de 1 à 6 mm, les épaisseurs les plus courantes étant de 2 à 3 mm. Pour les pièces plus grandes, l'épaisseur peut dépasser 6 mm. Le tableau 1 présente les valeurs recommandées pour l'épaisseur des parois de divers thermoplastiques.

Uniformité de l'épaisseur de la paroi

L'uniformité de l'épaisseur des parois est un principe clé de la conception des pièces en plastique. Une épaisseur inégale peut entraîner un écoulement irrégulier de la matière fondue et une contraction due au refroidissement, ce qui provoque des défauts tels que des marques d'enfoncement, des vides, des déformations ou même des fissures. Elle peut également entraîner des marques de retrait, des contraintes internes, des distorsions, des variations de couleur ou des différences de transparence. Des parois plus minces peuvent compromettre la résistance et la rigidité lors de l'utilisation et de l'assemblage. D'un point de vue économique, les pièces trop épaisses augmentent les coûts des matériaux et les délais de production. Les zones où le plastique est plus épais se refroidissent plus lentement, ce qui entraîne des marques d'enfoncement. La figure 1 illustre la conception d'une épaisseur de paroi uniforme.

Si le passage de sections plus épaisses à des sections plus minces est inévitable, il doit être progressif, en maintenant un rapport maximal de 3:1 dans l'épaisseur de la paroi, comme le montre la figure 2.

Dans de nombreux cas, les concepteurs peuvent utiliser des nervures pour modifier l'épaisseur totale de la paroi, ce qui permet non seulement d'économiser du matériau et de réduire les coûts de production, mais aussi de raccourcir le temps de refroidissement. Le temps de refroidissement est approximativement proportionnel à l'épaisseur de la paroi.

En outre, les concepteurs doivent tenir compte de la trajectoire d'écoulement, c'est-à-dire de la distance parcourue par le matériau fondu depuis la porte jusqu'à toutes les parties de la cavité. En général, il existe une relation proportionnelle entre la trajectoire d'écoulement et l'épaisseur de la paroi. Une épaisseur de paroi plus importante signifie un chemin d'écoulement plus long. Si le rapport entre le chemin d'écoulement et l'épaisseur de la paroi est trop élevé, un manque de matériau ou un remplissage incomplet peut se produire loin de la porte. Par conséquent, il peut être nécessaire d'augmenter l'épaisseur de la paroi dans certains cas.

Angles aigus

Les angles vifs sont souvent à l'origine de défauts et de concentrations de contraintes dans les pièces. Ces zones sont sujettes à l'accumulation de matériaux indésirables lors de traitements ultérieurs tels que l'électrodéposition ou la peinture. La concentration de contraintes peut provoquer des fractures sous l'effet d'une charge ou d'un impact. Il est donc conseillé d'éviter les angles aigus dans la conception. La figure 3 donne un exemple de conception à angles vifs.

Considérations relatives aux angles de dépouille et à la direction d'éjection

Direction d'éjection et ligne de séparation

Dès le début de la conception d'un produit moulé par injection, il est essentiel d'établir la direction d'éjection et le plan de joint. Cela permet de minimiser les mécanismes d'extraction du noyau et de réduire l'impact des plans de joint sur l'aspect du produit. Une fois la direction d'éjection définie, les structures telles que les nervures, les boutons-pression et les protubérances doivent s'aligner sur cette direction afin d'éviter l'arrachement du noyau, de réduire les lignes de couture et de prolonger la durée de vie du moule. Le plan de joint approprié peut alors être choisi pour améliorer l'aspect et les performances.

Lors de l'éjection du moule, la pièce doit surmonter les forces d'éjection et d'ouverture. L'ouverture fait référence au détachement de la pièce de la cavité. En refroidissant à l'intérieur du moule, la pièce se rétracte, ce qui fait que les parois du trou serrent fortement le noyau. La friction entre la pièce et le noyau, l'adhérence du vide au fond du trou et d'autres facteurs font que les forces d'éjection sont nettement plus importantes que les forces d'ouverture. Des forces d'éjection excessives peuvent déformer la pièce, provoquer un blanchiment, des plis et des abrasions de surface.

Angles d'ébauche

Les angles de dépouille sont essentiels pour déterminer l'ampleur des forces d'éjection. Étant donné que les pièces moulées par injection adhèrent souvent au moule convexe en raison du retrait dû au refroidissement, des angles de dépouille égaux sur les moules concaves et convexes garantissent une épaisseur de paroi uniforme et empêchent la pièce d'adhérer au moule concave plus chaud après l'éjection. Dans les cas particuliers où la pièce doit adhérer au moule concave après l'éjection, l'angle de dépouille de la pièce concave adjacente peut être réduit ou une contre-dépouille peut être délibérément ajoutée au moule concave.

Il n'y a pas de valeur fixe pour les angles de dépouille ; ils sont généralement déterminés sur la base de l'expérience. Les parois extérieures très polies peuvent avoir des angles de dépouille aussi faibles que 1/8 ou 1/4 de degré. Pour les pièces plus profondes ou texturées, l'angle de dépouille doit augmenter en conséquence. Par convention, un angle de dépouille supplémentaire de 1 degré est nécessaire pour chaque profondeur de texture de 0,025 mm.

En outre, si des angles de dépouille plus importants facilitent généralement l'éjection, il est essentiel de maintenir la précision dimensionnelle. Les erreurs dimensionnelles causées par les angles de dépouille doivent rester dans la plage de précision. Pour les pièces présentant un retrait important ou des formes complexes, des angles de dépouille plus importants doivent être envisagés.

Les nervures dans la conception des pièces en plastique

La résistance des pièces en plastique ne dépend pas uniquement de l'augmentation de l'épaisseur des parois. En fait, l'augmentation de l'épaisseur peut entraîner des contraintes internes dues au retrait, réduisant ainsi la résistance. La clé de l'amélioration de la résistance des pièces en plastique réside dans leur rigidité. Celle-ci est souvent obtenue par une combinaison de styles de parois minces et de nervures stratégiquement placées pour augmenter le module de section.

Considérations relatives à la conception des nervures

Cependant, l'ajout de nervures entraîne une augmentation de l'épaisseur à la jonction avec la paroi principale. Cette épaisseur dépend généralement du plus grand cercle inscrit, déterminé par l'épaisseur des nervures et le rayon du congé de raccordement. Avec une épaisseur de matériau de base de 4 mm, la modification de l'épaisseur des nervures et du rayon du congé de raccordement modifie le diamètre du plus grand cercle inscrit. La figure 4 illustre comment des augmentations locales de l'épaisseur de la paroi peuvent entraîner une déformation par retrait sur le dos, ce qui affecte l'apparence. Une conception appropriée peut réduire la probabilité d'apparition d'indentations de surface, améliorant ainsi la qualité de la pièce.

L'analyse montre que l'épaisseur de la nervure doit être minimisée dans certaines limites. Si la nervure est trop fine, sa hauteur doit être augmentée pour maintenir la rigidité. Cependant, des nervures trop fines peuvent entraîner des déformations sous pression, des difficultés de remplissage lors du moulage et un collage au moule. Le rayon de la base de la nervure ne doit pas être trop faible pour éviter la concentration des contraintes.

En règle générale, le rayon de la racine de la nervure doit être au moins égal à 40% de l'épaisseur de la nervure. L'épaisseur de la nervure doit être comprise entre 50% et 75% de l'épaisseur de la paroi du matériau de base, le ratio le plus élevé étant limité aux matériaux à faible taux de retrait. La hauteur de la nervure doit être inférieure à cinq fois l'épaisseur du matériau de base. Les nervures doivent avoir des angles de dépouille et être orientées dans le sens de l'éjection ou utiliser des composants mobiles du moule. L'espacement entre les nervures doit être supérieur à deux fois l'épaisseur du matériau de base.

Pour obtenir une rigidité uniforme dans toutes les directions, la méthode la plus simple consiste à ajouter des nervures longitudinales et transversales, se croisant à angle droit. Toutefois, cette méthode peut augmenter l'épaisseur de la paroi aux intersections, ce qui entraîne un retrait plus important. Une solution courante consiste à ajouter un trou rond à l'intersection pour uniformiser l'épaisseur de la paroi, comme le montre la figure 5.

Considérations sur la conception des pièces en plastique pour les trous

1. Placement et résistance des trous

Il est courant d'incorporer des trous dans les pièces en plastique à des fins d'assemblage ou de fonctionnalité. Idéalement, la taille et l'emplacement de ces trous ne doivent pas compromettre la résistance du produit ni compliquer le processus de fabrication. Facteurs clés à prendre en compte :

• La distance entre des trous adjacents ou entre un trou et le bord le plus proche doit être au moins égale au diamètre du trou. Ceci est particulièrement important pour les trous situés près des bords afin d'éviter les fractures. Pour les trous filetés, la distance entre le trou et le bord du produit doit généralement être supérieure à trois fois le diamètre du trou.

2. Types de trous

Il existe différents types de trous, tels que les trous débouchants, trous borgneset les trous étagés. Du point de vue de l'assemblage, les trous débouchants sont plus courants et plus faciles à réaliser que les trous borgnes. Du point de vue de la conception du moule, les trous débouchants sont structurellement plus simples. Ils peuvent être formés avec des noyaux fixés à la fois dans la partie mobile et dans la partie fixe du moule, ou avec un seul noyau dans l'une ou l'autre partie. La première solution crée deux poutres en porte-à-faux sous l'action du plastique fondu, mais avec des bras courts, ce qui entraîne une déformation minimale.

Ce dernier, formant généralement une poutre simplement soutenue, présente également une déformation minimale. Lorsque deux noyaux sont utilisés, leurs diamètres doivent être légèrement différents afin d'éviter tout désalignement et de garantir des surfaces d'accouplement lisses. Les trous borgnes, formés avec un noyau de poutre en porte-à-faux, sont plus susceptibles de se plier sous l'impact du plastique fondu, ce qui entraîne des trous de forme irrégulière. En règle générale, la profondeur d'un trou borgne ne doit pas dépasser le double de son diamètre. Pour les trous borgnes d'un diamètre inférieur ou égal à 1,5 mm, la profondeur ne doit pas dépasser le diamètre. L'épaisseur de la paroi au fond d'un trou borgne doit être au moins égale à un sixième du diamètre du trou pour éviter le retrait.

3. Trous latéraux

Les trous latéraux sont généralement formés à l'aide de noyaux latéraux, ce qui peut augmenter les coûts de moulage et de maintenance, en particulier si les noyaux latéraux sont longs et susceptibles de se casser. Si cela est possible, la conception peut être améliorée comme le montre la figure 6, afin d'atténuer ces problèmes.

Bossages dans la conception de pièces en plastique

PatronsLes bossages creux, généralement en saillie par rapport à l'épaisseur de la paroi, sont utilisés pour assembler des produits, séparer des objets et soutenir d'autres pièces. Les bossages creux peuvent recevoir des inserts ou serrer des vis. Ces applications nécessitent une résistance suffisante pour supporter la pression sans se fissurer. Les bossages sont généralement cylindriques, car cette forme est plus facile à mouler et offre de meilleures propriétés mécaniques.

Intégration à la structure

Idéalement, les bossages ne devraient pas être conçus comme des cylindres isolés. Ils doivent être reliés aux parois extérieures ou utilisés conjointement avec des nervures. Cette approche renforce la résistance du bossage et facilite l'écoulement de la matière plastique. La connexion à la paroi extérieure doit être une connexion à paroi mince afin d'éviter le retrait.

La base du bossage, à la jonction avec le matériau de base, doit avoir un rayon d'angle de 0,4 à 0,6 fois l'épaisseur du matériau de base. L'épaisseur de la paroi du bossage doit être comprise entre 0,5 et 0,75 fois l'épaisseur du matériau de base. La partie supérieure du bossage doit présenter un chanfrein pour faciliter l'installation des vis. Des angles de dépouille sont également nécessaires sur les bossages. Ces exigences de conception sont similaires à celles des nervures, ce qui fait des bossages une variante des nervures. Les figures 7 et 8 illustrent ces relations.

Bossages filetés pour vis autotaraudeuses

De nombreux bossages sont utilisés pour raccorder des vis autotaraudeuses. Les filets intérieurs de ces bossages sont formés par un procédé de fluage à froid, qui déforme le plastique sans le couper. La taille du bossage fileté doit être suffisante pour résister à la force d'insertion de la vis et à la charge qu'elle supporte. Le diamètre du trou dans le bossage doit permettre à la vis de rester en place dans des conditions spécifiques de couple et de vibration.

Le diamètre extérieur du bossage doit résister à la force circonférentielle générée lors du serrage de la vis sans se rompre. Pour faciliter l'insertion de la vis, un évidement est souvent créé au sommet du bossage, légèrement plus grand que le diamètre nominal du filetage. Le calcul des dimensions d'un bossage peut s'avérer complexe.

Une méthode d'estimation simplifiée provenant d'un site Internet étranger est recommandée, basée sur le diamètre nominal de la vis. Il faut d'abord identifier le matériau utilisé, puis appliquer le coefficient correspondant du tableau au diamètre nominal de la vis pour déterminer la taille appropriée.

Connexions par encliquetage dans la conception de pièces en plastique

L'assemblage par encliquetage est une méthode de connexion pratique, rentable et respectueuse de l'environnement. Les composants encliquetables sont moulés en même temps que le produit, ce qui élimine le besoin d'attaches supplémentaires telles que des vis. L'assemblage consiste simplement à encliqueter les pièces correspondantes.

Le principe de l'encliquetage consiste à faire passer une partie saillante d'un composant devant un obstacle situé sur un autre composant. Ce processus implique une déformation élastique et, une fois l'obstacle franchi, les pièces reprennent leur forme initiale et se verrouillent, comme le montre la figure 9. Les connexions par encliquetage peuvent être permanentes ou amovibles.

D'un point de vue structurel, les raccords rapides peuvent être classés en trois catégories : en porte-à-faux, en forme d'anneau et en forme de boule, comme le montre la figure 10.

Principaux angles et calculs

1. Angles critiques

Le côté de rétraction et le côté d'entrée sont deux angles critiques dans la conception de l'encliquetage. En général, un côté de rétraction plus grand est préférable pour un ajustement plus sûr. Lorsque le côté de rétraction approche les 90 degrés, l'encliquetage devient permanent, comme le montre la figure 11.

2. Calculs pour les raccords rapides

La flèche maximale admissible pour un encliquetage de section uniforme peut être calculée à l'aide de la formule suivante : Y = el² / (1,5t). Cette formule suppose une déformation uniquement dans le mousqueton. Dans la pratique, une certaine déformation se produit également à proximité du mousqueton, ce qui peut être considéré comme un facteur de sécurité.

La force nécessaire pour produire une déflexion Y dans l'encliquetage : P = wt²Ee / (6l).

La force d'assemblage peut être estimée avec : W = P(μ + tga) / (1 - tga).

Pour les boutons-pression amovibles, la force de déclenchement peut être calculée à l'aide des mêmes formules, en remplaçant l'angle a par l'angle b.

Le tableau 2 fournit certains coefficients nécessaires à ces calculs.

3. Mousquetons annulaires

Les joints d'étanchéité annulaires utilisent les protubérances internes d'une bague pour s'engager dans la gorge d'un arbre. En fonction de l'angle de déclenchement, ils peuvent être libérables ou non libérables. L'anneau se dilate de manière élastique lors de l'insertion et du retrait ; il est généralement fabriqué à partir de matériaux présentant une bonne élasticité.

La figure 12 illustre un encliquetage annulaire.

La taille maximale de la saillie de l'encliquetage annulaire peut être calculée à l'aide de la formule suivante :

y = Sd((K + v) / E + (1 - v) / E) / K

Où S est la contrainte de conception, v est le coefficient de Poisson, E est le module d'élasticité et K est un coefficient géométrique calculé comme suit : K = (1 + (d/D)²) / (1 - (d/D)²).

La force d'expansion sur le manchon peut être calculée avec :

P = (tan a + μ) / Sydlπ / K

Où μ est le coefficient de frottement.

Le tableau 2 fournit les coefficients de Poisson pour divers matériaux non remplis, avec les coefficients de frottement indiqués dans la figure 17.

Les ajustements d'interférence dans la conception des pièces en plastique

Les ajustements d'interférence, utilisés pour relier les trous et les arbres, sont efficaces pour transmettre le couple et d'autres forces. Ce type d'assemblage est pratique et simple. La principale considération dans la conception des ajustements serrés est la quantité d'interférence : trop peu d'interférence conduit à des connexions peu fiables, tandis que trop d'interférence rend l'assemblage difficile et augmente le risque de fissuration.

Lors de la conception des ajustements serrés, il est important de tenir compte des tolérances du trou et de l'arbre, ainsi que de la température de fonctionnement, car les variations de température peuvent affecter de manière significative la valeur de l'ajustement serré. La plupart des arbres sont métalliques et, pour assurer une connexion fiable, il est courant d'ajouter des moletages ou des rainures sur l'arbre correspondant. La formule générale pour calculer l'interférence est la suivante

Y = Sd((K + v) / E) / K

Où S est la contrainte de conception, v est le coefficient de Poisson, E est le module d'élasticité et K est un coefficient géométrique calculé comme suit :

K = (1 + (d/D)²) / (1 - (d/D)²)

La force d'assemblage peut être calculée avec :

W = Sdlπμ / K

Où μ est le coefficient de frottement, et l est la longueur d'engagement. Le coefficient de Poisson est indiqué dans le tableau 3.

Outre les ajustements serrés, il existe d'autres méthodes d'assemblage des pièces en plastique, telles que le thermofixage, le soudage et le soudage par ultrasons. Chacune de ces méthodes présente ses propres avantages et convient à différentes applications en fonction des propriétés du matériau et des exigences de l'assemblage.

Impact de la tolérance et sélection des matériaux dans la conception des pièces en plastique

La plupart des produits en plastique peuvent atteindre une grande précision dans les tolérances dimensionnelles. Toutefois, les matériaux présentant des taux de rétraction élevés ou les matériaux plus souples peuvent être plus difficiles à contrôler. La conception du produit doit tenir compte de l'environnement d'utilisation, du matériau plastique et de la forme du produit pour définir les tolérances appropriées. Au fur et à mesure que les exigences des clients augmentent, le concept d'ajustement et de finition doit évoluer. L'objectif est de parvenir à un équilibre entre l'ajustement, la précision et l'esthétique.

Le moulage par injection est généralement classé en trois niveaux de qualité : usage général, précision moyenne et haute précision.

• Moulage à usage général : Cela nécessite un niveau de contrôle de la qualité moins élevé, caractérisé par des taux de rejet plus faibles et des cycles de production plus rapides.
• Moulage de précision moyenne : Plus coûteux en raison des exigences plus élevées imposées aux moules et aux processus de production, qui nécessitent des contrôles de qualité fréquents.
• Moulage de haute précision : Elle exige des moules précis, des conditions de production optimales et un contrôle continu de la production. Cela a un impact sur le cycle de production, augmentant la production unitaire et les coûts de contrôle de la qualité. Les concepteurs doivent trouver un équilibre entre la précision et les coûts de production économiques, en assouplissant souvent les tolérances pour les dimensions non critiques, tout en respectant les exigences en matière de performance, d'apparence et d'ajustement.

Sélection des matériaux

Il n'existe pas de matériaux intrinsèquement mauvais, mais seulement des choix inappropriés pour des applications spécifiques. Les concepteurs doivent bien comprendre les propriétés des matériaux disponibles et les tester soigneusement pour étudier leur impact sur les performances des produits moulés.

Les matériaux les plus couramment utilisés dans le moulage par injection sont les thermoplastiques, qui se divisent en plastiques amorphes et semi-cristallins. Ces deux catégories diffèrent considérablement en termes de structure moléculaire et de performances affectées par la cristallisation. Les thermoplastiques semi-cristallins sont généralement utilisés pour les pièces nécessitant une résistance mécanique élevée, tandis que les thermoplastiques amorphes, moins susceptibles de se déformer, sont souvent utilisés pour les boîtiers.

Les thermoplastiques sont disponibles en versions non renforcées, renforcées par des fibres de verre et remplies de minéraux ou de billes de verre. Les fibres de verre améliorent principalement la solidité, la rigidité et la résistance à la température ; les minéraux et les fibres de verre réduisent le gauchissement mais offrent un renforcement moindre. Les modifications spécifiques des propriétés dues aux renforts doivent être confirmées par les fournisseurs de matériaux ou par l'expérimentation.

Certains thermoplastiques, en particulier le PA6 et le PA66, sont très hygroscopiques, ce qui peut affecter de manière significative leurs propriétés mécaniques et leur stabilité dimensionnelle.

Les considérations liées au traitement et à l'assemblage sont cruciales. L'intégration de plusieurs fonctions dans un seul composant permet d'économiser des frais d'assemblage coûteux. Ce principe est bénéfique pour le calcul des coûts de production. Les matériaux à haute performance (rigidité, ténacité) peuvent permettre d'obtenir des parois plus fines, ce qui raccourcit les cycles de production. Il est donc essentiel de répertorier toutes les normes et de les évaluer systématiquement.

Filets et coins arrondis dans la conception de pièces en plastique

Les angles vifs entraînent souvent des défauts et une concentration de contraintes dans les pièces en plastique, ce qui peut provoquer des fractures sous l'effet d'une charge ou d'un impact. Des coins arrondis plus larges (filets) offrent une solution à ce problème. Non seulement ils réduisent la concentration des contraintes, mais ils facilitent également l'écoulement du plastique pendant le moulage et l'éjection du produit fini.

Si le coin interne est arrondi et que le coin externe est pointu, la zone du virage sera toujours plus épaisse que les autres parties, ce qui entraînera un rétrécissement. Une solution consiste à arrondir les angles internes et externes pour obtenir une épaisseur de paroi uniforme. Dans ce cas, le rayon extérieur est la somme du rayon intérieur et de l'épaisseur de la paroi de base.

Les principes de conception des rayons d'angle s'appliquent également aux encliquetages en porte-à-faux. Dans ces derniers, le bras en porte-à-faux doit se plier et se mettre en place. Si le rayon de l'angle (R) est trop petit, il peut entraîner une concentration excessive des contraintes, ce qui rend le produit susceptible de se casser lorsqu'il est plié. Inversement, si R est trop grand, il peut entraîner des marques de retrait et des vides. C'est pourquoi il existe un rapport spécifique entre le rayon de l'angle et l'épaisseur de la paroi, généralement compris entre 0,2 et 0,6, la valeur idéale se situant autour de 0,5.

Conclusion

En résumé, cet article a abordé plusieurs aspects essentiels de la conception structurelle des pièces moulées par injection, notamment l'épaisseur des parois, les angles de dépouille, les nervures, les trous, les bossages, les encliquetages, les ajustements serrés, les tolérances et les angles arrondis. Chacun de ces éléments joue un rôle essentiel dans la fonctionnalité, la durabilité et la qualité globales du produit final.

Cependant, il est important de se rappeler que la conception structurelle est également influencée par des facteurs environnementaux, des conditions spécifiques et des exigences propres à chaque projet. Ces facteurs nécessitent une approche personnalisée pour chaque défi de conception.

L'objectif de cette vue d'ensemble est de fournir aux ingénieurs en conception structurelle, qu'ils soient en formation ou en exercice, les connaissances et les idées nécessaires pour exceller dans leur domaine. En comprenant et en appliquant ces principes, les concepteurs peuvent créer des pièces moulées par injection plus efficaces, plus fiables et de meilleure qualité.

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La conception structurelle des produits fait référence au processus de conception des aspects physiques des produits, tels que dispositifs numériques et appareils ménagersaprès que leur apparence extérieure a été conceptualisée.

Comment comprendre la définition de la "conception structurelle des produits" ?

Cette phase de conception permet de combler le fossé entre la conception esthétique et le processus de fabrication. Par exemple, dans le cas d'un batteur à œufs électrique, une fois que la conception extérieure détaillant sa forme et sa couleur est finalisée, l'étape suivante est la conception structurelle.

Il s'agit notamment d'utiliser la modélisation en 3D pour intégrer dans la conception des composants internes tels que le moteur, les circuits et les interrupteurs. Le processus s'étend à la division de la coque extérieure en plusieurs parties, création de moules pour le moulage par injectionIl s'agit également de s'assurer de la compatibilité et de la fixation des pièces de l'enveloppe avec les composants internes. Il s'agit également de prendre en compte les processus de fabrication et les exigences d'assemblage pour concevoir les parties invisibles du produit.

Enfin, la coquille est produite par moulage par injection et assemblé avec les composants internes pour compléter le batteur à œufs électrique.

La conception structurelle des produits est un domaine complet qui relie la conception à la fabrication pratique. Elle englobe un large éventail de connaissances, notamment la compréhension des processus, des pièces, de l'assemblage, de l'injection de moules, des essais fonctionnels et de la gestion de projet.

Devenir ingénieur en structures de produits : Connaissances de base et formation

Pour devenir un ingénieur en structures, il faut commencer par acquérir certaines connaissances de base. Cette section aborde les bases dont un novice a besoin pour devenir un ingénieur structurel junior, bien que des connaissances supplémentaires soient toujours bénéfiques.

1. Dessin mécanique

L'une des exigences fondamentales de la conception structurelle d'un produit est la suivante dessin mécaniqueCes compétences sont souvent acquises au cours des études universitaires. Les compétences nécessaires sont basiques et ne nécessitent pas de dessin manuel des capacités ou une compréhension des différentes épaisseurs de trait utilisées dans les normes de dessin.

Toutefois, il est essentiel de comprendre les projections orthographiques, les vues latérales et les concepts de base du premier et du troisième angle. Il est essentiel de pouvoir interpréter les dimensions et les principales caractéristiques des pièces à partir des dessins. Ces compétences constituent la base de la conception structurelle des produits.

En règle générale, les étudiants qui se spécialisent dans le dessin industriel et le génie mécanique apprennent cette matière à l'université. Si l'on n'a pas bien compris à l'époque, il est conseillé de revoir les manuels, en se concentrant sur la façon dont plusieurs vues de projection représentent la forme d'une pièce.

Le dessin mécanique est fondamental pour la conception structurelle des produits, et ce pour deux raisons.

Tout d'abord, le logiciel 3D utilisé pour la conception des structures, qu'il s'agisse de CREO, SolidWorks, UG, CATIAou Fusion 360Les logiciels de dessin mécanique fonctionnent selon les principes de la conception paramétrique et transforment les croquis en 2D en modèles en 3D. Un manque de connaissances en dessin mécanique rend l'apprentissage de ces logiciels difficile.

Deuxièmement, la conception structurelle implique souvent l'interprétation de nombreux dessins en 2D, tels que des diagrammes de pièces et des spécifications, pour créer des modèles en 3D. Sans connaissances de base en dessin mécanique, il est impossible d'apprendre la conception structurelle des produits.

Tolérances dimensionnelles

En ce qui concerne les tolérances dimensionnelles, au niveau le plus élémentaire, il n'est pas nécessaire de comprendre des concepts complexes tels que le système d'ajustement ou les zones de tolérance. En revanche, il est essentiel de connaître la signification des petits nombres qui suivent les dimensions de base.

Les tolérances dimensionnelles sont essentielles pour garantir que les pièces s'assemblent correctement dans le produit final. Bien qu'une compréhension approfondie des systèmes de tolérance avancés ne soit pas nécessaire au niveau débutant, il est essentiel de connaître la signification des nombres qui suivent les dimensions principales. Ces chiffres indiquent la variation autorisée de la taille de la pièce, ce qui est essentiel pour garantir la compatibilité et la fonctionnalité de l'assemblage final.

2. Apprentissage des logiciels

Après avoir acquis les bases du dessin mécanique, l'étape suivante consiste à se familiariser avec les logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). À ce stade, il ne s'agit pas de mémoriser des raccourcis ou des opérations complexes, mais plutôt de comprendre comment ouvrir et modifier des dessins, ajouter des lignes et des dimensions. Ces connaissances préparent le terrain pour l'apprentissage ultérieur des logiciels 3D, qui permettent de convertir les dessins de pièces en 3D en fichiers de fabrication en 2D et de renforcer les compétences en dessin mécanique récemment acquises.

Il est important de noter que le dessin en 2D pur est de moins en moins courant dans la conception structurelle pratique des produits. Toutefois, sa maîtrise peut s'avérer bénéfique, mais n'oubliez pas qu'il ne s'agit que d'une base pour devenir ingénieur en structures de produits, et non de l'ensemble des compétences requises.

Dans le domaine de la conception structurelle des produits modernes, la maîtrise des logiciels 3D n'est pas négociable. Ne vous laissez pas influencer par les ingénieurs chevronnés qui se souviennent de leurs prouesses en dessin 2D ou manuel. L'ingénierie n'est pas qu'une question de savoir-faire ; il s'agit de mettre continuellement à jour ses connaissances et ses compétences. Les gains d'efficacité des logiciels 3D dans la conception structurelle des produits sont considérables et ne peuvent être égalés par les compétences traditionnelles en matière de dessin manuel. Un ingénieur en structures de produits doit être prêt à apprendre en permanence et à s'adapter aux nouvelles connaissances.

Choisir le bon logiciel 3D

Le choix d'un logiciel 3D dépend de l'industrie dans laquelle vous entrez. Par exemple, les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile préfèrent souvent CATIA, même si certains utilisateurs préfèrent UG. Dans ces secteurs, ne pas connaître CATIA peut être un désavantage. UG est largement utilisé dans les industries du moule et de la fabrication en raison de ses caractéristiques robustes. CREO, qui domine les secteurs de l'électroménager et de la conception numérique de produits, doit sa popularité à son adoption précoce par les entreprises taïwanaises. SolidWorks excelle dans la conception mécanique, en particulier dans l'automatisation, grâce à ses fonctions optimisées. Les logiciels émergents tels que Spaceclaim et Fusion 360 méritent également d'être explorés.

Il est essentiel de ne pas se contenter d'un seul logiciel. Chaque logiciel a ses points forts et ils évoluent en permanence en s'empruntant des fonctionnalités les uns aux autres. Croire que le logiciel que vous avez appris est supérieur peut entraver votre évolution en tant que concepteur et conduire à l'obsolescence. L'ouverture d'esprit et l'apprentissage continu sont essentiels.

Ressources pédagogiques pour les logiciels

Une fois que vous avez choisi le logiciel qui correspond à votre parcours professionnel, de nombreuses ressources sont disponibles pour l'apprentissage, notamment des manuels et des vidéos en ligne. L'abondance de matériel en ligne et en librairie fait de l'auto-apprentissage une option viable.

De nombreuses personnes, après avoir maîtrisé les commandes d'un logiciel, se retrouvent incapables de s'engager efficacement dans la conception structurelle d'un produit. En effet, le logiciel n'est qu'un outil ; l'essence de la conception structurelle des produits réside dans les connaissances qui la sous-tendent. Comprendre les principes, les processus et les subtilités de la conception est ce qui permet vraiment d'exceller dans ce domaine.

3. Connaissance des produits de l'industrie

Lorsque nous parlons de produits industriels dans le contexte de la conception structurelle, nous faisons référence à des objets tangibles que les gens utilisent dans leur vie quotidienne. Cela va des téléphones portables aux voitures, en passant par les toilettes, les brosses à dents et les masseurs. En fait, tout objet physique qui répond à un besoin de l'utilisateur ou qui remplit une fonction spécifique entre dans cette catégorie.

Les produits les plus simples peuvent être fabriqués à partir d'un seul matériau et avoir une forme et une fonction spécifiques, comme une cuillère en acier inoxydable. Les produits plus complexes, en revanche, sont constitués d'une enveloppe extérieure et de divers composants internes. Qu'il s'agisse d'une brosse de toilette ou d'une fusée, le principe reste le même : une combinaison d'une enveloppe extérieure et de composants internes, la complexité variant en fonction du nombre de pièces internes.

Dès lors, le rôle de la conception structurelle du produit devient évident. Il s'agit de déterminer comment assembler l'enveloppe extérieure, comment intégrer et fixer les composants internes, et comment s'assurer que ces composants offrent la fonctionnalité souhaitée.

Approfondir les connaissances sur Internet

Pour approfondir votre compréhension, envisagez de rechercher et d'analyser les schémas de démontage de produits courants. Cela vous permettra de mieux comprendre les concepts liés aux coques et aux composants internes des produits.

Les connaissances relatives à l'enveloppe extérieure et aux composants internes du produit constituent un aspect crucial de la conception structurelle du produit. Chaque type de produit présente des caractéristiques et des défis uniques. Il est important de maintenir une perspective d'apprentissage large et d'éviter de se focaliser sur un seul type de produit. Il faut plutôt chercher à saisir l'essence de chaque catégorie de produits et s'engager dans un apprentissage continu.

Composants internes

La plupart des produits, à l'exception de ceux qui ont une fonction unique et ne comportent pas de composants internes, contiennent des composants essentiels tels que des moteurs pour la puissance, des éléments chauffants pour l'énergie thermique, des écrans pour l'interaction, des boutons de commande, des cartes de circuits imprimés, des interrupteurs, des connecteurs, des amortisseurs, des joints et des unités de stockage de l'énergie. Ces composants sont des produits en soi, avec leurs propres sous-composants.

Par exemple, un moteur peut comporter des bobines, des balais de carbone, des aimants, des arbres et des bagues. Lorsque ces composants sont connectés, ils remplissent une fonction spécifique, comme une plaque chauffante connectée à un circuit imprimé et à une prise dans un cuiseur de riz.

Certains produits sont dotés de mécanismes internes complexes comportant de nombreuses pièces mobiles, ce qui nécessite des connaissances en matière de liaisons, de mécanismes à cames, etc. Cet aspect de la conception est souvent pris en charge par des ingénieurs en mécanique ou en automatisation. D'autres produits, comme les petits appareils électroménagers, peuvent comporter moins de pièces mobiles et se concentrer davantage sur la conception structurelle.

La variété des composants internes des différents produits est immense et personne ne peut les connaître tous. Cette diversité explique pourquoi des domaines différents peuvent sembler si distincts. Par exemple, un ingénieur expérimenté dans la conception de smartphones peut ne pas connaître les éléments chauffants des cuiseurs de riz.

La connaissance des composants internes s'accumule au fil du temps. L'observation et la curiosité à l'égard des différents composants que vous rencontrez dans la vie quotidienne peuvent considérablement améliorer votre compréhension et votre expertise en matière de conception structurelle des produits.

Les coques dans la conception structurelle des produits

Dans la conception structurelle d'un produit, la conception de l'enveloppe du produit implique divers processus de fabrication et de traitement de surface. Le choix des matériaux et des techniques de traitement correspondantes est crucial pour façonner l'aspect extérieur et la fonctionnalité du produit.

Les coques des produits sont fabriquées à partir de divers matériaux, chacun nécessitant des méthodes de traitement différentes. Même avec le même matériau, comme le plastique, la technique de transformation peut varier en fonction de la taille, de la forme et d'autres exigences du produit. Les méthodes de transformation du plastique les plus courantes sont le moulage par injection, le formage sous vide, le moulage par soufflage, le moulage par rotation et l'émaillage.

Les plastiques dans la conception des produits

Les matériaux les plus courants pour les coques de produits sont les plastiques et les métaux. Parmi les plastiques, les types fréquemment utilisés sont l'ABS, le PC, le PP, le PE, l'AS, le POM et le TPE. Chaque matériau possède ses propres propriétés, conditions de moulage et méthodes d'identification. Même au sein d'un même type de plastique, les différentes marques ou qualités de divers fabricants peuvent présenter de légères différences de performance.

Les métaux dans la conception des produits

La variété des métaux utilisés dans les enveloppes des produits est également très grande, notamment l'aluminium, l'acier inoxydable, le fer galvanisé et l'acier laminé à froid. Bien que l'on puisse les classer en trois grandes catégories (aluminium, cuivre et fer), le développement industriel a donné lieu à une multitude de qualités et de types.

Par exemple, différentes qualités d'aluminium conviennent à différents processus : 6063 est idéal pour extrusionPar exemple, l'ADC12 pour le moulage sous pression de l'aluminium, les alliages de la série 7000 sont couramment utilisés dans les avions et les engins spatiaux, et le 1145 convient pour les feuilles d'aluminium dans les emballages alimentaires. Il est essentiel de comprendre ces nuances pour concevoir efficacement la structure d'un produit.

Une connaissance approfondie des matériaux et de leurs applications appropriées est essentielle dans la conception structurelle des produits. La collecte régulière d'informations et l'observation des différents matériaux et de leurs utilisations amélioreront considérablement votre capacité à concevoir des structures de produits efficaces et fonctionnelles.

4. Connaissance des différents processus

Moulage par injection

Le moulage par injection est le procédé le plus courant pour les composants en plastique, en particulier dans la conception d'appareils électroménagers. En termes simples, le moulage par injection consiste à faire fondre le plastique à l'état liquide et à le verser dans une cavité métallique. En refroidissant, le plastique se solidifie et prend la forme de la cavité. Pour comprendre le moulage par injection, il faut avoir des connaissances dans trois domaines clés : la fusion du plastique (comprendre les propriétés physiques des plastiques), le moulage dans la cavité métallique (connaître les caractéristiques des plastiques pendant le moulage) et l'éjection de la pièce en plastique de la cavité (comprendre les principes de base du moule).

L'aspect le plus critique de la conception structurelle d'un produit est l'éjection de la pièce. Pour retirer la pièce en plastique, la cavité métallique, ou moule, doit pouvoir s'ouvrir et se séparer en deux moitiés. Si la forme de la pièce en plastique refroidie reste coincée dans la cavité, elle ne peut pas être retirée. C'est pourquoi l'angle entre la forme de la pièce en plastique et le plan de joint du moule doit être inférieur à 90 degrés pour éviter ce problème.

La conception des moules peut inclure des sections mobiles pour faciliter le retrait des pièces. Par exemple, un bol en plastique peut être retiré en déplaçant d'abord la couche métallique extérieure qui le retient. Ces parties mobiles des moules, appelées curseurs ou élévateursLes éléments d'emballage, qui peuvent être utilisés dans les moules, rendent la conception des pièces en plastique plus flexible. Toutefois, leur utilisation doit être réduite au minimum, car ils peuvent augmenter les coûts et la complexité des moules.

Autres techniques de transformation des matières plastiques

D'autres techniques telles que moulage par soufflage, émaillageet moulage par rotation ont chacune leurs propres processus et implications pour la conception structurelle des produits. Il est utile de comprendre ces différentes techniques pour élargir vos capacités et options de conception.

5. Conception d'assemblages dans l'ingénierie structurelle des produits

Après avoir compris la structure de base des différents produits et leurs processus de moulage, l'aspect crucial suivant est la conception de l'assemblage du produit. Il s'agit d'un élément clé de la conception structurelle du produit, qui implique la disposition logique et la fixation sûre des composants internes à l'intérieur de l'enveloppe extérieure du produit.

Assemblage des composants internes

Les assemblage des composants internes Il ne s'agit pas seulement de les placer à l'intérieur de la coque ; elles doivent être positionnées avec précision et solidement fixées pour fonctionner efficacement. Lors de la conception structurelle d'un produit, il convient de prendre en compte les aspects suivants : le positionnement des pièces, leur fixation, leur protection et la garantie de leur fonctionnalité. Ces considérations nécessitent une approche holistique et doivent souvent être revues au cours du processus de conception.

Positionnement des pièces

Concevoir le l'emplacement exact de chaque pièce dans le produit est essentielle. Cela implique de déterminer leur position spatiale en trois dimensions et de s'assurer que la méthode de positionnement est pratique et efficace. Le surpositionnement et les difficultés de positionnement, surtout si l'on tient compte des tolérances de fabrication des pièces, sont des défis courants. Même les ingénieurs expérimentés peuvent commettre des erreurs dans ce domaine, par exemple en se basant sur le positionnement des trous sans tenir compte de la précision réalisable dans la fabrication. Il est essentiel de comprendre le concept des degrés de liberté, un sujet abordé dans les cours de conception mécanique.

Sécurisation des composants internes

Il est essentiel de faire la distinction entre les éléments de positionnement et de fixation. Évitez d'utiliser la même caractéristique structurelle pour le positionnement et la fixation, en particulier lorsqu'une grande précision est requise. Le positionnement exige de la précision, tandis que la fixation exige de la solidité. Par exemple, l'utilisation de poteaux à vis pour le positionnement peut fonctionner dans des scénarios de faible précision, mais pour des exigences de haute précision, des poteaux de positionnement dédiés avec des tolérances plus étroites sont nécessaires, les vis ne servant qu'à fixer les pièces.

Les méthodes courantes de fixation des pièces sont les suivantes vissage, collage, soudage, rivetageet parfois mécanismes d'encliquetageBien que ces derniers puissent être moins efficaces contre les impacts, la difficulté consiste à garantir une résistance adéquate. Le défi consiste à garantir une résistance adéquate, et il peut être très utile de tirer des enseignements des conceptions existantes. En outre, il est essentiel de revoir les cours universitaires de mécanique, de science des matériaux et d'analyse par éléments finis. Les logiciels de simulation modernes, capables de modéliser des scénarios tels que les essais de chute, constituent un outil précieux pour les jeunes ingénieurs, qui peuvent ainsi dépasser les méthodes traditionnelles fondées sur l'expérience.

Pour des détails spécifiques sur les encliquetages, les vis, le soudage par ultrasons, le rivetage et le collage, il convient de consulter des ressources spécialisées. Il est important de souligner l'importance de l'apprentissage des logiciels d'analyse par éléments finis et de la mise à jour des capacités de fabrication les plus récentes. S'appuyer uniquement sur l'expérience de la conception sans s'adapter aux nouvelles technologies et méthodes peut rapidement conduire à l'obsolescence dans ce domaine qui évolue rapidement.

6. Protection des composants dans la conception structurelle des produits

Dans la conception structurelle des produits, la protection des composants internes est un point essentiel. Différents produits fonctionnant dans des conditions diverses nécessitent une protection spécifique de leurs parties internes. Il est impératif que les composants ne se délogent pas ou ne se cassent pas dans des conditions normales ou extrêmes, telles que les chutes ou le transport. La conception structurelle doit garantir la durabilité pour une utilisation régulière et la résistance aux situations extrêmes. Les normes de qualité varient d'un produit à l'autre et, par conséquent, les exigences en matière de résistance varient.

Les besoins de protection les plus courants sont l'amortissement et l'absorption des chocs (pour les moteurs, par exemple), ainsi que l'isolation thermique, l'étanchéité à la poussière et l'imperméabilité à l'eau. Ces mesures sont essentielles pour prolonger la durée de vie du produit et garantir son fonctionnement fiable. Le contenu spécifique de l'apprentissage doit être adapté au produit et à ses composants.

Imperméabilisation et anti-poussière

L'imperméabilisation et l'étanchéité à la poussière sont souvent spécifiées par Indices IP (Ingress Protection)La norme IP65, par exemple, indique une résistance totale à la poussière et une protection contre les jets d'eau. Pour y parvenir, les conceptions structurelles des produits intègrent généralement des bagues d'étanchéité en silicone, des composés d'enrobage et des angles de conception pour la protection contre la pluie.

Protection thermique

La protection thermique des composants internes est un autre élément essentiel de la conception structurelle des produits. Les composants tels que les éléments chauffants, les moteurs et les cartes de circuits imprimés génèrent une chaleur importante pendant leur fonctionnement. Si cette chaleur n'est pas correctement dissipée, elle peut endommager les composants.

Les solutions courantes comprennent l'ajout de ventilateurs de refroidissement, de dissipateurs thermiques, de silicone thermoconducteur et de matériaux de dissipation thermique à base de graphène. Les connaissances et les logiciels d'analyse thermique sont utilisés pour calculer si un dissipateur thermique particulier peut répondre aux exigences de refroidissement des composants du produit. Les principes impliqués comprennent le transfert de chaleur, la convection et la capacité thermique spécifique, tels qu'enseignés dans les cours de physique du secondaire, mais l'application pratique dans la conception de produits nécessite des connaissances professionnelles.

Différents produits et composants nécessitent des stratégies de protection variées en matière de conception structurelle. En tant que concepteur de structures de produits, il est essentiel d'accumuler un large éventail d'expériences. Apprendre à partir de conceptions réussies dans une catégorie de produits et appliquer ces connaissances à d'autres catégories peut vous permettre d'améliorer vos compétences en matière de conception par rapport à vos pairs de l'industrie.

7. Mise en œuvre fonctionnelle

Dans la conception structurelle d'un produit, la prise en compte de la mise en œuvre fonctionnelle des composants est un aspect spécialisé et détaillé du processus de conception.

Par exemple, en électronique, la fonction de base d'un haut-parleur consiste à créer des ouvertures pour le passage du son. Une compréhension plus avancée comprend l'ajout d'une mousse d'étanchéité entre le haut-parleur et le boîtier pour former une chambre sonore frontale, et l'assurance que la zone des trous sonores est conforme aux spécifications du haut-parleur pour une transmission optimale du son.

Dans la conception de haut niveau, la création d'une chambre sonore arrière scellée est envisagée, où le volume et la forme sont spécifiquement conçus pour répondre aux exigences acoustiques du haut-parleur, garantissant des courbes de f0 et de fréquence sonore optimales pour une qualité sonore supérieure. Cet aspect de la conception, souvent invisible pour les non-initiés, implique un travail et des détails considérables. Pour apprendre dans ce domaine, il faut se plonger dans chaque composant fonctionnel, le comprendre, le concevoir, le tester et l'améliorer.

Concevoir pour le mouvement et l'espace

Un autre aspect courant de la mise en œuvre fonctionnelle est la conception du mouvement et de l'espace. Par exemple, lorsqu'un moteur entraîne un mécanisme de tringlerie, la conception structurelle doit tenir compte de la mécanique du mouvement de la tringlerie et garantir un espace adéquat pour son fonctionnement. Comme la plupart des produits visent la compacité, l'espace interne est souvent limité. Déterminer les dégagements appropriés et comprendre l'espace minimum requis pour chaque type de composant fonctionnel est crucial et s'acquiert avec l'expérience.

Surmonter les barrières industrielles dans le domaine de la conception

Les connaissances relatives à la protection des composants internes et à leur fonctionnalité constituent souvent la principale barrière à l'entrée dans les différents secteurs industriels de la conception structurelle des produits. Toutefois, ces défis ne sont pas insurmontables. Il s'agit de comprendre comment utiliser chaque composant de manière sûre et efficace, de suivre un processus de pensée unifié et de compléter les connaissances dans les domaines qui ne sont pas familiers. Une grande partie de ces connaissances a été distillée dans des valeurs expérientielles spécifiques à l'industrie.

Si le raisonnement théorique sous-jacent peut être complexe, dans la pratique, la compréhension de ces valeurs expérientielles peut conduire à des conceptions structurelles de produits rapides et efficaces. Il est important de ne pas se laisser intimider par des théories apparemment complexes. Croire en la polyvalence et en la capacité d'un concepteur de structures de produits est la clé de la réussite dans ce domaine.

Le rôle de l'expérience et de l'apprentissage continu dans la conception structurelle des produits

La discussion précédente sur la conception structurelle des produits souligne l'importance des valeurs d'expérience. On pourrait penser que la maîtrise d'un logiciel, la compréhension des concepts de base du produit et l'accès aux valeurs d'expérience de la conception sont suffisants pour la conception structurelle d'un produit. C'est à la fois vrai et faux. Pour de nombreux concepteurs structurels de produits débutants, c'est en effet ainsi qu'ils commencent. Cependant, l'interprétation et l'application correctes de ces valeurs d'expérience nécessitent une intériorisation et une compréhension plus approfondies. Connaître les principes de la réussite mais ne pas les appliquer efficacement est un piège courant.

La nécessité d'actualiser les connaissances et les compétences

Dans le domaine de la conception structurelle des produits, la connaissance des processus de fabrication est cruciale lors de la reconstruction des modèles d'apparence. Par exemple, il est essentiel de savoir si un modèle peut être moulé et comment l'optimiser. Ces connaissances doivent être constamment mises à jour et affinées. Lors de la conception structurelle préliminaire, les considérations incluent la manière de faciliter l'assemblage et la production de pièces, d'améliorer l'efficacité de la production et de comprendre les problèmes liés à l'assemblage. Ces aspects nécessitent également un apprentissage et une mise à jour continus.

Lors de l'affinement de la conception structurelle d'un produit, des ajustements mineurs qui peuvent sembler insignifiants à une personne extérieure peuvent s'avérer cruciaux. Les décisions concernant le niveau approprié d'engagement par encliquetage, le bon jeu entre les pièces ou les dimensions optimales des nervures dans le moulage par injection sont toutes fondées sur une compréhension approfondie. Cette compréhension doit être approfondie et englober à la fois le comment et le pourquoi.

Lignes directrices de Motorola en matière de conception

Par exemple, le manuel de conception de Motorola suggère un espace de 0,075 mm entre la lentille (fenêtre transparente) et la coque qui l'entoure. Un concepteur débutant peut se contenter de suivre cette ligne directrice, mais un concepteur plus expérimenté ira plus loin.

Cette valeur spécifique est liée aux valeurs CPK des coques moulées par injection et à la précision de la découpe des lentilles. Elle implique la compréhension des tolérances statistiques et nécessite une mise à jour continue des connaissances. Dans une petite usine, un écart de 0,075 mm peut ne pas être approprié en raison de valeurs CPK différentes de celles du système des fournisseurs de Motorola. La reconnaissance de ces nuances est ce qui distingue un maître concepteur capable de s'adapter sans problème à des environnements et des secteurs d'activité différents.

Pour exceller dans la conception structurelle des produits, il faut s'engager dans une formation continue et une mise à jour des compétences. Cette approche permet au concepteur de rester polyvalent et efficace, quels que soient les changements de lieu ou de secteur d'activité. Il ne s'agit pas seulement de connaître les règles, mais de comprendre leurs raisons sous-jacentes et de les adapter à différents contextes.

Autres connaissances

La maîtrise des logiciels, la compréhension des principes et l'acquisition d'expérience en matière de conception structurelle des produits ne sont qu'un début. Le rôle d'un concepteur structurel de produits englobe bien plus que cela.

Connaissance des composants

Tout d'abord, un concepteur structurel doit connaître les différents composants. De nombreux produits sont conçus de l'intérieur vers l'extérieur, en commençant par sélectionner les composants internes, en les arrangeant efficacement, puis en concevant l'extérieur. Pour ce faire, il faut choisir les composants appropriés et les placer dans des positions qui facilitent à la fois la conception fonctionnelle et esthétique.

Cette tâche implique de comprendre les principes de fonctionnement de ces composants et de collaborer avec les concepteurs industriels et les ingénieurs en matériel pour répondre aux exigences fonctionnelles et esthétiques. En raison de la complexité de ce travail, des fonctions spécialisées telles que celles d'ingénieur Stack ou d'architecte produit ont vu le jour, exigeant un mélange de réflexion sur le produit, de réflexion structurelle et d'esthétique du design, ainsi que des connaissances en matière de matériel.

Visites d'usines et compréhension des processus de fabrication

Un concepteur structurel de produits doit également visiter diverses installations de fabrication et d'assemblage, telles que des usines de moules et des lignes de production. Il est essentiel de comprendre comment les différentes conceptions se comportent dans le cadre des divers processus de fabrication et d'assemblage.

Cette connaissance permet au concepteur d'optimiser ses conceptions pour la fabrication, en améliorant le rendement du traitement des pièces et l'efficacité de l'assemblage. Les ingénieurs structurels sont responsables de la création des instructions d'assemblage initiales, qui servent de guide pour la configuration de la ligne de production et la compréhension du produit.

En outre, le concepteur structurel d'un produit est chargé d'organiser la nomenclature de l'ensemble du produit et de distribuer les plans de fabrication correspondants aux différents fournisseurs, y compris les fabricants de moules, les usines de tôle, les usines d'emboutissage, les usines de silicones, etc.

La coordination avec ces fournisseurs pour s'assurer que chaque pièce est produite correctement et répond aux normes de qualité constitue une part importante du travail. Les décisions concernant les tolérances acceptables et la planéité de la surface pour la compatibilité de l'assemblage sont cruciales et relèvent de la compétence du concepteur. En raison de la charge de travail, des fonctions spécialisées telles que celles d'ingénieur en moulage ont été créées pour gérer ces tâches spécifiques.

Les responsabilités permanentes d'un concepteur structurel de produits

Le travail d'un concepteur structurel de produits ne se termine pas avec l'achèvement des conceptions et l'assemblage initial du produit. En fait, une nouvelle phase, souvent plus longue, commence, axée sur l'assurance qualité et le respect des normes.

Avant qu'un produit ne soit commercialisé, il doit passer divers contrôles de qualité et certifications, tels que les normes 3C au niveau national ou les normes FDA et CE pour les exportations. Le rôle du concepteur consiste à rechercher ces normes au préalable pour s'assurer de leur conformité, à analyser les problèmes après les tests et à itérer la conception jusqu'à ce qu'elle réponde à toutes les exigences. Ce cycle d'assemblage, d'essais, de résolution des problèmes et de nouveaux essais se poursuit jusqu'à ce que le produit soit prêt pour la production en série.

Même lorsqu'un produit est prêt pour la production en série, le travail du concepteur structurel n'est pas terminé. Il doit s'assurer que chaque pièce répond aux normes requises et communiquer ces spécifications à chaque fournisseur. Cela implique de définir des tolérances acceptables et de créer une documentation traçable pour résoudre tout problème de qualité pendant la production en série. En cas de problème, le concepteur doit trouver des solutions immédiates et à long terme, jouant ainsi le rôle de "gardien du produit".

Récapitulation : Connaissances et interactions dans la conception structurelle des produits

En réfléchissant aux connaissances fondamentales requises pour la conception structurelle d'un produit, il est clair qu'une solide compréhension des principes de conception, des logiciels, de la connaissance des composants, des processus de fabrication, des techniques d'assemblage, des normes de qualité et de la logique de résolution des problèmes est essentielle.

Les interactions avec divers professionnels sont une constante dans cette fonction. Le concepteur structurel de produits collabore avec les planificateurs de produits, les concepteurs industriels, les ingénieurs en matériel, les fournisseurs, le personnel de la chaîne de production, le personnel chargé du contrôle de la qualité, les testeurs et les chefs de projet.

Une compréhension globale est nécessaire, englobant l'esthétique, le matériel, la planification des produits, la coordination avec divers fournisseurs et usines d'assemblage, la connaissance des normes de qualité et la familiarisation avec les méthodes d'essai. La capacité à identifier et à résoudre les problèmes est cruciale dans ce rôle aux multiples facettes.

Conclusion : Le parcours professionnel polyvalent d'un concepteur structurel de produits

Un concepteur structurel de produits est impliqué dans presque toutes les étapes du cycle de vie d'un produit. Son rôle ne se limite pas à la phase de conception initiale, mais s'étend à l'ensemble du processus de mise sur le marché d'un produit. Cette implication globale leur confère un ensemble unique de compétences et de connaissances qui leur confère une grande adaptabilité et une grande polyvalence dans leur carrière.

Transitions de carrière potentielles

Grâce à leur vaste expérience et à leur compréhension des différents aspects de l'activité des développement de produitsLes concepteurs structurels de produits trouvent souvent des possibilités de transition de carrière à l'intérieur et à l'extérieur de leur domaine d'origine. Parmi les changements de carrière les plus courants, on peut citer

1. Planification des produits : Leur implication profonde dans le processus de conception leur permet d'acquérir les compétences nécessaires pour élaborer des stratégies et planifier de nouveaux produits de manière efficace.
2. Approvisionnement et développement des ressources : La compréhension de la dynamique des fournisseurs et des processus de fabrication peut les conduire à des rôles dans la gestion des achats et des ressources.
3. Planification de la qualité : La connaissance des normes de qualité et des procédures d'essai peut ouvrir la voie à une carrière dans l'assurance et le contrôle de la qualité.
4. Gestion des usines : Les interactions fréquentes avec les lignes de production et les processus de fabrication peuvent conduire à des rôles de gestion d'usine.
5. Gestion de projet : L'exposition à l'ensemble du cycle de développement des produits, de la conception à la production, les rend aptes à exercer des fonctions de gestion de projet.

Les seuls domaines où les transitions sont moins fréquentes sont le design industriel et l'ingénierie du matériel, qui requièrent des compétences spécialisées qui ne sont généralement pas l'apanage d'un concepteur structurel de produits.

Un monde de possibilités

En résumé, la carrière d'un concepteur structurel de produits est marquée par l'étendue de ses connaissances et la profondeur de son expérience, ce qui lui ouvre de nombreuses voies d'évolution et de transition professionnelles. Leur compréhension globale du cycle de vie des produits, de la conception à la production et à l'assurance qualité, fait d'eux des atouts précieux dans diverses fonctions au sein des industries.

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Developing a product is fun and hard work that needs careful planning, lots of ideas, and focus on what people want.

Que vous soyez entrepreneur ou chef de produit, il est très important de connaître les points essentiels du développement de nouveaux produits pour gagner.

Nous vous aiderons à franchir les étapes fondamentales du développement d'un produit, à transformer les idées en faits et à pénétrer les marchés.

ÉTAPE 1 : Génération d'idées et conceptualisation

The first thing you do to develop a product is think of ideas et find chances. This can be done by studying the market, watching what customers want and don’t like, having creative talks or noticing empty spots in the business world.

Once you come up with a thought, it’s key to work on and give shape to that idea. This means thinking about who your plan is for, what worth does it hold and how different selling points can help set apart this from others. Prove your idea by asking for thoughts from possible users or people who are experts in the field.

ÉTAPE 2 : Étude de marché et analyse concurrentielle

Il est très important d'effectuer une étude approfondie du marché pour connaître les personnes que vous souhaitez fidéliser, ce qu'elles préfèrent et qui vend des produits similaires.

a. Déterminez quel est le principal groupe de personnes que vous souhaitez atteindre. Vous devez notamment connaître leur âge, leur sexe et leur lieu de résidence. Vous devez également savoir comment ces personnes agissent ou quelles sont leurs habitudes, ainsi que quand et à quelle fréquence elles achètent des produits.

b. Étudier ce que vendent les autres entreprises pour voir où leurs produits excellent, s'essoufflent et se distinguent.

Cette étude vous aidera à bien placer votre produit et à le distinguer de ce qui existe déjà.

ÉTAPE 3 : Conception du produit et prototypage

Work together with industrial designers and engineers to turn the concept into real product designs.

a. Make drawings, layouts or 3D shapes to see and polish the product’s look, parts and how it works. Prototypes are really important for checking and confirming the design.

b. Develop prototypes by using rapid prototyping techniques or Impression 3D, and get feedback from potential users.

c. Modifier et améliorer sans cesse la conception en tenant compte des réactions des utilisateurs et de ce qui est techniquement possible.

ÉTAPE 4 : Ingénierie et développement de produits

Once the product’s design is finished, move into the engineering and development steps. Work with engineers or product development teams to change the design into something that can be made and increased. Think about things like the materials used, and how they are made in a factory. Also, consider ways to lower costs and rules you need to follow. Make a simple plan for your project so you can talk easily between conception, engineering et manufacturing teams.

ÉTAPE 5 : Essais et assurance de la qualité

Ensuring everything is safe with good testing et l'assurance qualité is really important for making your product secure. It needs to follow the rules for success, safety and reliability.

a. Vérifier si le produit développé fonctionne bien, dure longtemps et est facile à utiliser.

b. Effectuer des tests internes et des tests auprès des utilisateurs, en traitant tous les problèmes ou bogues qui se présentent.

c. Améliorer le produit de manière itérative sur la base du retour d'information et des résultats des tests, en vue d'une expérience transparente et conviviale.

ÉTAPE 6 : Fabrication et gestion de la chaîne d'approvisionnement

When the final product is set and tested, it’s time to plan production and manage the supply chain.

a. Trouver des fabricants ou des partenaires de production dignes de confiance, capables de répondre aux besoins en termes de qualité, de quantité et de coût.

b. S'assurer que le matériel, les pièces et l'assemblage se déroulent sans problème.

c. Mettre en place des contrôles de qualité à chaque étape de la fabrication des produits.

d. Keep talking to suppliers and watch the production progress of making things so no delays happen.

ÉTAPE 7 : Marketing et distribution

Élaborer une stratégie marketing complète pour présenter votre produit au marché et créer une première impression positive. Élaborer un plan de marketing de grande envergure pour sensibiliser les gens à votre produit, les enthousiasmer et leur donner envie de l'acheter.

a. Find out the best ways to connect with your main audience, like using social media or online ads. You can also try traditional marketing methods if they work well for you.

b. Utilisez les relations publiques, les influenceurs et les médias pour susciter l'enthousiasme. Organisez un événement ou un plan amusant pour présenter votre nouveau produit. Les gens l'apprécieront et garderont un bon souvenir de la première fois où ils l'ont vu.

ÉTAPE 8 : Évaluation et amélioration après le lancement

Après le lancement du produit, surveillez de près ses performances et recueillez les commentaires des utilisateurs.

a. Déterminer le nombre de produits vendus, voir ce que pensent les clients et vérifier la réaction du marché pour savoir si un produit est bon ou mauvais.

b. Améliorer continuellement le produit en écoutant ce que disent les clients et en observant les nouvelles tendances sur les marchés.

c. Planifier les mises à jour, les améliorations ou les extensions de produits afin de répondre à l'évolution des besoins des clients et de maintenir un avantage concurrentiel.

Conclusion

Pour fabriquer un bon produit, il faut réfléchir à ce que les gens aiment et avoir des plans bien pensés. En suivant les informations données, vous pouvez traiter les questions relatives au développement des produits et faire en sorte que vos principaux clients les apprécient.

Additionally, executing a well-thought-out marketing et launch strategy can significantly impact the success of your product. Invest time and effort in creating a compelling brand story, identifying the right marketing channels, and effectively engaging your target audience.

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