Projekt Rapid Tooling dla suszarki do włosów Essence Care

Producenci suszarek do włosów wprowadzają innowacje w postaci nowych konstrukcji i funkcji, które zapewniają klientom większą wartość, w tym czujniki temperatury oparte na sztucznej inteligencji, technologię jonową, szybkie silniki bezszczotkowe oraz lekkie konstrukcje.

Producenci muszą również znaleźć równowagę między objętością przepływu powietrza a jego prędkością, zachowując jednocześnie niski poziom hałasu. Coraz większa presja spoczywa również na producentach, by tworzyli modele przyjazne dla środowiska, spełniające coraz bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące ochrony środowiska. Te innowacje wymagają modyfikacji konstrukcyjnych oraz opracowania nowych form.

Każdy producent suszarek do włosów, który chce utrzymać się na konkurencyjnym rynku, musi znaleźć sposób na dostosowanie się do potrzeb użytkowników, w przeciwnym razie zostanie wyeliminowany z rynku. Jednym z wyzwań związanych z wprowadzaniem innowacji w zakresie projektowania i ulepszania suszarek do włosów są wysokie koszty oraz długotrwały proces przygotowania oprzyrządowania.

Wymagania klienta

Producent zwrócił się do firmy First Mold z prośbą o opracowanie składanej, przenośnej suszarki do włosów, która – jak wierzy – zrewolucjonizuje branżę pielęgnacji osobistej. Ich nowy projekt posiada wewnętrzną komorę umożliwiającą dozowanie odżywki lub substancji zapachowej podczas suszenia włosów – jest to funkcja, która nie jest powszechnie dostępna.

Klient chciał wyprodukować 100 sztuk produktu do celów testowych, kładąc nacisk na precyzję, trwałość i estetykę. Dysponował ograniczonym budżetem i zależało mu na jak najszybszym ukończeniu oprzyrządowania, ponieważ zamierzał przetestować produkt na niewielkim rynku przed podjęciem decyzji o rozpoczęciu produkcji na dużą skalę.

Wyzwania

Pierwszym wyzwaniem, z jakim musieli zmierzyć się inżynierowie z firmy First Mold, był krótki termin realizacji. Producent suszarek do włosów chciał bowiem nawiązać współpracę z producentem form do suszarek, który byłby w stanie dostarczyć 8 zestawów formy prototypowe w ciągu 30 dni.

Komora na płyn zwiększa złożoność konstrukcji

Po dokładniejszym przeanalizowaniu projektu produktu inżynierowie firmy First Mold lepiej zrozumieli złożony charakter konstrukcji suszarki do włosów. Na przykład urządzenie posiadało komorę, w której można było umieścić zapach lub szampon, które mogły być jednocześnie rozpylane na włosy podczas suszenia. Zbiornik na płyn musiał być szczelny, aby zapobiec rozlaniu płynu podczas użytkowania.

Wysokie wymagania dotyczące precyzji

Jednym z wymagań producenta suszarek do włosów, mającym na celu zapobieganie wyciekom, było zapewnienie, by elementy miały ścianki o jednolitej grubości. Korpus suszarki składa się z czterech paneli, które podczas montażu będą łączone na zatrzaski. Im więcej elementów będzie łączonych na zatrzaski podczas montażu, tym ważniejsze jest, aby elementy te charakteryzowały się odpowiednią precyzją, umożliwiającą łatwy montaż.

Jeśli tolerancja jest zbyt mała, podczas montażu konieczne będzie użycie większej siły, co może spowodować uszkodzenie niektórych części. Jeśli tolerancja jest zbyt duża, to zatrzaskowe może nie działać prawidłowo lub wydawać grzechoczący dźwięk. Belka z zatrzaskiem może ulegać powtarzającym się, niepotrzebnym ugięciom, co doprowadzi do uszkodzenia zmęczeniowego (oderwania się haka).

Wybór materiału

Głównym wyzwaniem związanym z doborem materiału jest to, że wybrane tworzywo sztuczne musi mieć właściwości identyczne lub zbliżone do właściwości materiału stosowanego w produkcji seryjnej. Materiał ten musi jednak być wystarczająco bezpieczny, aby można go było stosować w formy aluminiowe nie powodując ich zużycia. Na przykład tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym powodują szybsze zużycie form aluminiowych.

Ponadto żywice dobrze przylegają do aluminium. Dlatego też ważne jest, aby dokładnie przygotować się do produkcji suszarek do włosów z wykorzystaniem tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym i form aluminiowych. Do najważniejszych czynności przygotowawczych należą:

• Dokładne czyszczenie powierzchni formy: Aluminium ulega szybkiemu utlenianiu. Dlatego ważne jest, aby oczyścić powierzchnię formy za pomocą rozpuszczalników, takich jak aceton, w celu usunięcia zanieczyszczeń i tłuszczów.
•  Nałożenie odpowiedniego środka antyadhezyjnego: Aby zapobiec trwałemu przywieraniu materiałów z włókna szklanego do powierzchni formy, należy nałożyć na nią odpowiedni, wysokiej jakości środek antyadhezyjny. Zdecydowanie zaleca się stosowanie alkoholu poliwinylowego (PVA).

Napięty harmonogram

Dotrzymanie napiętego terminu produkcji form do suszarek do włosów wymagało odpowiedniego planowania i realizacji. Zespół inżynierów z firmy First Mold musiał wykorzystać wiele różnych technologii produkcyjnych, aby zapewnić gotowość 8 kompletów form przed upływem terminu.

Rozwiązanie

Po dokładnej analizie projektu i celów klienta inżynierowie z firmy First Mold zasugerowali, że najlepszym rozwiązaniem dla producentów będzie szybka produkcja narzędzi. Zespół doszedł do tego wniosku, biorąc pod uwagę liczbę części, które producent suszarek do włosów zamierzał wyprodukować (100), napięty harmonogram oraz ograniczony budżet.

Technika szybkiego wytwarzania form (ang. rapid tooling) lub form miękkich (ang. soft tooling) służy do szybkiego tworzenia niedrogich form i prototypów na potrzeby produkcji. Dzięki tej technice gotowe do użytku formy można uzyskać w ciągu kilku dni, zamiast tygodni, jakie są wymagane w przypadku form do produkcji seryjnej. Do zalet szybkiego wytwarzania form należą między innymi:

• Wypełnij lukę między prototypowaniem a produkcją seryjną: Producenci mogą z łatwością przejść od etapu prototypowania do produkcji seryjnej, ponieważ umożliwia to wykorzystanie materiałów klasy produkcyjnej do wytwarzania prototypowych części. Dzięki temu producent może sprawdzić rzeczywiste właściwości eksploatacyjne części, jej jakość oraz skurcz.
• Niższe koszty początkowe: W przypadku szybkiego wytwarzania narzędzi zazwyczaj stosuje się aluminium zamiast stali, ponieważ jest ono znacznie tańsze i łatwiejsze w obróbce. Koszt można dodatkowo obniżyć, stosując druk 3D zamiast tradycyjnych metod.
• Ułatwia wprowadzanie zmian w projekcie: W trakcie produkcji suszarek do włosów firmy mogą szybko wprowadzać modyfikacje i dostosowywać projekty, minimalizując ryzyko kosztownych błędów w końcowej fazie produkcji na dużą skalę.

Oprzyrządowanie miękkie doskonale nadaje się do wytwarzania niewielkich partii prototypów. Jest to idealne rozwiązanie, gdy liczba wymaganych elementów nie przekracza 10 000 sztuk. Biorąc pod uwagę niewielką liczbę elementów, które klient chciał wyprodukować, wybór szybkiego oprzyrządowania był oczywisty.

Jak sprostać napiętemu harmonogramowi

Mimo że klient oczekiwał dostawy gotowego zestawu form do suszarek do włosów w ciągu 30 dni, inżynierowie firmy First Mold ukończyli i dostarczyli łącznie 8 zestawów form w ciągu 25 dni kalendarzowych.

Aby osiągnąć ten cel, zespół w znacznym stopniu opierał się na oprogramowaniu CAD, 5-osiowa obróbka CNC, a także ich bogate doświadczenie w projektowaniu form. Wykorzystanie oprogramowania CAD pozwoliło zespołowi na tworzenie bardzo szczegółowych i precyzyjnych projektów przy zmniejszonym ryzyku popełnienia błędów.

Wykorzystanie oprogramowania CAD umożliwiło szybkie wprowadzanie zmian w projekcie formy. Dzięki temu inżynierowie z firmy First Mold mogli współpracować w czasie rzeczywistym i uzgodnić swoje pomysły jeszcze przed wykonaniem fizycznego prototypu. Łatwość współpracy miała kluczowe znaczenie dla dotrzymania terminu wyznaczonego przez klienta.

Aby jeszcze bardziej usprawnić wszelkie wąskie gardła, które mogłyby opóźnić realizację projektu, zespół ds. zarządzania projektami firmy First Mold wdrożył bardziej usprawniony proces i zapewnił koordynację współpracy między zespołami projektowymi a produkcyjnymi.

Dobór materiałów i badania

Kierując się tabelą materiałów, firma First Mold zaproponowała zastosowanie w połączeniu z formą aluminiową modyfikowanej mieszanki tworzyw sztucznych z poliwęglanu i akrylonitryl-butadien-styrenu (PC+ABS), ponieważ posiadała ona właściwości najbardziej zbliżone do tworzyw sztucznych stosowanych w produkcji seryjnej. Niektóre właściwości mieszanki PC+ABS, które sprawiają, że jest ona idealnym wyborem do produkcji suszarek do włosów, to między innymi:

• Charakteryzują się doskonałą wytrzymałością i wysoką odpornością na uderzenia, nawet w niskich temperaturach. Dzięki temu są trwalsze niż sam ABS.
• Wytrzymuje wyższe temperatury robocze, dzięki czemu nadaje się do zastosowania w elementach funkcjonalnych narażonych na działanie wysokich temperatur, takich jak elementy grzewcze w suszarkach do włosów.
• Tworzywo PC+ABS charakteryzuje się wysoką płynnością, co ułatwia jego przetwarzanie w procesie formowania wtryskowego. Ta właściwość sprawia również, że nadaje się ono do produkcji skomplikowanych elementów o cienkich ściankach przy krótszych czasach cyklu.
• Zmodyfikowana mieszanka materiałów charakteryzuje się wysoką stabilnością wymiarową, co oznacza, że zachowuje swój kształt i rozmiar w miarę upływu czasu, nawet pod wpływem czynników środowiskowych.
• Zastosowanie mieszanki PC+ABS pozwala uzyskać wysokiej jakości, błyszczące wykończenie powierzchni, które można łatwo barwić lub malować.
• Dodatek ABS poprawia plastyczność w porównaniu z czystym poliwęglanem. Obniża również koszty przetwarzania.

Inżynierowie z firmy First Mold przeprowadzili szereg testów, aby upewnić się, że materiał jest odpowiedni do realizacji projektu. Testy te były również niezbędne do potwierdzenia, że elementy suszarki do włosów można wyprodukować zgodnie ze specyfikacjami producenta bez żadnych wad.

Co zyskał producent suszarek do włosów dzięki rozwiązaniu firmy First Mold

Dzięki współpracy z firmą First Mold producent suszarek do włosów otrzymał dokładnie taką liczbę form, jakiej potrzebował (8), dostarczonych pięć dni przed terminem i w ramach założonego budżetu. Ponadto wszystkie formy zostały dostarczone z zachowaniem wysokiej precyzji, zgodnie z wymaganiami klienta w zakresie jakości, funkcjonalności i estetyki.

Terminowa dostawa zapewniła producentowi więcej czasu na przetestowanie formy i zoptymalizowanie parametrów produkcyjnych przed rozpoczęciem produkcji prototypów. Przekroczenie terminu nawet o kilka godzin kosztowałoby producenta suszarek do włosów utratę partnera finansującego. Firma była szczególnie wdzięczna, ponieważ kilku innych producentów form do suszarek do włosów odmówiło realizacji projektu ze względu na napięty termin.

Do innych cech zawodowych, które klient docenił podczas współpracy z inżynierami z First Mold, należy otwarta i przejrzysta komunikacja. Każda sugestia lub zmiana wprowadzona przez zespół w projekcie była odpowiednio przekazywana, wraz z uzasadnieniem tej zmiany. Dzięki temu oba zespoły przez cały czas trwania projektu działały w pełnej zgodzie.

Głównym priorytetem zespołu projektowego First Mold było projektowanie z myślą o możliwości produkcji. Każdy projekt został dokładnie przemyślany, aby zapewnić korzyści dla producenta suszarek do włosów. Projekty zostały zmodyfikowane, a tam, gdzie było to konieczne, żebra zastąpiono grubymi ściankami. Krótko mówiąc, zespół First Mold nie tylko podjął się realizacji projektu, ale także ulepszył go.

Wskazówki: Może Cię również zainteresować artykuł “formowanie wtryskowe kolejnej suszarki do włosów" i "porady dotyczące projektowania suszarek do włosów“.

FAQ