2021 年を定義する金型、プラスチック、射出成形の 5 つのトレンド

射出成形は、豊富な歴史を持つシンプルで効果的な製造プロセスです。最初の射出成形機は、1872 年に John Wesley と Isaiah Wyatt によって作成され、プランジャーを使用して、加熱されたシリンダーから金型にプラスチックを注入しました。

射出成形産業は、この初期の開発の後、ゆっくりと進歩しましたが、第二次世界大戦により大量生産製品の需要が急増した 1940 年代にルネッサンスを経験しました。ジェームス ワトソン ヘンドリーは 1946 年に最初の押出スクリュー射出成形機を構築しました。これにより、エンジニアはより優れた制御を行うことができ、今日の射出成形とは何かを定義する業界に数多くの貢献をしてきました。

2020 年には、プラスチック射出成形は、航空宇宙からパッケージング、子供のおもちゃまで、さまざまな業界で見られるようになります。この技術は何年も前から存在していますが、射出成形、金型製作、およびプラスチックの分野は、新しい技術の進歩、市場の混乱、およびその他の社会的および経済的要因に対応して進化し続けています.

来年の金型製作、プラスチック、射出成形の方向性を形作る 5 つの主要な業界トレンドを以下に示します。

1.持続可能性への世界的なシフト

持続可能性はあらゆるタイプの製造にとって重要な考慮事項ですが、プラスチック業界は、この点での欠点について特に精査されてきました. 1950 年以来、世界は 80 億トンのプラスチックを生産してきましたが、そのうちリサイクルされたのは 9% にすぎません。さらに、製造だけで温室効果ガス排出量全体の 21% を占めると推定されています。

環境意識の高い消費者の台頭と持続可能性への幅広い文化的シフトにより、製造会社は自社の業務を見直し、廃棄物を削減する方法を考えるようになりました。これには、電力を節約するために射出成形機をより効率的に実行すること、100% リサイクルされた材料から製品を作成すること、製造施設に再生可能またはハイブリッド電源を導入すること、材料の無駄にもっと注意を払うことなどが含まれます。

持続可能性の傾向は有望ですが、製品チームは、これらの傾向が重要なプロジェクト要件を満たす能力にどのように影響するかを心に留めておく必要があります。たとえば、リサイクルされた材料は、最終部品の物理的および機械的特性に悪影響を及ぼす可能性があります。

現在、市場に出回っている多くの再生プラスチック フィラメントには品質上の問題があり、生産ごとに一貫して高品質の部品を実現する能力を妨げています。この場合、未使用のプラスチック フィラメントを使用することが、クリーンで機能的なパーツを実現するための最良の方法である可能性があります。バージン プラスチックから離れて、より持続可能な未来に向けて移行するには、時間と研究が必要ですが、ほとんどの製造会社にとって価値のある取り組みです。

2.バイオプラスチックへの新たな関心

持続可能性のトレンドに触発されて、多くの製造業者は金型製作と射出成形にバイオプラスチックを使用する利点を模索しています。

バイオプラスチック、または PLA バイオプラスチックは、トウモロコシ、サトウキビ、海藻、さらにはエビの殻などのバイオマスに由来する石油ベースのプラスチックの代替品です。バイオプラスチックは生分解性でカーボンニュートラルで、自然環境ではバイオマス、二酸化炭素、水に分解されます。メーカーがバイオプラスチックから製品とパッケージを作成する場合、より環境に優しい市場への勢いを生み出し、環境への害を減らすことができます。

この傾向はすでに多くの可能性を示しています。 European Bioplastics によると、バイオプラスチックの世界市場は 2023 年までに 25% 増加すると予想されています。

たとえば、バイオプラスチックは完全に無公害というわけではありません。材料自体は再生可能ですが、収穫、精製、輸送のコストを考慮する必要があるからです。また、バイオプラスチックのリサイクル性は簡単に損なわれる可能性があります。バイオプラスチックは、強度を高めるためにリサイクル不可能なポリマーと組み合わされることが多く、これらのハイブリッド バイオプラスチックは、特定の堆肥化条件下で 3 か月以内に無毒の物質に分解されます。ただし、これらのハイブリッド バイオプラスチックが従来の埋め立て地に廃棄されると、同じ分解に少なくとも 100 年かかる可能性があります。完璧なプラスチックはありませんが、2021 年にバイオプラスチックがどのような進歩を遂げるかを楽しみにしています。

3.代替素材の実験

2020 年、複合材料の使用は、自動車および航空宇宙産業における主要なトレンドの 1 つとして際立っていました。この傾向は今後も続くと予想されます。複合材料は、より強力な全体的な製品を作るために一緒にされる 2 つ以上の材料の異種混合物です。エンジニアは、周囲のポリマー マトリックスにガラス繊維または炭素繊維を追加することで、材料をさらに強化することができます。

1ポンドあたり1ポンドの複合材料は、鋼のような高性能材料よりも強く、より軽量であるため、多くの自動車、航空宇宙、および建設用途に最適です.複合材料は、金型製作や射出成形に慣れ親しんでいる材料に代わる、耐久性、柔軟性、費用対効果の高い代替品を製品チームに提供します。製造業者とエンジニアは、2021 年にさらに多くの複合材料を目にすることを期待する必要があります。特に、医療および軍事分野でより多くの牽引力が得られるためです。

4.軽量素材の需要の増加

全般的に、消費者とメーカーはより軽量な製品を求めています。自動車や航空宇宙の分野では、部品の軽量化は燃費の向上やバッテリー寿命の延長につながることがよくあります。

医療機器の製造に関して言えば、軽量素材で作られた関節置換術とステントは、患者の転帰を劇的に改善することができます。軽量化の傾向は複合材料の使用の増加と一致しているため、エンジニアと製品チームは、2021 年の設計計画に重量に関する考慮事項をより容易に組み込む必要があります。

5.自動化の利用の増加

製造における自動化と、ソフトウェア、機械学習、および高度な分析の使用の増加は、2021 年も続く可能性が高い傾向です。今日のプログラミングは、過去数年に比べてシンプルになり、生産サイクルの短縮、ダウンタイムの短縮、メンテナンスの効率化につながります。 .

自動化により、射出成形プロセスをより詳細に制御することもできます。メーカー、エンジニア、および製品チームは、ソフトウェアを使用して金型製作と射出成形を進める機会をつかむ必要があります (まだ行っていない場合)。

設計者と製品チームは、競争力を維持するために、2021 年にモールド フロー解析も活用する必要があります。モールド フロー解析では、ソフトウェアを使用して射出成形サイクルをシミュレートし、金型がどのように充填されるかを予測します。これは、設計段階で特に役立ちます。エンジニアは、金型流動解析を使用して、試作に進む前に、収縮、反り、不規則な充填パターンなどをテストできます。このインテリジェントなソフトウェアは、加圧された溶融材料を射出したときに金型がどのように反応するかを予測することもできます。

技術は高価になる可能性がありますが、技術的および経済的な利点はコストをはるかに上回ります.

金型製作の未来を見据えて

2020年は予測不可能で前例のない年でした。一部のメーカー、エンジニア、および製品チームは、現状に戻りたがるかもしれませんが、前述のトレンドで説明されている貴重な機会のいくつかをつかむことで、2021 年により良い結果を達成できます。自動化、軽量化、環境に優しい製造への新たな取り組みは、金型製作をすぐに揺るがすことでしょう。経験豊富な製造パートナーは、製品チームが次の一歩を踏み出すのを支援できます。

製品チームが Fast Radius と提携することで、経験とイノベーションという両方の世界を最大限に活用できます。私たちは何年にもわたってマルチプロセスのオンデマンド製造を完成させてきました。その強固な基盤により、金型製作、プラスチック、射出成形の次の動向を自由に見守ることができます。当社のパートナーは、製品開発、生産、フルフィルメントの各段階を通じて、スクラップ率の低下、人件費の削減、および専門家による設計とエンジニアリングの支援を期待できます。見積もりについては、今すぐお問い合わせください — 素晴らしいものを作りましょう。

2021 年の製造業界の洞察とトレンドの予測については、Fast Radius ラーニング センターの関連ブログ記事をご覧ください。

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