Технологии: литье под давлением, раздувное формование
Материалы: ПЭНД
Планируемый тираж: >1000 000 шт.
Условия эксплуатации: вне помещений, от -30 до 60°C
Мои функции: инженер-конструктор
и затраченное время: 56 ч
Длительность проекта: 5 мес.
Был согласованный с клиентом дизайнерский концепт -- по сути, внешний вид. Его нужно было превратить в набор файлов для производства, то есть в технологичные 3D-модели. В частности, требовалось спроектировать резьбовую часть.
Причём, несмотря на то, что в крышке и в горловине канистры используется одинаковая резьба (по диаметру и шагу), геометрически она разная — из-за различий в технологии изготовления. В канистре резьба формируется прижимом размягчённой заготовки воздухом к стенкам формы, а в крышке — путём заливки жидкого расплава материала в полость пресс-формы с последующим выкручиванием резьбовой части.
Очень часто резьбовые крышки для ёмкостей, полученных раздувным формованием полиэтилена, делают из того же материала — ПЭНД, хотя и другой модификации.
Причин несколько
Во-первых, полиэтилен сам по себе очень дешёв, как в смысле сырья, так и переработки.
Во-вторых, невысокое качество видовых поверхностей, характерное для ПЭ, не критично для данного типа изделий — это просто тара
В-третьих, относительно низкие механические характеристики ПЭ позволяют принудительно “сорвать” крышку с пуансона: материал обладает малым модулем упругости и высоким относительным удлинением, благодаря чему при извлечении детали из пресс-формы он растягивается на высоту резьбы, а затем возвращается в исходное состояние. Это упрощает конструкцию инструмента (экономия) и сокращает цикл литья (ещё экономия)
В данном случае тара, помимо основной функции — хранения продукта, — имела и презентационную задачу. Формально, это всегда так: конфета — это не только то, что внутри, но и обёртка снаружи. Разница лишь в том, сколько производитель готов вложить в эту “обёртку”, чтобы выделить свой продукт среди конкурентов.
Здесь было решено, как говорилось в фильме «Красотка», "потратить неприлично много денег" на дизайн (по сравнению с теми, кто не тратит совсем).
Если с самой ёмкостью мы можем работать только через геометрию — отделка поверхности определяется свойствами материала, — то в случае крышки у нас есть пространство для манёвра.
И вот — к чему я так долго подводил — материалом крышки мной был выбран полипропилен.
Детали из ПП выглядят дороже, чем из ПЭНД: они жёстче, чётче по форме (ПЭ-детали обычно «замыленные»), и главное — дают более выраженный глянец
Например, для воронки эти параметры вторичны: она спрятана внутри, за этикеткой, и не участвует в принятии решения о покупке. Здесь важна только цена. Поэтому воронка отливается из инжекционного ПЭНД.
Таково было положение дел на этапе конструкторской разработки изделия.
Далее — этап согласования с производством и, как обычно, частичного переосмысления всего ранее наработанного в рамках оптимизации затрат
Так, например, клиент решил перенести нишу с воронкой на другую сторону.
Изначально предполагалась большая комбинированная этикетка с полупрозрачной отрывной зоной над воронкой. То ли она оказалась слишком дорогой, то ли клиент испугался, что плохо удалённая отрывная зона испортит внешний вид — не знаю. В итоге решили этикетку уменьшить, а нишу оставить открытой.
Из соображений “чистоты” клиент решил, что оставшееся на канистре кольцо контроля вскрытия — часть крышки, которая отрывается при первом открывании, — испортит весь Фэн-шуй. Поэтому тип крышки заменили на вариант, где после первого открытия кольцо можно снять полностью.
Так вот, ступенчатая крышка потребовала изменения геометрии горловины — её верхний диаметр должен был быть равен диаметру отрывного кольца. Переделали.
Производитель сообщил, что тиснённый логотип на канистре при заданных размерах не получится — будет “каша”. Убрали.
Все крышки по принципу отрывания кольца условно делятся на два типа:
— кольцо вращается вместе с крышкой, но не двигается по оси откручивания;
— кольцо двигается вдоль оси, но не вращается.
Первые выглядят лучше до открытия (цилиндрическая форма), но хуже после — буртик, отрывающий кольцо, мешает его снять, и оно остаётся на ёмкости навсегда.
Вторые — наоборот: выглядят хуже до открытия (ступенчатая форма, обусловленная технологией — упорные шипы не могут попадать в проекцию резьбы), но лучше после — кольцо легко снимается.
Сейчас литейщики превратили баг первого типа в фичу, добавив соединение между кольцом и крышкой. Якобы, чтобы крышка не терялась (как мы только жили без этого?). На деле это, выражаясь литературно, раздражает — псевдоудобство чистой воды. Но это уже отдельная история
Ниша для воронки, по мнению производства, оказалась слишком остроугольной и в неудачном месте (слишком близко к самой большой стенке, где происходит максимум растяжения при раздувке). Скруглили по максимуму и двинули дальше от ручки.
Из соображений себестоимости крышку в итоге решили тоже лить из ПЭНД. Это ухудшило внешний вид, но для данного класса изделия некритично.
Графическим дизайном этикетки — который полностью нивелировал все изыскания промышленных дизайнеров — клиент занимался самостоятельно уже на этапе массового розлива стеклоочистителя
Кратко о проделанной работе: на основе дизайн-модели я разработал технологичный конструктив изделия для крупносерийного производства