프로토타입 테스트 중 TPU 실외 부품의 색상 안정성 문제 해결
혁신적인 소재 솔루션과 엄격한 테스트 프로토콜을 통해 독일 디자인 스튜디오가 TPU 실외 안전 제품의 색상 안정성 문제를 극복하도록 도운 방법.
프로젝트 개요
독일의 한 전문 디자인 스튜디오의 제품 디자이너가 유럽 시장에서 고객을 위한 야외용 안전 제품 생산을 지원해 달라는 요청을 받았습니다. 이 프로젝트에는 유연성, 방수 및 내충격성을 보장하는 동시에 생생한 색상을 통해 높은 가시성을 유지하는 맞춤형 사출 성형 솔루션이 필요했습니다.
디자이너는 이미 3D 모델링과 외관 디자인을 완료한 상태였습니다. 설계 도면을 받은 후 엔지니어링 팀은 즉시 구조 및 공정 타당성 분석을 수행했습니다. 구조적으로 이 제품은 사출 성형 생산에 완벽하게 적합했습니다.
프로젝트 세부 정보
도전 과제
컬러 챌린지
기능 및 사용 요구 사항을 충족하기 위해 디자이너는 당사와의 협의 끝에 TPU/TPE 연질 고무 소재를 사용하기로 결정하고 야외 시인성을 높이기 위해 형광 오렌지 색상을 요청했습니다.
엔지니어링 경고: 광범위한 경험에 따르면 TPU/TPE 소재의 형광 주황색은 자외선에 의한 열화 및 변색에 매우 취약하여 야외에서 장기간 사용하기에 부적합합니다.
솔루션 프로세스
가설 검증(시험 생산 및 야외 테스트):
이러한 위험을 검증하기 위해 실제 실험을 진행하기로 결정했습니다. 기존 TPU 연질 고무 몰드 중 하나를 사용하여 형광 주황색 TPU 샘플을 소량 생산하고 실외 노출 테스트를 실시했습니다.
테스트 결과
테스트 결과, 짧은 시간 내에 색상이 눈에 띄게 변하고 퇴색과 약간의 음영 변화가 나타나는 등 엔지니어의 예측이 맞아떨어졌습니다.
솔루션 및 구현 단계
공식적인 툴링 일시 중지 - 문제 해결이 먼저입니다.
당사는 고객에게 안료 시스템과 분산 공정에 대한 상세한 분석을 수행하는 동안 공식적인 금형 개발 및 생산을 연기할 것을 조언했습니다. 이 단계는 확장하기 전에 공정 안정성을 중시하는 맞춤형 금형 제조업체로서의 표준 관행을 반영한 것입니다.
기술 솔루션: TPU 마스터 배치 분석
장점:
- 미리 분산된 안료로 뭉침 방지
- 향상된 분산 균일성
- 향상된 내후성
제한 사항:
- 높은 MOQ 요구 사항
- 소량 배치의 경우 비싸다
- 초기 주문에는 경제적이지 않음
최적화 방향: 색상 시스템 조정
엔지니어링 평가 결과, 내후성이 필요하지만 비용에 민감한 고객에게는 마스터배치를 사용하는 것보다 색상 시스템을 조정하는 것이 더 실용적이고 경제적이었습니다.
최종 솔루션
형광 주황색은 밝지만 자외선에 노출되면 쉽게 변색되는 불안정한 색상 계열에 속하기 때문에 밝은 주황색-빨간색 이 타협안으로 좋은 가시성을 유지하면서 훨씬 더 나은 내후성을 제공했습니다.
확인 및 결과:
테스트 성공
2차 시험 생산과 실외 테스트를 위해 자체 제작한 TPU 연질 고무 몰드를 사용했습니다. 개선된 샘플은 14일 동안 지속적으로 실외에 노출되었습니다.
빠른 배송:
새로운 솔루션의 가능성을 확인한 후 즉시 툴링과 생산을 진행하여 새로운 색상의 소량 샘플을 신속하게 완성했습니다. 샘플은 예정대로 배송되었고, 고객은 유럽 무역 박람회에서 제품을 성공적으로 전시할 수 있었습니다. 매우 긍정적인 피드백.
근본 원인 분석
다양한 컬러링 시스템:
TPU 연질 고무는 ABS나 PC와 같은 경질 플라스틱과는 매우 다르게 작동합니다. TPU는 착색을 위해 특수 유기 안료를 사용해야 하는 반면, 경질 플라스틱은 더 안정적이고 변색이 덜 되는 염료를 사용하는 경우가 많습니다.
형광 안료는 분산이 어렵습니다.
원래의 밝은 형광 오렌지 효과를 얻으려면 훨씬 더 높은 안료 로딩(일반 색상의 10~20배)이 필요합니다. 이러한 고농도는 TPU에 고르게 분산시키기가 매우 어렵습니다.
안료와 TPU의 비호환성 ③ 안료와 TPU의 비호환성
경질 플라스틱용으로 설계된 형광 안료를 사용하더라도 TPU와의 호환성이 떨어집니다. 실외에서 사용할 경우 10~15일만 노출되어도 눈에 띄는 변색이 발생합니다.
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