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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 개발된 형광 안료도 TPU와 잘 호환되지 않습니다. 실외에서 사용하는 경우 10~15일만 노출되어도 변색, 표면 변색, 광택 손실이 뚜렷하게 관찰될 수 있습니다.
주요 성과 및 혜택
위험 예방
프로토타입 단계에서 심층적인 분석을 통해 잠재적인 위험을 조기에 파악하여 이후 단계에서 대규모 폐기 및 생산 손실을 효과적으로 방지할 수 있었습니다.
비용 및 시간 최적화
이 사전 예방적 프로세스는 금형 수정을 최소화하고 자재 낭비를 방지하여 전체 프로젝트 일정을 간소화하고 비용을 크게 절감했습니다.
고객 인사이트
"협업을 통해 디자이너는 제품 개발 초기 단계에서 숙련된 사출 금형 제조업체를 참여시키는 것이 설계에서 현실로의 원활한 전환을 보장하는 열쇠라는 중요한 통찰을 깨달았습니다. 초기 협업은 디자인을 생산에 더 실용적으로 만들 뿐만 아니라 많은 잠재적인 공정 문제를 예방할 수 있습니다."
제타몰드 소개
ZetarMold는 맞춤형 성형 플라스틱 부품, 플라스틱 부품 생산 및 사출 성형 금형 제작에 강력한 역량을 갖춘 전문 중국 사출 금형 및 플라스틱 사출 제조업체 그룹입니다.
당사의 전문성
- 20년 이상의 산업 간 경험
- 소비자 가전부터 산업용 부품까지
- 유연한 소재부터 고성능 플라스틱까지
접근 방식
- 재료 상담 및 공정 분석
- 구조 최적화 지원
- 조기 문제 식별
우리는 단순한 플라스틱 제품 공급업체가 아니라 디자인 실현의 파트너. 우리의 목표는 아이디어가 더 빨리 실현되고 제품이 더 효율적으로 시장에 출시될 수 있도록 지원하는 것입니다.
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