Desain Living Hinge: Meningkatkan Fungsi dan Kemudahan dalam Manufaktur Produk

Dalam manufaktur produk, sarang adalah komponen kecil yang umum digunakan dalam pembuatan produk yang membuka dan menutup. Di antara berbagai jenis sarang yang digunakan, living hinge memiliki keunikan tersendiri. Desain living hinge terbuat dari plastik fleksibel dan merupakan bagian penting dari produk konsumen seperti tutup botol, produk makeup, dan kemasan cangkang kerang. 

Detail kecil yang diberikan desain living hinge bertanggung jawab atas kemudahan penggunaan dan kenyamanan yang kita nikmati dari produk-produk ini. Living hinge juga mudah diproduksi dan diintegrasikan ke dalam produk untuk menghubungkan komponen dalam produk yang sama. Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari dasar-dasar desain sarang. Ini mencakup sarang plastik, jenis-jenis sarang plastik, dan beberapa pedoman desain sarang yang dapat Anda gunakan untuk mencapai proses manufaktur yang lebih baik.

Apa Itu Sarang?

Living hinge atau sarang fleksibel adalah bahan tipis dan fleksibel yang digunakan sebagai penghubung antara bagian plastik yang lebih besar dan kaku pada suatu item. Ini adalah area tipis pada bagian plastik yang melipat dan meluruskan untuk memungkinkan pembukaan dan penutupan bahan. Desain living hinge dibuat sedemikian rupa sehingga produk dapat melengkung dan meluruskan berkali-kali tanpa kehilangan kekuatan.

Living hinge berasal dari bagian plastik yang lebih besar dan membentuk jembatan antara kedua komponen. Namun, berbeda dengan bagian plastik yang lebih besar, living hinge dapat berputar atau melengkung di sekitar sumbu, antara 90 hingga 180 derajat, tanpa retak atau patah.

Struktur sederhana dan tidak memerlukan perakitan. Living hinge juga berfungsi sebagai entitas fleksibel pada suatu titik dalam bahan; biasanya wadah dan tutup, membuka dan menutup bahan tanpa kehilangan kekuatannya.

Jenis-jenis Sarang

Ada empat jenis sarang plastik yang berbeda yang digunakan berdasarkan desain dan kekuatannya. Jenis-jenis ini ideal untuk pembukaan dan penutupan tanpa retak atau kegagalan permanen pada bagian produk.

· Sarang Datar

Sarang datar, juga dikenal sebagai sarang lurus, adalah jenis desain living hinge yang paling sederhana dan umum. Ini memiliki bagian sarang tipis dengan dua strip lurus di kedua sisi. 

Desain sarang datar adalah sarang fleksibel yang dapat melengkung hingga 180 derajat dan dapat menghubungkan dua bagian plastik kaku.

· Sarang Ganda

Sarang ganda memiliki dua sarang datar yang dipisahkan oleh strip lading tipis. Sarang ganda adalah sarang yang lebih fleksibel yang memungkinkan rotasi hingga 360 derajat dan berguna dalam menciptakan ruang antara dua bagian yang terhubung.

· Sarang Kupu-kupu

Sarang kupu-kupu berlaku untuk tutup pengedur karena aksi membaliknya. Ini adalah sarang yang lebih fleksibel daripada sarang datar dan ganda. Ia memiliki kemampuan untuk kembali ke posisi semula ketika dibuka melebihi sudut tertentu, membalik tutup ke posisi terbuka atau tertutup.

· Sarang Bi-stabil

Desain sarang bi-stabil hanyalah sarang kupu-kupu dengan tiga bagian bersarang dan merupakan jenis sarang yang paling fleksibel. Seperti sarang kupu-kupu, sarang bi-stabil memiliki aksi kembali ke posisi semula ketika mencapai sudut tertentu. Namun, bagian bersarang tambahannya memungkinkan aksi pembukaan dan penutupan yang lebih kuat.

Pentingnya Desain Living Hinge

Living hinge adalah bagian penting dari banyak produk karena beberapa keuntungan yang ditambahkan dalam hal fungsi dan estetika. Berikut adalah beberapa alasan mengapa Anda harus menyertakannya dalam desain produk Anda.

· Menghilangkan Perakitan

Sarang logam konvensional memerlukan perakitan dan pemasangan dengan baut. Namun, living hinge memungkinkan sarang berasal dari bahan yang sama dengan produk. Oleh karena itu, mungkin untuk langsung mengintegrasikannya ke dalam komponen produk.

· Mengurangi Biaya dan Waktu 

Desain living hinge sederhana dan menyediakan alternatif yang lebih murah dari sarang konvensional. Kemampuannya untuk dengan mudah diintegrasikan ke dalam produk menghilangkan kebutuhan perakitan. Oleh karena itu, mengurangi biaya dan waktu.

· Tidak Memerlukan Pemeliharaan

Living hinge berasal langsung dari bahan plastik. Oleh karena itu, mereka tidak karat atau memiliki reaksi degradasi lainnya terhadap lingkungan. Oleh karena itu, mereka tidak memerlukan pemeliharaan dan dapat bertahan untuk jangka waktu yang lama.

· Fleksibel

Living hinge adalah sarang fleksibel dengan desain yang dapat mengakomodasi gerakan kompleks yang lebih canggih dari gerakan buka-tutup sederhana pada sarang konvensional.

Cara Membuat Desain Living Hinge (Metode Produksi)

Ada 4 metode umum untuk menghasilkan sarang. Setiap metode unik dan bergantung pada tujuan yang dimaksud serta jenis bahan yang digunakan. Berikut adalah metode untuk menghasilkan desain living hinge:

· Metode Injection Molding

Injection molding adalah cara paling umum untuk menghasilkan bagian dengan living hinge. Ini cepat, murah, dan memungkinkan produksi massal living hinge setelah Anda memutuskan prototipe atau desain sarang akhir. 

Sarang hasil injection molding adalah pilihan terbaik karena menjamin waktu gyaranti cepat dan produk hasil akhir yang lebih baik. Polipropilena dan polietilena adalah bahan terbaik untuk digunakan dalam pembuatan sarang hasil injection molding karena rapuh namun tahan lama cukup untuk menjamin jutaan fleksi tanpa patah.

Pedoman Desain Sarang yang Harus Diintegrasikan Selama Desain Living Hinge

• Pertahankan Ketebalan Dinding yang Seragam

Dinding yang tidak seragam akan mengakibatkan patahnya desain living hinge, karena perbedaan pendinginan bagian plastik. Namun, dinding yang seragam tidak akan memungkinkan desain sarang untuk tipis di area yang memungkinkan fleksibilitas dan penghubungan bagian kaku. 

Oleh karena itu, penting untuk memiliki keseimbangan yang sempurna antara keduanya. 

• Flex Hinges

Penting untuk melengkungkan sarang beberapa kali setelah cetak. Ini membantu cold-draw sarang, sehingga meningkatkan kemampuan lenturannya.

· Metode 3D Printing

Sementara injection molding adalah metode terbaik dalam menciptakan desain living hinge yang efektif, 3D printing adalah teknik yang lebih cepat dan hemat biaya yang digunakan dalam pembuatan prototipe desain living hinge. Ini karena proses otomatisnya. 

Sarang hasil 3D printing terbuat dari bahan plastik seperti Nylon. Oleh karena itu, tergantung pada bahan, prototipe 3D tidak memiliki daya tahan yang sama dengan sarang hasil injection molding.

Mereka rapuh dan akan patah ketika dibentang berulang kali. Namun, mereka ideal untuk menguji bentuk dan ketebalan bagian yang dihasilkan.

Pedoman Desain Sarang yang Harus Diintegrasikan Selama Desain Living Hinge

• Ketebalan

Ketika menghasilkan living hinge 3D printing, bahan harus lebih tebal dibandingkan sarang hasil injection molding (mungkin sekitar 0,6 mm). Meskipun sarang akan kurang fleksibel, ketebalannya akan memastikan daya tahan sarang. 

• Orientasi

Ketika membuat desain sarang 3D printing, orientasi bagian penting karena akan memastikan kekuatan sarang maksimum. Lebar sarang harus tegak lurus dengan bidang pembuatan untuk memastikan pembentukan sarang lapis demi lapis dan menghindari patah.

· Metode Urethane Casting

Metode urethane casting tidak umum dalam manufaktur produk karena produk yang dihasilkan melalui proses ini kurang tahan lama dan lebih mudah patah atau melengkung.

Namun, metode ini baik untuk menciptakan prototipe sebelum produksi aktual. Ini melibatkan cetakan karet dengan resin urethane low-durometer, yang menciptakan prototipe yang performa buruk terhadap aus dan robek.

· Metode CNC Machining

Computer Numerical Control Machining adalah metode untuk menghasilkan desain logam. Namun, dalam waktu terbaru, telah terjadi teroboran dalam penggunaannya untuk menghasilkan prototipe desain living hinge. 

Dibandingkan dengan Metode Urethane Casting, CNC terbaik untuk menghasilkan prototipe living hinge yang tahan lama sebagai bukti konsep untuk desain baru. Dengan metode CNC machining, prototyping dan verifikasi desain mungkin dan menghasilkan prototipe yang lebih baik dan lebih tahan lama. 

Praktik Terbaik untuk Membuat Desain Living Hinge

Prototyping adalah praktik penting yang Anda butuhkan dalam produksi living hinge karena memungkinkan revisi desain living hinge hingga tercapai produk yang berfungsi sesuai spesifikasi.
Berikut adalah beberapa praktik yang harus dipertimbangkan oleh ahli desain produk dalam membuat sarang.

– Desain Sarang Harus Tipis dan Fleksibel.

Living hinge yang tebal mungkin tampak lebih kuat, tetapi lebih rentan terhadap patah selama aplikasi karena tidak cukup fleksibel untuk mengakomodasi stres atau tekanan. Oleh karena itu, Anda harus membuat desain sarang lebih tipis dan fleksibel.

– Gunakan Sudut Membulat

Hindari sudut tajam dalam cetakan, karena mereka meningkatkan stres pada desain sarang dalam cetakan. Ini akan mengurangi daya tahan living hinge lebih lanjut. 

– Pilihan Bahan

Efisiensi living hinge tergantung pada bahan yang digunakan. Oleh karena itu, pilihan resin Anda harus mengalir bebas melalui area tipis dalam cetakan. Resin juga tidak boleh menunjukkan retak stres ketika Anda melengkungkannya setelah pendinginan.

– Penempatan Gate

Lokasi gate harus berada di pusat sarang. Ini akan memastikan distribusi resin yang merata di seluruh cetakan. Ini juga akan menjamin konsistensi dalam pembentukan dan pendinginan desain sarang dalam cetakan. Oleh karena itu, membentuk living hinge yang lebih baik dan tahan lama. 

–  Tidak Ada Sarang Panjang

Tidak ada sarang yang boleh lebih panjang dari 6 inci. Jika desain memerlukan sarang yang lebih panjang untuk mengakomodasi produk. Anda harus memecah sarang panjang menjadi bagian-bagian lebih kecil karena ini akan meningkatkan umur simpan dan mencegah patahnya living hinge.

Kesimpulan

Desain living hinge adalah proses penting dalam manufaktur produk yang terkait dengan produk konsumen, kotak sambungan listrik, dan sarang pintu. Artikel ini memberikan pembagian sederhana dari prosesnya. Namun, menggunakan jasa ahli dapat menjadi hal yang menempatkan Anda di atas pesaing dalam hal estetika dan fungsionalitas. Inilah di mana kami di RapidDirect hadir karena kami menyediakan analisis DFM gratis dan saran profesional untuk desain Anda. Anda dapat mengunggah file CAD dan mendapatkan penawaran segera. Namun, jika Anda memiliki masalah, Anda dapat berkonsultasi dengan tim dukungan kami untuk saran manufaktur. 

FAQs

Metode terbaik untuk menghasilkan desain living hinge tergantung pada tujuan yang dimaksud dari living hinge. Beberapa metode terbaik untuk membuat prototipe, yang lainnya terbaik untuk menghasilkan sampel massal dari produk yang sama. Oleh karena itu, pilihan metode juga harus berdasarkan tujuan living hinge.

Living hinge harus kecil dan cukup besar sehingga Anda dapat mengintegrasikannya ke dalam bagian. Fitur kokohnya membuatnya sangat tahan lama. Oleh karena itu, ia dapat menahan beberapa kali pembukaan dan penutupan tanpa patah.