Mennyibe kerülMűanyag fröccsöntésKöltség?
Valahol 3000 és 100 000 dollár között van a szerszámozás. -részköltségenként? 0,10 és 5,00 dollár között bárhol. Valószínűleg ilyen tartományra számítottál, pontosan ezért olvasol még mindig.
Valójában az számít, hogy megértsük, hová megy a pénz. Az ABIS Mold mérnöki csapata már több mint egy évtizede fröccsöntési projekteket idéz, és megfigyeltük, hogy a beszerzési csapatok 40%-kal túlfizetnek egyszerűen azért, mert senki sem magyarázta el nekik a penészbesorolást. Azt is láttuk, hogy az induló vállalkozások teljes fejlesztési költségvetésüket égették el alumínium szerszámokkal, amelyek nem tudták túlélni az 50 000 lövést, amikor üzleti tervük 500 000-et feltételezett.
Ez ugyanaz a keretrendszer, amelyet idéző mérnökeink belsőleg használnak. Nincs szösszenet, nincs marketing pörgés.
Valójában mi teszi ki a költségeket
Minden fröccsöntött alkatrész négy költségkomponenst tartalmaz: szerszámok, anyagok, feldolgozás és másodlagos műveletek. Ezek közötti arány a hangerőtől függően drámaian eltolódik. 1000 egységnél a szerszámok felemésztik a költségvetés 80%-át. Egymillió egységre méretezve ugyanez a szerszámberuházás az alkatrészenkénti költség 5%-a alá csökken.
Az alkatrészár kiszámításához használt képlet így néz ki:
Alkatrészár=Anyagköltség + Feldolgozási költség + Felületkezelés + Csomagolás + Szállítás + Rezsi kezelési költség
Az anyagköltség kiszámítása nagyobb pontosságot igényel, mint a legtöbb vásárló gondolná:
Anyagköltség=[(alkatrész súlya) + (futó súlya ÷ üregek száma) × (1 – újraőrlés %)] × anyagár × (1 + veszteség aránya)
Vegyünk egy 3,5 g-os ABS alkatrészt 2 g futósúllyal, 4 üreges formával, 10% utáncsiszolási ráhagyással, 0,5% veszteséggel, anyaggal 1,90 USD/kg. Ez nagyjából 0,007 USD alkatrészenként csak gyanta esetében. Ezt megszorozzuk néhány millió egységgel, és hirtelen nagyon érdekessé válik az anyagoptimalizálás.
Szerszámberuházás
Itt kezdődik a legtöbb beszélgetés, és őszintén szólva, itt követik el a legdrágább hibákat.
| Penész kategória | Költségtartomány | Shot Life | Mikor kell használni |
|---|---|---|---|
| 3D-nyomtatott prototípus | $100 – $500 | 500 alatt | Csak a terv érvényesítése |
| Egyetlen alumínium-üreg | $1,000 – $5,000 | 50K – 100K | Hídgyártás |
| Alumínium több{0}}üreg | $3,000 – $15,000 | 100K – 150K | Közepes futások |
| P20 acél | $10,000 – $25,000 | 500K+ | Szabványos gyártás |
| Edzett acél több{0}}üreg | $25,000 – $80,000 | 1M+ | Nagy hangerő |
| Összetett autóipari/orvosi | $50,000 – $150,000+ | 1M+ | Igényes specifikációk |
Hová kerül valójában a pénz egy öntőformában? Nagyjából a fele a megmunkálásra megy. CNC idő, EDM munka, ilyesmi. Az acél vagy alumínium készlet minőségtől függően 15-30%-ot tesz ki. A tervezés és a tervezés további 10-15%-ot vesz igénybe, az összeszerelés és a polírozás pedig azt emészti fel, ami marad.
Ez az eloszlás megmagyaráz valami fontosat: a geometriai összetettségű meghajtók drágábbak, mint a fizikai méretek. Idéztünk olyan kompakt alkatrészeket, amelyek bonyolult jellemzőkkel és több mellékhatásokkal rendelkeznek, amelyek többe kerülnek, mint a fizikai méretük kétszeresére használt forma. Az UMass Amherst kutatása valójában számszerűsítette ezt az összefüggést, és azt találta, hogy minden további összetettségi dimenzió körülbelül 45 dollárral növeli a szerszámköltséget, míg a boríték térfogata kevesebb mint egy dollár köbcentiméterenként (xometry.com).
Az offshore szerszámozás kérdése
Az ügyfelek folyamatosan érdeklődnek a kínai szerszámokról. A számok vonzónak tűnnek papíron. A kínai formák általában 40-50%-kal olcsóbban működnek, mint az észak-amerikai megfelelői. Az átfutási idők gyakran 50%-kal gyorsabbak is.
De ez hiányzik a táblázatos összehasonlításból.
Tavaly dolgoztunk együtt egy orvostechnikai eszközöket gyártó céggel, amely offshore tevékenységet folytat, hogy 37 000 dollárt takarítson meg egy penészárajánlaton. A belföldi ára 49 000 dollár volt. A kínai árajánlat 12 000 dollár volt. Nem{7}}ügyesnek tűnt. Tizennyolc hónappal később összesen 98 500 dollárt költöttek el az első-cikk meghibásodása, a szerszámjavítás, a gyártás sürgősségi áthelyezése és az utómunkálatok között. A dokumentált meghibásodás: 15 000 USD a meghibásodott mintákért, 12 500 USD a javításokért, 5 000 USD sürgősségi belföldi gyártás a vevői határidők betartása érdekében, további 5 000+ USD munkaerő az átdolgozáshoz (crescentind.com).
Az egyesült államokbeli-öntőformák jellemzően 2-3-szor tovább tartanak, mint a kínai megfelelői. Ez nem nacionalizmus beszéd, csak kohászat és folyamatszabályozás. A csúcskategóriás kínai formagyártók abszolút kiváló munkát végeznek, de a szórás nagyobb. A bevált, bevált feldolgozási ablakokkal rendelkező tervek esetében az offshore-nak van értelme. Új termékfejlesztés vagy szigorú folyamatszabályozási követelmények esetén a hazai szerszámok gyakran alacsonyabb teljes programköltséget biztosítanak a matricás sokk ellenére.
Még egy dolog, amit érdemes tudni: mindig kérj videót az első gyártási menetről, ne csak mintadarabokat. Az asztalára szállított kész mintakészlet semmit sem mond arról, hogy a forma megbízhatóan kilökődik-e, vagy manuális beavatkozást igényel. A kínai gyártók néha elfogadhatónak találják a kézi{2}}öntést. Ha a gyártási terve automatizált működést feltételez, ezt előzetesen ellenőriznie kell.
Feldolgozási díjak
A fröccsöntés gépi időszámlázása meglepően átlátható a többi gyártási folyamathoz képest. A préseket óránként számlázzuk ki az űrtartalom alapján, és az alkatrészenkénti költsége ennek az aránynak a hányadosa -per-óránkénti átviteli sebességgel.
| Nyomja meg a Méret gombot | USD/óra | CNY/Óra |
|---|---|---|
| 50-80 tonna | $35 – $50 | ¥250 – ¥350 |
| 100-150 tonna | $50 – $80 | ¥350 – ¥550 |
| 150-200 tonna | $70 – $110 | ¥500 – ¥750 |
| 200-300 tonna | $100 – $160 | ¥700 – ¥1,100 |
| 350-500 tonna | $150 – $250 | ¥1,000 – ¥1,750 |
A matek egyszerű:
Feldolgozási költség=(ciklusidő ÷ üregszám) × (óradíj ÷ 3600)
Egy 4 üreges szerszám, amely 20 másodperces ciklusokat fut 150 tonnás présen, 80 USD/óra áron körülbelül 0,11 USD-t ad alkatrészenként önmagában a feldolgozásért.
A ciklusidő leginkább a falvastagságtól függ. Van egy iparági ökölszabály, amely meglehetősen jól működik a becsléseknél:
Ciklusidő ≈ 4 × (falvastagság mm-ben)² × Hatékonysági tényező
A hatékonysági tényezők 1,0-tól a teljesen automatizált melegcsatornás rendszerek esetében egészen 2,25-ig terjednek a félautomata hidegcsatornák kézi alkatrészeltávolítással{2}}beállításainál. A valós-optimalizálás általában valahol az elméleti minimumok és a konzervatív becslések között helyezkedik el. Általában 45 másodpercet használunk kiindulási alapként ismeretlen geometriák esetén, majd finomítunk, amint tényleges feldolgozási adatokkal rendelkezünk.
Valamit a beszerzési csapatok gyakran hiányolnak: az áramköltségek gyorsan összeadódnak az öntési műveletek során. Az egyik veterán a Practical Machinist fórumokon egyenesen így fogalmazott: "Egy hónap alatt több áramot használ el, mint amennyit a mi háztartásunk 100 év alatt." Présfűtők, hidraulikus szivattyúk, hűtők, segédberendezések. Egy közepes méretű formázási művelet 100+ tipikus háztartások energiafogyasztásával egyenértékű. A szervo-meghajtású elektromos prések 20-80%-kal csökkentik a fogyasztást, ami többet számít, mint amennyit a legtöbb vásárló észrevesz, amikor pusztán a darabárra koncentrál.
Anyagok
| Gyanta | $/kg | Gyakori felhasználások |
|---|---|---|
| PP | $1.00 – $2.00 | Csomagolás, autóbelső |
| ABS | $1.50 – $3.00 | Elektronikai házak, burkolatok |
| PC | $2.50 – $4.00 | Optikai alkatrészek, ütőházak |
| Nylon PA6/PA66 | $3.00 – $5.00 | Szerkezeti, -burkolat alatt |
| POM | $3.00 – $5.00 | Fogaskerekek, precíziós alkatrészek |
| Üveggel{0}}töltött osztályzatok | +30% – +50% | Merevség, stabilitás |
| égésgátló-(UL94 V-0) | +20% – +40% | Elektronikai megfelelőség |
| Orvosi PEEK | $120 – $180 | Beültethető |
Az anyag nagy mennyiségben az alkatrészköltség 50-80%-át teszi ki. Ez az arány az oka annak, hogy a DFM falvastagságra összpontosító erőfeszítései ilyen túlméretezett megtérülést eredményeznek. Egy csomagoló vásárlónk 20%-kal csökkentette a gyantafogyasztást a 2,5 mm-es falakról 1,0 mm-re történő áttervezéssel. Korszerűsített szerszámokra volt szükség, de a megtérülés az első gyártási éven belül megérkezett.
Hogyan változnak a költségek a mennyiséggel
| Kötet | Szerszám típusa | Durva alkatrészköltség | Ahová a pénz megy |
|---|---|---|---|
| 100 – 500 | Puha/nyomtatott | $3.00 – $10.00 | 70%+ szerszámozás |
| 1K – 5K | Alumínium | $1.50 – $4.00 | 40-50% szerszámozás |
| 10K – 50K | P20 acél | $0.80 – $2.00 | 20-30% szerszámozás |
| 100K – 500K | Edzett acél | $0.30 – $1.00 | 10-15% szerszámozás |
| 1M+ | Több-üregben edzett | $0.10 – $0.50 | 5% alatti szerszámozás |
A keresztezési pont, ahol a fröccsöntés felülmúlja a 3D nyomtatást, geometriától függően változik, de általában 250 és 2000 egység közé esik. 10 000 alkatrésznél a fröccsöntés általában 5-ször olcsóbb, mint az egyenértékű formák adalékanyaga.
A több-üreges gazdaságosság figyelmet érdemel. A 2-üregről a 8{13}}üregre való átállás 75%-kal csökkentheti az alkatrészenkénti költséget, miközben csak 50-70%-kal növeli a szerszámberuházást. A Midgard Inc. az automatizálási eredményeiket együttműködő robotokkal dokumentálta befecskendező préseken: a megtérülést nagyjából 1500 üzemóra alatt értek el, a selejt aránya 10%-ról 1-2%-ra esett vissza, és „kétszer sikerült az üzletnek kevesebb mint fele munkaerővel” (universal-robots.com).
Iparági-Speciális prémiumok
Az orvosi eszközök gyártása 25-100%-kal növeli a költségeket a hasonló ipari alkatrészekhez képest. Az ISO 13485 tanúsítvány önmagában 20 000 és 60 000 dollár közötti megvalósítást igényel. A tisztatéri környezet négyzetméterenként 200-1500 dollárba kerül. A biokompatibilitási teszt (ISO 10993) eszközváltozatonként 3100-8000 dollárt ad hozzá.
Az Automotive IATF 16949 tanúsítványt követel 20 000 USD{11}}62 500 USD bevezetési költség mellett, valamint a folyamatos ellenőrzési költségek. A minőségi célok jellemzően 85 feletti OEE-t, 50 ppm alatti hibaarányt és 1,67 Cpk-értéket írnak elő az új folyamatokhoz. De az autóipari mennyiségek indokolják a szerszámbefektetést. Több-milliós éves mennyiség esetén az alkatrészenkénti költségek 0,08–0,20 USD-ra csökkennek.
A fogyasztói elektronikai termékek költségeit a tűréshatárok és a kozmetikumok határozzák meg. A standard tűrés (±0,1 mm) az alapvonal. A finom tűréshatár (±0,025 mm) elérése nagyjából megháromszorozza a szerszámköltséget. A magas-fényű SPI A1 felületek 40-60%-kal jobban futnak, mint a matt D-osztályú textúrák.
Költségek, amelyek őrségbe vonják az embereket
A gyártó partnerek közötti penészszállítás ritkán kerül 5000 USD-nál-15 000 USD-nál kevesebbe, miután figyelembe veszi a folyamat újraérvényesítését és módosításait. Az Eng-Tips fórum egyik résztvevője így foglalta össze a valóságot: "A szerszámok mozgatása rémálom, nem csak a vásárlók, hanem a mérnökök számára is. Az ellátási lánc vezetői szerint ez nem nagy baj, de nagyon jól tudják kiszivárogtatni azt a blamefestet, ami akkor következik be, amikor egy szerszámot elmozdítanak, hogy megspóroljanak néhány fillért, és az új öntőformák ezreihez alkalmazkodnak."
A további gyártási folyamatok beállítási költségei általában elérik a 250-$750 USD-t rendelésenként. Anyagcsere, gépelőkészítés, első-cikkellenőrzés. A gyakori átállással járó magas mixű programok esetén a beállítási költségek valójában meghaladhatják a kisebb tételek anyagköltségét.
A színváltoztatási büntetések a vártnál jobban fájtak. A sötét-világos{2}}átmenetek jelentős tisztítást igényelnek. Ábra 2-4 óra elveszett gépidő, néha több.
Költségkeret: 3-5% a normál alkatrészek selejtesére. Magasabb szűk tűréshatárhoz vagy kozmetikai munkákhoz. Ez a selejttényező ritkán jelenik meg a kezdeti idézetekben, de közvetlenül befolyásolja az anyagfelhasználást.
Amire szükségünk van a pontos árajánlathoz
- 3D CAD fájlok STEP vagy IGES formátumbanelemezzük megfelelően a geometriát. Huzatszögek, alámetszések, összetettségi jellemzők. A 2D-s rajzokból való idézés önmagában 20-30%-os eltérést eredményez, mivel a különböző mérnökök eltérően értelmezik a kétértelmű nézeteket.
- Anyagspecifikációnem csak a gyanta típusa számít. A minőség, a szín és a szabályozási követelmények, mint például az FDA-megfelelőség vagy az UL lángbesorolás, mind befolyásolják a feldolgozási paramétereket és a költségstruktúrát.
- Éves mennyiségi előrejelzések és rendelési gyakoriságmeghatározza a szerszámberuházás mértékét. Egy vevőnek, aki évente 10 000 alkatrészt vár el negyedéves tételekben, más szerszámokra van szüksége, mint annak, aki 100 000 alkatrészt vár egyetlen éves futásban.
- Felület- és tűréskövetelményekmeghajtó szerszámozási komplexitás közvetlenül. Ugyanez vonatkozik a másodlagos műveletekre is. Összeszerelés, nyomtatás, bevonat, festés. Adja meg ezeket előre, ahelyett, hogy a program közben fedezné fel őket-.
Több szállítói árajánlat összehasonlításakor kérjen tételes bontást. Szerszámozás, anyag, feldolgozás, rezsi külön sorként. A kötegelt árképzés megnehezíti az optimalizálást, és szinte lehetetlenné teszi a szállítók összehasonlítását.
Végső gondolatok
A fröccsöntési költségek végső soron a szerszámok, az anyagok, a feldolgozási hatékonyság és a program általános költségeinek szisztematikus elemzésére vezethetők vissza. Ebben a cikkben minden olyan módszert tükröz, amelyet a vevői árajánlatokhoz használunk. Semmi elméleti.
A részletes költségelemzést vagy versenyképes árajánlatot igénylő programok esetében szívesen áttekintjük a követelményeket. A komplex több-üreges kialakítás és a szűk-tűrési komponensek különösen erősek az ABIS Mouldnál, különösen az olyan alkalmazásoknál, ahol a költségoptimalizálásnak és a minőségbiztosításnak együtt kell léteznie.
Érdemes megjegyezni: a legdrágább fröccsöntési döntés szinte soha nem a legmagasabb árat jelenti. Ez a nem megfelelő szerszám, amely 200 000 felvételnél meghiúsul, amikor a program 2 000 000-et igényel. Vagy az offshore penész, amely úgy tűnik, nem képes megtartani a méretstabilitást.
Jobb előre megfelelően befektetni, mint később megmenteni egy problémás programot.
Forduljon az ABIS Mold Engineeringhez a projekt felülvizsgálatához