U prošlom kvartalu preuzeli smo projekt spašavanja od europske tvrtke za medicinske uređaje. Njihov izvorni dobavljač citirao je rubna vrata na aKalup za štrcaljku s 32 šupljinejer su troškovi alata bili za 14.000 € niži nego za alternativu s-zapornim ventilom. Osamnaest mjeseci proizvodnje, akumulirani gubici od prerade ostataka vrata, pomaka dimenzija i dvije potpune zamjene šupljih blokova dosegli su 387.000 €. Tim za nabavu koji je odobrio izvornu ponudu više ne radi tamo.
Odabir vrata je mjesto gdje programi injekcijskog prešanja financijski uspijevaju ili propadaju. Ne na marginama. U srži.
Struktura troškova koju nitko ne stavlja u ponudu
Dobavljači kalupa navode alate kao kapitalnu stavku. Ono što ne navode je kako dizajn vrata utječe na vašu ekonomičnost po-komadu sljedećih pet godina.
Rubna vrata hladnog kanala na godišnjem programu od 150 000 jedinica uz upotrebu PA66-GF30 po cijeni od 4,20 €/kg generiraju otprilike 19% otpada materijala po težini kada uključite ostatke kanala, vodilice i vrata. Taj otpad ili ide na ponovno mljevenje, što zahtijeva opremu, prostor, kontrolu kontaminacije i praćenje omjera mješavine, ili ide na odlaganje. Nijedna opcija nije besplatna. Nijedna se opcija ne pojavljuje u vašoj ponudi alata.
Vrijeme ciklusa je drugi nevidljivi pokretač troškova. Sustav klizača u hladnom kalupu klizača mora se skrutiti prije nego se kalup otvori. Na osnovnom ciklusu od 28-sekundi, hlađenje klizača dodaje 4-6 sekundi, ovisno o promjeru klizača i položaju kruga hlađenja. Te se sekunde izravno pretvaraju u sate stroja. Uz cijenu stroja od 45 €/sat, produljenje ciklusa od 5 sekundi na 150.000 godišnjih jedinica košta 9.375 € godišnje u dodatnoj potrošnji kapaciteta. Tijekom petogodišnjeg životnog vijeka programa, taj pojedinačni izbor dizajna košta 46.875 € samo u strojnom vremenu.
Sustavi vrućih kanalau potpunosti eliminirati otpadne vode i ukloniti hlađenje klizne cijevi iz jednadžbe vremena ciklusa. Alat košta više. Ekonomija po-komadu se poboljšava. Pitanje je gdje je-pauza za vaš određeni program.
Izračun ravnomjernosti-: brojevi koje bi vaš dobavljač trebao izvoditi
Prošle smo godine izradili model usporedbe troškova za program kućišta konektora koji ilustrira okvir donošenja odluka. Dio je težio 8,4 g u PBT-GF30. Godišnja projekcija volumena bila je 280.000 jedinica. Trošak materijala bio je 3,85 €/kg.
Scenarij hladnog trkača
Ponuda alata iznosila je 23.500 € za kalup s 4 šupljine i podvodnim vratima. Težina trkača po sačmi bila je 6,2 g, što je značilo ukupnu težinu sačme od 39,8 g za proizvodnju četiri dijela od 8,4 g. Učinkovitost materijala bila je 84,4%. Godišnji trošak materijala izračunat je na 4.291 € godišnje u otpadu. Vrijeme ciklusa bilo je 31 sekundu, dajući 116 hitaca na sat. Ručna inspekcija vrata dodala je 0,008 € po komadu u raspodjeli rada.
Hot Runner scenarij
Cijene alata bile su 38.200 € za isti broj šupljina s termalnim vratima. Bez trkačkog otpada. Vrijeme ciklusa palo je na 24 sekunde, što daje 150 snimaka na sat. Poboljšanje protoka od 29% značilo je da je isti godišnji volumen zahtijevao 23% manje strojnih sati.
Delta alata iznosila je 14.700 €. Godišnja ušteda od eliminacije materijalnog otpada plus smanjenje radnog vremena stroja plus smanjenje rada iznosila je ukupno 11.840 €. Prijelom-je pao na 14,9 mjeseci proizvodnje. Svaki mjesec nakon toga, konfiguracija s vrućim kanalom uštedjela je 987 € u usporedbi s hladnim kanalom.
Ovo je matematika koju bi vam vaš dobavljač trebao pokazati tijekom pregleda DFM-a. Ako ga oni ne pokreću, donosite slijepu odluku o varijabli koja utječe na ekonomičnost vašeg programa više od bilo kojeg drugog izbora alata.
Odabir tipa vrata unutar sustava s hladnim kanalima
Cold runners još uvijek imaju smisla za specifične profile programa. Godišnje količine ispod 60.000 jedinica, robne smole ispod 2,50 €/kg i dijelovi gdje lokacija tragova vrata nije-kritična, sve ide u prilog ekonomiji hladnog pogona. Pitanje tada postaje koji tip vrata unutar te klase sustava.
Rubna vrata
Rubne pregrade postavljene su na liniji razdvajanja i dopuštaju relativno velike poprečne-presjeke, što pomaže kod dijelova s debelim-stjenkama ili materijala visoke-viskoznosti. Kompromis-je vidljivi ostatak i ručni rad na podrezivanju. Na programu koji izvodi 40 000 jedinica godišnje s 0,04 € po -komadu troška dotjerivanja, to je 1600 € godišnje u radu koji bi drugačiji tip vrata mogao eliminirati.
Podmorska vrata
Vrata podmornice usmjeravaju se ispod linije razdvajanja pod kutom i automatski se smiču tijekom izbacivanja. Uklanjaju trud oko podrezivanja i skrivaju tragove ispod kozmetičke površine. Ograničenje je promjer vrata, obično maksimalno 1,2-1,8 mm, što ograničava kapacitet protoka. Programi koji koriste materijale punjene staklom iznad 30% opterećenja često se susreću s problemima punjenja s podmorskim vratima jer ograničeni poprečni presjek stvara pretjerani pad tlaka na vratima.
Vrata s jezičcima
Vrata s jezičcima produžuju vodilicu preko ruba dijela i prolaze kroz tanko kopneno područje. Jezičak se jasno odlomi tijekom izbacivanja, a oznaka za svjedoke pada na ne-funkcionalnu površinu. Vrata s jezičcima dobro funkcioniraju za dijelove s tankim-zidovima gdje je ravnoteža punjenja kritična, ali povećavaju gubitak vode u usporedbi s izravnim rubom.
Ventilatorska vrata
Ventilatorska vrata šire ulaz taline preko šireg poprečnog-presjeka, što smanjuje smično naprezanje na ulazu i poboljšava ujednačenost punjenja na velikim ravnim dijelovima. Kazna je znatan gubitak trkača iz samog dijela ventilatora. Općenito preporučujemo lepezasta vrata samo kada geometrija dijela stvara probleme s punjenjem točkastih vrata i kada je cijena materijala dovoljno niska da je dodatni otpad prihvatljiv.
Odluka između ovih opcija nije tehnička preferencija. To je problem optimizacije troškova s ograničenjima. Koliki je vaš trošak materijala? Koliki je vaš volumen? Koji su vaši kozmetički zahtjevi? Koja je vaša cijena rada za podrezivanje? Odgovori na ta pitanja određuju ispravnu vrstu vrata za vaš program.
Odabir ventila s vrućim kanalom: toplinski nasuprot ventilu
Unutar sustava s vrućim kanalom, izbor između toplinskih zasuna i ventilskih zasuna jednako je značajan za ekonomičnost programa.
Termalna vrata se oslanjaju na kontrolirano smrzavanje kako bi se zatvorio otvor vrata između hitaca. Mali čep od plastike skrutne se na vrhu vrata tijekom hlađenja, a zatim otpuhne u šupljinu pri sljedećem udaru ubrizgavanja. Sustav je mehanički jednostavan bez pokretnih dijelova na vratima. Cijena alata kreće se od 800 do 1500 € po kapi, ovisno o konfiguraciji mlaznice. Ograničenje je osjetljivost procesa. Kvaliteta ostatka vrata ovisi o preciznoj kontroli temperature na vrhu mlaznice, a postizanje dosljednih rezultata zahtijeva pažljiv razvoj procesa tijekom uzorkovanja.
Zasun ventila koristi mehaničku osovinicu koju pokreću pneumatski ili hidraulički cilindri za fizičko zatvaranje otvora zasuna. Zatik napreduje kako bi zatvorio vrata, uvlači se kako bi omogućio punjenje i ponovno napreduje prije otvaranja kalupa. Ovo pozitivno isključivanje eliminira vezivanje, sprječava slinjenje tijekom otvaranja kalupa i proizvodi dosljednu kvalitetu tragova kroz širi procesni prozor. Cijena alata kreće se od 1.800 do 3.200 € po kapi, ovisno o sustavu pokretanja i dizajnu igle.
Troškovna razlika između toplinskog i ventilskog zatvaranja na 8-kapljinskom sustavu može premašiti 15.000 €. Ta je premija opravdana kada primjena zahtijeva površine bez tragova tragova, kada je materijal sklon curenju ili žicama ili kada je stabilnost procesa ključna za dosljednost kvalitete. Vanjski dijelovi automobilske klase A,kućišta medicinskih uređajas kozmetičkim zahtjevima, a optičke komponente obično određuju vrata ventila bez obzira na povećanje troškova.
Sekvencijalno zatvaranje ventila dodaje još jedan sloj mogućnosti i cijene. Pojedinačna vrata se otvaraju i zatvaraju u skladu s programiranim vremenom, dopuštajući fronti taline da napreduje kroz šupljinu u kontroliranom slijedu umjesto punjenja iz svih vrata istovremeno. Plastics Technology dokumentirala je smanjenje vremena ciklusa sa 110 sekundi na ispod 75 sekundi na programima za automobilske odbojnike korištenjem sekvencijalnog punjenja (ptonline.com). Tehnologija također smanjuje potrebnu tonažu stezaljke za 20-30% jer je vršni tlak u šupljini niži tijekom uzastopnog punjenja nego tijekom istovremenog punjenja.
Sekvencijalni sustavi zahtijevaju dodatne kontrolere, senzore i programiranje. Premija alata u odnosu na standardna ventilska vrata može premašiti 25.000 € za složene primjene s više-vrata. Povrat u potpunosti ovisi o poboljšanju vremena ciklusa i uštedi tonaže stezaljke na vašoj specifičnoj geometriji dijela.
Materijalna ograničenja pri odabiru vrata
Određene kombinacije materijala i vrata jednostavno ne funkcioniraju. Otkrivanje ovoga tijekom T1 uzorkovanja umjesto tijekom DFM pregleda košta vrijeme i novac.
Materijali-punjeni staklomiznad 25% opterećenja dramatično ubrzavaju trošenje vrata. Abrazivna vlakna nagrizaju čelik vrata, mijenjajući karakteristike ispune tijekom vijeka proizvodnje. Na programu od 500.000-jedinica, vidjeli smo da rubna vrata zahtijevaju ponovno rezanje dva puta tijekom prve dvije godine proizvodnje. Rješenje je projektiranje vrata kao zamjenjivih umetaka od samog početka. Dizajn umetka dodaje 600-900 € početnim troškovima alata, ali izbjegava prekide proizvodnje za kasniju obnovu vrata.
Materijali-osjetljivi na smicanje, uključujući POM, određene TPE-e i neke smole na biološkoj{1}}tezi razgrađuju se kada se velikom brzinom guraju kroz mala vrata. Degradacija se očituje kao promjena boje u blizini vrata, smanjena mehanička svojstva ili površinski defekti. Poprečni-presjeci vrata moraju biti veći nego što to predlažu standardna pravila o dimenzioniranju, a profili brzine ubrizgavanja zahtijevaju pažljivu optimizaciju tijekom razvoja procesa.
Visoko{0}}temperaturne smole kao što su PEEK i PEI zahtijevaju specijalizirane vruće komponente namijenjene obradi na temperaturama iznad 350 stupnjeva. Standardni vrući sustavi ne uspijevaju u ovim primjenama. Poglavlje o materijalima vašeg Zahtjeva za ponudu trebalo bi izričito potvrditi da je dobavljač već obradio vašu obitelj smola i da ima odgovarajuću sposobnost vrućeg protoka ako je takav sustav predložen.
Kristalni materijali skupljaju se više od amorfnih materijala, a skupljanje varira ovisno o smjeru protoka. Položaj vrata izravno utječe na raspodjelu skupljanja i konačno iskrivljenje dijela. Kada primite ponudu kalupa za POM ili PA dio, zatražite rezultate simulacije iskrivljenja uspoređujući najmanje dvije opcije lokacije vrata. Dobavljači koji pružaju samo analizu toka jedne-opcije ne rade odgovarajući inženjerski posao.
Što bi vaš RFQ trebao zahtijevati
Razgovor o odabiru vrata trebao bi se dogoditi tijekom citiranja, a ne nakon što se alat oslobodi. Vaš Zahtjev za ponudu mora potaknuti taj razgovor zahtijevajući konkretne rezultate.
Zatražite pojedinačnu raščlambu vrućeg sustava ako je ta konfiguracija predložena. Marka, model, broj zona, specifikacije regulatora, popis rezervnih dijelova s cijenama. Generičke stavke retka "uključen sustav vrućeg pokretača" sprječavaju značajnu usporedbu između dobavljača.
Zahtijevatisimulacija toka kaluparezultati koji pokazuju vrijeme punjenja, tlak pri prijenosu, lokacije linije zavara i predviđanje savijanja. Zatražite usporedbu najmanje dvije opcije lokacije vrata s obrazloženjem za preporučeni pristup. Dobavljači koji odbijaju ovaj zahtjev signaliziraju ograničene inženjerske sposobnosti.
Navedite zahtjeve za ostatke vrata u mjerljivim uvjetima. Najveća visina ostatka, promjer, prihvatljivo stanje površine. Dobijte pismenu obvezu prije puštanja kalupa u promet.
Za punjene materijale zahtijevajte potvrdu dizajna zamjenjivog umetka. Zatražite specifikaciju materijala za umetanje i očekivani interval zamjene na temelju iskustva dobavljača sa sličnim programima.
Zatražite raščlambu vremena ciklusa koja prikazuje vrijeme punjenja, vrijeme pakiranja, vrijeme hlađenja i vrijeme otvaranja/zatvaranja kalupa. Pitajte koje pretpostavke pokreću procjenu vremena hlađenja i kako odabir sustava vrata utječe na taj broj.
Zašto je ovo važno za vaš sljedeći program
Odabir vrata jedna je od rijetkih odluka o alatima koje izravno utječu i na vaše kapitalno ulaganje i na vašu tekuću ekonomiju po-komadu. Većina drugih izbora alata utječe na trošak u jednom ili drugom smjeru. Gates utječe na oboje.
Timovi za nabavu koji to dobro razumiju su oni koji traže analizu rentabilnosti tijekom ponude, zahtijevaju podatke o simulaciji prije puštanja alata u promet i ugrađuju održavanje sustava vrata u svoje modele troškova proizvodnje od samog početka.
Naš inženjerski tim izrađuje usporedne modele sustava vrata kao standardnu praksu tijekom DFM pregleda. Obradili smo dovoljno različitih materijala i industrija da bismo znali gdje padaju pragovi odluke za različite profile programa. Kada se program pojavi s parametrima koji su blizu granice rentabilnosti, izričito izvodimo brojke umjesto da se zadano oslanjamo na preferencije dobavljača ili povijesnu praksu.
Ako vaš sljedeći program uključuje odluke o sustavu vrata koje bi mogle značajno utjecati na vašu strukturu troškova, pošaljite nam svoju geometriju dijela, specifikaciju materijala i projekciju volumena. Provest ćemo usporedbu i pokazati vam gdje je vaša-pokrića.