Минулого кварталу ми взяли на себе проект порятунку від європейської компанії, що займається медичним обладнанням. Їх оригінальний постачальник цитував крайові ворота на aЦилиндр шприца з 32 порожнинамитому що вартість інструментів була на 14 000 євро нижчою, ніж альтернатива з клапанним-затвором. За вісімнадцять місяців виробництва накопичені збитки від переробки залишків воріт, зміни розмірів і двох повних замін блоків порожнини досягли 387 000 євро. Команда із закупівель, яка затвердила початкову цінову пропозицію, більше там не працює.
Вибір воріт – це місце, де програми лиття під тиском досягають успіху або зазнають фінансової невдачі. Не на полях. В основі.
Структуру витрат ніхто не вказує в ціновій пропозиції
Постачальники прес-форм вказують інструменти як капітальну статтю. Вони не описують, як конструкція воріт впливає на економіку вашої штуки протягом наступних п’яти років.
Ворота холодної кромки каналу за програмою 150 000 одиниць на рік з використанням PA66-GF30 за 4,20 євро/кг генерують приблизно 19% відходів матеріалу за вагою, якщо включити литник, бігуни та залишки затвора. Ці відходи або йдуть на подрібнення, для чого потрібне обладнання, площа, засоби контролю забруднення та відстеження співвідношення суміші, або йдуть на утилізацію. Жоден варіант не є безкоштовним. Жоден варіант не відображається у вашій пропозиції інструментів.
Час циклу є іншим невидимим фактором витрат. Система канавок у прес-формі для холодних канавок повинна затвердіти, перш ніж форма зможе відкритися. При 28-секундному базовому циклі охолодження бігуна додає 4-6 секунд залежно від діаметра бігуна та розташування контуру охолодження. Ці секунди перетворюються безпосередньо в машино-години. При вартості машини 45 євро за годину продовження циклу на 5 секунд на 150 000 річних одиниць коштує 9 375 євро на рік додаткового споживання потужності. За п’ятирічний термін служби програми цей єдиний вибір конструкції коштує 46 875 євро лише за машинний час.
Системи гарячого каналуповністю усунути відходи бігуна та видалити охолодження бігуна з рівняння часу циклу. Інструмент коштує дорожче. По-економічні показники покращуються. Питання полягає в тому, де саме-ваша конкретна програма стане перервою.
Розрахунок-нерівності: цифри, які має виконувати ваш постачальник
Минулого року ми створили модель порівняння вартості для програми будівництва роз’ємів, яка ілюструє основу прийняття рішень. Деталь важила 8,4 г у PBT-GF30. Прогноз річного обсягу становив 280 000 одиниць. Вартість матеріалу становила 3,85 євро/кг.
Сценарій Cold Runner
Ціна інструменту склала 23 500 євро для форми з 4 порожнинами та підводними затворами. Вага бігуна на постріл становила 6,2 г, що означало загальну вагу пострілу 39,8 г для виготовлення чотирьох деталей по 8,4 г. Матеріаловіддача склала 84,4%. Річна вартість матеріалів розрахована на 4291 євро на рік у відходах. Час циклу становив 31 секунду, продуктивність 116 пострілів на годину. Ручна перевірка воріт додала 0,008 євро за штуку до розподілу робочої сили.
Сценарій Hot Runner
Ціна інструменту становила 38 200 євро за ту саму кількість порожнин із термозатворами. Без відходів бігуна. Час циклу впав до 24 секунд, що дало 150 пострілів на годину. Покращення продуктивності на 29% означало, що той самий річний обсяг вимагав на 23% менше машино-годин.
Дельта інструментів становила 14 700 євро. Річна економія від усунення матеріальних відходів плюс скорочення машинного часу та скорочення праці склала 11 840 євро. Беззбитковість-припала на 14,9 місяців виробництва. Щомісяця після цього конфігурація з гарячим каналом заощаджувала 987 євро порівняно з холодним каналом.
Це математика, яку ваш постачальник повинен показати вам під час перевірки DFM. Якщо вони не працюють, ви приймаєте рішення наосліп щодо змінної, яка впливає на економіку вашої програми більше, ніж будь-який інший вибір інструментів.
Вибір типу воріт у системах холодного каналу
Холодні програми все ще мають сенс для конкретних профілів програми. Річні обсяги менше 60 000 одиниць, товарні смоли менше 2,50 євро/кг і деталі, де розташування залишків воріт не-є критичним, сприяють економіці холодного каналу. Тоді виникає питання, який тип воріт у цьому класі системи.
Крайові ворота
Крайові ворота розташовані на лінії розділення та дозволяють відносно великі поперечні-перерізи, що допомагає з товсти-деталями або високо-в’язкими матеріалами. Компроміс-це видимі залишки та ручна робота по обрізанню. У програмі, що запускає 40 000 одиниць на рік із вартістю обрізки 0,04 євро за -штуку, це становить 1600 євро на рік праці, яку може виключити інший тип воріт.
Підводні ворота
Затвори підводного човна проходять нижче лінії розділення під кутом і автоматично зсуваються під час катапультування. Вони усувають роботу по обрізанню і приховують залишки під косметичною поверхнею. Обмеженням є діаметр затвора, зазвичай максимум 1,2-1,8 мм, що обмежує пропускну здатність. Програми, у яких використовуються скло{6}}матеріали із завантаженням понад 30 %, часто стикаються з проблемами заповнення підводних затворів, оскільки обмежений поперечний переріз створює надмірне падіння тиску на затворі.
Вкладка ворота
Засувки витягають бігунок за край деталі та проходять через тонку поверхню. Язичок чітко відламується під час виштовхування, а мітка потрапляє на не-функціональну поверхню. Засувки добре працюють для тонкостінних-деталей, де баланс наповнення має вирішальне значення, але вони збільшують відходи в робочому каналі порівняно з прямими краями.
Вентильні ворота
Вентиляторні ворота розповсюджують вхід розплаву по ширшому поперечному-перерізу, що зменшує напругу зсуву на вході та покращує рівномірність заповнення великих плоских частин. Штрафом є значні відходи бігуна від самої секції вентилятора. Зазвичай ми рекомендуємо вентиляційні ворота лише тоді, коли геометрія деталі створює проблеми із заповненням точкових воріт і коли вартість матеріалу достатньо низька, щоб додаткові відходи були прийнятними.
Вибір між цими варіантами не є технічною перевагою. Це задача оптимізації витрат з обмеженнями. Яка ваша матеріальна вартість? Який у вас обсяг? Які ваші косметичні вимоги? Яка ваша вартість роботи з обрізання? Відповіді на ці запитання визначають правильний тип воріт для вашої програми.
Вибір вентиля з гарячим каналом: тепловий чи клапанний
У системах з гарячим каналом вибір між термозасувками та вентильними заслінками однаково важливий для економіки програми.
Термічні затвори покладаються на контрольоване заморожування для герметизації отвору затвора між пострілами. Невелика пробка з пластику твердне на кінчику затвора під час охолодження, а потім видуває в порожнину під час наступного впорскування. Механічно система проста, без рухомих частин на воротах. Вартість інструментів становить 800-1500 євро за краплю залежно від конфігурації сопла. Обмеженням є чутливість процесу. Якість залишків воріт залежить від точного контролю температури на кінчику сопла, і досягнення стабільних результатів вимагає ретельної розробки процесу під час відбору проб.
Засувні затвори використовують механічний штифт, що приводиться в дію пневматичними або гідравлічними циліндрами, щоб фізично закрити отвір затвора. Штифт просувається, щоб ущільнити затвор, втягується, щоб забезпечити заповнення, і знову просувається перед відкриттям форми. Це позитивне відключення усуває струни, запобігає слинотечі під час відкриття прес-форми та забезпечує постійну якість залишків у більш широкому вікні процесу. Вартість інструментів становить 1800-3200 євро за краплю залежно від системи приводу та конструкції штифта.
Розбіжність між тепловим і клапанним затвором у 8-краплинній системі може перевищувати 15 000 євро. Ця перевага виправдана, коли застосування вимагає поверхонь з нульовим залишком, коли матеріал має тенденцію текти або стругатися, або коли стабільність процесу є критичною для стабільності якості. Зовнішні деталі автомобіля класу А,корпуси медичних приладівз косметичними вимогами, а оптичні компоненти зазвичай вказують клапанні затвори незалежно від приросту вартості.
Послідовний затвор клапана додає ще один рівень можливостей і вартості. Окремі затвори відкриваються та закриваються відповідно до запрограмованого часу, дозволяючи фронту розплаву просуватися через порожнину в контрольованій послідовності, а не заповнюватись з усіх затворів одночасно. Plastics Technology задокументувала скорочення часу циклу зі 110 секунд до менш ніж 75 секунд у програмах для автомобільних бамперів з використанням послідовного наповнення (ptonline.com). Технологія також зменшує необхідний тоннаж затискача на 20-30%, оскільки піковий тиск у порожнині нижчий під час послідовного заповнення, ніж під час одночасного заповнення.
Послідовні системи потребують додаткових контролерів, датчиків і програмування. Преміальна вартість інструментів у порівнянні зі стандартними вентильними затворами може перевищувати 25 000 євро для складних багато-затворів. Окупність повністю залежить від покращення тривалості циклу та економії тоннажу затискачів на вашій конкретній геометрії деталі.
Матеріальні обмеження щодо вибору воріт
Певні комбінації матеріалів і воріт просто не працюють. Виявлення цього під час відбору проб T1, а не під час перегляду DFM, вимагає часу та грошей.
Склонаповнені-матеріалинавантаження вище 25% різко прискорюють знос воріт. Абразивні волокна руйнують сталь воріт, змінюючи характеристики наповнення протягом терміну експлуатації. У програмі 500 000-одиниць ми спостерігали, як краєві ворота вимагали повторного різання двічі протягом перших двох років виробництва. Рішення полягає в проектуванні воріт як змінних вставок із самого початку. Конструкція вставки додає €600-900 до початкової вартості інструменту, але дозволяє уникнути перерв у виробництві для ремонту воріт пізніше.
Чутливі-матеріали, зокрема POM, певні TPE та деякі біологічні-смоли, руйнуються під час проштовхування через невеликі ворота з високою швидкістю. Деградація проявляється у вигляді зміни кольору біля воріт, зниження механічних властивостей або дефектів поверхні. Поперечний переріз-затвору має бути більшим, ніж пропонують стандартні правила визначення розміру, а профілі швидкості впорскування потребують ретельної оптимізації під час розробки процесу.
Високотемпературні смоли, як-от PEEK і PEI, вимагають спеціальних компонентів гарячої каналізації, розрахованих на температуру обробки вище 350 градусів. Стандартні системи з гарячим каналом виходять з ладу в цих програмах. У розділі про матеріали вашого запиту на пропозицію має бути чітко підтверджено, що постачальник вже обробляв вашу сімейство смол раніше і має відповідні можливості гарячої канальні, якщо така система пропонується.
Кристалічні матеріали стискаються більше, ніж аморфні матеріали, і усадка змінюється залежно від напрямку потоку. Розташування воріт безпосередньо впливає на розподіл усадки та кінцеву деформацію деталі. Коли ви отримуєте цінову пропозицію для форми для деталі POM або PA, попросіть результати моделювання короблення, порівнюючи принаймні два варіанти розташування воріт. Постачальники, які надають лише один-аналіз потоку варіантів, не виконують належної інженерної роботи.
Що має вимагати ваш RFQ
Розмова щодо вибору воріт має відбуватися під час цитування, а не після випуску інструментів. Ваш запит на пропозицію має змусити цю розмову, вимагаючи конкретних результатів.
Запитувати деталізовану розробку системи гарячого каналу, якщо пропонується така конфігурація. Бренд, модель, кількість зон, характеристики контролера, перелік запчастин з ціною. Загальні позиції прейскуранта "гаряча система включена" перешкоджають значущому порівнянню між постачальниками.
Вимагатисимуляція потоку формирезультати, що показують час заповнення, тиск під час перенесення, розташування лінії зварювання та прогноз короблення. Попросіть порівняти принаймні два варіанти розташування воріт з обґрунтуванням рекомендованого підходу. Постачальники, які відмовляються від цього запиту, сигналізують про обмежені інженерні можливості.
Визначте вимоги до залишків воріт у вимірних термінах. Максимальна висота залишків, діаметр, прийнятний стан поверхні. Отримайте письмове зобов'язання перед випуском форми.
Для наповнених матеріалів вимагайте підтвердження конструкції змінної вставки затвора. Попросіть специфікацію матеріалу вставки та очікуваний інтервал заміни на основі досвіду роботи постачальника з подібними програмами.
Розбивка часу циклу запиту, що показує час заповнення, час упаковки, час охолодження та час відкриття/закриття форми. Запитайте, які припущення визначають оцінку часу охолодження та як вибір системи воріт впливає на це число.
Чому це важливо для вашої наступної програми
Вибір воріт є одним із небагатьох інструментальних рішень, які безпосередньо впливають як на ваші капітальні інвестиції, так і на поточну економіку за-штук. Більшість інших варіантів інструментів впливають на вартість в тому чи іншому напрямку. Ворота впливають на обидва.
Команди із закупівель, які це правильно роблять, вимагають аналізу беззбитковості-під час пропозиції, вимагають даних моделювання перед випуском інструментів і вбудовують технічне обслуговування системи воріт у свої моделі виробничих витрат із самого початку.
Наша команда інженерів створює моделі порівняння систем воріт як стандартну практику під час перевірки DFM. Ми обробили достатню різноманітність матеріалів і галузей, щоб знати, де знаходяться порогові значення для прийняття рішень для різних профілів програм. Коли програма надходить із параметрами, які знаходяться поблизу межі-беззбитковості, ми запускаємо цифри явно, а не за замовчуванням до переваг постачальника чи історичної практики.
Якщо ваша наступна програма передбачає рішення щодо системи воріт, які можуть суттєво вплинути на структуру ваших витрат, надішліть нам свою геометрію деталей, специфікацію матеріалів і проект об’єму. Ми запустимо порівняння та покажемо, де ваша беззбитковість-.