Минулого кварталу до нас звернувся клієнт, який займався медичним обладнанням, витративши 180 000 доларів США на невдалу програму формування. Їх попередній постачальник обіцяв економію коштів. Вони показали 23% браку, шість тижнів затримок у виробництві та попереджувальний лист FDA з посиланням на невідповідну документацію щодо міцності з’єднання.
Першопричина? Для щорічної програми 40 000-одиниць вони обрали переливання. Точка беззбитковості для їхньої геометрії деталей становила 9200 одиниць.
Це не рідкісна помилка. Виходячи з наших проектних даних за останні три роки, приблизно 4 з 10 запитів пропозицій, які ми отримуємо, вказують неправильний процес ще до того, як почнеться технічне обстеження. Специфікація, як правило, походить від припущень про вартість, які ігнорують економіку часу циклу, або від інженерів, які мають досвід лише з одним методом.
Ця стаття не дасть вам збалансованої відповіді «це залежить». Ми покажемо вам, куди саме йдуть гроші, які сценарії сприяють кожному процесу та на які запитання ваш поточний постачальник, ймовірно, не відповідає.
Реальна різниця в вартості, про яку ніхто не пише
Більшість порівняльних статей надають діапазони. "Від 20 000 до 100 000 доларів США за -дві інструменти." Це не говорить вам нічого корисного.
Ось скільки фактично коштує річна програма в 30 000-одиниць, виходячи з ручки з подвійним твердометром (PP підкладка + рукоятка TPE), яку ми цитували минулого місяця:
| Елемент витрат | Два-постріли | Перелиття | Різниця |
|---|---|---|---|
| Інвестиції в інструменти | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| Витрати на-одиницю продукції | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Річний обсяг виробництва (30 тисяч одиниць) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Рік 1 Всього | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| Усього за рік 2 (без нових інструментів) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
До 14 місяця більші інвестиції в інструменти окупляться. До третього року ви заощадили 135 500 доларів. Розширте до типового п’ятирічного-річного життєвого циклу продукту, і розрив перевищить 200 000 доларів США.
Тим не менш, групи закупівель постійно обирають лиття для програм понад 15 000 одиниць на рік, тому що пропозиція інструментів виглядає зручнішою. Математика за-штуки ховається у виробничих бюджетах, які впливають на різні центри витрат.
Поріг-беззбитковості для більшості деталей із подвійного{1}}матеріалу становить від 8 000 до 10 000 одиниць на рік.
Нижче виграє лиття. Крім цього, кожна додаткова одиниця збільшує перевагу двох-ударів.
Чому час циклу – це число, яке ваш постачальник сподівається, що ви проігноруєте
Вартість інструменту перевіряється. Час циклу рідко.
Дво{0}}формування виготовляє готову подвійну-деталь кожні 35–60 секунд. Обидва матеріали вводяться послідовно в рамках одного затиснутого циклу. Без втручання оператора. Немає часткових пересадок між станціями.
Верхнє формування вимагає формування підкладки, її охолодження, фізичного переміщення до другої форми, а потім запуску циклу накладної форми. Загальний витрачений час: від 65 до 110 секунд на готову частину.
На одному пресі, що працює 8 000 годин виробництва на рік, ця різниця означає приблизно 640 000 двох-деталей порівняно з 320 000 деталей, виготовлених за формою. Та сама машина. Така сама площа. Ті самі накладні витрати. Подвоїти вихід.
Коли постачальники пропонують конкурентоспроможну ціну за-за штуку, запитайте, як вони розраховують використання преса. Деякі поглинають втрату ефективності через нижчу маржу. Інші відновлюють його за допомогою компромісів щодо якості, про які ви не дізнаєтеся, доки виробництво не підвищиться.
Проблема міцності з’єднання, яка створює претензії по гарантії
Тут матеріалознавство зустрічається з фінансовою відповідальністю.
Під час дво{0}}формування другий матеріал контактує з першою підкладкою, поки вона все ще перебуває при високій температурі. Полімерні ланцюги змішуються на межі. Результатом є хімічний зв’язок, який часто перевищує когезійну міцність самого м’якого матеріалу. Помилка тесту Pull- виникає на рівні TPE, а не на інтерфейсі.
Формування працює з охолодженою підкладкою. Склеювання більшою мірою залежить від механічного блокування та сумісності поверхневої енергії. Коли це працює, це працює добре. Коли поєднання матеріалів або умови процесу трохи виходять за межі оптимальних вікон, ви отримуєте розшарування, яке проходить початкову перевірку, але не вдається під час польового використання.
Опубліковані дані про адгезію від Avient показують, що їхні розроблені марки TPE досягають міцності з’єднання 26+ pli на підкладках з ПК/АБС за правильного формування. Конкурентні матеріали іноді випробовують нижче 13 pli, що є функціональним порогом для більшості додатків зчеплення. Ця двократна різниця в продуктивності не відображається в порівнянні вартості матеріалів. Це відображається в гарантійних запасах.
Армування скловолокном ускладнює проблему. Дослідження, опубліковані в Polymer Engineering & Science, показали, що підкладки з ПА із вмістом волокон понад 30% зазнають значного погіршення адгезії. Орієнтація волокон на поверхні зменшує доступну площу контакту полімеру для форми. Якщо ваші специфікації вимагають високої жорсткості та м’якого-на дотик лиття, очікуйте розширеного кваліфікаційного тестування незалежно від того, який процес ви виберете.
Комбінації матеріалів, які мовчки виходять з ладу
Деякі пари не просто погані. Вони створюють загрозу безпеці.
Субстрати POM ніколи не повинні контактувати з накладками з ПВХ або TPV. Хімічна реакція вивільняє соляну кислоту. За останні вісімнадцять місяців ми відхилили три запити пропозицій, які вказували на цю комбінацію. Інженери, які запитували ціни, не знали про несумісність. Також, мабуть, їхні попередні постачальники не цитували роботу.
Стандартні марки TPE, які продаються як «універсальні», часто вимагають модифікації поверхні для надійного зчеплення з ABS, PC або нейлоновими підкладками. Слово «сумісний» у описі матеріалу не означає «з’єднання без додаткових етапів процесу». Це означає, що матеріали не будуть хімічно атакувати один одного.
Поліпропіленові підкладки природно поєднуються з TPE-на основі SEBS. Ось чому споживчі ручки, ручки для зубних щіток і упаковки тяжіють до комбінацій PP+TPE. Хімія вирівнюється. Швидкості усадки вирівнюються. Вікна обробки перекриваються.
Коли клієнти звертаються до нас з проханням оцінити не-стандартні комбінації матеріалів, ми проводимо випробування на зв’язаних зразках, перш ніж використовувати інструменти для виробництва. Вартість двадцяти тестових зразків є незначною порівняно з виявленням порушень адгезії після того, як 50 000 доларів США вже скоротили інструменти.
Питання толерантності, яке розділяє програми
Вимоги до точності часто диктують вибір процесу перед початком аналізу витрат.
Дво-формування забезпечує реєстрацію меж матеріалу в межах 0,1 мм. Обидва знімки відбуваються в тій самій затиснутій прес-формі без фізичної передачі частини. Субстрат не може зрушуватися. Розроблена вами позиційна точність – це позиційна точність, яку ви отримуєте.
Формування вводить змінні перенесення. Субстрат повинен бути поміщений у порожнину верхньої форми оператором або роботом. Знос кріплень накопичується протягом виробничих циклів. Теплове стиснення між першою та другою прес-формами створює дрейф розмірів. Для застосувань, де межі матеріалу є суто функціональними (зони захоплення, ущільнювальні поверхні), ця мінливість є прийнятною. Для застосувань, де межі матеріалів є видимими та естетичними (кнопки з підсвічуванням, кольорові-корпуси, маркування медичних пристроїв), мінливість стає косметичним дефектом.
Компоненти салону автомобіля з підсвічуванням графіки, ігрові периферійні пристрої з тактильними межами зон і медичні пристрої з кольоровими-індикаторами функцій зазвичай потребують двох-точності. Споживчі товари з прихованими поверхнями для рукоятки, ручками для промислових інструментів і товарними деталями,-що керуються вартістю, часто допускають різноманітність надмірного формування.
Об’ємні сценарії, коли «неправильний» вибір насправді є правильним
Математика беззбитковості-застосовується до сталого-виробництва. Справжні програми рідко дотримуються припущень-стаціонарного стану.
Сценарій: перевірка ринку перед прийняттям зобов’язань
Стартапу споживчої електроніки потрібно 2500 одиниць, щоб перевірити реакцію каналу роздрібної торгівлі, перш ніж почати масове виробництво інструментів. Формування за 4,80 доларів США за одиницю з використанням інструментів у 18 500 доларів США коштує 30 500 доларів США. Два-постріли за 8,20 доларів США за одиницю з інструментами вартістю 72 000 доларів США загалом коштують 92 500 доларів США.
Якщо продукт не пройде ринкову перевірку, стартап втрачає 30 500 доларів замість 92 500 доларів. Якщо продукт буде успішним і масштабується до 50 000 одиниць на рік, вони інвестуватимуть у два-інструменти для етапу виробництва та спишуть інструменти для формування прототипу як витрати на перевірку.
Цей поетапний підхід має фінансовий сенс, коли-продукт відповідає ринку невизначено. Це не має сенсу, коли прогнози обсягу надійні, а життєвий цикл продукту триває понад два роки.
Сценарій: Інтеграція металевої вставки
Виробник промислового обладнання вимагає формованих алюмінієвих радіаторів для корпусів контролерів двигунів. Алюмінієва підкладка обробляється спеціальним постачальником на верстаті з ЧПУ, а потім покривається нейлоном, наповненим скло- для структурної інтеграції.
Дво{0}}формування не підтримує металеві підкладки. Процес за своєю суттю є пластичним--пластиковим. Лиття поверхонь, або, точніше, формування вставок, є єдиним життєздатним підходом. Порівняння вартості не має значення, оскільки існує лише один варіант.
Сценарій: Існуюча потужність преса
Регіональний формувальник із п’ятнадцятьма стандартними ін’єкційними пресами отримує запит на пропозицію для дво-програми. У них немає ротаційного-обладнання. Варіанти включають: капітальні інвестиції в дво-потужність, передачу на аутсорсинг спеціалізованому формувальнику або пропонування альтернативи лиття на основі існуючого обладнання.
Для цього прес-формувальника формовка зберігає маржу, яка в іншому випадку була б передана конкуренту або вимагала б капітальних витрат. Для замовника розрахунок залежить від того, чи зможе структура витрат формувальника покрити зниження ефективності без компромісів у якості.
Що станеться, коли ви переростете свій початковий вибір процесу
Програма перемикання процесів- передбачає витрати, які не відображаються в цінах на інструменти.
Перехід від лиття до двох-пострілів вимагає повної заміни інструментів. Ваш наявний інструмент для накладання форми не можна змінити. Термін виготовлення нових інструментів із двома -знімками становить від восьми до чотирнадцяти тижнів залежно від складності. Під час переходу ви запускаєте паралельне виробництво або створюєте запас безпеки.
Для регульованих галузей тягар валідації збільшується. Подання медичних пристроїв, у яких задокументовано параметри процесу лиття, потребують внесення змін у разі зміни типу процесу. Автомобільну документацію PPAP потрібно подати повторно. Групи інженерів клієнта мають повторно-схвалити новий метод виробництва.
Ми бачили, як програми поглинули 40 доларів000+ у вигляді витрат на перехід (списання-інструментів, витрати на валідацію, збій у виробництві), яких можна було б уникнути, якщо спочатку вибрати два-виходи. Оригінальне рішення заощадило 15 000 доларів на інструментах. Вартість корекції майже втричі перевищує цю суму.
Розумніший підхід, коли прогнози щодо обсягу є невизначеними, полягає в тому, щоб у початкову структуру програми додати опціональні елементи. Спроектуйте геометрію деталі відповідно до будь-якого процесу. Визначте матеріали, які працюють в обох методах. Якщо ви починаєте з лиття, а потім розширюєте масштаб, перехід стане інвестицією в інструменти, а не переглядом дизайну.
Сигнали вибору постачальника, які передбачають проблеми
Не кожен формувальник, який рекламує дво-здібності, має справжній досвід.
Устаткування з одним ротаційним-пресом і обмеженою історією двох-пострілів експериментує з вашим проектом. Підприємство, яке виконує два-рази щодня за кількома програмами, інституціоналізувало племінні знання, які запобігають утилізації.
Запитання, які варто поставити перед тим, як взяти інструмент:
З: Скільки-двійних інструментів ви створили за останні 24 місяці?
A: Якщо відповідь менше п’яти, ви, ймовірно, серед їхніх перших складних програм.
З: Якою була ваша норма браку подібних комбінацій матеріалів під час виробництва?
A: Ухильні відповіді говорять про те, що вони не відстежують цей показник або не пишаються результатом.
З: Чи можете ви показати дані перевірки з аналогічної{0}}критично важливої програми?
A: Опубліковані результати випробувань на адгезію вказують на інженерну суворість. «Довіртеся нам, це працює» означає, що розробка процесу відбувається за рахунок вашого бюджету.
Питання: Ви володієте розробкою інструментів чи займаєтеся нею?
Відповідь: Постачальники, які передають на аутсорсинг розробку складних прес-форм, можуть мати проблеми з усуненням виробничих проблем, пов’язаних із рішеннями щодо інструментів, які вони не приймали.
Програми медичного обладнання потребують додаткової перевірки. Сертифікація ISO 13485, перевірені системи вимірювання, задокументовані засоби керування процесом та інфраструктура відстеження є базовими вимогами. Дво{3}}медична робота зосереджена серед спеціалістів, тому що регулятивний тягар відфільтровує загальних формувальників.
Команди закупівель під кутом сталого розвитку починають вимагати
Показники впливу на навколишнє середовище переходять з маркетингових матеріалів на критерії оцінки RFQ.
Дво{0}}процеси повідомляють про відходи матеріалу нижче 1%. Обидва постріли відбуваються в закритій системі. Направляючі та литники можна перешліфувати та повторно ввести. Відсутня переробка брухту від передачі деталей між станціями.
Рівень відходів, отриманих при формуванні, значно змінюється залежно від методу перенесення, роботи оператора та умов зберігання підкладки. Забруднення внаслідок використання або неправильного зберігання призводить до пошкоджень зв’язку, які виявляються під час перевірки. Відбраковані частини не можна повторно відшліфувати, оскільки вони містять зв’язані багато-матеріальні структури.
Вигода від консолідації виходить за межі прямих відходів. Усунення вторинних етапів складання зменшує споживання енергії, транспортні викиди та пакувальні матеріали між етапами процесу. Для виробників оригінального обладнання, які створюють документацію з оцінки життєвого циклу або відповідають на карти показників сталого розвитку клієнтів, одно-процес дво-виробництва спрощує облік вуглецю.
Усі-електричні дво-преси споживають приблизно на 50% менше енергії, ніж гідравлічні еквіваленти. Для програм, де енергоспоживання враховує загальну вартість володіння, тип машини має таке ж значення, як і тип процесу.
Схема прийняття рішень: чесні запитання перед запитом пропозицій
Замість контрольного списку, який застосовується до кожної ситуації, ось запитання, які висвітлюють справжні обмеження:
Який ваш обґрунтований прогноз обсягу на роки з першого по третій?
Якщо том-третього року реально може бути подвійним або половиною першого-року, сама невизначеність є змінною. Формування може мати сенс як хеджована точка входу, навіть якщо дво{3}}економіка виглядає краще на папері.
Комбінація матеріалів перевірена чи експериментальна?
Встановлені пари (PP+TPE, PC+TPU) несуть менший кваліфікаційний ризик. Нові комбінації вимагають інвестицій у тестування, які змінюють-обчислення беззбитковості.
Який допуск насправді вимагає застосування?
Багато запитів пропозицій успадковують специфікації допусків від попередніх поколінь продукту без повторної оцінки відповідності вимоги поточному дизайну. Більш суворі допуски, ніж необхідні, підштовхують програми до двох-зйомок, коли буде достатньо переформування.
Хто несе ризик проектування, якщо міцність з’єднання втрачається в польових умовах?
Деякі клієнти вказують метод процесу; інші визначають вимоги до продуктивності та дозволяють постачальникам вибирати методи. Останній підхід перекладає ризик на постачальника, що змінює динаміку ціноутворення.
Яка буде вартість переходу, якщо початкові припущення виявляться хибними?
Програми, які потребують регулятивної перевірки, тривалий життєвий цикл продукту або обмежені альтернативні варіанти постачальників, сплачують вищі ціни за-корекції програми.
Чого ми навчилися, запускаючи обидва процеси
ABIS працює з двома -камерами камери поряд зі звичайними потужностями для лиття. Ми не підтримуємо один процес, тому що це все, що ми робимо.
Наша-дві{0}}робочі роботи зосереджені на медичних пристроях, автомобільних внутрішніх компонентах і споживчій електроніці, де точність, цілісність з’єднання чи економія об’єму виправдовують інвестиції в інструменти. Наша робота з лиття обслуговує металеві-вставки, прототипи програм і менш{3}}виробництво, де процес відповідає комерційним вимогам.
Клієнти, які отримують найбільшу цінність від наших інженерних оглядів, це ті, хто надає нам геометрію та характеристики продуктивності, перш ніж зафіксувати припущення щодо процесу. Обмеження, які повинні керувати вибором процесу, часто містяться в документах із вимогами, які не надходять до команди із закупівель, доки відповіді на запит пропозицій не надійдуть неправильно.
Якщо ви оцінюєте постачальників для програми з подвійним-матеріалом і хочете отримати інженерну оцінку того, який процес відповідає вашій конкретній геометрії, вимогам до матеріалів і об’єму, ми проведемо аналіз. Завантажте свої файли дизайну, поділіться цільовими обсягами та вкажіть важливі вимоги до продуктивності. Ми розповімо, який підхід має сенс, як виглядає реалістична структура витрат і чи відповідає програма нашим виробничим можливостям.
Не кожен проект підходить для нашого магазину. Але кожен проект виграє від того, що входить у котирування з уже визначеним правильним процесом.