Forståelse af omkostningerne ved sprøjtestøbning

January 27, 2020 | richard | Injection Molding

Hvor meget koster sprøjtestøbning? Hos MSI ønsker vi, at du får en bedre forståelse for omkostningerne ved sprøjtestøbning. Vi har opdelt de forskellige omkostningsfaktorer, der er forbundet med sprøjtestøbning af plast, i vores blogindlæg nedenfor.

De omkostninger, der er forbundet med fremstilling af sprøjtestøbte dele, kan opdeles i to kategorier. Den første er en engangsudgift til værktøj til sprøjtestøbning, og den anden er omkostningerne til produktion af dine produktionsdele.

Omkostninger til sprøjtestøbning

Delkompleksitet

Den mest betydningsfulde faktor for værktøjsomkostningerne til en plaststøbt del er kompleksiteten af delen. Sprøjtestøbte dele med mange skarpe hjørner, tynde ribber eller underskæringer vil generelt være dyrere at fremstille værktøj til.

Hvis placeringerne af skarpe hjørner forhindrer brugen af en rund fræser til bearbejdning af støbeelementerne, vil de kræve en sekundær bearbejdningsproces kaldet EDM-bearbejdning. Ligeledes kan rib-funktioner, der kræver bearbejdning dybere end 1/2 tomme og tyndere end 1/16 tomme ind i formen, også kræve sekundær EDM-bearbejdning.

Underskårne funktioner på design af plastdele vil altid øge omkostningerne ved plastindsprøjtestøbningsforme. Underskæringer tvinger omkostninger ind i formkonstruktionstiden og bearbejdningstiden. De kan også nogle gange kræve, at formenes samlede størrelse bliver større for at få plads til den plads, der er nødvendig til de “sideaktioner” (bevægelige dele), der danner underskæringsfunktionerne.

Moldkonstruktion

Der findes mange forskellige metoder til konstruktion af sprøjtestøbeforme til uendeligt mange forskellige emneformer og mange forskellige grunde til, at de alle har en plads ved bordet i sprøjtestøbeindustrien. Men i den grundlæggende overordnede konstruktion af sprøjtestøbeforme kan vi godt lide at forenkle dem i to grupper: “Indsætningsforme” og “fritstående forme”. Besøg vores side om sprøjtestøbeforme for at få en god forståelse af hver enkelt.

Inden for hver gruppe er der hundredvis af forskellige stilarter, størrelser og kompleksiteter rundt omkring i industrien, men ud fra et generelt omkostningssynspunkt vil indstiksforme koste betydeligt mindre end fritstående forme.

Inden for en støbeforms konstruktion er der som nævnt ovenfor mange forskellige stilarter af sideaktioner, der bruges til at frigøre plastdele med underskæringer under udstøbningsprocessen af delen. Den billigste sideaction-metode, og som anvendes af mange af vores konkurrenter, kaldes ofte en “håndbelastning” i vores branche. Håndbelastninger er løse dele af formen, der bliver skubbet ud af formen sammen med emnet og skal fjernes manuelt fra emnet og derefter genindsættes i formen ved hver støbecyklus af en person.

Håndbelastninger er en billig værktøjsmulighed til at håndtere underskæringer i formen, men de øger emnets omkostninger og kan føre til uensartet emnekvalitet. Hos MSI foretrækker vi at bruge mere “automatiske” sidehandlinger i vores forme, fordi de giver mulighed for en hurtigere og mere ensartet sprøjtestøbningsproces, hvilket giver vores kunder bedre dele til en lavere pris.

Sprøjtestøbeforme med automatiske sideaktioner har højere omkostninger til fremstilling end håndbelastningsforme, men for alle produktionsmængder højere end et par hundrede stykker vil tilbagebetalingen i besparelser på delomkostningerne generelt udvaske de ekstra omkostninger til konstruktion af formen.

Antal af delhulrum

Antal af delhulrum i formen vil direkte påvirke prisen på formen. Dele, der kun kræver et lavt antal dele pr. kundeordre, vil blive konstrueret som en form med 1 hulrum for kun at producere 1 del pr. maskincyklus, og dele med et stort antal dele pr. kundeordre vil måske blive konstrueret som en form med 2, 4 eller 8 hulrum, der producerer flere dele pr. maskincyklus.

Multi-kavitetsforme vil helt sikkert koste mere end enkeltkavitetsforme, men husk på, at prisen på en del vil have et omvendt forhold til prisen på formen, når man tager højde for formkavitation og et projekts samlede samlede omkostninger.

Delstørrelse

Men den måske nemmeste værktøjsomkostningsfaktor at forstå er forholdet mellem delstørrelse og formomkostninger, fordi størrelsen af en plastdel er direkte relateret til den formstørrelse, der er nødvendig for at producere delen. Det følger også heraf, at større forme kræver større bygningsarealer, større og dyrere CNC-maskiner og -udstyr til at arbejde på dem osv.

Der kan dog i nogle tilfælde være en vis overlapning af forholdet mellem omkostninger og størrelse. For eksempel kan en lille sprøjtestøbeform med et meget komplekst design nogle gange koste mere end en større sprøjtestøbeform med et meget simpelt design.

Kostpriser for støbte dele

Materialevalg og delens vægt,

Det valg af plastmateriale, du foretager til din plastdel, er ikke kun afgørende for delens funktion, det spiller også en stor rolle for dens fremstillingsomkostninger. Prisen på rå plastmateriale kan variere i pris fra 1 dollar pr. pund til 25 dollar pr. pund. Så man bør være omhyggelig ved design af plastdele for at minimere delens vægt, når det er muligt.

Valg af den korrekte plasttype kan også bidrage til at opnå hurtigere cyklustider eller produktionshastigheder for dine dele for at reducere de samlede omkostninger. For små dele har materialeomkostningerne en lille indvirkning på enhedsprisen, mens produktionshastigheden har en stor indvirkning. På større og tungere dele har materialeprisen en stor effekt på enhedsprisen sammen med produktionshastigheden.

$ Materiale delpris = $ plastmaterialepris x delvægt lbs

Cyklustid og formhuller

“Cyklustid” er et begreb, der anvendes i vores branche for både sprøjtestøbning og CNC-bearbejdning. I enkle vendinger er det den tid, som en maskine skal bruge for at gennemføre en produktionscyklus. Den samlede cyklustid for sprøjtestøbning består af følgende trin:

• støbningstid for støbeform
• påfyldningstid for sprøjtestøbning
• pakke/holdtid for sprøjtestøbning
• afkølingstid
• åbningstid for støbeform
• udstøbningstid for del eller udtagningstid
• re-cyklustid (som kun vil gælde, når emnerne skal køres halvautomatisk med en maskinoperatør)

Så hvordan hænger cyklustiden sammen med emneomkostningerne? Lad os diskutere de primære kilder til de ikke-materiale-relaterede omkostninger ved sprøjtestøbning.

Non-materiale-relaterede omkostninger

Lad os begynde med maskiner og udstyr. Dagens højteknologiske servodrevne sprøjtestøbemaskiner er meget dyre. Maskinens tonnagestørrelse og det omgivende støtteudstyr er afgørende for den samlede kapitalinvestering, der er nødvendig for at køre produktionen. Maskiner med lille tonnage bruges til at køre små forme og små dele, og maskiner med stor tonnage er nødvendige for at køre store forme med store dele.

Selv en lille sprøjtestøbemaskine med tilhørende støtteudstyr koster næsten 100.000 USD, og meget store maskiner koster millioner af dollars. Det følger også heraf, at maskinerne har en begrænset effektiv levetid, fordi de slides og også mister deres teknologiske fordel til nyere teknologi med tiden, ligesom alting i dag. Når man ved, at omkostningerne er kapitalinvesteringen ($) i maskiner divideret med den effektive livscyklus (tid), er det let at forstå, at det udmønter sig i en driftsomkostning pr. time for ejerskabet af udstyret.

Sekundært til de ovenfor omtalte kapitaludstyrsomkostninger vil der være en kombination af faste og variable omkostninger som f.eks. en faktor for leje af produktionslokaler, forbrug af elektrisk strøm osv. Ved hjælp af simpel matematik er disse omkostninger også meget nemme at opgøre i en driftsomkostning pr. time.

Summen af alle ikke-materielrelaterede timeomkostninger kombineret og beregnet med en fortjenstmargen bliver det, der er kendt som “maskinsats” i vores branche.

Finalt er her, hvordan den simple ikke-materiale relaterede omkostning for en sprøjtestøbt del bestemmes af cyklustiden:

Antal enheder produceret pr. time = (3600 sek / cyklustid sek) x antal formhulrum

$ Ikke-materielle delomkostninger = $ Maskinsats pr. time / antal enheder produceret pr. time

Da maskinsatserne alle er meget konkurrencedygtige på tværs af sprøjtestøbeindustrien, er cyklustid og antal hulrum i formen to væsentlige bestemmende faktorer for de samlede omkostninger ved en plaststøbt del.

Pakning og ekstraoperationer

To andre elementer, der virkelig kan have en stor prismæssig effekt på en formstøbt del, er emballage og ekstraoperationer. Almindeligt efterspurgte elementer som f.eks. følgende kan øge prisen på sprøjtestøbte dele:

• Lagpakning
• Cellepakning
• Polyemballering
• Retailemballering
• Plattering
• Maling
• Maling
• Padtryk
• Sekundær bearbejdning

Sprøjtestøbeomkostninger

Alle disse faktorer tilsammen udgør de sprøjtestøbeomkostninger, der er forbundet med dit projekt. Ring eller send os en e-mail i dag for at komme i kontakt med en af vores salgsingeniører!