Understanding the Cost of Injection Molding

January 27, 2020 | richard | Injection Molding

Paljonko ruiskuvalu maksaa? Me MSI:llä haluamme, että saat paremman käsityksen ruiskuvalun kustannuksista. Olemme eritelleet muovin ruiskuvaluun liittyvät eri kustannustekijät alla olevassa blogikirjoituksessamme.

Ruiskuvalettujen osien valmistukseen liittyvät kustannukset voidaan jakaa kahteen luokkaan. Ensimmäinen on ruiskuvalutyökalujen kertakustannus ja toinen on tuotanto-osien valmistuskustannukset.

Ruiskuvalukustannukset

Työkappaleen monimutkaisuus

Merkittävin muovivaletun osan työkalukustannuksiin vaikuttava tekijä on osan monimutkaisuus. Ruiskuvaletut osat, joissa on paljon teräviä kulmia, ohuita kylkilistoja tai alileikattuja piirteitä, ovat yleensä kalliimpia valmistaa työkaluja.

Jos terävien kulmien sijainnit estävät pyöreän jyrsimen käytön muotin piirteiden työstössä, ne vaativat toissijaisen työstöprosessin, jota kutsutaan EDM-työstöksi. Samoin kylkipiirteet, jotka vaativat työstöä syvemmälle kuin 1/2 tuumaa ja ohuemmaksi kuin 1/16 tuumaa muottiin, voivat myös vaatia toissijaista EDM-työstöä.

Muoviosien muotoilun alileikkauspiirteet lisäävät aina muoviruiskumuottien kustannuksia. Alileikkaukset pakottavat kustannukset muotin suunnitteluaikaan ja työstöaikaan. Ne voivat myös joskus vaatia muotin kokonaiskoon kasvattamista, jotta alileikkausominaisuuksia muodostavien ”sivutoimintojen” (liikkuvien osien) tarvitsema tila mahtuu mukaan.

Muotin rakentaminen

On olemassa monia erilaisia ruiskuvalumuottien rakentamismenetelmiä loputtomiin erilaisiin kappalemuotoihin ja monia erilaisia syitä siihen, miksi niillä kaikilla on paikkansa ruiskuvaluteollisuuden pöydän ääressä. Mutta yleisessä ruiskuvalumuottien perusrakentamisessa haluamme yksinkertaistaa ne kahteen ryhmään: ”Insert-muotit” ja ”vapaasti seisovat muotit”. Käy ruiskuvalumuotti-sivullamme saadaksesi hyvän käsityksen kummastakin.

Kummassakin ryhmässä on satoja eri tyylejä, kokoja ja monimutkaisuuksia eri puolilla teollisuutta, mutta yleisestä kustannusnäkökulmasta insert-tyyliset muotit maksavat huomattavasti vähemmän kuin vapaasti seisovat muotit.

Muottien rakenteessa on monia eri tyylejä sivutoimintoja, kuten edellä mainittiin, joita käytetään irrottamaan muoviosat, joissa on alikuljetuksia, osan ulosheittoprosessin aikana. Edullisinta sivutoimintamenetelmää, jota monet kilpailijamme käyttävät, kutsutaan teollisuudessamme usein ”käsilataukseksi”. Käsikuormat ovat muotin irtonaisia osia, jotka poistuvat muotista osan mukana ja jotka henkilön on poistettava manuaalisesti osasta ja asetettava sitten uudelleen muottiin jokaisen muottisyklin aikana.

Käsikuormat ovat edullinen työkaluvaihtoehto, jolla voidaan käsitellä muotissa olevia alileikkausominaisuuksia, mutta ne lisäävät osan hintaa ja voivat johtaa epäjohdonmukaiseen osan laatuun. Me MSI:llä käytämme mieluummin ”automaattisempia” sivutoimintoja muoteissamme, koska ne mahdollistavat nopeamman ja johdonmukaisemman ruiskuvaluprosessin, jonka ansiosta asiakkaamme saavat parempia osia pienemmillä kustannuksilla.

Automaattisilla sivutoiminnoilla varustettujen ruiskuvalumuottien valmistuskustannukset ovat korkeammat kuin käsin täytettävien muottien, mutta muutamaa sataa kappaletta suuremmissa tuotantomäärissä osan kustannussäästöt maksavat yleensä takaisin muotin rakennuskustannusten lisäyksen.

Kappaleen onteloiden määrä

Kappaleen onteloiden määrä muotissa vaikuttaa suoraan muotin hintaan. Osat, jotka vaativat vain pienen määrän osia asiakastilausta kohti, rakennetaan yhden ontelon muotiksi, joka tuottaa vain yhden osan konesykliä kohti, ja osat, joissa on suuri määrä osia asiakastilausta kohti, saatetaan rakentaa 2, 4 tai 8 ontelon muotiksi, joka tuottaa useita osia konesykliä kohti.

Monipesäiset muotit maksavat varmasti enemmän kuin yksipesäiset muotit, mutta pitää kuitenkin muistaa, että osan hinnoittelu on käänteisessä suhteessa muotin kustannuksiin, kun otetaan huomioon muotin kavitaatio ja projektin kokonaiskustannukset.

Työkappaleen koko

Työkalujen kustannustekijä, jonka ymmärtäminen on ehkä helpointa, on kappaleen koon ja muottikustannusten välinen suhde, koska muovikappaleen koko on suorassa yhteydessä kappaleen valmistukseen tarvittavaan muotin kokoon. Tästä seuraa myös, että suuremmat muotit vaativat suuremman määrän rakennustilaa, suurempia ja kalliimpia CNC-koneita ja -laitteita niiden työstämiseen jne.

Kustannusten ja koon välinen suhde voi kuitenkin joissakin tapauksissa mennä ristiin. Esimerkiksi pieni ruiskuvalumuotti, jossa on hyvin monimutkainen rakenne, voi joskus maksaa enemmän kuin suurempi ruiskuvalumuotti, jossa on hyvin yksinkertainen rakenne.

Valettujen osien kustannukset

Materiaalin valinta ja osan paino,

Muoviosaan tehtävä muovimateriaalivalinta ei ole ratkaiseva ainoastaan osan toiminnalle, vaan sillä on myös suuri merkitys sen valmistuskustannuksiin. Muoviraaka-aineen hinta voi vaihdella 1 dollarista kilolta 25 dollariin kilolta. Muoviosien suunnittelussa on siis huolehdittava siitä, että osan paino minimoidaan mahdollisuuksien mukaan.

Oikean muovityypin valitseminen voi myös auttaa nopeuttamaan osien läpimenoaikoja tai tuotantonopeuksia ja siten vähentämään kokonaiskustannuksia. Pienissä osissa materiaalikustannuksilla on pieni vaikutus yksikköhintaan ja tuotantonopeudella on suuri vaikutus. Suuremmissa ja painavammissa osissa materiaalikustannuksilla on suuri vaikutus yksikköhintaan yhdessä tuotantonopeuden kanssa.

$ Materiaali Osakustannus = $ Muovimateriaalin hinta x osan paino lbs

Kiertoaika ja muottipesät

”Kiertoaika” on termi, jota käytetään teollisuudessamme sekä ruiskupuristuksessa että CNC-koneistuksessa. Yksinkertaistettuna se on aika, jonka kone tarvitsee yhden tuotantosyklin suorittamiseen. Ruiskuvalun kokonaiskiertoaika muodostuu seuraavista vaiheista:

• muotin sulkeutumisaika
• ruiskutuksen täyttöaika
• ruiskutuksen pakkaus/pitoaika
• jäähdytysaika
• muotin avautumisaika
• kappaleen ulostyöntämisaika tai ulosottoaika
• uudelleensyöttöaika.kiertoaika (jota sovellettaisiin vain silloin, kun osat on ajettava puoliautomaattisesti koneenhoitajan kanssa)

Miten siis kiertoaika liittyy osan kustannuksiin? Keskustellaan ruiskupuristukseen liittyvien ei-materiaalisten kustannusten ensisijaisista lähteistä.

Materiaalittomat kustannukset

Aloitetaan koneista ja laitteista. Nykyiset korkean teknologian servokäyttöiset ruiskuvalukoneet ovat erittäin kalliita. Koneen tonnikokoluokitus ja sitä ympäröivät tukilaitteet määräävät tuotannon pyörittämiseen tarvittavan kokonaispääomainvestoinnin. Pieniä tonnikokoisia koneita käytetään pienten muottien ja pienten osien pyörittämiseen, ja suuria tonnikokoisia koneita tarvitaan suurten muottien ja suurten osien pyörittämiseen.

Jopa pieni ruiskuvalukone tukilaitteineen maksaa lähes 100 000 dollaria, ja hyvin suuret koneet maksavat miljoonia dollareita. Tästä seuraa myös, että koneiden tehollinen elinkaari on rajallinen, koska ne kuluvat ja menettävät myös teknologista etuaan uudempaan teknologiaan nähden ajan myötä, aivan kuten kaikki nykyään. Kun tiedetään, että kustannukset ovat koneisiin tehty pääomasijoitus ($) jaettuna koneen tehollisella elinkaarella (ajalla), on helppo ymmärtää, että tämä johtaa laitteiden tuntikohtaisiin käyttökustannuksiin.

Edellä käsiteltyjen pääomakustannusten lisäksi on yhdistelmä kiinteitä ja muuttuvia kustannuksia, kuten tuotantotilojen vuokrakerroin, sähköenergian käyttö jne. Yksinkertaisen matematiikan avulla nämä kustannukset on myös helppo laskea tuntikohtaisiksi käyttökustannuksiksi.

Kaikkien aineettomien tuntikohtaisten kustannusten summa yhdistettynä ja voittomarginaalin kanssa laskettuna on se, mitä alallamme kutsutaan ”koneen hinnaksi”.

Loppujen lopuksi, tässä on, miten ruiskuvaletun osan yksinkertaiset ei-materiaaliin liittyvät kustannukset määräytyvät syklin keston mukaan:

Tuotettujen yksikköjen määrä tunnissa = (3600 sekuntia / syklin kesto sekuntia) x muotin onteloiden lukumäärä

$ Ei-materiaalisen osan kustannukset = $ Konekustannus per tunti / tuotettujen yksikköjen määrä per tunti

Koska konekustannusasteet ovat kaikki hyvin kilpailukykyisiä koko ruiskuvaluteollisuudessa, syklin kesto ja muotin onteloiden lukumäärä ovat kaksi merkittävää määräävää tekijää muovista muottiin valetun osan kokonaiskustannuksissa.

Pakkaus ja lisätoiminnot

Kaksi muuta seikkaa, joilla voi olla todella suuri hinnoitteluvaikutus valettuun kappaleeseen, ovat pakkaus ja lisätoiminnot. Seuraavien kaltaiset yleisesti pyydetyt kohteet voivat nostaa ruiskuvalettujen osien hintaa:

• Kerrospakkaus
• Kennopakkaus
• Polysäkkipakkaus
• Jälleenmyyntipakkaus
• Päällystys
• Värjäys
• Värjäys
• Tyynynpainatus

.

• Sekundaarinen työstö

Suihkumuovauskustannukset

Kaikki nämä tekijät yhdessä muodostavat projektisi ruiskuvalukustannukset. Soita tai lähetä meille sähköpostia jo tänään saadaksesi yhteyden yhteen myynti-insinööreistämme!