Understanding the Cost of Injection Molding

January 27, 2020｜richard｜Injection Molding

射出成形にはどれだけの費用がかかるのか？ 三井住友海上では、射出成形のコストについて理解を深めていただきたいと思っています。

射出成形部品の製造にかかる費用は、2つのカテゴリーに分けることができます。 1 つは射出成形金型の 1 回限りのコストで、もう 1 つは生産部品を製造するためのコストです。

Injection Mold Costs

Part Complexity

プラスチック成形部品の金型コストの最も大きな要因は、その部品の複雑さです。 シャープなコーナー、薄いリブ、アンダーカットが多い射出成形部品は、一般に金型製作コストが高くなります。

シャープなコーナーの位置によって、金型形状の加工に丸刃が使えない場合、EDM 加工と呼ばれる二次加工工程が必要になります。 同様に、金型に 1/2 インチより深く、1/16 インチより薄く機械加工する必要があるリブの特徴も、二次 EDM 機械加工が必要になることがあります。

プラスチック部品設計におけるアンダーカットの特徴は、常にプラスチック射出金型の費用を増加させます。 アンダーカットは、金型設計時間および機械加工時間にコストを押し付ける。

Mold Construction

There are many different injection mold construction methods for endless different part shapes, and many different reasons why they all have a place at the table in the injection molding industry.また、金型は、時に、アンダーカット機能を形成する “side action” (moving parts) に必要なスペースを収容するために大きくなることが必要となることがある。 しかし、基本的な射出成形金型構造全体では、2つのグループに単純化するのが好きです。 「インサート金型」と「フリースタンディング金型」です。 各グループの中には、何百もの異なるスタイル、サイズ、および業界周辺の複雑さがありますが、ビューのインサート スタイルの金型は、フリースタンディング金型よりも大幅に低いコストになります。

金型の構造内には多くの異なるスタイルのサイドアクション、上記のように部品の排出過程でアンダーカットでプラスチック部品を解放するために使用されているものがあります。 最も低コストなサイドアクションの方法は、競合他社の多くで使用されており、私たちの業界では頻繁に「ハンドロード」と呼ばれています。 ハンドロードは、金型から部品と一緒に排出され、成形サイクルごとに人が手作業で部品から取り外して金型に再挿入する必要がある金型の緩い部品です。

ハンドロードは、金型のアンダーカット部品の特徴を扱うための低コストのツール オプションですが、部品コストが高くなり、部品の品質にばらつきが生じる可能性があります。 MSIでは、金型に「自動的な」サイドアクションを使用することを好んでいます。

自動サイドアクションを備えた射出成形用金型は、手付け金型よりも製造コストが高くなりますが、数百個以上の生産量であれば、部品コストの削減による投資回収が、追加された金型製造コストを洗い流すことになります。 顧客からの注文が少ない部品は、1つのキャビティで構成され、1回の機械加工で1つの部品を生産し、顧客からの注文が多い部品は、2、4または8キャビティで構成され、1回の機械加工で数部品を生産することがあります。

マルチキャビティ金型はシングルキャビティ金型よりも確かにコストがかかりますが、金型キャビテーションとプロジェクトの全体コストを考慮すると、部品価格は金型コストと逆の関係にあることを覚えておいてください。

部品サイズ

おそらく最も理解しやすい金型コスト要因は、プラスチック部品のサイズがその部品を製造するために必要な金型サイズと直接関係することから、部品サイズと金型コストとの関係だと思われます。 また、より大きな金型は、より大きな建築スペース、より大きく高価な CNC 機械および金型で作業するための装置などを必要とします。

しかし、いくつかのケースで、コストとサイズの関係がクロスオーバーすることがあります。 例えば、非常に複雑な設計の小さな射出成形金型は、時には非常にシンプルな設計の大きな射出成形金型よりもコストがかかることがあります。

Molded Part Costs

Material Choice and Part Weight,

あなたのプラスチック部品に作るプラスチック材料の選択は部品の機能に重要なだけでなく、製造するそのコスト大きな役割を担っています。 原料のプラスチック材料コストは、1ポンドあたり1ドルから1ポンドあたり25ドルまでの価格に及ぶことがあります。

正しいプラスチックタイプを選択することはまた全面的なコストを削減するためにあなたの部品のより速いサイクル時間か生産率を達成するのを助けることができるようにプラスチック部品の設計で可能な限り部品の重量を最小にするために注意されるべきである。 小さい部品のために材料の費用は単価に小さい効果をもたらし、生産率は大きい効果をもたらす。

$材料部品コスト = $ プラスチック材料価格 x 部品重量 lbs

サイクル タイムと金型キャビティ

「サイクル タイム」は、射出成形と CNC 機械加工の両方でこの業界で使用されている用語です。 簡単に言うと、機械が 1 つの生産サイクルを完了するのに必要な時間のことです。 射出成形のサイクルタイムの合計は、以下のステップで構成されている。

• 金型閉め時間
• 射出充填時間
• 射出パック/保持時間
• 冷却時間
• 型開き時間
• 部品取り出し時間
• 再加工・冷却時間
• 冷却時間
• 金型閉め時間
• 部品取り出し・保持時間
• 冷却・冷却時間
• 再加工・冷却時間サイクル時間（これは、機械オペレータによる半自動モードで部品を運転しなければならない場合にのみ適用される）

では、サイクル時間は部品コストにどう関係するのでしょうか。

Non-Material Related Costs

まず、機械設備から説明しましょう。 今日のハイテクなサーボ駆動の射出成形機は、非常に高価です。 機械とその周辺のサポート装置のトン数サイズの定格が、生産を実行するために必要な全体的な設備投資を決定します。 小さなトン数の機械サイズは、小さな金型と小さな部品を動かすために使用され、大きなトン数の機械は大きな部品で大きな金型を動かすために必要です。

サポート機器とともに小さな射出成形機でさえ、10 万ドル近くかかり、非常に大きな機械は数百万ドルかかるでしょう。 また、最近のあらゆるものと同様に、機械は磨耗し、時間の経過とともに新しい技術に技術的な優位性を奪われるため、有効なライフサイクルは有限であることがわかります。 機械への資本 (ドル) 投資をその有効なライフ サイクル (時間) で割ったコストが、機器の 1 時間あたりの運用コストに換算されることは容易に理解できます。

上述の資本設備コストに続いて、製造スペースや電力使用量などの固定および変動コストの組み合わせとなります。

すべての非材料関連時間コストの合計を組み合わせ、利益率で計算すると、この業界で「マシン レート」として知られているものになります。

最後に、射出成形部品の単純な非材料関連コストが、サイクルタイムによってどのように決定されるかを説明します。

時間当たりの生産個数 = (3600 秒 / サイクル時間秒) x 金型キャビティの数

$ Non-Material Part Cost = $ Machine Rate per hour / # of units produced per hour

機械料金は射出成形産業全体ですべて非常に競争力があるので、サイクル時間と金型のキャビティの数はプラスチック成形部品の総コストに大きな決定要因として作用することになります。

Packaging and Extras

成形品の価格に大きな影響を与えるもう 2 つの項目は、包装と追加作業です。 以下のような一般的に要求される項目は、射出成形部品のコストを増加させる可能性があります。

• 層梱包
• セル梱包
• ポリ袋詰め
• 小売梱包
• めっき
• 塗装
• パッド印刷
• • • Secondary machining

    Injection Molding Cost

    これらの要素をすべて合わせると、あなたのプロジェクトに関わる射出成形コストが構成されることになります。 弊社のセールス・エンジニアに電話またはメールでお問い合わせください！

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