Viimeisellä neljänneksellä ostimme pelastusprojektin eurooppalaiselta lääkinnällisiä laitteita valmistavalta yritykseltä. Heidän alkuperäinen toimittajansa oli tarjonnut reunaportit a32-onteloinen ruiskurunkoinen muottikoska työkalukustannukset olivat 14 000 euroa pienemmät kuin venttiilin -suljettu vaihtoehto. Kahdeksantoista kuukautta tuotannosta, portin jäännösten uudelleentyöstä, mittojen siirtymisestä ja kahdesta täydellisestä ontelolohkon vaihdosta kertyneet häviöt olivat saavuttaneet 387 000 euroa. Alkuperäisen tarjouksen hyväksynyt hankintatiimi ei enää toimi siellä.
Portin valinta on paikka, jossa ruiskuvaluohjelmat onnistuvat tai epäonnistuvat taloudellisesti. Ei reunoilla. Ytimessä.
Kustannusrakenne, jota kukaan ei laita tarjoukseen
Muotintoimittajat ilmoittavat työkalut pääomaeränä. He eivät erittele sitä, kuinka portin suunnittelu lukittuu kappalekohtaiseen talouteen seuraavien viiden vuoden ajan.
150 000 yksikön vuosiohjelmassa, jossa käytetään PA66-GF30:tä hintaan 4,20 €/kg kylmäkanavareunaportti, tuottaa noin 19 painoprosenttia materiaalijätettä, kun huomioidaan kanavan, jakokanavan ja portin jäänteet. Tämä jäte joko menee uudelleen jauhamiseen, mikä vaatii laitteita, lattiatilaa, saastumisen hallintaa ja sekoitussuhteen seurantaa, tai se hävitetään. Kumpikaan vaihtoehto ei ole ilmainen. Kumpikaan vaihtoehto ei näy työkalutarjouksessasi.
Jaksoaika on toinen näkymätön kustannustekijä. Kylmäkanavamuotin jakojärjestelmän tulee jähmettyä ennen kuin muotti voi avautua. 28-sekunnin perusjaksolla juoksuputken jäähdytys lisää 4–6 sekuntia kanavan halkaisijan ja jäähdytyspiirin sijainnin mukaan. Nämä sekunnit muuttuvat suoraan konetunteiksi. 45 €/tunti konekustannuksella 5 sekunnin jakson pidennys 150 000 vuosiyksikölle maksaa 9 375 € vuodessa lisäkapasiteetin kulutuksena. Viiden vuoden ohjelman keston aikana tämä yksittäinen suunnitteluvaihtoehto maksaa 46 875 euroa pelkästään koneajassa.
Kuuma juoksujärjestelmätpoista juoksujätteet kokonaan ja poista juoksuputkien jäähdytys syklin aikayhtälöstä. Työkalu maksaa enemmän. Taloudellisuus-kappaletta kohti paranee. Kysymys kuuluu, mihin-tauko osuu tietylle ohjelmallesi.
Tasatuloslaskelma-: numerot, jotka toimittajasi pitäisi näyttää
Rakensimme viime vuonna liitinrakennusohjelmaan kustannusvertailumallin, joka havainnollistaa päätöksentekokehystä. Osa painoi 8,4 g PBT-GF30:ssa. Vuotuinen volyymiennuste oli 280 000 yksikköä. Materiaalikustannukset olivat 3,85 €/kg.
Cold Runner -skenaario
Työkalutarjous oli 23 500 € 4-onteloiselle muotille sukellusveneporteilla. Juoksijan paino per laukaus oli 6,2 g, mikä tarkoitti 39,8 g:n kokonaispainoa neljän 8,4 g:n osan tuottamiseksi. Materiaalitehokkuus oli 84,4 %. Vuotuinen materiaalikustannus jätteenä 4 291 euroa vuodessa. Syklin kesto oli 31 sekuntia, mikä tuotti 116 laukausta tunnissa. Manuaalinen portin tarkastus lisätty työvoimaosuuteen 0,008 €/kpl.
Hot Runner -skenaario
Työkaluhinta oli 38 200 € samalle onkalomäärälle lämpöporttien kanssa. Ei juoksijoiden hukkaa. Jakson aika putosi 24 sekuntiin, jolloin saatiin 150 laukausta tunnissa. 29 %:n suorituskyvyn parannus tarkoitti, että sama vuotuinen volyymi vaati 23 % vähemmän konetunteja.
Työkalujen delta oli 14 700 euroa. Vuotuiset säästöt materiaalijätteen eliminoinnista plus koneajan lyhennys plus työvoiman vähennys olivat yhteensä 11 840 euroa. Katko-tuli tuotantoon 14,9 kuukauden kohdalla. Joka kuukausi sen jälkeen kuumajuoksukokoonpano säästää 987 euroa kylmälaukkuun verrattuna.
Tämä on matematiikka, jonka toimittajasi pitäisi näyttää sinulle DFM-tarkistuksen aikana. Jos he eivät käytä sitä, teet sokean päätöksen muuttujasta, joka vaikuttaa ohjelman talouteen enemmän kuin melkein mikään muu työkaluvalinta.
Porttityypin valinta Cold Runner -järjestelmissä
Kylmäkanavat ovat edelleen järkeviä tietyille ohjelmaprofiileille. Vuotuiset määrät alle 60 000 yksikköä, hyödykehartsit alle 2,50 €/kg ja osat, joissa portin jäännösten sijainti ei ole-kriittinen, suosivat kylmäkanavataloutta. Sitten kysymys tulee siitä, mikä porttityyppi kyseisessä järjestelmäluokassa.
Reunaportit
Reunaportit sijaitsevat jakoviivalla ja sallivat suhteellisen suuret poikki-leikkaukset, mikä auttaa paksuseinäisten osien-tai korkean-viskositeettisen materiaalin kanssa. Kauppa-on näkyvä jälki ja manuaalinen leikkaustyö. Ohjelmassa, jossa on 40 000 yksikköä vuodessa ja leikkauskustannukset 0,04 € per-osa, eli 1 600 €/vuosi, jonka erilainen porttityyppi saattaa poistaa.
Sukellusveneen portit
Sukellusveneiden portit kulkevat jakoviivan alapuolella kulmassa ja leikkautuvat automaattisesti heiton aikana. Ne poistavat leikkaustyön ja piilottavat jäännöksen kosmeettisen pinnan alle. Rajoitus on portin halkaisija, tyypillisesti enintään 1,2-1,8 mm, mikä rajoittaa virtauskapasiteettia. Ohjelmat, joissa käytetään lasi-täytettyjä materiaaleja yli 30 %:n kuormituksella, kohtaavat usein täyttöongelmia merenalaisten porttien kanssa, koska rajoitettu poikkileikkaus aiheuttaa liiallisen paineen laskun portissa.
Välilehden portit
Kielekeportit ulottavat kanavan osan reunan ohi ja syöttävät ohuen maa-alueen läpi. Kieleke katkeaa siististi poiston aikana ja todistajan merkki laskeutuu ei--toimivalle pinnalle. Kielekeportit toimivat hyvin ohutseinäisille-osille, joissa täyttötasapaino on kriittinen, mutta ne lisäävät juoksuhaaskaa verrattuna suoraan reunaporttiin.
Tuulettimen portit
Tuulettimen portit levittävät sulatteen sisääntulon laajemmalle{0}}poikkileikkaukselle, mikä vähentää leikkausjännitystä sisääntulon yhteydessä ja parantaa täytteen tasaisuutta suurissa litteissä osissa. Rangaistuksena on huomattava juoksuhävikki itse tuuletinosasta. Suosittelemme puhallinportteja yleensä vain silloin, kun osien geometria aiheuttaa täyttöongelmia pisteporteissa ja kun materiaalikustannukset ovat niin alhaiset, että ylimääräinen jäte on hyväksyttävää.
Päätös näiden vaihtoehtojen välillä ei ole tekninen etusija. Se on kustannusten optimointiongelma, jossa on rajoituksia. Mikä on materiaalikustannukset? Mikä on äänenvoimakkuutesi? Mitkä ovat kosmeettiset vaatimukset? Mikä on leikkaustyökustannus? Vastaukset näihin kysymyksiin määrittävät oikean porttityypin ohjelmallesi.
Hot Runner Gate -valinta: lämpö vs venttiili
Kuumakanavajärjestelmissä valinta lämpöporttien ja venttiiliporttien välillä on yhtä tärkeää ohjelman talouden kannalta.
Lämpöportit luottavat kontrolloituun jäätymiseen portin aukon sulkemiseksi laukausten välillä. Pieni muovitulppa jähmettyy portin kärjessä jäähtymisen aikana ja puhaltaa sitten ulos onteloon seuraavassa injektioiskussa. Järjestelmä on mekaanisesti yksinkertainen, portissa ei ole liikkuvia osia. Työkalukustannukset ovat 800-1500 €/pisara suutinkokoonpanosta riippuen. Rajoitus on prosessin herkkyys. Portin jäännösten laatu riippuu tarkasta lämpötilan säädöstä suuttimen kärjessä, ja tasaisten tulosten saavuttaminen vaatii huolellista prosessin kehittämistä näytteenoton aikana.
Venttiiliporteissa käytetään mekaanista tappia, jota käytetään pneumaattisilla tai hydraulisilla sylintereillä sulkemaan fyysisesti portin aukko. Tappi etenee tiivistääkseen portin, vetäytyy sisään täytön mahdollistamiseksi ja etenee uudelleen ennen muotin avaamista. Tämä positiivinen katkaisu eliminoi naruja, estää kuolaamista muotin avautumisen aikana ja tuottaa tasaisen jälkilaadun laajemmassa prosessiikkunassa. Työkalukustannukset ovat 1 800-3 200 euroa pisaraa kohden riippuen käyttöjärjestelmästä ja tapin rakenteesta.
Lämpö- ja venttiiliporttien välinen kustannusero 8-pudotusjärjestelmässä voi ylittää 15 000 euroa. Tämä palkkio on perusteltua, kun sovellus vaatii nollajäännöspintoja, kun materiaalilla on taipumus kuolaa tai kuivua tai kun prosessin vakaus on kriittistä laadun tasaisuuden kannalta. Autoluokan A ulkoosat,lääketieteellisten laitteiden kotelotkosmeettisten vaatimusten kanssa, ja optiset komponentit määrittelevät tyypillisesti venttiiliportit kustannuslisäyksestä riippumatta.
Peräkkäinen venttiiliportti lisää kykyä ja kustannuksia. Yksittäiset portit avautuvat ja sulkeutuvat ohjelmoidun ajoituksen mukaan, jolloin sularintama voi edetä ontelon poikki ohjatussa järjestyksessä sen sijaan, että se täyttyisi kaikista porteista samanaikaisesti. Plastics Technology dokumentoi sykliajan lyhenemisen 110 sekunnista alle 75 sekuntiin autojen puskuriohjelmissa peräkkäistä täyttöä käyttäen (ptonline.com). Tekniikka myös vähentää tarvittavaa puristustonnia 20-30 %, koska ontelon huippupaine on pienempi peräkkäisen täytön aikana kuin samanaikaisen täytön aikana.
Peräkkäiset järjestelmät vaativat lisäohjaimia, antureita ja ohjelmointia. Työkalupalkkio tavallisiin venttiiliportteihin verrattuna voi ylittää 25 000 euroa monimutkaisissa moniporttisovelluksissa. Takaisinmaksu riippuu täysin sykliajan parantumisesta ja puristustonnisäästöistä tietyn osan geometriassa.
Portin valinnan materiaalirajoitukset
Tietyt materiaali- ja porttiyhdistelmät eivät yksinkertaisesti toimi. Tämän havaitseminen T1-näytteenoton aikana DFM-tarkistuksen sijaan maksaa aikaa ja rahaa.
lasi{0}}täytetyt materiaalityli 25 %:n kuormitus nopeuttaa porttien kulumista dramaattisesti. Hankaavat kuidut syövyttävät porttiterästä ja muuttavat täyttöominaisuuksia tuotannon keston aikana. 500 000{5}}yksikön ohjelmassa olemme nähneet, että reunaportit on leikattava uudelleen kahdesti kahden ensimmäisen tuotantovuoden aikana. Ratkaisu on suunnitella portit alusta alkaen vaihdettaviksi sisäkkeiksi. Terärakenne lisää 600-900 € alkuperäisiin työkalukustannuksiin, mutta välttää tuotannon keskeytykset portin myöhempää kunnostusta varten.
Leikkaus{0}}herkät materiaalit, kuten POM, tietyt TPE:t ja jotkin bio-pohjaiset hartsit, hajoavat, kun niitä työnnetään alamittaisten porttien läpi suurella nopeudella. Hajoaminen ilmenee värjäytymisenä lähellä porttia, heikentyneenä mekaanisena ominaisuuksina tai pintavirheinä. Portin poikkileikkausten- on oltava suurempia kuin tavalliset kokosäännöt ehdottavat, ja ruiskutusnopeusprofiilit vaativat huolellista optimointia prosessin kehittämisen aikana.
Korkean lämpötilan{0}}hartsit, kuten PEEK ja PEI, vaativat erityisiä kuumakanavakomponentteja, jotka on mitoitettu yli 350 asteen käsittelylämpötiloihin. Tavalliset kuumakanavajärjestelmät epäonnistuvat näissä sovelluksissa. Tarjouspyyntösi materiaaliluvun tulee nimenomaisesti vahvistaa, että toimittaja on käsitellyt hartsiperhettäsi aiemmin ja että sillä on asianmukaiset kuumakanavaominaisuudet, jos kyseistä järjestelmää ehdotetaan.
Kiteiset materiaalit kutistuvat enemmän kuin amorfiset materiaalit, ja kutistuminen vaihtelee virtaussuunnan mukaan. Portin sijainti vaikuttaa suoraan kutistumisen jakautumiseen ja loppuosan vääntymiseen. Kun saat muottitarjouksen POM- tai PA-osasta, pyydä vääntymissimulaatiotuloksia vertaamalla vähintään kahta portin sijaintivaihtoehtoa. Toimittajat, jotka tarjoavat vain yhden-vaihtoehdon virtausanalyysin, eivät tee riittävää suunnittelutyötä.
Mitä tarjouspyyntösi pitäisi vaatia
Portin valintakeskustelun tulisi tapahtua lainauksen aikana, ei työkalujen vapauttamisen jälkeen. Tarjouspyyntösi on pakotettava keskusteluun vaatimalla tiettyjä suorituksia.
Pyydä eritelty kuumakanavajärjestelmän erittely, jos tällaista kokoonpanoa ehdotetaan. Merkki, malli, vyöhykkeiden lukumäärä, säätimen tekniset tiedot, varaosaluettelo ja hinnat. Yleiset "sisältää kuuman juoksujärjestelmän" -rivikohdat estävät merkityksellisen vertailun toimittajien välillä.
Vaatiamuotin virtauksen simulointitulokset osoittavat täyttöajan, paineen siirrossa, hitsauslinjojen sijainnit ja vääntymisennusteen. Pyydä vähintään kahden portin sijaintivaihtoehdon vertailua suositellulle lähestymistavalle. Toimittajat, jotka hylkäävät tämän pyynnön, osoittavat, että heillä on rajoitettu suunnittelukyky.
Määritä portin jäännösvaatimukset mitattavissa olevin ehdoin. Suurin jäännöskorkeus, halkaisija, hyväksyttävä pinnan kunto. Hanki kirjallinen sitoumus ennen muotin vapauttamista.
Täytetyille materiaaleille vaaditaan vahvistus vaihdettavan portin sisäkerakenteen mallista. Pyydä välikappaleen materiaalispesifikaatio ja odotettu vaihtoväli toimittajan kokemuksen perusteella vastaavista ohjelmista.
Pyydä syklin erittelyä, joka näyttää täyttöajan, pakkausajan, jäähdytysajan ja muotin avaus-/sulkemisajan. Kysy, mitkä oletukset ohjaavat jäähdytysaika-arviota ja kuinka porttijärjestelmän valinta vaikuttaa tähän määrään.
Miksi tällä on merkitystä seuraavalle ohjelmallesi
Portin valinta on yksi harvoista työkalupäätöksistä, jotka vaikuttavat suoraan sekä pääomasijoituksiisi että jatkuvaan{0}}palatalouteen. Useimmat muut työkaluvalinnat vaikuttavat kustannuksiin suuntaan tai toiseen. Portit vaikuttavat molempiin.
Hankintatiimit, jotka ymmärtävät tämän, ovat ne, jotka pyytävät kannattavuus{0}}tasoanalyysiä tarjouksen aikana, vaativat simulaatiotietoja ennen työkalujen julkaisua ja sisällyttävät porttijärjestelmän ylläpidon tuotantokustannusmalleihinsa alusta alkaen.
Suunnittelutiimimme rakentaa porttijärjestelmien vertailumalleja vakiokäytäntönä DFM-tarkistuksen aikana. Olemme käsitelleet tarpeeksi erilaisia materiaaleja ja toimialoja, jotta tiedämme, mihin päätöskynnykset laskevat eri ohjelmaprofiileissa. Kun ohjelma saapuu parametrien kanssa, jotka laskeutuvat lähelle tasoitusrajaa, suoritamme numerot eksplisiittisesti sen sijaan, että käyttäisimme oletusarvoisesti toimittajan mieltymyksiä tai historiallista käytäntöä.
Jos seuraava ohjelmasi sisältää porttijärjestelmän päätöksiä, jotka voivat merkittävästi vaikuttaa kustannusrakenteeseen, lähetä meille kappaleen geometria, materiaalispesifikaatio ja tilavuusprojektio. Suoritamme vertailun ja näytämme sinulle, mihin{1}}erot laskevat.