ברבעון האחרון השתלטנו על פרויקט הצלה מחברת מכשור רפואי אירופאי. הספק המקורי שלהם ציטט שערי קצה על אתבנית חבית מזרק 32 חלליםמכיוון שעלות הציוד הגיעה ב-14,000 אירו נמוכה מהחלופה המגודרת-שסתום. שמונה עשר חודשים לתוך הייצור, הפסדים מצטברים מעיבוד מחדש של שרידי שער, סחיפה ממדית ושני החלפות שלמות של בלוק חלל הגיעו ל-387,000 יורו. צוות הרכש שאישר את הצעת המחיר המקורית כבר לא עובד שם.
בחירת שערים היא המקום שבו תוכניות הזרקה מצליחות או נכשלות כלכלית. לא בשוליים. בליבה.
מבנה העלויות שאף אחד לא שם בהצעת המחיר
ספקי עובש מציינים כלי עבודה כפריט הון. מה שהם לא מפרטים הוא כיצד עיצוב שערים נועל את הכלכלה שלך-ליחידה לחמש השנים הבאות.
שער קצה קר בתוכנית שנתית של 150,000 יחידות המשתמש ב-PA66-GF30 במחיר של 4.20 אירו/ק"ג מייצר בערך 19% פסולת חומר לפי משקל כאשר אתה כולל את השרשרת, הרץ והשער. הפסולת הזו עוברת לטחינה מחדש, מה שדורש ציוד, שטח רצפה, בקרות זיהום ומעקב אחר יחס תערובת, או שהיא עוברת לסילוק. אף אחת מהאפשרויות אינה חינמית. אף אחת מהאפשרויות לא מופיעה בהצעת המחיר שלך.
זמן המחזור הוא גורם העלות הבלתי נראה האחר. מערכת הרצים בתבנית ראנר קרה חייבת להתמצק לפני שהתבנית יכולה להיפתח. במחזור בסיס של 28-שניות, קירור הרץ מוסיף 4-6 שניות בהתאם לקוטר הרץ ולמיקום מעגל הקירור. שניות אלו מתורגמות ישירות לשעות מכונה. בעלות מכונה של 45 אירו לשעה, הארכת מחזור של 5 שניות על 150,000 יחידות שנתיות עולה 9,375 אירו לשנה בצריכת קיבולת נוספת. במשך חמש שנים של חיי תוכנית, בחירת עיצוב יחיד זו עולה 46,875 אירו בזמן מכונה בלבד.
מערכות ראנר חמותבטל לחלוטין את פסולת הרץ והסר את קירור הרץ ממשוואת זמן המחזור. הכלי עולה יותר. הכלכלה לכל-חתיכה משתפרת. השאלה היא היכן נופל ההפסקה-אפילו עבור התוכנית הספציפית שלך.
חישוב שווה-: המספרים שהספק שלך צריך לרוץ
בנינו בשנה שעברה מודל השוואת עלויות לתוכנית דיור מחברים הממחיש את מסגרת ההחלטה. החלק שקל 8.4 גרם ב-PBT-GF30. תחזית הנפח השנתית הייתה 280,000 יחידות. עלות החומר הייתה 3.85 אירו לק"ג.
תרחיש קר ראנר
הצעת המחיר של כלי עבודה הגיעה ב-23,500 אירו עבור תבנית בעלת 4 חללים עם שערים תת ימיים. משקל רץ לכל זריקה היה 6.2 גרם, כלומר משקל זריקה כולל של 39.8 גרם לייצור ארבעה חלקים של 8.4 גרם. יעילות החומר הייתה 84.4%. עלות חומר שנתית מחושבת ל-4,291 אירו לשנה בפסולת. זמן המחזור היה 31 שניות, והניב 116 זריקות בשעה. בדיקת שערים ידנית הוסיפה 0.008 אירו ליחידה בהקצאת עבודה.
תרחיש חם של ראנר
הצעת המחיר של כלי עבודה הייתה 38,200 אירו עבור אותה ספירת חללים עם שערים תרמיים. אין בזבוז של רץ. זמן המחזור ירד ל-24 שניות, והניב 150 זריקות בשעה. שיפור התפוקה של 29% פירושו שאותו נפח שנתי דרש 23% פחות שעות מכונה.
דלתא הכלים הייתה 14,700 אירו. החיסכון השנתי מסילוק פסולת החומר בתוספת הפחתת זמן מכונה בתוספת הפחתת העבודה הסתכם ב-11,840 אירו. הפסקה-נחתה ב-14.9 חודשים לייצור. כל חודש לאחר מכן, תצורת הרץ החם חסכה 987 אירו בהשוואה לרץ הקר.
זו המתמטיקה שהספק שלך צריך להראות לך במהלך סקירת DFM. אם הם לא מפעילים את זה, אתה מקבל החלטה עיוורת על משתנה שמשפיע על כלכלת התוכנית שלך יותר כמעט מכל בחירת כלי אחר.
בחירת סוג שער בתוך מערכות Cold Runner
רצים קרים עדיין הגיוניים עבור פרופילי תוכנית ספציפיים. נפחים שנתיים של מתחת ל-60,000 יחידות, שרפי סחורות מתחת ל-2.50 אירו/ק"ג וחלקים שבהם מיקום השער אינו-קריטי, כולם מעדיפים את הכלכלה הקרה. לאחר מכן השאלה הופכת לאיזה סוג שער בתוך אותה מחלקת מערכת.
שערי קצה
שערי קצה ממוקמים בקו הפרידה ומאפשרים חתכים- גדולים יחסית, מה שעוזר עם חלקים עבים-בקירות או חומרים בעלי צמיגות- גבוהה. ההחלפה-ת היא שרידים גלויים ועבודת חיתוך ידנית. בתוכנית שמפעילה 40,000 יחידות בשנה עם 0.04 אירו ל-עלות חיתוך חתיכה, כלומר 1,600 אירו לשנה בעבודה שסוג שער אחר עשוי לבטל.
שערי צוללת
שערי צוללת מתנהלים מתחת לקו הפרידה בזווית ונוזזים אוטומטית במהלך הפליטה. הם מבטלים את עבודת הגזירה ומסתירים את השריד מתחת לפני השטח הקוסמטי. המגבלה היא קוטר השער, בדרך כלל 1.2-1.8 מ"מ לכל היותר, מה שמגביל את קיבולת הזרימה. תוכניות המשתמשות בחומרים מלאים בזכוכית- מעל טעינת 30% נתקלות לעתים קרובות בבעיות מילוי עם שערי צוללת מכיוון שהחתך המוגבל יוצר ירידת לחץ מוגזמת בשער.
שערי כרטיסיות
שערי כרטיסיות מאריכים את הרץ מעבר לקצה החלק ומזינים דרך שטח יבשתי דק. הלשונית מתנתקת בצורה נקייה במהלך הפליטה וסימן העד נוחת על משטח שאינו-מתפקד. שערי כרטיסיות פועלים היטב עבור חלקים דקים-בקירות שבהם איזון המילוי הוא קריטי, אבל הם מגבירים את בזבוז האצים בהשוואה לשערים ישירים בקצה.
שערי מאווררים
שערי מאווררים מפזרים את כניסת ההיתוך על פני חתך רחב יותר-, מה שמפחית את מתח הגזירה בכניסה ומשפר את אחידות המילוי בחלקים שטוחים גדולים. העונש הוא בזבוז משמעותי של רץ מחלק האוהדים עצמו. בדרך כלל אנו ממליצים על שערי מאווררים רק כאשר הגיאומטריה של החלק יוצרת בעיות מילוי עם שערים נקודתיים, וכאשר עלות החומר נמוכה מספיק כדי שהפסולת הנוספת תהיה מקובלת.
ההחלטה בין האפשרויות הללו אינה העדפה טכנית. זוהי בעיית ייעול עלות עם אילוצים. מהי עלות החומר שלך? מה הווליום שלך? מהן הדרישות הקוסמטיות שלך? מהי עלות העבודה לגיזום שלך? התשובות לשאלות אלו קובעות את סוג השער הנכון עבור התוכנית שלך.
בחירת שער חם ראנר: תרמי מול שסתום
בתוך מערכות Hot runner, הבחירה בין שערים תרמיים לשערי שסתומים היא תוצאה שווה לכלכלת התוכנית.
שערים תרמיים מסתמכים על הקפאה מבוקרת כדי לאטום את פתח השער בין יריות. פקק קטן של פלסטיק מתמצק בקצה השער במהלך הקירור, ואז נושף החוצה לחלל במהלך ההזרקה הבא. המערכת פשוטה מבחינה מכנית ללא חלקים נעים בשער. עלות כלי עבודה נעה 800-1,500 אירו לטיפה בהתאם לתצורת הזרבובית. המגבלה היא רגישות לתהליך. איכות שריד השער תלויה בבקרת טמפרטורה מדויקת בקצה הזרבובית, והשגת תוצאות עקביות דורשת פיתוח תהליך זהיר במהלך הדגימה.
שערי שסתומים משתמשים בפין מכני המופעל על ידי צילינדרים פנאומטיים או הידראוליים כדי לסגור פיזית את פתח השער. הסיכה מתקדמת כדי לאטום את השער, נסוגת כדי לאפשר מילוי ומתקדמת שוב לפני פתיחת התבנית. כיבוי חיובי זה מבטל מיתרים, מונע ריר במהלך פתיחת העובש, ומייצר איכות שריד עקבית על פני חלון תהליך רחב יותר. עלות הכלים נעה בין 1,800-3,200 אירו לטיפה בהתאם למערכת ההפעלה ועיצוב הפינים.
עלות הדלתא בין שערים תרמית לשסתומים במערכת של 8-טיפות יכולה לעלות על €15,000. פרמיה זו מוצדקת כאשר היישום מצריך משטחים אפסיים, כאשר החומר נוטה להזיל ריר או להתחרט, או כאשר יציבות התהליך היא קריטית לעקביות איכותית. חלקי חוץ לרכב Class A,בתי מכשור רפואיעם דרישות קוסמטיות, ורכיבים אופטיים בדרך כלל מציינים שערי שסתומים ללא קשר לתוספת העלות.
שער שסתומים רציף מוסיף שכבה נוספת של יכולת ועלות. שערים בודדים נפתחים ונסגרים בהתאם לתזמון מתוכנת, ומאפשרים לחזית ההיתוך להתקדם על פני החלל ברצף מבוקר במקום להתמלא מכל השערים בו זמנית. טכנולוגיית הפלסטיק תיעדה הפחתת זמן מחזור מ-110 שניות מתחת ל-75 שניות בתוכניות פגוש רכב באמצעות מילוי רציף (ptonline.com). הטכנולוגיה גם מפחיתה ב-20-30% את נפח ההידוק הנדרש מכיוון שלחץ שיא החלל נמוך יותר במהלך מילוי רציף מאשר במהלך מילוי סימולטני.
מערכות עוקבות דורשות בקרים נוספים, חיישנים ותכנות. פרמיית הכלים על פני שערי שסתומים סטנדרטיים יכולה לעלות על 25,000 אירו עבור יישומי שערים מרובי- מורכבים. ההחזר תלוי לחלוטין בשיפור זמן המחזור ובחיסכון בטונה של הידוק בגיאומטריית החלק הספציפית שלך.
מגבלות חומר על בחירת שער
שילובי חומרים ושערים מסוימים פשוט לא עובדים. גילוי זה במהלך דגימת T1 ולא במהלך סקירת DFM עולה זמן וכסף.
חומרים במילוי-זכוכיתמעל 25% טעינה מאיץ את בלאי השער באופן דרמטי. סיבים שוחקים שוחקים את פלדת השער, ומשנים את מאפייני המילוי במהלך חיי הייצור. בתוכנית של 500,000-יחידות, ראינו שערי קצה דורשים חיתוך מחדש פעמיים במהלך השנתיים הראשונות לייצור. הפתרון הוא תכנון שערים כתוספות להחלפה מלכתחילה. עיצוב ההוספה מוסיף 600-900 אירו לעלות הכלים הראשונית אך מונע הפרעות בייצור לצורך שיפוץ שערים מאוחר יותר.
גזירה-חומרים רגישים כולל POM, TPEs מסוימים וכמה שרפים מבוססי-ביו מתכלים כאשר הם נדחפים דרך שערים קטנים במהירות גבוהה. השפלה מתבטאת בשינוי צבע ליד השער, תכונות מכניות מופחתות או פגמים פני השטח. חתכים- של שער צריכים להיות גדולים יותר מכפי שכללי הגודל הסטנדרטיים מציעים, ופרופילי מהירות ההזרקה דורשים אופטימיזציה זהירה במהלך פיתוח התהליך.
שרפים בטמפרטורה-גבוהה כמו PEEK ו-PEI דורשים רכיבי רץ חמים מיוחדים המדורגים לטמפרטורות עיבוד מעל 350 מעלות. מערכות hot runner סטנדרטיות נכשלות ביישומים אלה. הפרק החומרי של הצעת המחיר שלך צריך לאשר באופן מפורש שהספק עיבד את משפחת השרפים שלך בעבר ויש לו יכולת הפעלה חמה מתאימה אם מערכת זו מוצעת.
חומרים גבישיים מתכווצים יותר מחומרים אמורפיים, וההתכווצות משתנה בהתאם לכיוון הזרימה. מיקום השער משפיע ישירות על התפלגות הצטמקות ועל עיוות החלק הסופי. כאשר אתה מקבל הצעת מחיר של תבנית עבור חלק POM או PA, בקש תוצאות הדמיית עיוות המשווה לפחות שתי אפשרויות מיקום שער. ספקים המספקים רק-ניתוח זרימת אופציות בודדות אינם מבצעים עבודה הנדסית מספקת.
מה ההמלצה שלך צריכה לדרוש
שיחת בחירת השער צריכה להתרחש במהלך הציטוט, לא לאחר שחרור הכלים. ההמלצה שלך צריכה לאלץ את השיחה הזו על ידי דרישת תוצרים ספציפיים.
בקש פירוט מפורט של מערכת hot runner אם תצורה זו מוצעת. מותג, דגם, מספר אזורים, מפרטי בקר, רשימת חלקי חילוף עם תמחור. פריטי שורה כלליים של "מערכת רץ חמה כלולה" מונעים השוואה משמעותית בין ספקים.
לִדרוֹשׁהדמיית זרימת עובשתוצאות המציגות זמן מילוי, לחץ בעת העברה, מיקומי קו ריתוך וחיזוי עיוות. בקשו השוואה של לפחות שתי אפשרויות מיקום שער עם רציונל לגישה המומלצת. ספקים שדוחים בקשה זו מאותתים על יכולת הנדסית מוגבלת.
ציין את דרישות השער במונחים הניתנים למדידה. גובה שריד מרבי, קוטר, מצב פני השטח מקובל. קבל התחייבות בכתב לפני שחרור העובש.
עבור חומרים ממולאים, דרשו אישור של עיצוב השער להחלפה. בקש מפרט חומר הוספה ומרווח החלפה צפוי בהתבסס על ניסיון הספק עם תוכניות דומות.
בקש פירוט זמן מחזור המציג זמן מילוי, זמן אריזה, זמן קירור וזמן פתיחה/סגירה של התבנית. שאל אילו הנחות מניעות את אומדן זמן הקירור וכיצד בחירת מערכת השער משפיעה על המספר הזה.
למה זה חשוב לתוכנית הבאה שלך
בחירת שערים היא אחת מהחלטות הכלים המעטות שמשפיעות ישירות הן על השקעת ההון והן על הכלכלה השוטפת לכל-חתיכה. רוב אפשרויות כלי העבודה האחרות משפיעות על העלות בכיוון זה או אחר. שערים משפיעים על שניהם.
צוותי הרכש שמקבלים את זה נכון הם אלו שמבקשים ניתוח שווה-במהלך הצעת המחיר, דורשים נתוני סימולציה לפני שחרור הכלים, ובניית תחזוקה של מערכת השערים במודל עלות הייצור שלהם מההתחלה.
צוות ההנדסה שלנו בונה מודלים להשוואת מערכות שערים כנוהג סטנדרטי במהלך סקירת DFM. עיבדנו מספיק מגוון בין חומרים ותעשיות כדי לדעת היכן נופלים ספי ההחלטה עבור פרופילי תוכנית שונים. כאשר תוכנית מגיעה עם פרמטרים שנוחתים ליד גבול-איזון, אנו מריצים את המספרים במפורש במקום ברירת מחדל להעדפות הספק או לנוהג היסטורי.
אם התוכנית הבאה שלך כוללת החלטות של מערכת שערים שיכולות להשפיע באופן משמעותי על מבנה העלויות שלך, שלח לנו את גיאומטריית החלק שלך, מפרט החומר והקרנת נפח. אנו נריץ את ההשוואה ונראה לך היכן נופל השבר שלך-.