ברבעון האחרון הגיע אלינו לקוח של מכשור רפואי לאחר ששרף 180,000 דולר על תוכנית כושלת. הספק הקודם שלהם הבטיח חיסכון בעלויות. מה שהם סיפקו היה שיעור גרוטאות של 23%, שישה שבועות של עיכובים בייצור ומכתב אזהרה של ה-FDA שמצטט תיעוד לא עקבי של חוזק אג"ח.
הסיבה השורשית? הם בחרו בעיצוב יתר עבור תוכנית שנתית של 40,000-יחידות. נקודת האיזון מבחינת הגיאומטריה שלהם הייתה 9,200 יחידות.
זו לא טעות נדירה. בהתבסס על נתוני הפרויקט שלנו משלוש השנים האחרונות, בערך 4 מתוך 10 הצעות מחיר שאנו מקבלים מציינים את התהליך השגוי עוד לפני שהבדיקה ההנדסית מתחילה. המפרט נובע בדרך כלל מהנחות עלות שמתעלמות מכלכלת זמן מחזור, או ממהנדסים שיש להם ניסיון רק בשיטה אחת.
מאמר זה לא ייתן לך תשובה מאוזנת "תלוי". אנו נראה לך בדיוק לאן הולך הכסף, אילו תרחישים מעדיפים כל תהליך, ועל אילו שאלות הספק הנוכחי שלך כנראה לא עונה.
ההבדל בעלויות האמיתי שאף אחד לא כותב בכתב
רוב מאמרי ההשוואה נותנים לך טווחים. "$20,000 עד $100,000 עבור כלי-שתי יריות." זה לא אומר לך שום דבר מועיל.
הנה מה שעולה למעשה תוכנית שנתית של 30,000-יחידות, בהתבסס על ידית דו-רודרית כפולה (מצע PP + אחיזת TPE) שציטטנו בחודש שעבר:
| אלמנט עלות | שני-ירייה | יציקת יתר | הֶבדֵל |
|---|---|---|---|
| השקעת כלי עבודה | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| עלות ייצור-ליחידה | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| ייצור שנתי (30 אלף יחידות) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| שנה 1 סך הכל | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| שנה 2 סך הכל (ללא כלים חדשים) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
עד חודש 14, ההשקעה הגבוהה יותר בכלי עבודה מחזירה את עצמה. עד שנה שלוש, חסכת 135,500 $. הארך למחזור חיי מוצר טיפוסי של חמש- שנים, והפער עולה על $200,000.
עם זאת, צוותי רכש בוחרים באופן עקבי בעיצוב יתר עבור תוכניות מעל 15,000 יחידות שנתיות מכיוון שהצעת המחיר של כלי עבודה נראית ידידותית יותר. המתמטיקה לכל-חתיכה נקברת בתקציבי ייצור שפוגעים במרכזי עלות שונים.
סף ה-איזון עבור רוב חלקי החומר הכפולים- נופל בין 8,000 ל-10,000 יחידות שנתיות.
מתחת לזה, overmolding מנצח. מעל זה, כל יחידה נוספת מרחיבה את היתרון של שתיים-.
מדוע זמן מחזור הוא המספר שהספק שלך מקווה שתתעלם ממנו
עלות כלי עבודה נבדקת. זמן המחזור עושה זאת לעתים רחוקות.
יציקת שתי-זריקות מייצרת חלק גמור של-חומר כפול כל 35 עד 60 שניות. שני החומרים מזריקים ברצף בתוך מחזור מהדק יחיד. אין התערבות מפעיל. אין העברה חלקית בין תחנות.
יציקת יתר דורשת יציקת המצע, קירורו, העברה פיזית לתבנית שנייה, ואז הפעלת מחזור תבנית יתר. זמן כולל שחלף: 65 עד 110 שניות לכל חלק שסיים.
בלחיצה בודדת הפועלת 8,000 שעות ייצור בשנה, ההבדל הזה מתורגם לכ-640,000 שני-חלקי צילום לעומת 320,000 חלקים יצוקים. אותה מכונה. אותו שטח רצפה. אותה עבודה תקורה. להכפיל את הפלט.
כאשר ספקים מציינים יציקת יתר במחירים תחרותיים לכל-חתיכה, שאל כיצד הם מחשבים את ניצול העיתונות. חלקם סופגים את אובדן היעילות באמצעות שוליים נמוכים יותר. אחרים משחזרים אותו באמצעות פשרות איכותיות שלא תגלו עד להורדת הייצור.
בעיית חוזק האג"ח שיוצרת תביעות אחריות
זה המקום שבו מדע החומר פוגש אחריות פיננסית.
ביציקת שתיים-, החומר השני יוצר קשר עם המצע הראשון כשהוא עדיין בטמפרטורה גבוהה. שרשראות הפולימר מתערבבות בגבול. התוצאה היא קשר כימי שלעיתים עולה על חוזק הלכידות של החומר הרך יותר עצמו. כשל בבדיקת Pull- מתרחש בתוך שכבת ה-TPE, לא בממשק.
Overmolding עובד עם מצע מקורר. הדבקה מסתמכת ביתר שאת על נעילה מכנית ותאימות אנרגית פני השטח. כשזה עובד, זה עובד טוב. כאשר התאמה של חומרים או תנאי תהליך נסחפים מעט מחוץ לחלונות אופטימליים, אתה מקבל דלמינציה שעוברת בדיקה ראשונית אך נכשלת בשימוש בשטח.
נתוני הידבקות שפורסמו מ-Avient מראים כי ציוני ה-TPE המהונדסים שלהם משיגים חוזק קשר של 26+ pli על מצעי PC/ABS ביציקת יתר המבוצעת כהלכה. חומרים תחרותיים בודקים לפעמים מתחת ל-13 pli, המייצג את הסף הפונקציונלי עבור רוב יישומי האחיזה. פער הביצועים הזה פי 2 לא מופיע בהשוואות עלויות החומר. זה מופיע ברזרבות האחריות.
חיזוק סיבי זכוכית מרכיב את האתגר. מחקר שפורסם ב-Polymer Engineering & Science הראה כי מצעי PA עם עומס סיבים מעל 30% סובלים מהשפלה הניתנת למדידה של הידבקות. כיוון הסיבים על פני השטח מפחית את שטח המגע הזמין של פולימר עבור תבנית יתר. אם המפרט שלך דורש קשיחות גבוהה בתוספת עובש-רך למגע, צפה לבדיקות הסמכה מורחבות ללא קשר לתהליך שתבחר.
שילובי חומרים שנכשלים בשקט
צמדים מסוימים לא רק מניבים ביצועים נמוכים. הם יוצרים סכנות בטיחותיות.
אסור למצעי POM ליצור קשר עם תבניות יתר של PVC או TPV. התגובה הכימית משחררת גז חומצה הידרוכלורית. דחינו שלוש הצעות מחיר בשמונה עשר החודשים האחרונים שציינו את השילוב הזה. המהנדסים שביקשו הצעות מחיר לא היו מודעים לאי ההתאמה. כנראה שגם הספקים הקודמים שלהם לא ציטטו את העבודה.
ציוני TPE סטנדרטיים המשווקים כ"אוניברסליים" דורשים לעתים קרובות שינוי פני השטח כדי להיקשר בצורה מהימנה עם מצעי ABS, PC או ניילון. המילה "תואם" בגיליון נתונים חומרי אינה פירושה "קשרים ללא שלבי תהליך נוספים". זה אומר שהחומרים לא יתקפו כימית זה את זה.
מצעי פוליפרופילן משתלבים באופן טבעי עם TPE מבוסס -SEBS. זו הסיבה שידיות צרכנים, אחיזת מברשות שיניים ויישומי אריזה נמשכים לכיוון שילובי PP+TPE. הכימיה מתיישרת. שיעורי ההתכווצות מתיישרים. חלונות העיבוד חופפים.
כאשר לקוחות מבקשים מאתנו להעריך שילובי חומרים לא-סטנדרטיים, אנו מבצעים בדיקות מדגמיות מלוכדות לפני שמתחייבים לכלי ייצור. העלות של עשרים דגימות בדיקה היא טריוויאלית בהשוואה לגילוי כשלים בהידבקות לאחר ש-50,000 דולר בציוד כבר נחתך.
שאלת הסובלנות שמפרידה בין יישומים
דרישות דיוק לרוב מכתיבות את בחירת התהליך לפני תחילת ניתוח העלויות.
יציקת שתי- יריות שומרת על רישום גבול החומר בטווח של 0.1 מ"מ. שתי היריות מתרחשות באותה תבנית מהודקת ללא העברת חלקים פיזיים. המצע לא יכול להזיז. הדיוק המיקום שאתה מעצב הוא הדיוק המיקום שאתה מקבל.
Overmolding מציג משתני העברה. יש להניח את המצע לתוך חלל עובש יתר על ידי מפעיל או רובוט. בלאי מתקנים מצטבר במהלך ריצות ייצור. התכווצות תרמית בין התבנית הראשונה לתבנית השנייה יוצרת סחיפה ממדית. עבור יישומים שבהם גבולות החומר הם פונקציונליים בלבד (אזורי אחיזה, משטחי איטום), השונות הזו מקובלת. עבור יישומים שבהם גבולות החומר גלויים ואסתטיים (לחצנים עם תאורה אחורית, תאים חסומים בצבע-, סימוני מכשירים רפואיים), השונות הופכת לפגם קוסמטי.
רכיבים פנימיים לרכב עם גרפיקה מוארת, ציוד היקפי למשחקים עם גבולות אזורי מישוש ומכשירים רפואיים עם מחווני פונקציה-מקודדים בצבע דורשים בדרך כלל דיוק של שתיים-. מוצרי צריכה עם משטחי אחיזה נסתרים, ידיות כלים תעשייתיים וחלקי סחורה מונעי עלות- סובלים לעתים קרובות שונות של יציקת יתר.
תרחישי נפח שבהם הבחירה ה"שגויה" היא למעשה נכונה
האיזון-מתמטי חל על ייצור-יציב. תוכניות אמיתיות רק לעתים נדירות עוקבות אחר הנחות יציבות-.
תרחיש: אימות שוק לפני התחייבות
סטארטאפ של מוצרי אלקטרוניקה צריך 2,500 יחידות כדי לבדוק את תגובת ערוץ הקמעונאות לפני שהוא מתחייב לייצור המוני. יציקת יתר ב-$4.80 ליחידה עם 18,500$ כלי עבודה עולה 30,500$ בסך הכל. שניים-במחיר של $8.20 ליחידה עם $72,000 כלי עבודה עולים $92,500 בסך הכל.
אם המוצר נכשל באימות השוק, הסטארט-אפ מפסיד $30,500 במקום $92,500. אם המוצר יצליח ויגדל ל-50,000 יחידות שנתיות, הם ישקיעו בכלי -שניים לשלב הייצור וימחקו את אב הטיפוס של כלי התבנית כעלות אימות.
גישה שלבית זו הגיונית כלכלית כאשר התאמה לשוק-מוצר אינה בטוחה. זה לא הגיוני כאשר תחזיות הנפח אמינות ומחזור החיים של המוצר נמשך מעבר לשנתיים.
תרחיש: שילוב הוספת מתכת
יצרן ציוד תעשייתי דורש גופי קירור מאלומיניום מעוצבים מדי עבור בתי בקר מנוע. מצע האלומיניום מעובד בעיבוד CNC על ידי ספק מיוחד, ולאחר מכן יצוק בניילון מלא בזכוכית- לשילוב מבני.
דפוס שני- אינו יכול להכיל מצעי מתכת. התהליך הוא מטבעו מפלסטיק-ל-פלסטיק. יציקת יתר, או ליתר דיוק דפוס הוספה, היא הגישה הקיימת היחידה. השוואת עלויות אינה רלוונטית מכיוון שקיימת אפשרות אחת בלבד.
תרחיש: קיבולת עיתונות קיימת
טוחן אזורי עם חמש עשרה מכונות הזרקה סטנדרטיות מקבל הצעת מחיר עבור תוכנית שתי- יריות. חסר להם ציוד סיבובי- ללוח. האפשרויות כוללות: השקעת הון ביכולת שתי-זריקות, מיקור חוץ למעצב מיוחד, או הצעת חלופה של יציקת יתר המבוצעת על ציוד קיים.
עבור מעצב זה, יציקת יתר משמרת מרווח שאחרת היה עובר למתחרה או דורש הוצאת הון. עבור הלקוח, החישוב תלוי אם מבנה העלויות של התבנית יכול לספוג את עונש היעילות ללא פשרות איכות.
מה קורה כאשר אתה מתגבר על בחירת התהליך הראשוני שלך
החלפת תהליכים באמצע-תוכנית נושאת עלויות שאינן מופיעות בהצעות מחיר.
המעבר מ-overmolding לשתי-זריקות דורש החלפת כלים מלאה. לא ניתן לשנות את כלי overmold הקיים שלך. זמן ההובלה עבור כלי חדש לשתי-זריקות נמשך שמונה עד ארבעה עשר שבועות, בהתאם למורכבות. במהלך המעבר, אתה מפעיל ייצור מקביל או בונה מלאי בטיחות.
נטל האימות מתרבה עבור תעשיות מפוקחות. הגשות של מכשור רפואי שתיעדו פרמטרים של תהליך יציקת יתר דורשות תיקון כאשר סוג התהליך משתנה. יש להגיש מחדש תיעוד PPAP לרכב. צוותי הנדסה של לקוחות חייבים לאשר מחדש- את שיטת הייצור החדשה.
ראינו שתוכניות סופגות $40,000+ בעלויות מעבר (מחיקת-כלים, הוצאות אימות, הפרעה בייצור) שהיו נמנעות על ידי בחירת שתי-זריקות בתחילה. ההחלטה המקורית חסכה 15,000 דולר בכלי עבודה. עלות התיקון כמעט פי שלושה מהסכום הזה.
הגישה החכמה יותר, כאשר תחזיות הנפח אינן ודאיות, היא בניית אופציונליות במבנה התוכנית הראשוני. תכנן את גיאומטריית החלק כך שתתאים לכל אחד מהתהליכים. מתאימים חומרים שעובדים בשתי השיטות. אם תתחילו בעיצוב יתר ותגדילו מאוחר יותר, המעבר הופך להשקעה בכלי עבודה ולא לתיקון עיצובי.
אותות בחירת ספקים המנבאים בעיות
לא לכל יכולת פרסום של שתיים-של תבנית יש מומחיות אמיתית.
מתקן עם -לחיצה סיבובית אחת והיסטוריית צילומים מוגבלת של שתיים- מתנסה בפרויקט שלך. מתקן המריץ שתי- צילומים מדי יום במספר תוכניות מיסד את הידע השבטי שמונע גרוטאות.
שאלות שכדאי לשאול לפני התחייבות לכלי עבודה:
ש: כמה שני-כלי צילום בנית ב-24 החודשים האחרונים?
ת: אם התשובה היא פחות מחמש, סביר להניח שאתה בין התוכניות המורכבות הראשונות שלהם.
ש: מה היה שיעור הגרוטאות שלך בשילובי חומרים דומים במהלך רמפת הייצור?
ת: תשובות מתחמקות מצביעות על כך שהם לא עוקבים אחר המדד הזה או שהם לא גאים בתוצאה.
ש: האם אתה יכול להציג נתוני אימות מיישום קריטי-שווה קשר?
ת: תוצאות בדיקת הידבקות שפורסמו מצביעות על קפדנות הנדסית. "סמוך עלינו, זה עובד" מציין שפיתוח תהליכים מתרחש בתקציב שלך.
ש: האם אתה הבעלים של עיצוב כלי העבודה או מיקור חוץ שלו?
ת: ספקים המבצעים מיקור חוץ של עיצוב תבניות מורכב עלולים להיאבק בפתרון בעיות ייצור שנובעות מהחלטות כלי עבודה שהם לא קיבלו.
תוכניות מכשור רפואי נושאות בדיקה נוספת. הסמכת ISO 13485, מערכות מדידה מאומתות, בקרות תהליכים מתועדות ותשתית מעקב מייצגים דרישות בסיס. עבודה רפואית דו--מתרכזת בקרב מומחים מכיוון שהעומס הרגולטורי מסנן את המעצבים הכלליים.
צוותי הרכש של זווית הקיימות מתחילים לדרוש
מדדי השפעה על הסביבה עוברים מחומרי שיווק לקריטריונים של ניקוד RFQ.
שני-תהליכים מדווחים על שיעורי בזבוז חומר מתחת ל-1%. שתי היריות מתרחשות במערכת סגורה. ניתן לטחון רצים וספוגים ולהכניס אותם מחדש. אין טיפול בגרוטאות מהעברת חלקים בין תחנות.
שיעורי הפסולת של יציקת יתר משתנים יותר בהתאם לשיטת ההעברה, טיפול המפעיל ותנאי אחסון המצע. זיהום מטיפול או אחסון לא תקין מוביל לכשלים בקשר שנתפסו בבדיקה. לא ניתן לטחון מחדש את החלקים שנדחו מכיוון שהם מכילים מבנים ריבוי-חומרים מלוכדים.
יתרון האיחוד משתרע מעבר לפסולת ישירה. ביטול שלבי ההרכבה המשניים מפחית את צריכת האנרגיה, פליטת התחבורה וחומרי האריזה בין שלבי התהליך. עבור יצרני ציוד מקורי בונים תיעוד הערכת מחזור חיים או מגיבים לכרטיסי מידע בנושא קיימות של לקוחות, ייצור -תהליך שני-יחיד מפשט את חשבונאות הפחמן.
כל -מכבשי ה-2-החשמליים צורכים כ-50% פחות אנרגיה מאשר מקבילות הידראוליות. עבור תוכניות שבהן צריכת החשמל מביאה בחשבון את עלות הבעלות הכוללת, סוג המכונה חשוב לא פחות מהסוג התהליך.
מסגרת החלטה: שאלות כנות לפני הגשת בקשה
במקום רשימת בדיקה שמתאימה לכל מצב, הנה השאלות שמעלות את האילוצים האמיתיים:
מהי הקרנת נפח הניתנת להגנה במשך שנים א' עד שלוש?
אם נפח שנה-שלוש יכול להיות כפול או חצי שנה-, חוסר הוודאות עצמו הוא משתנה. עיצוב יתר עשוי להיות הגיוני כנקודת כניסה מגודרת גם אם כלכלה של שתיים- נראית טוב יותר על הנייר.
האם שילוב החומרים מוכח או ניסיוני?
זיווגים מבוססים (PP+TPE, PC+TPU) נושאים בסיכון הסמכה נמוך יותר. שילובים חדשניים דורשים השקעה בבדיקה שמשנה את חישוב האיזון-.
איזו סובלנות דורשת היישום בפועל?
הצעות מחיר רבות יורשות מפרטי סובלנות מדורות קודמים של מוצרים מבלי להעריך מחדש אם הדרישה תואמת את העיצוב הנוכחי. סובלנות הדוקה יותר מהנדרש דחיפה של תוכניות לכיוון שתי-זריקות כאשר יציקת יתר תספיק.
מי הבעלים של הסיכון העיצובי אם חוזק הקשר נכשל בשטח?
חלק מהלקוחות מציינים את שיטת התהליך; אחרים מציינים דרישות ביצועים ומאפשרים לספקים לבחור שיטות. הגישה האחרונה מעבירה סיכון לספק, מה שמשנה את דינמיקת התמחור.
מהי עלות ההחלפה שלך אם ההנחות הראשוניות מתבררות כשגויות?
תוכניות עם עומסי אימות רגולטוריים, מחזורי חיים ארוכים של מוצר או אפשרויות מוגבלות של ספקים חלופיים משלמות מחירים גבוהים יותר עבור תיקוני אמצע התוכנית-.
מה שלמדנו בהפעלת שני התהליכים
ABIS מפעילה שני-תאי צילום ייעודיים לצד קיבולת יצירת יתר קונבנציונלית. אנחנו לא דוגלים בתהליך אחד כי זה כל מה שאנחנו עושים.
עבודת שני-הזריקות שלנו מתרכזת במכשירים רפואיים, רכיבי פנים לרכב ואלקטרוניקה צריכה, כאשר דיוק, שלמות קשר או כלכלת נפח מצדיקים את השקעת הכלים. עבודת יציקת יתר שלנו משרתת יישומי-תוספות מתכת, תוכניות אב טיפוס וייצור בנפח- נמוך יותר, כאשר התהליך מתאים לדרישות המסחריות.
הלקוחות שמקבלים את התמורה המקסימלית מהביקורות ההנדסיות שלנו הם אלה שמביאים לנו מפרט גיאומטריה וביצועים לפני שנועלים את הנחות התהליך. האילוצים שצריכים להניע את בחירת התהליך נמצאים לרוב במסמכי דרישות שאינם מגיעים לצוות הרכש עד שתגובות RFQ חוזרות לא מיושרות.
אם אתה מעריך ספקים עבור תוכנית -חומר כפולה ורוצה הערכה הנדסית של איזה תהליך מתאים לגיאומטריה הספציפית, לדרישות החומר ולתרחיש הנפח שלך, אנו נפעיל את הניתוח. העלה את קובצי העיצוב שלך, שתף את נפחי היעד שלך וציין את דרישות הביצועים החשובות. נספר לכם איזו גישה הגיונית, איך נראה מבנה העלויות הריאלי והאם התוכנית מתאימה ליכולות ההפקה שלנו.
לא כל פרויקט מתאים לחנות שלנו. אבל כל פרויקט מרוויח מכניסה להצעת מחיר כשהתהליך הנכון כבר מזוהה.