Minulý štvrťrok sme prevzali záchranný projekt od európskej spoločnosti zaoberajúcej sa zdravotníckymi pomôckami. Ich pôvodný dodávateľ mal kótované okrajové brány na a32-dutinová forma na hlaveň injekčnej striekačkypretože náklady na nástroje boli o 14 000 EUR nižšie ako pri alternatíve s ventilom{2}}. Osemnásť mesiacov od výroby dosiahli akumulované straty z prepracovania zvyškov brány, rozmerového posunu a dvoch kompletných výmen dutých blokov 387 000 EUR. Tím obstarávateľov, ktorý schválil pôvodnú cenovú ponuku, tam už nepracuje.
Výber brány je miesto, kde programy vstrekovania uspejú alebo zlyhajú finančne. Nie na okrajoch. V jadre.
Štruktúra nákladov, ktorú nikto neuvádza v cenovej ponuke
Dodávatelia foriem uvádzajú nástroje ako hlavnú riadkovú položku. Neuvádzajú však to, ako dizajn brány zabezpečí-ekonomiku jednotlivých kusov na nasledujúcich päť rokov.
Brána s okrajom studeného vtoku v ročnom programe so 150 000 jednotkami s použitím PA66-GF30 za 4,20 EUR/kg generuje približne 19 % hmotného odpadu, ak zahrniete zvyšky vtokového kanála, žľabu a brány. Tento odpad ide buď na opätovné mletie, čo si vyžaduje vybavenie, podlahovú plochu, kontrolu kontaminácie a sledovanie pomeru zmesi, alebo ide na likvidáciu. Ani jedna možnosť nie je zadarmo. Žiadna možnosť sa nezobrazí na vašej cenovej ponuke nástrojov.
Čas cyklu je ďalším neviditeľným hnacím motorom nákladov. Systém žľabu v studenej forme musí stuhnúť predtým, ako sa forma môže otvoriť. V 28-základnom cykle sa ochladzovanie žľabu pridáva o 4 až 6 sekúnd v závislosti od priemeru žľabu a umiestnenia chladiaceho okruhu. Tieto sekundy sa premietnu priamo do strojových hodín. Pri nákladoch stroja 45 EUR/hodinu stojí 5-sekundové predĺženie cyklu na 150 000 ročných jednotiek 9 375 EUR ročne v dodatočnej spotrebe kapacity. Počas päťročného trvania programu stojí tento jediný výber dizajnu 46 875 EUR len v strojovom čase.
Systémy horúcich vtokovúplne eliminovať odpad žľabu a odstrániť chladenie žľabu z rovnice času cyklu. Náradie stojí viac. Ekonomika jednotlivých-kusov sa zlepšuje. Otázkou je, kde je prestávka-v prípade vášho konkrétneho programu.
Výpočet-rovnomernosti: Čísla, ktoré by mal váš dodávateľ prevádzkovať
Minulý rok sme vytvorili model porovnávania nákladov pre program krytov konektorov, ktorý ilustruje rámec rozhodovania. Diel vážil 8,4 g v PBT-GF30. Ročná projekcia objemu bola 280 000 jednotiek. Cena materiálu bola 3,85 €/kg.
Scenár studeného bežca
Cenová ponuka na náradie vyšla na 23 500 EUR za 4-dutinovú formu s podmorskými bránami. Hmotnosť bežca na strelu bola 6,2 g, čo znamenalo celkovú hmotnosť strely 39,8 g na výrobu štyroch 8,4 g častí. Materiálová účinnosť bola 84,4 %. Ročné náklady na materiál vypočítané na 4 291 € ročne v odpade. Doba cyklu bola 31 sekúnd, čo dáva 116 záberov za hodinu. Manuálna kontrola brány pridala 0,008 € za kus v pridelení práce.
Scenár horúceho bežca
Cena nástrojov bola 38 200 EUR za rovnaký počet dutín s tepelnými bránami. Žiadny bežecký odpad. Čas cyklu klesol na 24 sekúnd, čo dáva 150 výstrelov za hodinu. Zlepšenie priepustnosti o 29 % znamenalo, že rovnaký ročný objem vyžadoval o 23 % menej strojových hodín.
Delta nástrojov bola 14 700 EUR. Ročné úspory v dôsledku eliminácie plytvania materiálom, skrátenia strojového času a zníženia prácnosti dosiahli spolu 11 840 EUR. Break-even sa začal vyrábať po 14,9 mesiacoch. Každý mesiac potom konfigurácia horúceho vtoku ušetrila 987 EUR v porovnaní so studeným vtokom.
Toto je matematika, ktorú by vám mal váš dodávateľ ukázať počas kontroly DFM. Ak ho nespustia, robíte slepé rozhodnutie o premennej, ktorá ovplyvňuje ekonomiku vášho programu viac ako takmer akýkoľvek iný výber nástrojov.
Výber typu brány v rámci systémov studených vtokov
Studený bežci majú stále zmysel pre špecifické profily programu. Ročné objemy pod 60 000 jednotiek, komoditné živice pod 2,50 EUR/kg a diely, kde umiestnenie pozostatkov brány nie je-kritické, to všetko uprednostňuje ekonomiku studených kanálov. Otázkou potom je, ktorý typ brány v rámci tejto systémovej triedy.
Okrajové brány
Okrajové brány sú umiestnené na deliacej čiare a umožňujú relatívne veľké{0}}rezy, čo pomáha pri hrubých-stenách alebo materiáloch s vysokou-viskózou. Kompromisom-sú viditeľné stopy a ručné orezávanie. V programe s 40 000 jednotkami ročne s nákladmi na orezanie 0,04 EUR za kus- to predstavuje 1 600 EUR ročne na prácu, ktorú by iný typ brány mohol eliminovať.
Podmorské brány
Podmorské brány smerujú pod deliacou čiarou pod uhlom a počas katapultovania sa automaticky strihajú. Eliminujú prácu pri orezávaní a skrývajú zvyšky pod kozmetickým povrchom. Obmedzením je priemer brány, zvyčajne maximálne 1,2-1,8 mm, čo obmedzuje kapacitu prietoku. Programy používajúce sklo-naplnené materiály nad 30 % sa často stretávajú s problémami s plnením ponorkových vrát, pretože obmedzený prierez vytvára nadmerný pokles tlaku v bráne.
Záložkové brány
Jazýčkové brány predlžujú bežec za okraj dielu a prechádzajú cez tenkú oblasť. Uško sa pri vysúvaní čisto odlomí a svedecká značka pristane na nefunkčnom- povrchu. Brány na jazýčky fungujú dobre pre tenkostenné-časti, kde je kritická rovnováha plnenia, ale v porovnaní s priamym vtokom hrán zvyšujú odpad.
Brány ventilátora
Brány ventilátora rozširujú vstup taveniny cez širší prierez,- čo znižuje šmykové napätie pri vstupe a zlepšuje rovnomernosť plnenia na veľkých plochých častiach. Trestom je značné plytvanie bežcami zo samotnej fanúšikovskej sekcie. Ventilátorové vráta vo všeobecnosti odporúčame len vtedy, keď geometria dielu vytvára problémy s výplňou bodových vrát a keď sú materiálové náklady dostatočne nízke na to, aby bol dodatočný odpad prijateľný.
Rozhodnutie medzi týmito možnosťami nie je technickou preferenciou. Je to problém optimalizácie nákladov s obmedzeniami. Aké sú vaše náklady na materiál? Aký je váš objem? Aké sú vaše kozmetické požiadavky? Aké sú vaše náklady na prácu pri orezávaní? Odpovede na tieto otázky určujú správny typ brány pre váš program.
Výber brány Hot Runner: Thermal vs Valve
V rámci systémov horúcich vtokov je výber medzi tepelnými uzávermi a ventilovými uzávermi rovnako dôležitý pre ekonomiku programu.
Tepelné brány sa spoliehajú na kontrolované zmrazovanie na utesnenie otvoru brány medzi strelami. Malá plastová zátka tuhne na hrote brány počas chladenia a potom pri ďalšom vstrekovaní vyfúkne do dutiny. Systém je mechanicky jednoduchý bez pohyblivých častí na bráne. Náklady na nástroje sa pohybujú od 800 do 1 500 EUR na kvapku v závislosti od konfigurácie trysky. Obmedzením je citlivosť procesu. Kvalita zvyšku brány závisí od presnej regulácie teploty na hrote dýzy a dosiahnutie konzistentných výsledkov si vyžaduje starostlivý vývoj procesu počas odberu vzoriek.
Ventilové uzávery používajú mechanický čap ovládaný pneumatickými alebo hydraulickými valcami na fyzické uzavretie otvoru brány. Čap sa posunie, aby utesnil bránu, zasunie sa, aby sa umožnilo plnenie, a opäť sa posunie pred otvorením formy. Toto pozitívne vypnutie eliminuje navliekanie, zabraňuje slintaniu počas otvárania formy a vytvára konzistentnú kvalitu zvyškov v širšom okne procesu. Náklady na nástroje sa pohybujú od 1 800 do 3 200 EUR na kvapku v závislosti od ovládacieho systému a konštrukcie kolíka.
Rozdiel v nákladoch medzi tepelným a ventilovým vrátkom na 8-kvapkovom systéme môže presiahnuť 15 000 EUR. Táto prémia je opodstatnená, keď si aplikácia vyžaduje povrchy s nulovými stopami, keď má materiál tendenciu slintať alebo tvoriť vlákna, alebo keď je stabilita procesu kritická pre konzistentnosť kvality. Exteriérové diely automobilovej triedy A,kryty zdravotníckych pomôcoks kozmetickými požiadavkami a optické komponenty zvyčajne špecifikujú ventilové vráta bez ohľadu na zvýšenie nákladov.
Sekvenčné vtokové ventily pridáva ďalšiu vrstvu schopností a nákladov. Jednotlivé vráta sa otvárajú a zatvárajú podľa naprogramovaného načasovania, čo umožňuje, aby čelo taveniny postupovalo cez dutinu v riadenom poradí, namiesto toho, aby sa plnilo zo všetkých brán súčasne. Technológia plastov zdokumentovala skrátenie doby cyklu zo 110 sekúnd na menej ako 75 sekúnd pri programoch automobilových nárazníkov pomocou sekvenčného plnenia (ptonline.com). Táto technológia tiež znižuje požadovanú tonáž svorky o 20-30%, pretože špičkový tlak v dutine je nižší pri postupnom plnení ako pri súčasnom plnení.
Sekvenčné systémy vyžadujú ďalšie ovládače, senzory a programovanie. Príplatok za nástroje v porovnaní so štandardnými ventilovými vrátami môže presiahnuť 25 000 EUR v prípade zložitých aplikácií s viacerými vrátkami. Návratnosť závisí výlučne od zlepšenia doby cyklu a úspory upínacej tonáže na vašej špecifickej geometrii dielu.
Materiálové obmedzenia pri výbere brány
Niektoré kombinácie materiálov a brán jednoducho nefungujú. Odhalenie počas odberu vzoriek T1 namiesto kontroly DFM stojí čas a peniaze.
Materiály vyplnené sklom-zaťaženie nad 25 % výrazne urýchľuje opotrebovanie brány. Abrazívne vlákna erodujú oceľ brány a menia charakteristiky náplne počas životnosti. V programe s počtom 500 000{5}}kusov sme videli, že hranové brány vyžadujú prerezanie dvakrát počas prvých dvoch rokov výroby. Riešením je už od začiatku navrhovať brány ako vymeniteľné vložky. Dizajn vložky pridáva 600 – 900 EUR k počiatočným nákladom na nástroje, ale zabraňuje prerušeniu výroby pri neskoršej renovácii brány.
Materiály citlivé na šmyk{0}} vrátane POM, určitých TPE a niektorých živíc na{1}}biologickej báze sa degradujú, keď sú pretláčané cez poddimenzované brány vysokou rýchlosťou. Degradácia sa prejavuje zmenou farby v blízkosti brány, zníženými mechanickými vlastnosťami alebo povrchovými chybami. Prierezy brány-musia byť väčšie, než by naznačovali štandardné pravidlá pre veľkosť, a profily rýchlosti vstrekovania vyžadujú starostlivú optimalizáciu počas vývoja procesu.
Vysokoteplotné živice, ako sú PEEK a PEI, vyžadujú špeciálne komponenty horúcich kanálov, ktoré sú určené pre teploty spracovania nad 350 stupňov . Štandardné systémy horúcich vtokov v týchto aplikáciách zlyhávajú. Kapitola o materiáloch vo vašej RFQ by mala výslovne potvrdiť, že dodávateľ už predtým spracoval vašu skupinu živíc a má vhodné možnosti horúceho vtoku, ak sa tento systém navrhuje.
Kryštalické materiály sa zmršťujú viac ako amorfné materiály a zmršťovanie sa mení so smerom toku. Umiestnenie brány priamo ovplyvňuje distribúciu zmršťovania a deformáciu finálnej časti. Keď dostanete cenovú ponuku formy pre diel POM alebo PA, požiadajte o výsledky simulácie deformácie porovnávajúce aspoň dve možnosti umiestnenia brány. Dodávatelia, ktorí poskytujú iba analýzu toku{3}}jednotlivých možností, nevykonávajú adekvátnu inžiniersku prácu.
Čo by mala vaša RFQ vyžadovať
Konverzácia o výbere brány by sa mala uskutočniť počas cenovej ponuky, nie po uvoľnení nástrojov. Vaša RFQ si musí vynútiť túto konverzáciu vyžadovaním konkrétnych výstupov.
Požiadajte o podrobný rozpis systému horúcich vtokov, ak je táto konfigurácia navrhnutá. Značka, model, počet zón, špecifikácie ovládača, zoznam náhradných dielov s cenou. Všeobecné riadkové položky „vrátane systému horúcich vtokov“ bránia zmysluplnému porovnávaniu medzi dodávateľmi.
Vyžadovaťsimulácia prúdenia formyvýsledky zobrazujúce čas plnenia, tlak pri prenose, umiestnenie zvarových línií a predpoveď deformácie. Požiadajte o porovnanie aspoň dvoch možností umiestnenia brány s odôvodnením odporúčaného prístupu. Dodávatelia, ktorí odmietnu túto požiadavku, signalizujú obmedzené inžinierske schopnosti.
Špecifikujte požiadavky na pozostatky brány v merateľných podmienkach. Maximálna výška stopy, priemer, prijateľný stav povrchu. Získajte písomný záväzok pred uvoľnením formy.
Pre plnené materiály si vyžiadajte potvrdenie konštrukcie vymeniteľnej vložky brány. Požiadajte o špecifikáciu materiálu vložky a očakávaný interval výmeny na základe skúseností dodávateľa s podobnými programami.
Vyžiadajte si rozpis doby cyklu s uvedením času plnenia, času balenia, času chladenia a času otvorenia/zatvorenia formy. Opýtajte sa, aké predpoklady riadia odhad času chladenia a ako výber systému brány ovplyvňuje toto číslo.
Prečo je to dôležité pre váš ďalší program
Výber brány je jedným z mála rozhodnutí o nástrojoch, ktoré priamo ovplyvňujú vašu kapitálovú investíciu aj vašu priebežnú-ekonomickú stránku. Väčšina ostatných možností výberu nástrojov ovplyvňuje náklady jedným alebo druhým smerom. Brány ovplyvňujú oboje.
Tímy obstarávania, ktoré to spravia, sú tie, ktoré počas cenovej ponuky požadujú analýzu rovnováhy{0}}, vyžadujú simulačné údaje pred vydaním nástrojov a začleňujú údržbu systému brány do svojich modelov výrobných nákladov od začiatku.
Náš inžiniersky tím vytvára porovnávacie modely brán ako štandardnú prax počas kontroly DFM. Spracovali sme dostatočnú rozmanitosť naprieč materiálmi a odvetviami, aby sme vedeli, kde spadajú prahy rozhodovania pre rôzne profily programov. Keď program príde s parametrami, ktoré sa blížia k hranici-vyrovnanosti, spustíme čísla explicitne, namiesto toho, aby sme ich predvolili podľa preferencií dodávateľa alebo historickej praxe.
Ak váš ďalší program zahŕňa rozhodnutia o systéme brány, ktoré by mohli zmysluplne ovplyvniť vašu nákladovú štruktúru, pošlite nám geometriu dielu, špecifikáciu materiálu a objemovú projekciu. Spustíme porovnanie a ukážeme vám, kde-dokonca padne vaša prestávka.