V minulém čtvrtletí jsme převzali záchranný projekt od evropské společnosti vyrábějící zdravotnické prostředky. Jejich původní dodavatel měl kótované okrajové brány na a32-dutinová forma barelu injekční stříkačkyprotože náklady na nástroje byly o 14 000 EUR nižší než u alternativy s ventilem{2}}. Osmnáct měsíců po zahájení výroby dosáhly akumulované ztráty z přepracování pozůstatků brány, rozměrového posunu a dvou kompletních výměn dutinových bloků 387 000 EUR. Tým pro zadávání zakázek, který schválil původní nabídku, tam již nepracuje.
Výběr brány je místo, kde programy vstřikování uspějí nebo selžou finančně. Ne na okrajích. V jádru.
Struktura nákladů, kterou nikdo neuvádí
Dodavatelé forem uvádějí nástroje jako hlavní položku. Nerozepisují se však o tom, jak design brány zajistí-ekonomiku jednotlivých kusů na dalších pět let.
Brána na okraji studeného vtoku v ročním programu se 150 000 jednotkami s použitím PA66-GF30 za 4,20 EUR/kg generuje zhruba 19 % hmotného odpadu, když započítáte vtok, vtok a zbytky brány. Tento odpad jde buď k opětovnému mletí, což vyžaduje zařízení, podlahovou plochu, kontroly kontaminace a sledování poměru směsi, nebo jde k likvidaci. Ani jedna možnost není zdarma. Žádná možnost se neobjeví na vaší nabídce nástrojů.
Dalším neviditelným hnacím motorem nákladů je doba cyklu. Systém žlabů ve formě studených vtoků musí ztuhnout, než se forma může otevřít. Při 28-základním cyklu se chlazení oběžného kola přidá 4–6 sekund v závislosti na průměru oběhového kanálu a umístění chladicího okruhu. Tyto sekundy se přímo promítají do strojových hodin. Při ceně stroje 45 EUR/hod. prodloužení cyklu o 5 sekund na 150 000 ročních jednotek stojí 9 375 EUR ročně ve spotřebě dodatečné kapacity. Během pětileté životnosti programu stojí tato jediná volba designu 46 875 EUR pouze za strojní čas.
Systémy horkých vtokůzcela eliminovat plýtvání vtokem a odstranit chlazení vtokového kanálu z rovnice doby cyklu. Nástroj stojí více. Ekonomika jednotlivých-kusů se zlepšuje. Otázkou je, kde je pro váš konkrétní program-přestávka.
Break{0}}Výpočet rovnoměrnosti: čísla, která by měl váš dodavatel provozovat
Minulý rok jsme vytvořili model srovnání nákladů pro program pouzdra konektorů, který ilustruje rámec rozhodování. Díl vážil 8,4 g v PBT-GF30. Roční projekce objemu byla 280 000 kusů. Cena materiálu byla 3,85 €/kg.
Scénář studeného běžce
Cena nástroje přišla na 23 500 EUR za 4dutinovou formu s podmořskými vrátky. Hmotnost běžce na ránu byla 6,2 g, což znamenalo celkovou hmotnost střely 39,8 g na výrobu čtyř dílů o hmotnosti 8,4 g. Materiálová účinnost byla 84,4 %. Roční náklady na materiál vypočtené na 4 291 EUR ročně v odpadu. Doba cyklu byla 31 sekund, což dalo 116 výstřelů za hodinu. Ruční kontrola brány přidala 0,008 EUR za kus v přidělení práce.
Scénář horkého běžce
Nabídka nástrojů byla 38 200 EUR za stejný počet dutin s tepelnými vraty. Žádný běžecký odpad. Doba cyklu klesla na 24 sekund, což dává 150 výstřelů za hodinu. Zlepšení průchodnosti o 29 % znamenalo, že stejný roční objem vyžadoval o 23 % méně strojních hodin.
Delta nástrojů byla 14 700 EUR. Roční úspory z eliminace plýtvání materiálem plus snížení strojního času a snížení práce činily 11 840 EUR. Break-even se dostal do výroby po 14,9 měsících. Každý měsíc poté konfigurace horkého vtoku ušetřila 987 EUR ve srovnání se studeným vtokem.
Toto je matematika, kterou by vám měl váš dodavatel ukázat během kontroly DFM. Pokud jej nespouštějí, činíte slepé rozhodnutí o proměnné, která ovlivňuje ekonomiku vašeho programu více než téměř jakákoli jiná volba nástroje.
Výběr typu brány v systémech studených vtoků
Studené běhy mají stále smysl pro specifické programové profily. Roční objemy pod 60 000 jednotek, komoditní pryskyřice pod 2,50 EUR/kg a díly, u nichž umístění zbytků brány není -kritické, to vše prospívá ekonomice studených vtoků. Otázkou pak je, který typ brány v rámci této systémové třídy.
Okrajové brány
Okrajové brány jsou umístěny na dělicí čáře a umožňují relativně velké příčné -průřezy, což pomáhá u silnostěnných-dílů nebo materiálů s vysokou-viskózou. Kompromisem-je viditelné pozůstatky a ruční ořezávání. V programu běžícím na 40 000 jednotek ročně s náklady na ořezání 0,04 EUR za kus- to je 1 600 EUR/rok práce, kterou by jiný typ brány mohl eliminovat.
Podmořské brány
Brány ponorky se pohybují pod dělicí čárou pod úhlem a automaticky se stříhají během katapultáže. Eliminují práci při ořezávání a skrývají zbytky pod kosmetickým povrchem. Omezením je průměr hradla, obvykle maximálně 1,2-1,8 mm, což omezuje kapacitu průtoku. Programy používající sklo-plněné materiály nad 30 % zatížení se často setkávají s problémy s plněním u podmořských vrat, protože omezený průřez vytváří nadměrný pokles tlaku v vratech.
Tab brány
Vrata jazýčků prodlužují vodicí lištu za hranu součásti a procházejí tenkou plochou. Jazýček se při vysunutí čistě odlomí a pamětní značka dopadne na nefunkční-povrch. Uzavírací zámky fungují dobře u tenkostěnných-dílů, kde je kritická vyváženost výplně, ale ve srovnání s přímým vtokem okraje zvyšují odpad.
Brány ventilátoru
Ventilátory rozšiřují vstup taveniny do širšího průřezu,- což snižuje smykové napětí na vstupu a zlepšuje rovnoměrnost plnění na velkých plochých dílech. Trestem je značný odpad běžců ze samotné fanouškovské sekce. Ventilátory obecně doporučujeme pouze v případě, že geometrie součásti vytváří problémy s vyplňováním bodových vtoků a když jsou materiálové náklady dostatečně nízké, aby byl další odpad přijatelný.
Rozhodnutí mezi těmito možnostmi není technická preference. Je to problém optimalizace nákladů s omezeními. Jaké jsou vaše náklady na materiál? jaký máš objem? Jaké jsou vaše kosmetické požadavky? Jaká je vaše cena práce na ořezávání? Odpovědi na tyto otázky určují správný typ brány pro váš program.
Hot Runner Gate Selection: Thermal vs Valve
V rámci systémů horkých vtoků je volba mezi tepelnými uzávěry a ventilovými uzávěry stejně důležitá pro ekonomiku programu.
Tepelné brány se spoléhají na řízené zmrazení, které utěsní otvor brány mezi výstřely. Malá plastová zátka během ochlazování ztuhne na špičce vtoku a poté při dalším vstřikovacím zdvihu vyfoukne do dutiny. Systém je mechanicky jednoduchý bez pohyblivých částí u brány. Náklady na nástroje se pohybují od 800 do 1 500 EUR na kapku v závislosti na konfiguraci trysky. Omezením je procesní citlivost. Kvalita zbytků brány závisí na přesné kontrole teploty na špičce trysky a dosažení konzistentních výsledků vyžaduje pečlivý vývoj procesu během vzorkování.
Ventilová šoupátka používají mechanický čep ovládaný pneumatickými nebo hydraulickými válci k fyzickému uzavření otvoru šoupátka. Čep se posune, aby utěsnil dvířka, zasunul se, aby umožnil plnění, a znovu se posune před otevřením formy. Toto pozitivní uzavření eliminuje navlékání, zabraňuje slintání během otevírání formy a vytváří konzistentní kvalitu zbytků v širším okně procesu. Náklady na nástroje se pohybují od 1 800 do 3 200 EUR za kapku v závislosti na ovládacím systému a konstrukci čepu.
Rozdíl nákladů mezi tepelným a ventilovým uzávěrem u 8-kleskového systému může přesáhnout 15 000 EUR. Tato prémie je opodstatněná, když aplikace vyžaduje povrchy s nulovými stopami, když má materiál tendenci slintat nebo tvořit vlákna, nebo když je stabilita procesu kritická pro konzistenci kvality. Exteriérové díly automobilové třídy A,kryty lékařských přístrojůs kosmetickými požadavky a optické komponenty obvykle specifikují ventilová šoupátka bez ohledu na zvýšení nákladů.
Sekvenční ventilové vstřikování přidává další vrstvu schopností a nákladů. Jednotlivé vtoky se otevírají a zavírají podle naprogramovaného časování, což umožňuje čelu taveniny postupovat přes dutinu v řízeném pořadí, spíše než plnit ze všech vtok současně. Plastics Technology dokumentuje zkrácení doby cyklu ze 110 sekund na méně než 75 sekund u programů automobilových nárazníků pomocí sekvenčního plnění (ptonline.com). Tato technologie také snižuje požadovanou tonáž svorky o 20-30 %, protože špičkový tlak v dutině je nižší při sekvenčním plnění než při současném plnění.
Sekvenční systémy vyžadují další ovladače, senzory a programování. Příplatek za nástroje oproti standardním ventilovým šoupátkům může u komplexních více-šoupátek přesáhnout 25 000 EUR. Návratnost závisí zcela na zlepšení doby cyklu a úspoře upínací tonáže na vaší konkrétní geometrii součásti.
Materiálová omezení výběru brány
Některé kombinace materiálů a bran prostě nefungují. Odhalit to během vzorkování T1 spíše než během kontroly DFM stojí čas a peníze.
Materiály vyplněné sklem-zatížení nad 25 % výrazně urychluje opotřebení brány. Abrazivní vlákna erodují ocel brány a mění charakteristiky náplně v průběhu výrobní životnosti. U 500 000-jednotkového programu jsme viděli, že okrajové brány vyžadují během prvních dvou let výroby dvakrát nové řezání. Řešením je od počátku navrhovat brány jako vyměnitelné vložky. Konstrukce břitové destičky přidává 600-900 EUR k počátečním nákladům na nástroje, ale zabraňuje přerušení výroby kvůli pozdější renovaci brány.
Materiály citlivé na smyk-, včetně POM, určitých TPE a některých pryskyřic na bio{1}} bázi, degradují, když jsou protlačeny podměrečnou branou vysokou rychlostí. Degradace se projevuje změnou barvy v blízkosti brány, sníženými mechanickými vlastnostmi nebo povrchovými vadami. Průřezy brány-musí být větší, než by naznačovala standardní pravidla pro velikost, a profily rychlosti vstřikování vyžadují pečlivou optimalizaci během vývoje procesu.
Vysokoteplotní pryskyřice, jako jsou PEEK a PEI, vyžadují specializované komponenty horkých vtoků určené pro teploty zpracování nad 350 stupňů . Standardní systémy horkých vtoků v těchto aplikacích selhávají. Kapitola o materiálech vašeho RFQ by měla výslovně potvrzovat, že dodavatel již dříve zpracoval vaši skupinu pryskyřic a má odpovídající schopnost horkých vtoků, pokud je tento systém navrhován.
Krystalické materiály se smršťují více než amorfní materiály a smršťování se mění se směrem toku. Umístění brány přímo ovlivňuje rozložení smrštění a deformaci finální části. Když obdržíte cenovou nabídku formy pro díl POM nebo PA, požádejte o výsledky simulace deformace srovnávající alespoň dvě možnosti umístění brány. Dodavatelé, kteří poskytují pouze analýzu toku jedné{3}}možnosti, neprovádějí adekvátní inženýrskou práci.
Co by vaše poptávka měla vyžadovat
Konverzace o výběru brány by měla proběhnout během nabídky, nikoli po uvolnění nástroje. Vaše RFQ si musí vynutit konverzaci tím, že bude vyžadovat konkrétní výstupy.
Pokud je navržena tato konfigurace, vyžádejte si podrobný rozpis systému horkých vtoků. Značka, model, počet zón, specifikace regulátoru, seznam náhradních dílů s cenou. Obecné řádkové položky „včetně systému horkých vtoků“ brání smysluplnému srovnání mezi dodavateli.
Vyžadovatsimulace proudění formyvýsledky ukazující dobu plnění, tlak při přenosu, umístění svarových linií a předpověď deformace. Požádejte o srovnání alespoň dvou možností umístění brány s odůvodněním doporučeného přístupu. Dodavatelé, kteří odmítají tento požadavek, signalizují omezené technické schopnosti.
Specifikujte požadavky na zbytky brány v měřitelných termínech. Maximální výška stopy, průměr, přijatelný stav povrchu. Získejte písemný závazek před uvolněním formy.
U plněných materiálů vyžadujte potvrzení konstrukce vyměnitelné vložky hradla. Požádejte o specifikaci materiálu břitové destičky a očekávaný interval výměny na základě zkušeností dodavatele s podobnými programy.
Vyžádejte si rozpis doby cyklu s uvedením doby plnění, doby balení, doby chlazení a doby otevření/zavření formy. Zeptejte se, jaké předpoklady řídí odhad doby chlazení a jak výběr systému brány toto číslo ovlivňuje.
Proč je to důležité pro váš další program
Výběr brány je jedním z mála rozhodnutí o nástroji, které přímo ovlivňuje jak vaši kapitálovou investici, tak vaši průběžnou-ekonomickou stránku. Většina ostatních výběrů nástrojů ovlivňuje náklady jedním nebo druhým směrem. Brány ovlivňují obojí.
Týmy pro zadávání zakázek, které to dokážou správně, jsou ty, které požadují během cenové nabídky analýzu rovnováhy{0}}, vyžadují simulační data před vydáním nástrojů a začleňují údržbu hradlového systému do svých modelů výrobních nákladů od začátku.
Náš inženýrský tým vytváří modely srovnávání vratových systémů jako standardní postup během kontroly DFM. Zpracovali jsme dostatek rozmanitosti napříč materiály a průmyslovými odvětvími, abychom věděli, kde spadají prahy rozhodování pro různé profily programů. Když program přijde s parametry, které se přiblíží hranici-vyrovnanosti, spustíme čísla explicitně, nikoli výchozí nastavení podle preferencí dodavatele nebo historické praxe.
Pokud váš další program zahrnuje rozhodnutí o systému brány, která by mohla významně ovlivnit vaši nákladovou strukturu, zašlete nám geometrii dílu, specifikaci materiálu a objemovou projekci. Provedeme srovnání a ukážeme vám, kam-dokonce padá vaše přestávka.