Trimestrul trecut am preluat un proiect de salvare de la o companie europeană de dispozitive medicale. Furnizorul lor original a indicat porți de margine pe aMatriță tip seringă cu 32 de cavitățideoarece costul sculelor a fost cu 14.000 EUR mai mic decât alternativă cu supapă-. La optsprezece luni de la producție, pierderile acumulate de la reluarea vestigiilor de poartă, deviația dimensională și două înlocuiri complete de blocuri de cavitate au ajuns la 387.000 EUR. Echipa de achizitii care a aprobat oferta initiala nu mai lucreaza acolo.
Selectarea porții este locul în care programele de turnare prin injecție reușesc sau eșuează financiar. Nu la margini. În miez.
Structura costurilor pe care nimeni nu o pune în cotație
Furnizorii de matrițe cotează sculele ca element rând de capital. Ceea ce nu detaliază este modul în care designul porților se blochează în economia dvs. per-piesă pentru următorii cinci ani.
O poartă de margine cu canal rece într-un program anual de 150.000 de unități folosind PA66-GF30 la 4,20 EUR/kg generează aproximativ 19% deșeuri de material în greutate atunci când includeți vestigiile de canalizare, canal și poartă. Aceste deșeuri fie sunt remăcinate, ceea ce necesită echipamente, spațiu pe podea, controale de contaminare și urmărirea raportului de amestec, fie sunt eliminate. Nicio variantă nu este gratuită. Nicio opțiune nu apare în oferta dvs. de scule.
Durata ciclului este celălalt factor de cost invizibil. Sistemul de rulare dintr-o matriță cu canal rece trebuie să se solidifice înainte ca matrița să se poată deschide. La un ciclu de bază de 28-secunde, răcirea canalului adaugă 4-6 secunde, în funcție de diametrul canalului și de amplasarea circuitului de răcire. Acele secunde se traduc direct în ore de mașină. La un cost de mașină de 45 EUR/oră, o extindere a ciclului de 5 secunde pe 150.000 de unități anuale costă 9.375 EUR pe an în consum suplimentar de capacitate. Pe o durată de viață de cinci ani, acea alegere unică de design costă 46.875 EUR doar în timpul mașinii.
Sisteme cu canal caldeliminați în întregime risipa de rulare și eliminați răcirea canalului din ecuația timpului ciclului. Sculele costă mai mult. Economia per-buc se îmbunătățește. Întrebarea este unde se află-pauza de echilibru pentru programul dvs. specific.
Calcul-echitabil: numerele pe care furnizorul dvs. ar trebui să le ruleze
Am construit un model de comparare a costurilor pentru un program de carcasă de conectori anul trecut, care ilustrează cadrul decizional. Piesa a cântărit 8,4 g în PBT-GF30. Volumul anual de proiecție a fost de 280.000 de unități. Costul materialului a fost de 3,85 EUR/kg.
Scenariul Cold Runner
Cotația pentru scule a fost de 23.500 EUR pentru o matriță cu 4 cavități cu porți submarine. Greutatea alergătorului per lovitură a fost de 6,2 g, ceea ce a însemnat o greutate totală a loviturii de 39,8 g pentru a produce patru părți de 8,4 g. Eficiența materialului a fost de 84,4%. Costul anual al materialelor calculat la 4.291 EUR pe an în deșeuri. Durata ciclului a fost de 31 de secunde, producând 116 fotografii pe oră. Inspecția manuală a porții a adăugat 0,008 EUR per bucată în alocarea forței de muncă.
Scenariu Hot Runner
Cotația pentru scule a fost de 38.200 EUR pentru același număr de cavități cu porți termice. Fără risipă de alergător. Durata ciclului a scăzut la 24 de secunde, producând 150 de fotografii pe oră. Îmbunătățirea cu 29% a debitului a însemnat că același volum anual necesită cu 23% mai puține ore de mașină.
Delta de scule a fost de 14.700 EUR. Economiile anuale din eliminarea deșeurilor de materiale plus reducerea timpului de mașină plus reducerea forței de muncă au totalizat 11.840 EUR. Break-a aterizat la 14,9 luni în producție. După aceea, în fiecare lună, configurația cu canal cald a economisit 987 EUR în comparație cu canalul rece.
Aceasta este matematica pe care furnizorul dvs. ar trebui să vi le arate în timpul examinării DFM. Dacă nu îl rulează, luați o decizie oarbă asupra unei variabile care vă afectează economia programului mai mult decât aproape orice altă alegere de instrumente.
Selectarea tipului de poartă în cadrul sistemelor Cold Runner
Cold alergători încă mai au sens pentru anumite profiluri de program. Volumele anuale sub 60.000 de unități, rășinile mărfuri sub 2,50 EUR/kg și piesele în care locația vestigiilor de poartă nu este-critică, toate favorizează economia de rulare rece. Întrebarea devine apoi ce tip de poartă din acea clasă de sistem.
Porți de margine
Porțile de margine se poziționează la linia de despărțire și permit secțiuni transversale-relativ mari, ceea ce ajută la piese cu pereți-groși sau materiale cu-vâscozitate ridicată. Schimbul-constă în vestigii vizibile și muncă manuală de tăiere. Într-un program care rulează 40.000 de unități anual, cu un cost de tăiere de 0,04 EUR per-buc, adică 1.600 EUR/an în forță de muncă pe care un alt tip de poartă ar putea elimina.
Porți submarine
Porțile submarine trec sub linia de despărțire în unghi și se forfecă automat în timpul ejectării. Ele elimină munca de tăiere și ascund vestigiile de sub suprafața cosmetică. Constrângerea este diametrul porții, de obicei 1,2-1,8 mm maxim, ceea ce limitează capacitatea de curgere. Programele care utilizează materiale umplute cu sticlă-încărcare peste 30% întâmpină adesea probleme de umplere cu porțile submarine, deoarece secțiunea transversală restricționată creează cădere excesivă de presiune la poartă.
Porți de filă
Porțile cu urechi extind ghidajul dincolo de marginea părții și trec printr-o zonă subțire de teren. Fila se rupe curat în timpul ejectării, iar marcajul martorului aterizează pe o suprafață ne-funcțională. Portile cu filet funcționează bine pentru părțile cu pereți-subțiri, unde echilibrul de umplere este critic, dar cresc risipa de rulare în comparație cu porțile directă de margine.
Portile ventilatorului
Porțile ventilatorului răspândesc intrarea topiturii pe o secțiune transversală mai mare-, ceea ce reduce solicitarea de forfecare la intrare și îmbunătățește uniformitatea umplerii pe părțile mari plate. Pedeapsa este risipa substanțială de alergător din secțiunea ventilatoare în sine. În general, recomandăm porți ventilatoare numai atunci când geometria piesei creează probleme de umplere cu porți punctiforme și când costul materialului este suficient de mic încât deșeurile suplimentare sunt acceptabile.
Decizia între aceste opțiuni nu este o preferință tehnică. Este o problemă de optimizare a costurilor cu constrângeri. Care este costul dvs. de material? Care este volumul tău? Care sunt cerințele dumneavoastră cosmetice? Care este costul forței de muncă pentru tăiere? Răspunsurile la aceste întrebări determină tipul de poartă corect pentru programul dumneavoastră.
Selectarea poarta canalului fierbinte: termică vs valvă
În cadrul sistemelor cu canal cald, alegerea între porțile termice și porțile cu supape este la fel de importantă pentru economia programului.
Porțile termice se bazează pe înghețarea controlată pentru a etanșa orificiul porții între lovituri. Un mic dop de plastic se solidifică la vârful porții în timpul răcirii, apoi suflă în cavitate la următoarea cursă de injecție. Sistemul este simplu din punct de vedere mecanic, fără piese mobile la poartă. Costul sculelor este de 800-1.500 EUR per picătură, în funcție de configurația duzei. Limitarea este sensibilitatea procesului. Calitatea vestigiilor de poartă depinde de controlul precis al temperaturii la vârful duzei, iar obținerea unor rezultate consistente necesită o dezvoltare atentă a procesului în timpul prelevării.
Portile supapelor folosesc un bolt mecanic actionat de cilindri pneumatici sau hidraulici pentru a inchide fizic orificiul portii. Știftul avansează pentru a sigila poarta, se retrage pentru a permite umplerea și avansează din nou înainte de deschiderea matriței. Această închidere pozitivă elimină înfășurarea, previne săliba în timpul deschiderii mucegaiului și produce o calitate constantă a vestigiilor într-o fereastră de proces mai largă. Costul sculelor este de 1.800-3.200 EUR pe picătură, în funcție de sistemul de acționare și designul știftului.
Delta de cost între sistemul de blocare termică și supapă pe un sistem cu 8-caderi poate depăși 15.000 EUR. Acea primă este justificată atunci când aplicarea necesită suprafețe fără vestigii, când materialul tinde să salvească sau să se încordeze sau când stabilitatea procesului este critică pentru consistența calității. Piese exterioare auto clasa A,carcase pentru dispozitive medicalecu cerințe cosmetice, iar componentele optice specifică, de obicei, porțile supapelor, indiferent de creșterea costurilor.
Blocarea secvenţială a supapelor adaugă un alt strat de capacitate şi cost. Porțile individuale se deschid și se închid conform timpului programat, permițând frontului de topire să avanseze prin cavitate în secvență controlată, mai degrabă decât să se umple de la toate porțile simultan. Plastics Technology a documentat reducerea timpului de ciclu de la 110 secunde la mai puțin de 75 de secunde în programele de bare de protecție auto utilizând umplerea secvențială (ptonline.com). Tehnologia reduce, de asemenea, tonajul necesar de cleme cu 20-30%, deoarece presiunea de vârf în cavitate este mai mică în timpul umplerii secvenţiale decât în timpul umplerii simultane.
Sistemele secvenţiale necesită controlere suplimentare, senzori şi programare. Prima de scule față de porțile standard de supapă poate depăși 25.000 EUR pentru aplicații complexe cu mai multe-porte. Rambursarea depinde în întregime de îmbunătățirea timpului de ciclu și de economiile de tonaj de cleme pe geometria dumneavoastră specifică a piesei.
Constrângeri materiale privind selecția porții
Anumite combinații de materiale și porți pur și simplu nu funcționează. Descoperirea acestui lucru în timpul eșantionării T1, mai degrabă decât în timpul examinării DFM, costă timp și bani.
Materiale-umplute cu sticlăîncărcarea peste 25% accelerează dramatic uzura porții. Fibrele abrazive erodează oțelul de poartă, schimbând caracteristicile de umplere pe durata vieții de producție. Într-un program de 500.000 de-unități, am văzut că porțile de margine necesită tăiere de două ori în primii doi ani de producție. Soluția este proiectarea porților ca inserții înlocuibile de la început. Designul inserției adaugă 600-900 EUR la costul inițial al sculelor, dar evită întreruperile producției pentru renovarea ulterioară a porții.
Materialele sensibile la forfecare-, inclusiv POM, anumite TPE și unele rășini pe bază de bio-se degradează atunci când sunt împinse prin porți subdimensionate la viteză mare. Degradarea se manifestă ca decolorare în apropierea porții, proprietăți mecanice reduse sau defecte de suprafață. Secțiunile transversale-porții trebuie să fie mai mari decât ar sugera regulile standard de dimensionare, iar profilele vitezei de injecție necesită o optimizare atentă în timpul dezvoltării procesului.
Rășinile cu temperatură-înaltă, cum ar fi PEEK și PEI, necesită componente de canal cald specializate, evaluate pentru temperaturi de procesare peste 350 de grade . Sistemele standard cu canal cald eșuează în aceste aplicații. Capitolul material al cererii dumneavoastră de cerere ar trebui să confirme în mod explicit că furnizorul a procesat familia dumneavoastră de rășini înainte și că are capacitatea adecvată de canal cald dacă sistemul respectiv este propus.
Materialele cristaline se micșorează mai mult decât materialele amorfe, iar contracția variază în funcție de direcția curgerii. Locația porții afectează direct distribuția contracției și deformarea finală a piesei. Când primiți o ofertă de matriță pentru o piesă POM sau PA, solicitați rezultate de simulare a deformarii, comparând cel puțin două opțiuni de amplasare a porții. Furnizorii care furnizează doar analiza fluxului cu o singură-opțiune nu efectuează lucrări de inginerie adecvate.
Ce ar trebui să solicite cererea dvs. de cerere
Conversația de selecție a porții ar trebui să aibă loc în timpul cotării, nu după ce sculele sunt eliberate. RFQ-ul dvs. trebuie să forțeze acea conversație solicitând livrabile specifice.
Solicitați o defecțiune detaliată a sistemului de canal cald dacă se propune acea configurație. Marca, modelul, numărul de zone, specificațiile controlerului, lista de piese de schimb cu prețuri. Elementele rând generice „sistem cu canal cald inclus” împiedică compararea semnificativă între furnizori.
Solicitasimularea curgerii mucegaiuluirezultate care arată timpul de umplere, presiunea la transfer, locațiile liniei de sudură și predicția deformarii. Solicitați compararea a cel puțin două opțiuni de amplasare a porții cu justificarea abordării recomandate. Furnizorii care resping această solicitare semnalează o capacitate de inginerie limitată.
Specificați cerințele vestigiilor de poartă în termeni măsurabili. Înălțimea maximă a vestigiilor, diametrul, starea suprafeței acceptabilă. Obțineți angajament în scris înainte de lansarea mucegaiului.
Pentru materialele umplute, necesită confirmarea designului inserției de poartă înlocuibilă. Solicitați specificația materialului de inserare și intervalul de înlocuire estimat pe baza experienței furnizorului cu programe similare.
Solicitați defalcarea timpului ciclului care arată timpul de umplere, timpul de ambalare, timpul de răcire și timpul de deschidere/închidere a matriței. Întrebați ce ipoteze determină estimarea timpului de răcire și modul în care alegerea sistemului de poartă afectează acest număr.
De ce contează acest lucru pentru următorul tău program
Selectarea porții este una dintre puținele decizii de instrumente care afectează în mod direct atât investiția de capital, cât și economia pe{0}}bună. Majoritatea celorlalte alegeri de scule influențează costurile într-o direcție sau alta. Gates le influențează pe amândouă.
Echipele de achiziții care reușesc acest lucru sunt cele care solicită analize de prag-echitabil în timpul cotării, necesită date de simulare înainte de lansarea sculelor și integrează de la început întreținerea sistemului de poartă în modelele lor de cost de producție.
Echipa noastră de ingineri construiește modele de comparare a sistemelor de poartă ca practică standard în timpul revizuirii DFM. Am procesat suficientă varietate în materiale și industrii pentru a ști unde se situează pragurile de decizie pentru diferite profiluri de program. Când un program vine cu parametri care ajung în apropierea limitei de prag-echitabil, rulăm numerele în mod explicit, mai degrabă decât să respectăm preferințele furnizorului sau practica istorică.
Dacă următorul dvs. program implică decizii de sistem de poartă care ar putea afecta semnificativ structura dvs. de costuri, trimiteți-ne geometria piesei dvs., specificațiile materialelor și proiecția volumului. Vom efectua comparația și vă vom arăta unde se încadrează -pauza de rentabilitate.