سه ماهه گذشته یک پروژه نجات را از یک شرکت تجهیزات پزشکی اروپایی تحویل گرفتیم. تامین کننده اصلی آنها دروازه های لبه ای را نقل کرده بودقالب بشکه سرنگ 32 حفرهزیرا هزینه ابزارآلات 14000 یورو کمتر از جایگزین دریچه ای{2}}بود. هجده ماه پس از تولید، تلفات انباشته از بازسازی بقایای دروازه، رانش ابعادی، و تعویض کامل دو بلوک حفره به 387000 یورو رسیده بود. تیم تدارکاتی که قیمت اولیه را تایید کرده است دیگر در آنجا کار نمی کند.
انتخاب گیت جایی است که برنامههای قالبگیری تزریقی از نظر مالی موفق یا شکست میخورند. نه در حاشیه در هسته.
ساختار هزینه که هیچ کس در مظنه قرار نمی دهد
تامین کنندگان قالب، ابزارسازی را به عنوان یک آیتم خط سرمایه نقل می کنند. چیزی که آنها مشخص نمیکنند این است که چگونه طراحی دروازه در اقتصاد هر-قطعه شما برای پنج سال آینده قفل میشود.
یک گیت لبه دونده سرد در یک برنامه سالانه 150000 واحدی با استفاده از PA66-GF30 با قیمت 4.20 یورو به ازای هر کیلوگرم وزن تقریباً 19 درصد ضایعات مواد را ایجاد میکند، وقتی بقایای اسپرو، رانر و گیت را در نظر بگیرید. این زباله ها یا دوباره آسیاب می شوند، که به تجهیزات، فضای کف، کنترل های آلودگی و ردیابی نسبت ترکیب نیاز دارند، یا به سمت دفع می روند. هیچ کدام از این گزینه ها رایگان نیست. هیچ یک از گزینه ها در نقل قول ابزار شما ظاهر نمی شود.
زمان چرخه محرک هزینه نامرئی دیگر است. سیستم دونده در قالب سرد باید قبل از باز شدن قالب جامد شود. در یک چرخه پایه 28-ثانیه، خنککننده رانر بسته به قطر دونده و محل مدار خنککننده، ۴ تا ۶ ثانیه اضافه میکند. این ثانیه ها مستقیماً به ساعت کار ماشین تبدیل می شوند. با هزینه ماشین 45 یورو در ساعت، افزایش چرخه 5 ثانیه ای روی 150000 واحد سالانه 9375 یورو در سال در ظرفیت اضافی مصرف می شود. در طول یک عمر برنامه پنج ساله، این انتخاب طرح واحد تنها در زمان ماشین 46875 یورو هزینه دارد.
سیستم های دونده داغزباله های دونده را به طور کامل حذف کنید و خنک کننده دونده را از معادله زمان چرخه حذف کنید. ابزارآلات هزینه بیشتری دارد. اقتصاد هر-قطعه بهبود می یابد. سوال اینجاست که وقفه-حتی برای برنامه خاص شما کجاست.
شکست-محاسبه زوج: اعدادی که تامین کننده شما باید اجرا کند
ما سال گذشته یک مدل مقایسه هزینه برای یک برنامه مسکن اتصال ایجاد کردیم که چارچوب تصمیم را نشان میدهد. وزن قطعه 8.4 گرم در PBT-GF30 بود. پیش بینی حجم سالانه 280000 واحد بود. هزینه مواد 3.85 یورو به ازای هر کیلوگرم بود.
سناریوی دونده سرد
قیمت ابزار 23500 یورو برای قالب 4 حفره با دروازه های زیردریایی بود. وزن دونده در هر شات 6.2 گرم بود که به معنای وزن کل شات 39.8 گرم برای تولید چهار قطعه 8.4 گرمی بود. راندمان مواد 84.4٪ بود. هزینه مواد سالانه 4291 یورو در سال در زباله محاسبه شده است. زمان چرخه 31 ثانیه بود که 116 شلیک در ساعت داشت. بازرسی دستی دروازه 0.008 یورو به ازای هر قطعه به تخصیص نیروی کار اضافه کرد.
سناریوی دونده داغ
قیمت ابزار 38200 یورو برای همان تعداد حفره با گیت های حرارتی بود. بدون ضایعات دونده. زمان چرخه به 24 ثانیه کاهش یافت و 150 شلیک در ساعت انجام داد. بهبود 29 درصدی توان عملیاتی به این معناست که همان حجم سالانه به 23 درصد ساعت کمتری نیاز دارد.
دلتای ابزار 14700 یورو بود. صرفه جویی سالانه ناشی از حذف ضایعات مواد به اضافه کاهش زمان ماشین به اضافه کاهش نیروی کار در مجموع 11840 یورو است. Break{4}}حتی در 14.9 ماه تولید فرود آمد. هر ماه پس از آن، پیکربندی دونده گرم 987 یورو در مقایسه با دونده سرد صرفه جویی کرد.
این ریاضیاتی است که تامین کننده شما باید در طول بررسی DFM به شما نشان دهد. اگر آنها آن را اجرا نمیکنند، شما تصمیمی کورکورانه در مورد متغیری میگیرید که تقریباً بیش از هر انتخاب ابزار دیگری بر اقتصاد برنامه شما تأثیر میگذارد.
انتخاب نوع گیت در سیستمهای دونده سرد
دونده های سرد هنوز برای پروفایل های برنامه خاص منطقی هستند. حجم سالانه کمتر از 60000 واحد، رزینهای کالا کمتر از 2.50 یورو/کیلوگرم، و قطعاتی که مکان بقایای دروازهها در آنها مهم نیست-همگی به نفع اقتصاد دونده سرد هستند. سپس سوال این است که کدام نوع دروازه در آن کلاس سیستمی است.
دروازه های لبه
دروازههای لبه در خط جداکننده قرار میگیرند و به مقاطع عرضی نسبتاً بزرگ اجازه میدهند-که به قطعات ضخیم-دیواره یا مواد با ویسکوزیته{{2} بالا کمک میکند. مبادله-بقایای قابل مشاهده و کار پیرایش دستی است. در برنامهای که سالانه 40000 دستگاه اجرا میکند با 0.04 یورو برای هر-هزینه پیرایش، که 1600 یورو در سال کار میکند که یک نوع گیت متفاوت ممکن است آن را حذف کند.
دروازه های زیردریایی
دروازه های زیردریایی با زاویه به زیر خط جدایی می روند و به طور خودکار در هنگام پرتاب برش می کنند. آنها کار پیرایش را از بین می برند و بقایای آن را زیر سطح لوازم آرایشی پنهان می کنند. محدودیت قطر دروازه است، معمولاً حداکثر 1.2-1.8 میلی متر، که ظرفیت جریان را محدود می کند. برنامه هایی که از مواد پر از شیشه استفاده می کنند-در بارگذاری بالای 30% اغلب با مشکلات پر شدن دروازه های زیردریایی مواجه می شوند زیرا سطح مقطع محدود باعث افت فشار بیش از حد در دروازه می شود.
دروازه های تب
دروازههای زبانه، دونده را از لبه قطعه عبور میکنند و از طریق یک زمین نازک تغذیه میکنند. زبانه در حین پرتاب کاملاً جدا میشود و علامت شاهد روی سطحی-غیر کاربردی قرار میگیرد. دروازههای زبانه برای قسمتهای با دیوار نازک-که تعادل پر کردن در آنها حیاتی است، به خوبی کار میکنند، اما در مقایسه با دروازههای لبه مستقیم، ضایعات دونده را افزایش میدهند.
دروازه های فن
دریچههای فن ورودی مذاب را در سطح مقطع وسیعتری پخش میکنند، که تنش برشی در ورودی را کاهش میدهد و یکنواختی پر شدن را در قسمتهای مسطح بزرگ بهبود میبخشد. جریمه ضایعات قابل توجه دونده از خود بخش فن است. ما عموماً گیتهای فن را تنها زمانی توصیه میکنیم که هندسه قطعه مشکلات پر کردن دروازههای نقطهای را ایجاد کند، و زمانی که هزینه مواد به اندازهای کم باشد که ضایعات اضافی قابل قبول باشد.
تصمیم بین این گزینه ها ترجیح فنی نیست. این یک مسئله بهینه سازی هزینه با محدودیت است. هزینه مواد شما چقدر است؟ حجم شما چقدر است؟ نیازهای آرایشی شما چیست؟ هزینه کار پیرایش شما چقدر است؟ پاسخ به این سؤالات نوع دروازه صحیح را برای برنامه شما تعیین می کند.
انتخاب گیت دونده داغ: حرارتی در مقابل شیر
در سیستمهای دونده داغ، انتخاب بین گیتهای حرارتی و گیتهای سوپاپ به همان اندازه برای اقتصاد برنامه مهم است.
گیتهای حرارتی به انجماد کنترلشده برای مهر و موم کردن دهانه دروازه بین شلیکها متکی هستند. یک پلاگ کوچک پلاستیکی در حین خنک شدن در نوک دروازه جامد می شود، سپس در تزریق بعدی به داخل حفره می دمد. این سیستم از نظر مکانیکی ساده است و هیچ قطعه متحرکی در دروازه وجود ندارد. هزینه ابزار 800-1500 یورو در هر قطره بسته به پیکربندی نازل است. محدودیت حساسیت فرآیند است. کیفیت بقایای دروازه به کنترل دقیق دما در نوک نازل بستگی دارد و دستیابی به نتایج ثابت نیازمند توسعه دقیق فرآیند در طول نمونهبرداری است.
دریچه های سوپاپ از یک پین مکانیکی استفاده می کنند که توسط سیلندرهای پنوماتیک یا هیدرولیک فعال می شود تا به طور فیزیکی دهانه دروازه را ببندد. پین برای مهر و موم کردن دروازه جلو می رود، جمع می شود تا پر شود و دوباره قبل از باز شدن قالب جلو می رود. این خاموشی مثبت رشته را حذف میکند، از آبریزش در حین باز شدن قالب جلوگیری میکند و کیفیت بقایای ثابتی را در یک پنجره فرآیند وسیعتر ایجاد میکند. هزینه ابزار 1800-3200 یورو در هر قطره بسته به سیستم تحریک و طراحی پین است.
هزینه دلتا بین دریچه حرارتی و دریچه در یک سیستم 8 قطره میتواند بیش از 15000 یورو باشد. این حق بیمه زمانی توجیه میشود که کاربرد به سطوحی با اثر صفر نیاز داشته باشد، زمانی که مواد تمایل به آب انداختن یا ریسمان دارند، یا زمانی که پایداری فرآیند برای ثبات کیفیت حیاتی است. قطعات خارجی کلاس A خودرو،محفظه های تجهیزات پزشکیبا الزامات آرایشی، و اجزای نوری معمولاً دروازههای شیر را بدون توجه به افزایش هزینه مشخص میکنند.
دریچه های متوالی دریچه لایه دیگری از قابلیت و هزینه را اضافه می کند. دروازههای جداگانه بر اساس زمانبندی برنامهریزیشده باز و بسته میشوند، به جای اینکه از همه دروازهها به طور همزمان پر شود، به جلوی مذاب اجازه میدهد تا به ترتیب کنترلشده در سراسر حفره پیشروی کند. فناوری پلاستیک کاهش زمان چرخه را از 110 ثانیه به کمتر از 75 ثانیه در برنامههای سپر خودرو با استفاده از پر کردن متوالی ثبت کرد (ptonline.com). این فناوری همچنین تناژ مورد نیاز گیره را 20 تا 30 درصد کاهش می دهد زیرا فشار حفره اوج در هنگام پر کردن متوالی کمتر از پر کردن همزمان است.
سیستمهای متوالی به کنترلکنندهها، حسگرها و برنامهنویسی اضافی نیاز دارند. حق بیمه ابزار نسبت به دریچههای استاندارد میتواند از 25000 یورو برای برنامههای پیچیده چند دروازهای تجاوز کند. بازپرداخت کاملاً به بهبود زمان چرخه و صرفه جویی در تناژ گیره در هندسه قطعه خاص شما بستگی دارد.
محدودیت های مواد در انتخاب دروازه
برخی از مواد و ترکیبات دروازه به سادگی کار نمی کنند. کشف این موضوع در طول نمونه برداری T1 به جای بررسی DFM هزینه و زمان دارد.
مواد پر از شیشه-بارگذاری بالای 25 درصد سایش گیت را به طور چشمگیری تسریع می کند. الیاف ساینده فولاد دروازه را فرسایش می دهد و ویژگی های پر را در طول عمر تولید تغییر می دهد. در یک برنامه 500000-واحد، ما شاهد بوده ایم که دروازه های لبه در دو سال اول تولید دو بار نیاز به برش مجدد دارند. راه حل، طراحی دروازه ها به عنوان درج های قابل تعویض از ابتدا است. طراحی درج 600-900 یورو به هزینه ابزار اولیه اضافه می کند، اما از وقفه در تولید برای بازسازی دروازه در آینده جلوگیری می کند.
مواد حساس برشی{0}}از جمله POM، TPEهای خاص، و برخی از رزینهای مبتنی بر زیست{1} زمانی که با سرعت بالا از دروازههای کماندازه عبور میکنند، تخریب میشوند. این تخریب به صورت تغییر رنگ در نزدیکی دروازه، کاهش خواص مکانیکی یا نقص سطح ظاهر می شود. مقاطع عرضی{4}}درگاه باید بزرگتر از آنچه که قوانین اندازهگیری استاندارد پیشنهاد میکنند، باشد و نمایههای سرعت تزریق نیاز به بهینهسازی دقیق در طول توسعه فرآیند دارند.
رزینهای با دمای{0}بالا مانند PEEK و PEI به اجزای داغ رانر ویژهای نیاز دارند که برای دمای پردازش بالاتر از 350 درجه درجهبندی شدهاند. سیستم های دونده داغ استاندارد در این برنامه ها شکست می خورند. فصل مواد در RFQ شما باید صریحاً تأیید کند که تأمینکننده خانواده رزین شما را قبلاً پردازش کرده است و در صورتی که آن سیستم پیشنهاد شده باشد دارای قابلیت راهانداز گرم مناسب است.
مواد کریستالی بیشتر از مواد آمورف منقبض می شوند و انقباض با جهت جریان تغییر می کند. مکان گیت مستقیماً بر توزیع انقباض و تاب برداشتن قسمت نهایی تأثیر می گذارد. هنگامی که یک پیشنهاد قالب برای یک قطعه POM یا PA دریافت میکنید، نتایج شبیهسازی warpage را با مقایسه حداقل دو گزینه موقعیت دروازه بخواهید. تامین کنندگانی که تنها تجزیه و تحلیل جریان یک گزینه-را ارائه می کنند، کار مهندسی کافی را انجام نمی دهند.
آنچه RFQ شما باید نیاز داشته باشد
مکالمه انتخاب دروازه باید در حین نقل قول انجام شود، نه پس از انتشار ابزار. RFQ شما باید آن مکالمه را با نیاز به موارد قابل تحویل خاص تحمیل کند.
در صورتی که این پیکربندی پیشنهاد شده است، تجزیه و تحلیل سیستم دونده داغ را درخواست کنید. برند، مدل، تعداد زون، مشخصات کنترلر، لیست قطعات یدکی به همراه قیمت. اقلام خط عمومی "شامل سیستم دونده داغ" مانع از مقایسه معنی دار بین تامین کنندگان می شود.
نیاز دارندشبیه سازی جریان قالبنتایج نشاندهنده زمان پر شدن، فشار در انتقال، مکانهای خط جوش و پیشبینی تاب است. برای مقایسه حداقل دو گزینه موقعیت دروازه با منطق رویکرد توصیه شده بخواهید. تامین کنندگانی که این درخواست را پس می زنند، توانایی مهندسی محدودی را نشان می دهند.
الزامات بقایای دروازه را با شرایط قابل اندازه گیری مشخص کنید. حداکثر ارتفاع، قطر، شرایط سطح قابل قبول. قبل از انتشار قالب تعهد کتبی بگیرید.
برای مواد پر شده، نیاز به تایید طرح درج دروازه قابل تعویض دارید. بر اساس تجربه تامین کننده با برنامه های مشابه، مشخصات مواد درج و فاصله زمانی تعویض مورد انتظار را بخواهید.
درخواست شکست زمان چرخه که زمان پر شدن، زمان بسته بندی، زمان خنک شدن و زمان باز/بستن قالب را نشان می دهد. بپرسید چه مفروضاتی تخمین زمان خنکسازی را هدایت میکنند و انتخاب سیستم گیت چگونه بر این عدد تأثیر میگذارد.
چرا این برای برنامه بعدی شما مهم است
انتخاب دروازه یکی از معدود تصمیمات ابزاری است که مستقیماً بر سرمایه گذاری سرمایه شما و اقتصاد مداوم شما در هر{0}}قطعه تأثیر می گذارد. اکثر انتخاب های ابزار دیگر بر هزینه ها در یک جهت یا جهت دیگر تأثیر می گذارند. گیتس بر هر دو تاثیر می گذارد.
تیمهای تدارکاتی که این موضوع را به درستی دریافت میکنند، آنهایی هستند که در هنگام نقلقول، به دادههای شبیهسازی قبل از انتشار ابزار، و ساختن تعمیر و نگهداری سیستم گیت در مدلهای هزینه تولیدشان از ابتدا، درخواست میکنند{0}}.
تیم مهندسی ما مدل های مقایسه سیستم گیت را به عنوان تمرین استاندارد در طول بررسی DFM می سازد. ما به اندازه کافی تنوع در مواد و صنایع را پردازش کرده ایم تا بدانیم آستانه تصمیم گیری برای پروفایل های برنامه های مختلف کجاست. وقتی یک برنامه با پارامترهایی وارد میشود که در نزدیکی مرز زوج- قرار میگیرند، ما اعداد را بهصراحت اجرا میکنیم بهجای پیشفرض اولویتهای تأمینکننده یا عملکرد تاریخی.
اگر برنامه بعدی شما شامل تصمیمات سیستم گیت است که می تواند به طور معناداری بر ساختار هزینه شما تأثیر بگذارد، هندسه قطعه، مشخصات مواد و پیش بینی حجم خود را برای ما ارسال کنید. ما مقایسه را اجرا خواهیم کرد و به شما نشان میدهیم که شکست- شما در کجا کاهش مییابد.