Eelmises kvartalis tuli meditsiiniseadmete klient meie juurde pärast 180 000 dollari kulutamist ebaõnnestunud ülevormimisprogrammiga. Nende eelmine tarnija oli lubanud kulude kokkuhoidu. Nad tarnisid 23% vanaraua määra, kuus nädalat tootmise viivitusi ja FDA hoiatuskirja, mis viitas ebajärjekindlale sideme tugevuse dokumentatsioonile.
Algpõhjus? Nad valisid 40 000 -ühikulise aastaprogrammi jaoks ülevormimise. Nende detailide geomeetria tasuvuspunkt oli 9200 ühikut.
See pole haruldane viga. Tuginedes meie viimase kolme aasta projektiandmetele, täpsustab ligikaudu 4 10-st meile saadetud pakkumist vale protsessi enne inseneriülevaatuse algust. Spetsifikatsioon pärineb tavaliselt kulueeldustest, mis eiravad tsükliaja ökonoomikat, või inseneridelt, kellel on ainult ühe meetodi kasutamise kogemus.
See artikkel ei anna teile tasakaalustatud vastust "see sõltub". Näitame teile täpselt, kuhu raha läheb, millised stsenaariumid iga protsessi eelistavad ja millistele küsimustele teie praegune tarnija tõenäoliselt ei vasta.
Tegelik kulude erinevus, mida keegi ei kirjuta
Enamik võrdlusartikleid annab teile vahemikud. "20 000 kuni 100 000 dollarit kahe-lasuga tööriistade eest." See ei ütle teile midagi kasulikku.
Eelmisel kuul tsiteeritud kaheduromeetrilise käepideme (PP-substraat + TPE-käepide) põhjal 30 000{2}}ühikuline aastaprogramm tegelikult maksab:
| Kulu element | Kaks{0}}laskmist | Ülevormimine | Erinevus |
|---|---|---|---|
| Investeering tööriistadesse | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| -ühiku tootmiskulu | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Aastane toodang (30 000 ühikut) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Aasta 1 Kokku | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| 2. aasta kokku (uusi tööriistu pole) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
14. kuuks tasub suurem investeering tööriistadesse end ära. Kolmandaks aastaks olete säästnud 135 500 dollarit. Pikendage toote tüüpilise viie-aastase elutsüklini ja vahe ületab 200 000 dollarit.
Kuid hankemeeskonnad valivad järjekindlalt üle 15 000 aastaühikuga programmide jaoks ülevormimise, kuna tööriistade pakkumine näeb välja sõbralikum. Tüki-matemaatika mattub tootmiseelarvetesse, mis tabavad erinevaid kulukohti.
Enamiku kahest materjalist osade-tasuvuslävi jääb vahemikku 8000–10 000 aastaühikut.
Sellest allpool võidab overmolding. Peale selle suurendab iga täiendav üksus kahe-löögi eelist.
Miks tsükliaeg on number, mida teie tarnija loodab, et te ignoreerite?
Tööriistade maksumust kontrollitakse. Tsükliaeg teeb seda harva.
Kahe-haavliga vormimisel saadakse valmis kahest materjalist-osa iga 35–60 sekundi järel. Mõlemad materjalid süstitakse järjestikku ühe suletud tsükli jooksul. Operaator ei sekku. Osade ülekandmist jaamade vahel ei toimu.
Ülevormimine nõuab substraadi vormimist, selle jahutamist, füüsiliselt teisaldamist teise vormi ja seejärel ülevormimistsükli käivitamist. Kulunud aeg kokku: 65 kuni 110 sekundit valmis osa kohta.
Ühel pressimisel, mis töötab aastas 8000 tootmistundi, tähendab see erinevus ligikaudu 640 000 kahe-haaveldatud detaili ja 320 000 ülevormitud detaili. Sama masin. Sama põrandapind. Sama tööjõukulud. Kahekordne väljund.
Kui tarnijad pakuvad ülevormimist konkurentsivõimelise{0}}tükihinnaga, küsige, kuidas nad pressi kasutust arvutavad. Mõned absorbeerivad efektiivsuse kadu madalamate marginaalide kaudu. Teised taastavad selle kvaliteedi kompromisside kaudu, mida te ei avasta enne tootmisrajatisi.
Võlakirja tugevusprobleem, mis tekitab garantiinõudeid
Siin vastab materjaliteadus rahalisele vastutusele.
Kahe-haavlimise korral puutub teine materjal kokku esimese substraadiga, kui see on veel kõrgel temperatuuril. Polümeerahelad segunevad piiril. Tulemuseks on keemiline side, mis sageli ületab pehmema materjali enda kohesioonitugevuse. Tõmbe-testi ebaõnnestumine toimub TPE-kihis, mitte liideses.
Ülevormimine töötab jahutatud substraadiga. Liimimine sõltub rohkem mehaanilisest blokeeringust ja pinnaenergia ühilduvusest. Kui see töötab, töötab see hästi. Kui materjali sidumise või protsessi tingimused kalduvad veidi optimaalsetest akendest väljapoole, tekib delaminatsioon, mis läbib esialgse kontrolli, kuid ei toimi põllul.
Avienti avaldatud adhesiooniandmed näitavad, et nende konstrueeritud TPE klassid saavutavad korralikult teostatud ülevormimise korral PC/ABS aluspindadel 26+ pli sidetugevuse. Konkurentsivõimelisi materjale testitakse mõnikord alla 13 pli, mis on enamiku haarderakenduste funktsionaalne lävi. See 2-kordne jõudluse lõhe ei kajastu materjalikulude võrdluses. See kajastub garantiireservides.
Klaaskiust tugevdamine ühendab väljakutse. Ajakirjas Polymer Engineering & Science avaldatud uuringud näitasid, et PA-substraadid, mille kiudude koormus on üle 30%, kannatavad mõõdetavalt adhesiooni halvenemise all. Kiudude orientatsioon pinnal vähendab pealisvormi jaoks saadaolevat polümeeri kontaktpinda. Kui teie spetsifikatsioon nõuab suurt jäikust ja pehmet{4}}puudutust, oodake pikendatud kvalifitseerimise testimist olenemata valitud protsessist.
Materjalikombinatsioonid, mis vaikselt ebaõnnestuvad
Mõned paarid ei toimi lihtsalt halvasti. Need tekitavad ohutusriske.
POM-alused ei tohi kunagi kokku puutuda PVC- või TPV-vormidega. Keemilise reaktsiooni käigus eraldub vesinikkloriidhappegaas. Oleme viimase kaheksateistkümne kuu jooksul tagasi lükanud kolm pakkumist, mis seda kombinatsiooni täpsustasid. Hinnapakkumisi küsinud insenerid ei olnud kokkusobimatusest teadlikud. Ilmselt polnud ka nende eelmised tarnijad, kes teost tsiteerisid.
Universaalsetena turustatavad standardsed TPE-klassid nõuavad sageli pinna modifitseerimist, et siduda usaldusväärselt ABS-, PC- või nailonist substraatidega. Sõna "ühilduv" materjali andmelehel ei tähenda "sidemeid ilma täiendavate protsessietappideta". See tähendab, et materjalid ei ründa üksteist keemiliselt.
Polüpropüleenist aluspinnad paarituvad loomulikult SEBS{0}}põhise TPE-ga. Seetõttu kalduvad tarbijakäepidemed, hambaharja käepidemed ja pakendirakendused PP+TPE kombinatsioonide poole. Keemia joondub. Kokkutõmbumismäärad ühtivad. Töötlemisaknad kattuvad.
Kui kliendid paluvad meil hinnata mitte-standardseid materjalikombinatsioone, teostame enne tootmistööriistade kasutuselevõttu sidusproovide testimist. Kahekümne katsekeha maksumus on tühine, võrreldes haardumishäirete avastamisega pärast seda, kui 50 000 dollarit on juba lõigatud tööriistad.
Tolerantsi küsimus, mis eraldab rakendusi
Täpsusnõuded määravad sageli protsessi valiku enne kulude analüüsi algust.
Kahe-haavlivalu säilitab materjali piiride registreeringu 0,1 mm piires. Mõlemad lasud toimuvad samas klambriga vormis ilma füüsilise osa ülekandmiseta. Substraat ei saa nihkuda. Teie kavandatav positsiooniline täpsus on ka teie saavutatud asukoha täpsus.
Overmolding võtab kasutusele ülekandemuutujad. Substraadi peab juht või robot asetama vormiõõnsusse. Armatuuri kulumine koguneb tootmistsüklite jooksul. Termiline kokkutõmbumine esimese ja teise vormi vahel tekitab mõõtmete triivi. Rakendustes, kus materjali piirid on puhtalt funktsionaalsed (haaretsoonid, tihenduspinnad), on see varieeruvus vastuvõetav. Rakendustes, kus materjali piirid on nähtavad ja esteetilised (taustavalgustusega nupud, värviga -blokeeritud korpused, meditsiiniseadmete märgised), muutub varieeruvus kosmeetiliseks defektiks.
Valgustatud graafikaga autode interjööri komponendid, puutetundlike tsoonide piiridega mängude välisseadmed ja värvi{0}}kodeeritud funktsiooniindikaatoritega meditsiiniseadmed nõuavad tavaliselt kahe{1}}võtte täpsust. Varjatud haardepindade, tööstuslike tööriistade käepidemetega ja kulupõhiste-tarbeosadega tarbekaubad taluvad sageli ülevormimise varieeruvust.
Mahulised stsenaariumid, kus "vale" valik on tegelikult õige
Tasakaalu{0}}matemaatika kehtib püsioleku-tootmise puhul. Pärisprogrammid järgivad harva püsioleku-eeldusi.
Stsenaarium: Turu valideerimine enne kohustust
Tarbeelektroonika idufirma vajab enne masstootmise tööriistade kasutuselevõttu jaemüügikanali reaktsiooni testimiseks 2500 ühikut. Ülevormimine hinnaga 4,80 dollarit ühiku kohta koos 18 500 dollari suuruse tööriistaga maksab kokku 30 500 dollarit. Kaks-üksus maksab 8,20 dollarit koos 72 000 dollari suuruse tööriistaga kokku 92 500 dollarit.
Kui toote turuvalideerimine ebaõnnestub, kaotab startup 92 500 dollari asemel 30 500 dollarit. Kui toode õnnestub ja ulatub 50 000 aastaühikuni, investeerivad nad tootmisfaasis kahekordsesse-tööriistadesse ja kannavad prototüübi ülevormimise tööriistad valideerimiskuludena maha.
See etapiviisiline lähenemine on rahaliselt mõttekas, kui toote{0}}sobivus turule pole kindel. Pole mõtet, kui mahuprognoosid on usaldusväärsed ja toote elutsükkel ulatub üle kahe aasta.
Stsenaarium: integreerimine metallist
Tööstusseadmete tootja nõuab mootorikontrolleri korpuste jaoks ülevormitud alumiiniumist jahutusradiaatoreid. Alumiiniumist aluspinda töötleb spetsiaalne tarnija CNC-ga, seejärel valatakse see konstruktsiooni integreerimiseks üle klaasiga täidetud nailoniga.
Kahe-haavelvormimine ei mahuta metallsubstraate. Protsess on oma olemuselt plastist-plastikusse-. Ülevormimine või täpsemalt sisevormimine on ainus elujõuline lähenemisviis. Kulude võrdlus on ebaoluline, kuna on ainult üks võimalus.
Stsenaarium: olemasolev pressivõimsus
Viieteistkümne standardse sissepritsepressiga piirkondlik vormimismasin saab pakkumise kahe-löögi programmi eest. Neil puudub pöörlev-plaatimisseade. Valikud hõlmavad järgmist: kapitaliinvesteering kahe-võtme võimesse, allhange spetsiaalsele vormijale või olemasolevatel seadmetel teostatava ülevormimise alternatiivi pakkumine.
Selle vormija puhul säilitab ülevormimine marginaali, mis muidu kanduks üle konkurendile või nõuaks kapitalimahutust. Kliendi jaoks sõltub arvutus sellest, kas vormija kulustruktuur suudab tasuda efektiivsuse trahvi ilma kvaliteedis järeleandmisi tegemata.
Mis juhtub, kui ületate oma esialgse protsessi valiku?
Protsessi vahetamise kesk{0}}programmiga kaasnevad kulud, mida tööriistade jutumärkides ei kuvata.
Üleminek ülevormimiselt kahe{0}}võttele nõuab tööriistade täielikku väljavahetamist. Teie olemasolevat ülevormimistööriista ei saa muuta. Uute kahe-hooga tööriistade valmimisaeg kestab olenevalt keerukusest kaheksa kuni neliteist nädalat. Ülemineku ajal kasutate paralleelset tootmist või hoonete turvavaru.
Reguleeritud tööstusharude valideerimiskoormus mitmekordistub. Meditsiiniseadmete esildised, mis dokumenteerisid ülevormimisprotsessi parameetrid, vajavad protsessi tüübi muutumisel muutmist. Autotööstuse PPAP-dokumendid tuleb uuesti esitada. Kliendi insenerimeeskonnad peavad uue tootmismeetodi uuesti-kinnitama.
Oleme näinud, et programmid neelavad 40 dollarit,000+ üleminekukulusid (tööriistade mahakandmine-, valideerimiskulud, tootmishäired), mida oleks välditud, kui valisite algselt kaks-võtet. Algne otsus säästis tööriistade arvelt 15 000 dollarit. Parandus maksis sellest summast ligi kolm korda.
Nutikam lähenemine, kui mahuprognoosid on ebakindlad, lisab algsesse programmistruktuuri valikulisuse. Kujundage detaili geomeetria nii, et see sobiks mõlema protsessiga. Kvalifitseerige materjalid, mis töötavad mõlemal meetodil. Kui alustate ülevormimisega ja laiendate hiljem, muutub üleminek pigem tööriistainvesteeringuks kui disaini muutmiseks.
Tarnija valiku signaalid, mis ennustavad probleeme
Mitte igal vormiril, mis reklaamib kahte{0}}võtet, pole tõelisi teadmisi.
Ühe pöörleva{0}}pressi ja piiratud kahe-võtte ajalooga rajatis katsetab teie projekti. Rajatis, mis käitab iga päev kaks-võtet mitmes programmis, on muutnud hõimuteadmised institutsionaliseerituks, mis hoiab ära vanaraua.
Küsimused, mida tasub küsida enne tööriistade kasutuselevõttu:
K: Mitu{0}}shot-tööriista olete viimase 24 kuu jooksul ehitanud?
V: Kui vastus on alla viie, olete tõenäoliselt nende esimeste keerukate programmide hulgas.
K: Milline oli teie praagi määr sarnaste materjalide kombinatsioonide puhul tootmisrampi ajal?
V: Põiklevad vastused viitavad sellele, et nad ei jälgi seda mõõdikut või ei ole tulemuse üle uhked.
K: Kas saate näidata valideerimisandmeid võrreldava võlakirjade{0}}kriitilise rakenduse kohta?
V: Avaldatud haardumistesti tulemused näitavad inseneri rangust. "Usalda meid, see töötab" näitab protsesside arendamist, mis toimub teie eelarvega.
K: Kas tööriistade disain kuulub teile või tellite selle väljast?
V: Tarnijad, kes tellivad keeruka vormidisaini väljast, võivad raskusi tootmisprobleemide tõrkeotsinguga, mis tulenevad tööriistaotsustest, mida nad ei teinud.
Meditsiiniseadmete programmid läbivad täiendava kontrolli. ISO 13485 sertifitseerimine, valideeritud mõõtesüsteemid, dokumenteeritud protsessikontrollid ja jälgitavuse infrastruktuur esindavad põhinõudeid. Kahe-arstitöö koondub spetsialistide hulka, sest regulatiivne koormus filtreerib välja üldised vormistajad.
Jätkusuutliku nurga hankemeeskonnad hakkavad nõudma
Keskkonnamõju mõõdikud liiguvad turundusmaterjalidelt pakkumiste hindamiskriteeriumidele.
Kahe-võtuprotsessi andmetel on materjalijäätmete määr alla 1%. Mõlemad lasud toimuvad suletud süsteemis. Jooksjaid ja sprue saab ümber lihvida ja uuesti kasutusele võtta. Jaamade vahel osade teisaldamisel ei teki käitlemisjääke.
Ülevormimisjäätmete kogused varieeruvad laiemalt sõltuvalt ülekandemeetodist, kasutaja käsitsemisest ja substraadi ladustamistingimustest. Käsitlemisest või ebaõigest ladustamisest tulenev saastumine põhjustab ülevaatusel tuvastatud sidemete rikkeid. Tagasilükatud osi ei saa uuesti lihvida, kuna need sisaldavad mitmest materjalist ühendatud struktuure.
Konsolideerimiskasu ulatub kaugemale otsesest raiskamisest. Sekundaarsete montaažietappide välistamine vähendab energiatarbimist, transpordiheitmeid ja pakkematerjale protsessietappide vahel. OEM-ide jaoks, kes koostavad elutsükli hindamise dokumente või reageerivad klientide jätkusuutlikkuse tulemuskaartidele, lihtsustab ühe-protsessi-tootmine süsiniku arvestust.
Kõik-elektrilised kahe-löögipressid tarbivad ligikaudu 50% vähem energiat kui hüdraulilised ekvivalendid. Programmide puhul, kus energiatarve mõjutab omamise kogumaksumust, on masina tüüp sama oluline kui protsessi tüüp.
Otsuste raamistik: ausad küsimused enne pakkumist
Iga olukorra jaoks kehtiva kontrollnimekirja asemel on järgmised küsimused, mis tõstavad esile tegelikud piirangud:
Milline on teie kaitstud mahuprognoos aastateks üks kuni kolm?
Kui aasta-kolmas maht võiks reaalselt olla kahekordne või pool aastat-esimesest, on määramatus ise muutuja. Ülevormimine võib olla maandatud sisenemispunktina mõttekas isegi siis, kui kahe-võttega ökonoomika näeb paberil parem välja.
Kas materjalide kombinatsioon on tõestatud või eksperimentaalne?
Väljakujunenud paarid (PP+TPE, PC+TPU) on madalama kvalifikatsiooniriskiga. Uudsed kombinatsioonid nõuavad testimisinvesteeringuid, mis nihutavad tasuvus-tasuvusarvutust.
Millist tolerantsi rakendus tegelikult nõuab?
Paljud pakkumised pärivad varasemate tootepõlvkondade tolerantsi spetsifikatsioonid, ilma et nad hindaksid uuesti, kas nõue vastab praegusele disainile. Vajadustest rangemad tolerantsid suruvad programmid kahe-löögi suunas, kui ülevormimisest piisaks.
Kellele kuulub projekteerimisrisk, kui sideme tugevus põllul ebaõnnestub?
Mõned kliendid määravad protsessimeetodi; teised täpsustavad jõudlusnõudeid ja lasevad tarnijatel valida meetodeid. Viimane lähenemine kannab riski üle tarnijale, mis muudab hinnakujunduse dünaamikat.
Kui suur on teie üleminekukulu, kui esialgsed eeldused osutuvad valeks?
Programmid, millel on regulatiivne valideerimiskoormus, pikk toote elutsükkel või piiratud alternatiivsed tarnija valikud, maksavad programmi keskmiste{0}}paranduste eest kõrgemat hinda.
Mida oleme mõlema protsessi käigus õppinud
ABIS kasutab lisaks tavapärasele ülevormimisvõimsusele spetsiaalseid -haakeelemente. Me ei poolda ühte protsessi, sest see on kõik, mida me teeme.
Meie kaks-võtet keskenduvad meditsiiniseadmetele, autode sisustuskomponentidele ja olmeelektroonikale, kus täpsus, sideme terviklikkus või mahuökonoomika õigustavad tööriistainvesteeringut. Meie ülevormimistööd teenindavad metalli-sisustusrakendusi, prototüüpprogramme ja väiksemate-mahtudega tootmist, kui protsess vastab kaubanduslikele nõuetele.
Kliendid, kes saavad meie inseneriülevaatest kõige rohkem kasu, on need, kes toovad meile enne protsessi eelduste lukustamist geomeetria ja jõudlusnäitajad. Piirangud, mis peaksid protsessi valimist juhtima, sisalduvad sageli nõuete dokumentides, mis ei jõua hankemeeskonnani enne, kui pakkumise vastused on valesti joondatud.
Kui hindate tarnijaid kahe-materjali programmi jaoks ja soovite insenertehnilist hinnangut selle kohta, milline protsess sobib teie konkreetse geomeetria, materjalinõuete ja mahustsenaariumiga, teeme analüüsi. Laadige üles oma kujundusfailid, jagage sihtmahte ja määrake olulised jõudlusnõuded. Me ütleme teile, milline lähenemisviis on mõttekas, milline näeb välja realistlik kulustruktuur ja kas programm sobib meie tootmisvõimalustega.
Mitte iga projekt ei sobi meie poodi. Kuid igale projektile tuleb kasuks tsiteerimise alustamine juba kindlaks tehtud õige protsessiga.