V zadnjem četrtletju se je k nam oglasil odjemalec medicinskih pripomočkov, potem ko je porabil 180.000 $ za neuspeli program preoblikovanja. Njihov prejšnji dobavitelj je obljubljal prihranke stroškov. Zagotovili so 23-odstotno stopnjo odpadkov, šest tednov zamud pri proizvodnji in opozorilno pismo FDA, ki navaja nedosledno dokumentacijo o trdnosti vezi.
Osnovni vzrok? Za letni program 40.000-enot so izbrali prelivanje. Točka preloma za njihovo delno geometrijo je bila 9.200 enot.
To ni redka napaka. Na podlagi naših projektnih podatkov iz zadnjih treh let približno 4 od 10 RFQ, ki jih prejmemo, določajo napačen postopek, še preden se inženirski pregled sploh začne. Specifikacija običajno izvira iz predpostavk o stroških, ki ne upoštevajo ekonomičnosti časa cikla, ali od inženirjev, ki imajo izkušnje samo z eno metodo.
Ta članek vam ne bo dal uravnoteženega odgovora "odvisno". Pokazali vam bomo, kam natančno gre denar, kateri scenariji dajejo prednost posameznemu procesu in na katera vprašanja vaš trenutni dobavitelj verjetno ne odgovori.
Prava razlika v stroških, ki je nihče ne zapiše
Večina primerjalnih člankov vam ponuja razpone. "20.000 $ do 100.000 $ za dvo{5}}orodje." To vam ne pove nič koristnega.
Evo, koliko dejansko stane 30.000-enot letni program, ki temelji na ročaju z dvojnim durometrom (PP substrat + TPE ročaj), ki smo ga navedli prejšnji mesec:
| Stroškovni element | Dva-strelja | Prevlivanje | Razlika |
|---|---|---|---|
| Investicija v orodje | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| Proizvodni strošek na-enoto | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Letna proizvodnja (30K enot) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Skupaj za 1. leto | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| Skupaj za 2. leto (brez novega orodja) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
Do 14. meseca se višja naložba v orodje povrne. Do tretjega leta ste prihranili 135.500 $. Razširite na običajni pet-letni življenjski cikel izdelka in vrzel bo presegla 200.000 USD.
Kljub temu nabavne ekipe dosledno izbirajo prelivanje za programe nad 15.000 letnimi enotami, ker je ponudba orodja videti bolj prijazna. Matematika na-kos je zakopana v proizvodnih proračunih, ki zadevajo različna stroškovna mesta.
Prag-položljivosti za večino delov iz dvojnega-materialov pade med 8.000 in 10.000 letnimi enotami.
Pod tem zmaga preoblikovanje. Nad tem vsaka dodatna enota poveča prednost dveh-metkov.
Zakaj je čas cikla številka, za katero vaš dobavitelj upa, da jo boste prezrli
Stroški orodja se natančno preučijo. Čas cikla se redko zgodi.
Dvo{0}}postopki oblikovanja proizvedejo dokončan del iz-materiala vsakih 35 do 60 sekund. Oba materiala se vbrizgata zaporedno v enem ciklu vpenjanja. Brez posredovanja operaterja. Brez delnega prenosa med postajami.
Prevlivanje zahteva oblikovanje substrata, njegovo hlajenje, fizično premikanje v drugi kalup, nato zagon cikla prevlitja. Skupni pretečeni čas: 65 do 110 sekund na končan del.
Na eni sami stiskalnici, ki deluje 8.000 proizvodnih ur letno, ta razlika pomeni približno 640.000 dvo-delov v primerjavi s 320.000 preoblikovanimi deli. Isti stroj. Enaka površina. Isti režijski stroški. Podvojite izhod.
Ko dobavitelji navajajo prelivanje po konkurenčnih cenah na-kos, vprašajte, kako izračunavajo izkoristek stiskalnice. Nekateri absorbirajo izgubo učinkovitosti z nižjimi maržami. Drugi ga pridobijo s kompromisi glede kakovosti, ki jih ne boste odkrili, dokler se proizvodnja ne poveča.
Problem trdnosti vezi, ki ustvarja garancijske zahtevke
Tu se znanost o materialih sreča s finančno odgovornostjo.
Pri dvojnem -oblikovanju pride drugi material v stik s prvim substratom, ko je ta še vedno pri povišani temperaturi. Polimerne verige se na meji prepletajo. Rezultat je kemična vez, ki pogosto presega kohezijsko moč samega mehkejšega materiala. Napaka v-testnem preizkusu se pojavi znotraj plasti TPE, ne na vmesniku.
Prelivanje deluje z ohlajeno podlago. Lepljenje je bolj odvisno od mehanske zapore in združljivosti površinske energije. Ko deluje, deluje dobro. Ko se združevanje materialov ali procesni pogoji nekoliko odmaknejo od optimalnih oken, dobite razslojevanje, ki prestane začetni pregled, vendar ne uspe pri uporabi na terenu.
Objavljeni podatki o adheziji podjetja Avient kažejo, da njihovi izdelani razredi TPE dosegajo 26+ pli trdnost vezi na PC/ABS podlagah pri pravilno izvedenem prelivanju. Konkurenčni materiali so včasih testirani pod 13 pli, kar predstavlja funkcionalni prag za večino aplikacij oprijema. Ta 2-kratna vrzel v zmogljivosti ni vidna v primerjavi stroškov materiala. Prikaže se v garancijskih rezervah.
Ojačitev s steklenimi vlakni predstavlja izziv. Raziskave, objavljene v Polymer Engineering & Science, so pokazale, da imajo PA substrati z obremenitvijo vlaken nad 30 % merljivo poslabšanje adhezije. Usmerjenost vlaken na površini zmanjša razpoložljivo kontaktno površino polimera za prevleko. Če vaše specifikacije zahtevajo visoko togost in mehko-prevleko na dotik, pričakujte razširjeno kvalifikacijsko testiranje ne glede na postopek, ki ga izberete.
Kombinacije materialov, ki tiho odpovejo
Nekateri pari niso samo slabi. Ustvarjajo varnostne nevarnosti.
POM substrati se ne smejo nikoli dotikati PVC ali TPV prekrivnih kalupov. Kemična reakcija sprošča plin klorovodikovo kislino. V zadnjih osemnajstih mesecih smo zavrnili tri RFQ, ki so določali to kombinacijo. Inženirji, ki so zahtevali ponudbe, se niso zavedali nezdružljivosti. Očitno tudi njihovi prejšnji dobavitelji, ki so citirali delo, niso bili.
Standardni razredi TPE, ki se tržijo kot "univerzalni", pogosto zahtevajo spremembo površine, da se zanesljivo povežejo z ABS, PC ali najlonskimi podlagami. Beseda "združljivo" v podatkovnem listu materiala ne pomeni "vez brez dodatnih korakov postopka". To pomeni, da materiali drug drugega ne bodo kemično napadali.
Polipropilenski substrati se naravno ujemajo s TPE-na osnovi SEBS. Zato potrošniški ročaji, držala zobnih ščetk in embalažne aplikacije težijo k kombinacijam PP+TPE. Kemija se uskladi. Stopnje krčenja so usklajene. Obdelovalna okna se prekrivajo.
Ko nas stranke prosijo, da ocenimo ne-standardne kombinacije materialov, izvedemo testiranje vezanih vzorcev, preden se zavežemo proizvodnji orodij. Stroški dvajsetih preskusnih primerkov so nepomembni v primerjavi z odkrivanjem napak pri oprijemu, potem ko je orodje že zmanjšano za 50.000 USD.
Tolerančno vprašanje, ki ločuje aplikacije
Zahteve glede natančnosti pogosto narekujejo izbiro postopka pred začetkom analize stroškov.
Dvo-ulivanje ohranja registracijo meja materiala znotraj 0,1 mm. Oba posnetka se zgodita v istem vpetem kalupu brez prenosa fizičnega dela. Podlaga se ne more premakniti. Pozicijska natančnost, ki jo oblikujete, je položajna natančnost, ki jo dobite.
Prelivanje uvaja spremenljivke prenosa. Operater ali robot mora substrat namestiti v votlino prevleke. Obraba napeljave se kopiči med proizvodnimi serijami. Toplotno krčenje med prvim in drugim kalupom povzroči dimenzijski zamik. Za aplikacije, kjer so meje materiala izključno funkcionalne (območja oprijema, tesnilne površine), je ta spremenljivost sprejemljiva. Pri aplikacijah, kjer so materialne meje vidne in estetske (osvetljeni gumbi, ohišja z barvno-blokiranostjo, oznake medicinskih pripomočkov), spremenljivost postane kozmetična napaka.
Komponente avtomobilske notranjosti z osvetljeno grafiko, periferne naprave za igre z mejami otipnih območij in medicinske naprave z barvno-kodiranimi funkcijskimi indikatorji običajno zahtevajo dvo-natančnost. Potrošniški izdelki s skritimi oprijemnimi površinami, ročaji industrijskih orodij in cenovno{3}}stroškovno usmerjenimi osnovnimi deli pogosto dopuščajo spremenljivost prelivanja.
Scenariji obsega, kjer je "napačna" izbira dejansko prava
Matematika-položljivosti velja za stabilno-proizvodnjo. Pravi programi le redko sledijo-predpostavkam stabilnega stanja.
Scenarij: Tržna validacija pred prevzemom obveznosti
Začetek potrošniške elektronike potrebuje 2500 enot za testiranje odziva maloprodajnih kanalov, preden se zaveže množični proizvodnji orodij. Prelivanje po ceni 4,80 $ na enoto z orodjem v vrednosti 18.500 $ skupaj stane 30.500 $. Dva-posnetka po 8,20 $ na enoto z orodjem v vrednosti 72.000 $ skupaj staneta 92.500 $.
Če izdelek ne prestane tržne validacije, startup izgubi 30.500 $ namesto 92.500 $. Če bo izdelek uspel in se bo povečal na 50.000 letnih enot, bodo vložili v dvo-orodje za proizvodno fazo in odpisali prototipno orodje za preoblikovanje kot strošek validacije.
Ta postopni pristop je finančno smiseln, ko je tržna-primernost izdelka negotova. Nima smisla, če so projekcije obsega zanesljive in je življenjski cikel izdelka daljši od dveh let.
Scenarij: integracija kovinskih vložkov
Proizvajalec industrijske opreme potrebuje prelite aluminijaste hladilnike za ohišja krmilnikov motorjev. Aluminijasto podlago CNC strojno obdela specializirani dobavitelj, nato pa jo prelije s steklom-napolnjenim najlonom za strukturno integracijo.
Dvo-vlivanje ne more prilagoditi kovinskih podlag. Postopek je sam po sebi plastičen--plastičen. Prelivanje ali natančneje vstavljanje v kalupe je edini izvedljiv pristop. Primerjava stroškov je nepomembna, ker obstaja samo ena možnost.
Scenarij: Obstoječa kapaciteta stiskalnice
Regionalni oblikovalec s petnajstimi standardnimi stiskalnicami za brizganje prejme povpraševanje za dvo-program. Nimajo opreme za-rotacijske plošče. Možnosti vključujejo: kapitalsko naložbo v dvo-zmožnost vbrizgavanja, zunanje izvajanje specializiranega oblikovalca ali predlaganje alternativnega oblikovanja, ki se izvede na obstoječi opremi.
Pri tem oblikovalniku prelivanje ohrani maržo, ki bi se sicer prenesla na konkurenta ali zahtevala kapitalske izdatke. Za stranko je izračun odvisen od tega, ali lahko struktura stroškov oblikovalca absorbira zmanjšanje učinkovitosti brez kompromisov glede kakovosti.
Kaj se zgodi, ko preraste svojo prvotno izbiro postopka
Srednji-program preklapljanja procesov nosi stroške, ki niso prikazani v ponudbah orodja.
Prehod s prelivanja na dvo-strelni zahteva popolno zamenjavo orodja. Vašega obstoječega orodja za preoblikovanje ni mogoče spremeniti. Dobavni rok za novo dvo-orodje traja osem do štirinajst tednov, odvisno od kompleksnosti. Med prehodom izvajate vzporedno proizvodnjo ali gradite varnostno zalogo.
Breme potrjevanja se za regulirane panoge pomnoži. Predložitve medicinskih pripomočkov, ki dokumentirajo parametre postopka prelivanja, zahtevajo spremembo, ko se spremeni vrsta postopka. Dokumentacijo PPAP za avtomobile je treba ponovno predložiti. Inženirske ekipe strank morajo ponovno-odobriti novo proizvodno metodo.
Videli smo, da so programi porabili 40 000+ USD prehodnih stroškov (odpis-orodja, stroški validacije, motnje v proizvodnji), ki bi se jim izognili, če bi na začetku izbrali dva-pogona. Prvotna odločitev je prihranila 15.000 $ pri orodju. Stroški popravka skoraj potrojijo ta znesek.
Če so projekcije obsega negotove, je pametnejši pristop vgraditi izbirnost v začetno strukturo programa. Oblikujte geometrijo dela, da bo ustrezala kateremu koli procesu. Kvalificirajte materiale, ki delujejo pri obeh metodah. Če začnete s preoblikovanjem in ga pozneje povečate, prehod postane naložba v orodje in ne revizija dizajna.
Signali izbire dobavitelja, ki napovedujejo težave
Nima vsak oblikovalec, ki oglašuje dvo-zmogljivost, pravega strokovnega znanja.
Objekt z eno rotacijsko-prešo in omejeno zgodovino dveh-posnetkov eksperimentira z vašim projektom. Objekt, ki izvaja dva-vzorca dnevno v več programih, je institucionaliziral plemensko znanje, ki preprečuje odpad.
Vprašanja, ki si jih je vredno zastaviti, preden se lotite orodja:
V: Koliko dvo{0}}orodij ste izdelali v zadnjih 24 mesecih?
O: Če je odgovor manj kot pet, ste verjetno med njihovimi prvimi kompleksnimi programi.
V: Kakšna je bila vaša stopnja odpadkov pri podobnih kombinacijah materialov med proizvodnjo?
O: Izmikajoči se odgovori nakazujejo, da ne sledijo tej meritvi ali da niso ponosni na rezultat.
V: Ali lahko prikažete podatke o preverjanju iz primerljive{0}}kritične aplikacije za obveznice?
O: Objavljeni rezultati testa oprijema kažejo na inženirsko strogost. »Zaupajte nam, deluje« pomeni razvoj procesa, ki poteka v okviru vašega proračuna.
V: Ali ste lastnik načrtovanja orodja ali ga izvajate zunanjim izvajalcem?
O: Dobavitelji, ki zapleteno načrtovanje kalupov izvajajo zunanji izvajalci, imajo lahko težave pri odpravljanju proizvodnih težav, ki izhajajo iz odločitev o orodju, ki jih niso sprejeli.
Programi medicinskih pripomočkov so pod dodatnim nadzorom. Certificiranje ISO 13485, validirani merilni sistemi, dokumentirane kontrole procesov in infrastruktura sledljivosti predstavljajo osnovne zahteve. Dvo{3}}zdravstveno delo se osredotoča na specialiste, ker regulativno breme izloči splošne oblikovalce.
Ekipe za nabavo kota trajnosti začenjajo zahtevati
Meritve vpliva na okolje se selijo iz tržnih materialov v merila točkovanja RFQ.
Dvo-postopki poročajo o stopnjah odpadne snovi pod 1 %. Oba strela se pojavita v zaprtem sistemu. Vodila in smreke je mogoče nabrusiti in ponovno uvesti. Ni ravnanja z odpadki zaradi prenosa delov med postajami.
Stopnje odpadkov pri prelivanju se bolj razlikujejo glede na način prenosa, ravnanje operaterja in pogoje shranjevanja substrata. Kontaminacija zaradi ravnanja ali nepravilnega shranjevanja vodi do napak pri lepljenju, ujetih pri pregledu. Zavrnjenih delov ni mogoče ponovno zbrusiti, ker vsebujejo povezane več-materialne strukture.
Korist konsolidacije presega neposredne odpadke. Odprava sekundarnih korakov sestavljanja zmanjša porabo energije, transportne emisije in embalažni material med stopnjami postopka. Za proizvajalce originalne opreme, ki gradijo dokumentacijo o oceni življenjskega cikla ali se odzivajo na karte rezultatov trajnosti strank, eno-procesna dvo-proizvodnja poenostavlja obračunavanje ogljika.
Vse-električne dvo-stiskalnice porabijo približno 50 % manj energije kot hidravlični ekvivalenti. Za programe, pri katerih poraba energije vpliva na skupne stroške lastništva, je vrsta stroja pomembna enako kot vrsta procesa.
Okvir odločanja: Iskrena vprašanja pred RFQ
Namesto kontrolnega seznama, ki velja za vsako situacijo, so tu vprašanja, ki odkrivajo resnične omejitve:
Kakšna je vaša upravičljiva projekcija obsega za leta od enega do treh?
Če bi letnik-tretjega leta realno lahko bil dvojni ali pol leta-prvega, je sama negotovost spremenljivka. Preoblikovanje je lahko smiselno kot varovana vstopna točka, tudi če je dvo-ekonomika na papirju videti boljša.
Je kombinacija materialov dokazana ali poskusna?
Uveljavljene kombinacije (PP+TPE, PC+TPU) prinašajo manjše kvalifikacijsko tveganje. Nove kombinacije zahtevajo naložbo v testiranje, ki premakne-izračun preloma.
Kakšno toleranco dejansko zahteva aplikacija?
Številni RFQ podedujejo specifikacije tolerance iz prejšnjih generacij izdelkov, ne da bi ponovno ocenili, ali se zahteva ujema s trenutno zasnovo. Strožje tolerance od potrebnih potisnejo programe k dve-posnetki, ko bi zadostovalo preoblikovanje.
Kdo je lastnik tveganja načrtovanja, če moč vezi na terenu odpove?
Nekatere stranke določijo metodo postopka; drugi določajo zahteve glede učinkovitosti in dobaviteljem prepuščajo izbiro metod. Slednji pristop prenaša tveganje na dobavitelja, kar spremeni dinamiko oblikovanja cen.
Kakšni so vaši stroški zamenjave, če se začetne predpostavke izkažejo za napačne?
Programi z regulativnimi obremenitvami potrjevanja, dolgimi življenjskimi cikli izdelkov ali omejenimi možnostmi alternativnih dobaviteljev plačujejo višje cene za popravke sredi-programa.
Kaj smo se naučili pri vodenju obeh procesov
ABIS poleg običajne zmogljivosti za prelivanje uporablja namenske dve-električni celici. Ne zagovarjamo enega postopka, ker je to vse, kar počnemo.
Naše dvo-delovanje se osredotoča na medicinske pripomočke, sestavne dele avtomobilske notranjosti in potrošniško elektroniko, kjer natančnost, celovitost spoja ali ekonomičnost obsega upravičujejo naložbo v orodje. Naše prelivanje služi aplikacijam kovinskih-vložkov, prototipnim programom in manjši{3}}serijski proizvodnji, kjer postopek ustreza komercialnim zahtevam.
Stranke, ki dobijo največjo vrednost od naših inženirskih pregledov, so tiste, ki nam prinesejo specifikacije geometrije in zmogljivosti, preden zaklenejo predpostavke o procesu. Omejitve, ki bi morale voditi izbiro postopka, se pogosto nahajajo v dokumentih z zahtevami, ki ne dosežejo skupine za naročanje, dokler se odgovori RFQ ne vrnejo neporavnani.
Če ocenjujete dobavitelje za program z dvojnim-materialom in želite inženirsko oceno o tem, kateri proces ustreza vaši določeni geometriji, zahtevam glede materiala in obsegu, bomo izvedli analizo. Naložite svoje oblikovalske datoteke, delite svoje ciljne količine in določite pomembne zahteve glede zmogljivosti. Povedali vam bomo, kateri pristop je smiseln, kakšna je realna struktura stroškov in ali program ustreza našim proizvodnim zmogljivostim.
Ni vsak projekt primeren za našo trgovino. Toda vsak projekt ima koristi od ponudbe z že opredeljenim pravim postopkom.