През последното тримесечие при нас дойде клиент за медицинско устройство, след като изгори $180 000 за неуспешна програма за формоване. Предишният им доставчик беше обещал спестяване на разходи. Това, което предоставиха, беше процент на скрап от 23%, шест седмици забавяне на производството и предупредително писмо от FDA, цитиращо несъответстваща документация за якост на връзката.
Основната причина? Те избраха формоване за годишна програма от 40 000-единици. Точката на рентабилност за тяхната геометрия на части беше 9200 единици.
Това не е рядка грешка. Въз основа на нашите данни за проекти от последните три години, приблизително 4 от 10 RFQ, които получаваме, посочват грешен процес, преди инженерният преглед дори да започне. Спецификацията обикновено произхожда от предположения за разходите, които игнорират икономиката на времето на цикъла, или от инженери, които имат опит само с един метод.
Тази статия няма да ви даде балансиран отговор „зависи“. Ще ви покажем къде точно отиват парите, кои сценарии благоприятстват всеки процес и на какви въпроси вашият настоящ доставчик вероятно не отговаря.
Реалната разлика в цената, която никой не излага в писмена форма
Повечето статии за сравнение ви дават диапазони. „20 000 до 100 000 щатски долара за-инструмент за два изстрела.“ Това не ви казва нищо полезно.
Ето какво всъщност струва една годишна програма от 30 000-единици въз основа на дръжка с двоен дюрометър (PP субстрат + TPE ръкохватка), която цитирахме миналия месец:
| Елемент на разходите | Два -изстрела | Преформоване | Разлика |
|---|---|---|---|
| Инвестиция в инструменти | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| За-единична производствена цена | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Годишно производство (30K единици) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Година 1 Общо | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| Общо за година 2 (без нови инструменти) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
До 14-ия месец по-високата инвестиция в инструменти се изплаща. До третата година сте спестили $135 500. Разширете до типичен пет-годишен жизнен цикъл на продукта и разликата надхвърля $200 000.
И все пак екипите за доставки постоянно избират формоване за програми над 15 000 годишни единици, защото офертата за инструменти изглежда по-приятелска. Математиката на-парче се заравя в производствените бюджети, които засягат различни разходни центрове.
Прагът-на рентабилност за повечето части от двоен-материал пада между 8 000 и 10 000 годишни единици.
Под това overmolding печели. Над това всяка допълнителна единица разширява предимството на два-изстрела.
Защо времето за цикъл е числото, което вашият доставчик се надява да пренебрегнете
Цената на инструментите се проверява внимателно. Времето на цикъла рядко го прави.
Дву{0}}отливането произвежда завършена част от двоен-материал на всеки 35 до 60 секунди. И двата материала се инжектират последователно в рамките на един цикъл на затягане. Без намеса на оператор. Без частично прехвърляне между станциите.
Формоването изисква формоване на субстрата, охлаждането му, физическото му преместване във втора форма, след което стартиране на цикъла на формоване. Общо изминало време: 65 до 110 секунди за завършена част.
На една преса, работеща с 8 000 производствени часа годишно, тази разлика се превръща в приблизително 640 000 дву-изстреляни части срещу 320 000 формовани части. Същата машина. Същата площ. Същите режийни разходи за труд. Удвоете изхода.
Когато доставчиците оферират формоване на пластмаса на конкурентни цени за- бройка, попитайте как изчисляват използването на пресата. Някои поемат загубата на ефективност чрез по-ниски маржове. Други го възстановяват чрез компромиси с качеството, които няма да откриете, докато не започне производството.
Проблемът със здравината на връзката, който създава гаранционни искове
Това е мястото, където науката за материалите среща финансовата отговорност.
При дву{0}}формоване вторият материал влиза в контакт с първия субстрат, докато все още е при повишена температура. Полимерните вериги се смесват на границата. Резултатът е химическа връзка, която често надвишава кохезионната сила на самия по-мек материал. Неуспешният-тест за издърпване възниква в рамките на слоя TPE, а не в интерфейса.
Преформоването работи с охладен субстрат. Свързването разчита в по-голяма степен на механичното блокиране и съвместимостта на повърхностната енергия. Когато работи, работи добре. Когато сдвояването на материалите или условията на процеса се отклоняват леко извън оптималните прозорци, получавате разслояване, което преминава първоначалната проверка, но не успява при използване на място.
Публикуваните данни за адхезия от Avient показват, че техните инженерни TPE степени постигат 26+ pli якост на свързване върху PC/ABS субстрати при правилно изпълнено формоване. Конкурентните материали понякога изпитват под 13 pli, което представлява функционалния праг за повечето приложения за захващане. Тази 2x разлика в производителността не се показва в сравненията на разходите за материали. Показва се в гаранционните резерви.
Армировката със стъклени влакна усложнява предизвикателството. Изследване, публикувано в Polymer Engineering & Science, демонстрира, че PA субстратите с влакнесто натоварване над 30% страдат от измеримо влошаване на адхезията. Ориентацията на влакната на повърхността намалява наличната контактна площ с полимер за горната форма. Ако вашите спецификации изискват висока твърдост плюс меко-докосване формоване, очаквайте разширени тестове за квалификация, независимо кой процес изберете.
Материални комбинации, които се провалят тихо
Някои чифтове не просто се представят по-слабо. Те създават опасности за безопасността.
POM субстратите никога не трябва да влизат в контакт с PVC или TPV формовъчни форми. Химическата реакция освобождава газ солна киселина. Отхвърлихме три RFQ през последните осемнадесет месеца, които уточняваха тази комбинация. Инженерите, поискали оферти, не са знаели за несъвместимостта. Очевидно нито предишните им доставчици са цитирали работата.
Стандартните класове TPE, продавани като "универсални", често изискват модификация на повърхността, за да се свържат надеждно с ABS, PC или найлонови субстрати. Думата „съвместим“ в лист с данни за материала не означава „свързване без допълнителни стъпки на процеса“. Това означава, че материалите няма да се атакуват химически един друг.
Полипропиленовите субстрати се съчетават естествено с TPE на базата на SEBS-. Ето защо потребителските дръжки, дръжките на четките за зъби и опаковъчните приложения гравитират към комбинациите от PP+TPE. Химията се изравнява. Степента на свиване се изравнява. Прозорците за обработка се припокриват.
Когато клиенти ни помолят да оценим не-стандартни комбинации от материали, ние провеждаме тестване на свързани проби, преди да се ангажираме с производствени инструменти. Цената на двадесет тестови екземпляра е тривиална в сравнение с откриването на дефекти на адхезията, след като инструментите за $50 000 вече са намалени.
Въпросът за толерантността, който разделя приложенията
Изискванията за прецизност често диктуват избора на процес преди да започне анализът на разходите.
Дву{0}}формовката поддържа регистрирането на границите на материала в рамките на 0,1 mm. И двата изстрела се появяват в една и съща закрепена форма без физическо прехвърляне на част. Субстратът не може да се измества. Позиционната точност, която проектирате, е позиционната точност, която получавате.
Формоването въвежда променливи за трансфер. Субстратът трябва да бъде поставен в кухината на формовката от оператор или робот. Износването на приспособленията се натрупва по време на производствените серии. Термичното свиване между първата форма и втората форма създава отклонение на размерите. За приложения, при които границите на материала са чисто функционални (зони на захващане, уплътнителни повърхности), тази променливост е приемлива. За приложения, при които материалните граници са видими и естетични (бутони със задно осветяване, цветно-блокирани корпуси, маркировки на медицински устройства), променливостта се превръща в козметичен дефект.
Автомобилните интериорни компоненти със светеща графика, периферни устройства за игри с граници на тактилни зони и медицински устройства с цветно-кодирани функционални индикатори обикновено изискват дву-прецизност. Потребителските продукти със скрити повърхности за захващане, промишлени дръжки на инструменти и-разходно ориентирани стокови части често толерират променливостта на формоването.
Сценарии за обем, при които „грешният“ избор всъщност е правилен
Математиката-на рентабилност се прилага за стабилно{1}}производство. Истинските програми рядко следват предположения за стабилно-състояние.
Сценарий: Пазарно валидиране преди ангажимент
Стартираща компания за потребителска електроника се нуждае от 2500 единици, за да тества реакцията на канала за продажба на дребно, преди да се ангажира с инструменти за масово производство. Формоването при $4,80 на единица с $18 500 инструменти струва общо $30 500. Два-изстрела по $8,20 на единица с $72 000 инструменти струват $92 500 общо.
Ако продуктът не премине пазарното валидиране, стартъпът губи $30 500 вместо $92 500. Ако продуктът успее и се мащабира до 50 000 годишни единици, те ще инвестират в две-инструменти за производствената фаза и ще отпишат прототипа на инструментите за формоване като разходи за валидиране.
Този поетапен подход има смисъл от финансова гледна точка, когато пасването на продукта-на пазара е несигурно. Няма смисъл, когато прогнозите за обема са надеждни и жизненият цикъл на продукта надхвърля две години.
Сценарий: Интегриране на метална вложка
Производител на промишлено оборудване изисква формовани алуминиеви радиатори за корпуси на моторни контролери. Алуминиевата подложка е CNC машинно обработена от специализиран доставчик, след което е формована със стъклен-найлон за структурна интеграция.
Дву{0}}формовото формоване не може да поеме метални субстрати. Процесът по своята същност е от пластмаса-към-пластмаса. Формоването чрез формоване, или по-точно вмъкнато формоване, е единственият жизнеспособен подход. Сравнението на разходите е без значение, защото съществува само една опция.
Сценарий: Съществуващ капацитет на пресата
Регионален леяр с петнадесет стандартни преси за шприцване получава RFQ за програма с два-изстрела. Липсва им ротационно-оборудване. Опциите включват: капиталова инвестиция в възможност за два-изстрела, аутсорсинг на специализиран формовчик или предлагане на алтернатива за формоване, изпълнена върху съществуващо оборудване.
За този модел формоването запазва маржа, който иначе би прехвърлил на конкурент или изисква капиталови разходи. За клиента изчислението зависи от това дали структурата на разходите на производителя може да поеме намалението на ефективността без компромис с качеството.
Какво се случва, когато надраснете своя първоначален избор на процес
Програмата за превключване на процеси- носи разходи, които не се показват в офертите за инструменти.
Преминаването от формоване към дву-изстрелване изисква пълна подмяна на инструментите. Вашият съществуващ инструмент за формоване не може да бъде модифициран. Времето за изготвяне на нови инструменти за два-изстрела е от осем до четиринадесет седмици в зависимост от сложността. По време на прехода работите с паралелно производство или изграждате резервни запаси.
Тежестта на валидирането се увеличава многократно за регулираните отрасли. Подадените медицински изделия, които документират параметрите на процеса на формоване, изискват изменение при промяна на вида на процеса. PPAP документацията за автомобили трябва да бъде подадена отново. Инженерните екипи на клиента трябва повторно-да одобрят новия производствен метод.
Виждали сме, че програмите поглъщат $40,000+ разходи за преход (отписване-на инструментална екипировка, разходи за валидиране, прекъсване на производството), които биха били избегнати при първоначален избор на два-изстрела. Първоначалното решение спести $15 000 в инструменти. Цената на корекцията почти утроява тази сума.
По-интелигентният подход, когато прогнозите за обема са несигурни, е вграждането на опция в първоначалната структура на програмата. Проектирайте геометрията на частта, за да се приспособите към двата процеса. Квалифицирайте материали, които работят и при двата метода. Ако започнете с формоване и мащабирате по-късно, преходът се превръща в инвестиция в инструменти, а не в ревизия на дизайна.
Сигнали за избор на доставчик, които предсказват проблеми
Не всеки леяр, рекламиращ възможност за два{0}}изстрела, има истински опит.
Съоръжение с една ротационна-преса с валяк и ограничена история на два-изстрела експериментира с вашия проект. Съоръжение, изпълняващо два-изстрела дневно в множество програми, институционализира племенните знания, които предотвратяват брака.
Въпроси, които си струва да си зададете, преди да се ангажирате с инструменти:
Въпрос: Колко инструмента за дву-изстрел сте създали през последните 24 месеца?
О: Ако отговорът е по-малко от пет, вероятно сте сред първите им сложни програми.
Въпрос: Какъв беше процентът на скрап при подобни комбинации от материали по време на производствения етап?
О: Уклончивите отговори предполагат, че те не проследяват този показател или не се гордеят с резултата.
Въпрос: Можете ли да покажете данни за валидиране от сравнимо{0}}критично приложение за облигации?
О: Публикуваните резултати от теста за адхезия показват инженерна строгост. „Доверете ни се, работи“ показва, че процесът се развива в рамките на вашия бюджет.
Въпрос: Вие притежавате ли дизайна на инструменталната екипировка или го възлагате на външни изпълнители?
О: Доставчиците, които възлагат на външни изпълнители комплексен дизайн на матрици, може да се затруднят да отстранят производствени проблеми, които се дължат на решения за инструментите, които те не са взели.
Програмите за медицински изделия подлежат на допълнителен контрол. Сертификация по ISO 13485, валидирани системи за измерване, документиран контрол на процесите и инфраструктура за проследяване представляват базови изисквания. Дву{3}}медицинската работа се съсредоточава сред специалистите, защото регулаторната тежест филтрира универсалните моделиери.
Екипите за снабдяване с ъгъл на устойчивост започват да изискват
Показателите за въздействие върху околната среда мигрират от маркетингови материали към критерии за точкуване на RFQ.
Дву{0}}процесите отчитат нива на материални отпадъци под 1%. И двата изстрела се случват в затворена система. Пътеки и леечици могат да бъдат повторно шлайфани и въведени отново. Няма обработка на скрап от прехвърляне на части между станциите.
Степента на отпадъци от формоване варира по-широко в зависимост от метода на прехвърляне, работата на оператора и условията на съхранение на субстрата. Замърсяването от боравене или неправилно съхранение води до дефекти на връзката, открити при проверка. Отхвърлените части не могат да бъдат повторно шлифовани, защото съдържат свързани структури от много-материали.
Ползата от консолидацията се простира отвъд директните отпадъци. Премахването на вторичните етапи на сглобяване намалява потреблението на енергия, транспортните емисии и опаковъчните материали между етапите на процеса. За производители на оригинално оборудване, които изграждат документация за оценка на жизнения цикъл или отговарят на картите за оценка на устойчивостта на клиентите, производството с един-процес с два-изхода опростява отчитането на въглерода.
Всички-електрически дву-преси консумират приблизително 50% по-малко енергия от хидравличните еквиваленти. За програми, при които потреблението на енергия се отразява в общата цена на притежание, типът на машината е толкова важен, колкото и типът на процеса.
Рамка за вземане на решения: Честни въпроси преди RFQ
Вместо контролен списък, който се прилага за всяка ситуация, ето въпросите, които разкриват истинските ограничения:
Каква е вашата защитима проекция на обема за години от първа до трета?
Ако обемът от година-трета може реалистично да бъде удвоен или половината от година-първа, самата несигурност е променлива. Преоформянето може да има смисъл като хеджирана входна точка, дори ако икономиката в два-изхода изглежда по-добре на хартия.
Доказана ли е комбинацията от материали или експериментална?
Установените двойки (PP+TPE, PC+TPU) носят по-нисък риск за квалификация. Новите комбинации изискват инвестиция за тестване, която променя-изчислението на рентабилността.
Каква толерантност всъщност изисква приложението?
Много RFQ наследяват спецификациите за толеранс от предишни поколения продукти, без да се преоценява дали изискването съответства на текущия дизайн. По-строгите толеранси от необходимото тласкат програмите към два-изстрела, когато би било достатъчно формоване.
Кой носи риска при проектиране, ако здравината на връзката се провали на полето?
Някои клиенти посочват метод на обработка; други определят изисквания за ефективност и позволяват на доставчиците да избират методи. Последният подход прехвърля риска върху доставчика, което променя динамиката на ценообразуването.
Каква е цената ви за смяна, ако първоначалните предположения се окажат погрешни?
Програми с регулаторни тежести за валидиране, дълги жизнени цикли на продукта или ограничени опции за алтернативни доставчици плащат по-високи цени за корекции в средата на програмата.
Какво научихме, управлявайки и двата процеса
ABIS работи със специални две-изстрелвани клетки заедно с конвенционален капацитет за формоване. Ние не се застъпваме за един процес, защото това е всичко, което правим.
Нашата работа-се концентрира върху медицински устройства, компоненти за автомобилен интериор и потребителска електроника, където прецизността, целостта на връзката или икономичността на обема оправдават инвестицията в инструменти. Нашата работа по формоване обслужва приложения за метални-вложки, прототипни програми и по-малки{3}}обемни производства, където процесът отговаря на търговските изисквания.
Клиентите, които получават най-голяма стойност от нашите инженерни прегледи, са тези, които ни предоставят спецификации за геометрията и производителността, преди да заключим предположенията за процеса. Ограниченията, които трябва да управляват избора на процес, често се съдържат в документите за изисквания, които не достигат до екипа за обществени поръчки, докато отговорите на RFQ не се върнат неправилно подравнени.
Ако оценявате доставчици за програма с двоен-материал и искате инженерна оценка кой процес отговаря на вашата конкретна геометрия, изисквания за материали и сценарий за обем, ние ще извършим анализа. Качете вашите дизайнерски файлове, споделете вашите целеви обеми и уточнете изискванията за производителност, които имат значение. Ще ви кажем кой подход има смисъл, как изглежда реалистичната структура на разходите и дали програмата отговаря на нашите производствени възможности.
Не всеки проект е подходящ за нашия магазин. Но всеки проект има полза от това да влезе в оферти с вече идентифициран правилен процес.