U prošlom tromjesečju, klijent medicinskog uređaja došao nam je nakon što je potrošio 180.000 dolara na neuspjelom programu prelijevanja. Njihov prethodni dobavljač je obećao uštedu troškova. Ono što su isporučili je stopa otpada od 23%, šest sedmica kašnjenja u proizvodnji i pismo upozorenja FDA u kojem se navodi nedosljedna dokumentacija o snazi veze.
Osnovni uzrok? Odabrali su prelijevanje za godišnji program od 40.000-jedinica. Prelomna tačka za njihovu geometriju bila je 9.200 jedinica.
Ovo nije rijetka greška. Na osnovu podataka o našim projektima iz posljednje tri godine, otprilike 4 od 10 RFQ koje dobijemo navode pogrešan proces prije nego što inženjerski pregled uopće počne. Specifikacija obično potiče od pretpostavki troškova koje zanemaruju ekonomiku vremena ciklusa ili od inženjera koji imaju iskustva samo sa jednom metodom.
Ovaj članak vam neće dati uravnotežen odgovor "zavisi". Pokazaćemo vam gde tačno ide novac, koji scenariji favorizuju svaki proces i na koja pitanja vaš trenutni dobavljač verovatno ne odgovara.
Pravu razliku u troškovima niko ne piše u pisanoj formi
Većina članaka za usporedbu daje vam raspone. "20.000$ do 100.000$ za dva-alatka." To vam ne govori ništa korisno.
Evo koliko zapravo košta godišnji program od 30.000-jedinica, na osnovu ručke sa dvostrukim durometrom (PP supstrat + TPE grip) koju smo citirali prošlog mjeseca:
| Cost Element | Dva{0}}Pogona | Overmoulding | Razlika |
|---|---|---|---|
| Ulaganje u alate | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| Po{0}}troškovi proizvodnje po jedinici | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Godišnja proizvodnja (30K jedinica) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Godina 1 Ukupno | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| Godina 2 Ukupno (bez novog alata) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
Do 14. mjeseca, veća ulaganja u alate se isplaćuju. Do treće godine ste uštedeli 135.500 dolara. Produžite na tipičan pet-godišnji životni ciklus proizvoda, a jaz prelazi 200.000 USD.
Ipak, timovi za nabavku dosledno biraju prelivanje za programe iznad 15.000 godišnjih jedinica jer ponuda alata izgleda povoljnije. Matematika po-komadu je zakopana u proizvodnim budžetima koji pogađaju različite centre troškova.
Prag{0}}isplativosti za većinu dvostrukih-dijelova od materijala je između 8.000 i 10.000 godišnjih jedinica.
Ispod toga pobjeđuje prelijevanje. Iznad toga, svaka dodatna jedinica proširuje prednost dva-pogotka.
Zašto je vrijeme ciklusa broj za koji se vaš dobavljač nada da ćete ga zanemariti
Troškovi alata se ispituju. Vrijeme ciklusa retko traje.
Dvo-oblikovanje daje gotovi-dijel od materijala svakih 35 do 60 sekundi. Oba materijala ubrizgavaju u nizu unutar jednog ciklusa stezanja. Bez intervencije operatera. Nema prijenosa dijela između stanica.
Prelijevanje zahtijeva oblikovanje podloge, hlađenje, fizičko premještanje u drugi kalup, zatim pokretanje ciklusa prelijevanja. Ukupno proteklo vrijeme: 65 do 110 sekundi po gotovom dijelu.
Na jednoj presi koja radi 8.000 radnih sati godišnje, ta razlika iznosi otprilike 640.000 dvo{4}}dijelova u odnosu na 320.000 prelikovanih dijelova. Ista mašina. Ista površina. Isti troškovi rada. Udvostručite izlaz.
Kada dobavljači citiraju prelivanje po konkurentnim cijenama po-komadu, pitajte kako izračunavaju iskorištenost presa. Neki apsorbuju gubitak efikasnosti kroz niže marže. Drugi ga oporavljaju kroz kompromise kvalitete koje nećete otkriti sve dok se proizvodnja ne poveća.
Problem čvrstoće veze koji stvara zahtjeve za garanciju
Ovdje se materijalna nauka susreće sa finansijskim obavezama.
Kod dva-obličenja, drugi materijal dolazi u kontakt s prvom podlogom dok je još na povišenoj temperaturi. Polimerni lanci se miješaju na granici. Rezultat je hemijska veza koja često premašuje snagu kohezije samog mekšeg materijala. Neuspjeh testa na povlačenje se dešava unutar TPE sloja, a ne na interfejsu.
Overmoulding radi sa ohlađenom podlogom. Vezivanje se više oslanja na mehaničku blokadu i kompatibilnost površinske energije. Kada radi, radi dobro. Kada uparivanje materijala ili uvjeti procesa malo odstupe od optimalnih prozora, dobijate raslojavanje koje prolazi početnu inspekciju, ali ne uspijeva u upotrebi na terenu.
Objavljeni podaci o adheziji od Avient-a pokazuju da njihove projektovane TPE klase postižu 26+ pli čvrstoću veze na PC/ABS podlogama u pravilno izvedenom prelivanju. Konkurentni materijali ponekad testiraju ispod 13 pli, što predstavlja funkcionalni prag za većinu primjena prianjanja. Taj dvostruki jaz u performansama se ne pojavljuje u poređenjima troškova materijala. Pojavljuje se u garancijskim rezervama.
Ojačanje staklenim vlaknima predstavlja izazov. Istraživanje objavljeno u Polymer Engineering & Science pokazalo je da PA supstrati s opterećenjem vlakana iznad 30% trpe mjerljivu degradaciju adhezije. Orijentacija vlakana na površini smanjuje dostupnu površinu kontakta polimera za gornji kalup. Ako vaša specifikacija zahtijeva visoku krutost plus mekani-nadodirni kalup, očekujte produženo kvalifikaciono testiranje bez obzira na to koji proces odaberete.
Kombinacije materijala koje tiho ne uspijevaju
Neki parovi ne daju samo lošije rezultate. Oni stvaraju sigurnosne opasnosti.
POM podloge nikada ne smiju doći u kontakt sa PVC ili TPV kalupima. Hemijska reakcija oslobađa plin hlorovodonične kiseline. Odbili smo tri RFQ-a u proteklih osamnaest mjeseci u kojima je navedena ova kombinacija. Inženjeri koji su tražili ponude nisu bili svjesni nekompatibilnosti. Ni njihovi prethodni dobavljači, očigledno, nisu citirali rad.
Standardni tipovi TPE koji se prodaju kao "univerzalni" često zahtijevaju modifikaciju površine da bi se pouzdano vezali sa ABS, PC ili najlonskim podlogama. Riječ "kompatibilan" u tablici s podacima o materijalu ne znači "veze bez dodatnih koraka procesa". To znači da materijali neće hemijski napasti jedni druge.
Polipropilenske podloge se prirodno spajaju sa TPE na bazi SEBS-. To je razlog zašto potrošačke ručke, drške četkica za zube i aplikacije za pakiranje gravitiraju PP+TPE kombinacijama. Hemija se usklađuje. Stope skupljanja su usklađene. Prozori obrade se preklapaju.
Kada klijenti zatraže da procijenimo ne-kombinacije nestandardnih materijala, provodimo testiranje spojenih uzoraka prije nego što se posvetimo proizvodnom alatu. Cijena dvadeset probnih uzoraka je trivijalna u usporedbi s otkrivanjem nedostataka prianjanja nakon što je 50.000 dolara alata već srezano.
Pitanje tolerancije koje razdvaja aplikacije
Zahtjevi za preciznost često diktiraju odabir procesa prije početka analize troškova.
Dvo-oblikovanje održava registraciju granice materijala unutar 0,1 mm. Oba snimka se odvijaju u istom stegnutom kalupu bez fizičkog prijenosa dijelova. Podloga se ne može pomjeriti. Poziciona tačnost koju dizajnirate je tačnost položaja koju dobijate.
Overmolding uvodi varijable prijenosa. Operater ili robot mora postaviti podlogu u šupljinu kalupa. Habanje učvršćenja se akumulira tokom proizvodnih ciklusa. Termička kontrakcija između prvog i drugog kalupa stvara dimenzionalni pomak. Za primjene gdje su granice materijala isključivo funkcionalne (zone zahvata, površine zaptivki), ova varijabilnost je prihvatljiva. Za primjene gdje su granice materijala vidljive i estetske (dugmad sa pozadinskim osvjetljenjem, kućišta-blokirana bojama, oznake medicinskih uređaja), varijabilnost postaje kozmetički nedostatak.
Komponente unutrašnjosti automobila sa osvijetljenom grafikom, periferni uređaji za igre sa granicama taktilnih zona i medicinski uređaji sa-kodiranim indikatorima funkcija obično zahtijevaju dva-preciznost. Potrošački proizvodi sa skrivenim površinama za hvatanje, ručkama industrijskih alata i robnim dijelovima{3}}koje su vođeni troškovima često tolerišu varijabilnost prelijevanja.
Scenariji u kojima je "pogrešan" izbor zapravo ispravan
Račun{0}}matematika se primjenjuje na stabilno-proizvodnju. Pravi programi rijetko slijede-pretpostavke stabilnog stanja.
Scenarij: Validacija tržišta prije preuzimanja obaveza
Pokretanju potrošačke elektronike potrebno je 2.500 jedinica za testiranje reakcije maloprodajnih kanala prije nego što se posveti alatima za masovnu proizvodnju. Overmolding po cijeni od 4,80 USD po jedinici sa alatom od 18 500 USD košta ukupno 30 500 USD. Dva-ubačaja po cijeni od 8,20 USD po jedinici sa alatom od 72.000 USD koštaju ukupno 92.500 USD.
Ako proizvod ne prođe tržišnu validaciju, startup gubi 30.500 dolara umjesto 92.500 dolara. Ako proizvod uspije i poveća se na 50.000 godišnjih jedinica, oni će investirati u dva-alat za proizvodnju za fazu proizvodnje i otpisati prototip alata preko kalupa kao trošak validacije.
Ovaj postupni pristup ima finansijski smisla kada{0}}prilagođavanje proizvoda tržištu nije izvjesno. Nema smisla kada su projekcije obima pouzdane i životni ciklus proizvoda se proteže duže od dvije godine.
Scenarij: Integracija metalnih umetaka
Proizvođač industrijske opreme zahtijeva prelivene aluminijske hladnjake za kućišta kontrolera motora. Aluminijumska podloga je CNC mašinski obrađena od strane specijalnog dobavljača, a zatim je prelivena najlonom punjenim staklom- radi strukturalne integracije.
Dvo-oblikovanje ne može prihvatiti metalne podloge. Proces je inherentno plastičan-prema-plastici. Overmolding, ili preciznije umetanje kalupa, jedini je održiv pristup. Poređenje troškova je irelevantno jer postoji samo jedna opcija.
Scenario: Postojeći kapaciteti štampe
Regionalni kalup za kalupljenje sa petnaest standardnih presa za injektiranje dobija RFQ za program sa dva-programa. Nedostaje im rotaciona{2}}oprema za ploče. Opcije uključuju: kapitalna ulaganja u dvije-mogućnosti, povjeravanje specijaliziranom kaluparu ili predlaganje alternative za prelijevanje izvedene na postojećoj opremi.
Za ovaj kalup, prelijevanje čuva marginu koja bi se inače prenijela na konkurenta ili zahtijevala kapitalne izdatke. Za kupca, proračun zavisi od toga da li struktura troškova kalupa može da apsorbuje smanjenje efikasnosti bez kompromisa u kvalitetu.
Šta se dešava kada prerastete svoj početni izbor procesa
Zamjena procesa u sredini-programa nosi troškove koji se ne pojavljuju u ponudama alata.
Prelazak sa prelijevanja na dva-snimka zahtijeva potpunu zamjenu alata. Vaš postojeći alat za prelijevanje ne može se mijenjati. Vrijeme isporuke za novi alat sa dva-obuka traje osam do četrnaest sedmica u zavisnosti od složenosti. Tokom tranzicije, pokrećete paralelnu proizvodnju ili gradite sigurnosne zalihe.
Teret validacije se višestruko povećava za regulirane industrije. Podnesci medicinskih uređaja koji dokumentiraju parametre procesa prelijevanja zahtijevaju izmjene kada se promijeni tip procesa. Automobilska PPAP dokumentacija se mora ponovo podnijeti. Korisnički inženjerski timovi moraju ponovo-odobriti novu metodu proizvodnje.
Vidjeli smo da programi apsorbiraju 40 USD,000+ troškova tranzicije (otpis alata-, trošak validacije, prekid proizvodnje) što bi se izbjeglo odabirom dva-snimka na početku. Prvobitnom odlukom ušteđeno je 15.000 dolara u alatu. Korekcija je koštala skoro trostruko veći iznos.
Pametniji pristup, kada su projekcije obima nesigurne, je ugradnja opcionalnosti u početnu strukturu programa. Dizajnirajte geometriju dijela tako da se prilagodi bilo kojem procesu. Kvalificirajte materijale koji rade na obje metode. Ako počnete s prelijevanjem i kasnije se povećavate, tranzicija postaje ulaganje u alat, a ne revizija dizajna.
Signali odabira dobavljača koji predviđaju probleme
Nema svaki modelar koji oglašava dva-mogućnost dva udarca ima istinsku stručnost.
Postrojenje sa jednom rotacionom-presom sa pločama i ograničenom historijom sa dva-obuka eksperimentira s vašim projektom. Objekat koji pokreće dva-snimka dnevno u više programa je institucionalizirao plemensko znanje koje sprječava otpad.
Pitanja koja vrijedi postaviti prije nego što se posvetite alatima:
P: Koliko ste dva-alata za snimanje napravili u posljednja 24 mjeseca?
O: Ako je odgovor manji od pet, vjerovatno ste među njihovim prvim složenim programima.
P: Koja je bila vaša stopa otpada od sličnih kombinacija materijala tokom proizvodne rampe?
O: Izbjegavajući odgovori sugeriraju da ne prate ovu metriku ili da nisu ponosni na rezultat.
P: Možete li prikazati podatke o validaciji iz uporedive veze{0}}kritične aplikacije?
O: Objavljeni rezultati ispitivanja adhezije ukazuju na inženjersku strogost. "Vjerujte nam, radi" označava razvoj procesa koji se odvija na vašem budžetu.
P: Da li posjedujete dizajn alata ili ga outsourcate?
O: Dobavljači koji angažuju složeni dizajn kalupa mogu se boriti za rješavanje problema u proizvodnji koji sežu do odluka o alatima koje nisu donijeli.
Programi medicinskih uređaja podliježu dodatnoj kontroli. Certifikacija ISO 13485, validirani sistemi mjerenja, dokumentirane kontrole procesa i infrastruktura sljedivosti predstavljaju osnovne zahtjeve. Medicinski rad sa dva-primanja koncentriran je među specijalistima jer regulatorno opterećenje filtrira generičke modele.
Timovi za nabavku uglova održivosti počinju da zahtevaju
Metrike uticaja na životnu sredinu prelaze sa marketinških materijala na kriterijume za bodovanje RFQ.
Dva-procesa izvještavaju o stopi otpada materijala ispod 1%. Oba udarca se dešavaju u zatvorenom sistemu. Vodilice i izljevke se mogu ponovo brusiti i ponovo uvoditi. Nema rukovanja otpadom od prijenosa dijelova između stanica.
Stope otpada od prelijevanja šire variraju ovisno o metodi prijenosa, rukovanju operaterom i uvjetima skladištenja podloge. Kontaminacija uslijed rukovanja ili nepravilnog skladištenja dovodi do kvarova vezanja koji se uoče pri inspekciji. Odbačeni dijelovi se ne mogu ponovno brusiti jer sadrže vezane više-materijalne strukture.
Prednost konsolidacije seže dalje od direktnog otpada. Uklanjanje sekundarnih koraka montaže smanjuje potrošnju energije, emisije iz transporta i materijale za pakovanje između faza procesa. Za OEM proizvođače koji grade dokumentaciju za procjenu životnog ciklusa ili odgovaraju na tablice rezultata održivosti kupaca, proizvodnja u jednom-dva postupka-pojednostavljuje obračun ugljika.
Sve{0}}električne dvo{1}}prese troše približno 50% manje energije od hidrauličnih ekvivalenta. Za programe u kojima se potrošnja energije uračunava u ukupne troškove vlasništva, tip mašine je važan koliko i tip procesa.
Okvir za odlučivanje: Iskrena pitanja prije RFQ
Umjesto kontrolne liste koja se primjenjuje na svaku situaciju, evo pitanja koja otkrivaju stvarna ograničenja:
Koja je vaša odbranjiva projekcija obima za godinu od prve do treće?
Ako bi godina{0}}treća knjiga realno mogla biti dvostruka ili polovina godine-prva, sama nesigurnost je varijabla. Preklapanje može imati smisla kao zaštićena ulazna tačka čak i ako ekonomska-ekonomija izgleda bolje na papiru.
Je li kombinacija materijala dokazana ili eksperimentalna?
Uspostavljeni parovi (PP+TPE, PC+TPU) nose niži kvalifikacioni rizik. Nove kombinacije zahtijevaju ulaganje u testiranje koje pomjera-izračun rentabilnosti.
Koju toleranciju zapravo zahtijeva aplikacija?
Mnogi RFQ-ovi nasljeđuju specifikacije tolerancije iz prethodnih generacija proizvoda bez ponovnog procjenjivanja da li zahtjev odgovara trenutnom dizajnu. Veće tolerancije nego što je potrebno guraju programe prema dva-u slučaju prelivanja bi bile dovoljne.
Ko je vlasnik rizika dizajna ako snaga veze ne uspije na terenu?
Neki kupci određuju metodu procesa; drugi specificiraju zahtjeve za performanse i dopuštaju dobavljačima da biraju metode. Potonji pristup prenosi rizik na dobavljača, što mijenja dinamiku cijena.
Koliki je vaš trošak prebacivanja ako se početne pretpostavke pokažu pogrešnim?
Programi sa regulatornim opterećenjem validacije, dugim životnim ciklusom proizvoda ili ograničenim alternativnim opcijama dobavljača plaćaju više cijene za korekcije u sredini{0}}programa.
Šta smo naučili vodeći oba procesa
ABIS koristi namjenske dvije-ćelije za snimanje zajedno sa konvencionalnim kapacitetom za prelijevanje. Ne zagovaramo jedan proces jer je to sve što radimo.
Naš rad u dva-smjera koncentriran je na medicinske uređaje, automobilske unutrašnje komponente i potrošačku elektroniku gdje preciznost, integritet veze ili ekonomičnost zapremine opravdavaju ulaganje u alate. Naš rad na prelivanju služi za aplikacije metalnih-umetaka, prototipne programe i proizvodnju manjeg-obima gdje proces odgovara komercijalnim zahtjevima.
Klijenti koji dobijaju najveću vrednost od naših inženjerskih pregleda su oni koji nam donose geometriju i specifikacije performansi pre nego što zaključamo procesne pretpostavke. Ograničenja koja bi trebala pokretati odabir procesa često se nalaze u dokumentima sa zahtjevima koji ne stignu do tima nabavke sve dok odgovori na RFQ ne dođu neusklađeni.
Ako ocjenjujete dobavljače za dual-program materijala i želite inženjersku procjenu o tome koji proces odgovara vašoj specifičnoj geometriji, zahtjevima materijala i scenariju zapremine, mi ćemo izvršiti analizu. Otpremite svoje dizajnerske datoteke, podijelite svoje ciljne volumene i odredite zahtjeve za performanse koji su bitni. Reći ćemo vam koji pristup ima smisla, kako izgleda realna struktura troškova i da li program odgovara našim proizvodnim mogućnostima.
Nije svaki projekat prikladan za našu radnju. Ali svaki projekat ima koristi od ulaska u citiranje sa već identifikovanim pravim procesom.