Aké faktory ovplyvňujú náklady na dizajn vstrekovacej formy?

Viditeľné premenné - veľkosť dielu, počet dutín, materiál - predstavujú časť rozdielu v nákladoch medzi projektmi foriem. Väčšia časť je poháňaná faktormi, ktoré sa objavia až pri starostlivom preskúmaní návrhu:

Koľko podrezaných prvkov vyžaduje bočné akcie alebo posúvače

Aká povrchová úprava je špecifikovaná na kozmetických tvárach a koľko hodín kvalifikovaného leštenia si to vyžaduje

Aké rozmerové tolerancie sú na kritických prvkoch a či ich možno udržať štandardným obrábaním alebo vyžadujú povrchovú úpravu EDM

Či je potrebný systém horúcich vtokov alebo stačí studený vtok

Aký zložitý musí byť chladiaci systém, aby dokázal zvládnuť čas cyklu a rozmerovú stabilitu

Tento typ nástroja na puzdro, ktorý sa na prvý pohľad podobá na iné puzdro na myš, môže byť po úplnom posúdení týchto faktorov o 50 – 80 % drahšie postaviť. Rovnaká analýza platí aj opačne: starostlivá kontrola DFM projektu vstrekovacej formy Mouse Shell dôsledne identifikuje príležitosti na zníženie nákladov na nástroje bez ohrozenia produktu.

1. Zložitosť geometrie dielu - Podrezanie a bočné akcie

Geometria dielu je najväčšou jednotlivou premennou v nákladoch formy. Forma škrupiny s čistou geometriou - hladkými vonkajšími stenami, len funkciami deliacej čiary a funkciami, ktoré je možné vytvoriť pomocou jednoduchej -doskovej formy -, stojí podstatne menej ako výroba formy s viacerými bočnými otvormi pre otvory, vybrania pre tlačidlá a otvory pre rolovacie koliesko.

Každý posuvný alebo bočný mechanizmus v takomto nástroji pridáva približne 800 – 3 000 USD k cene nástroja v závislosti od veľkosti a zložitosti. Typický kryt bezdrôtovej myši má štyri až šesť takýchto funkcií - USB-port C, bočné tlačidlá, clonu rolovacieho kolieska a okienko LED pre nabíjanie -, čo môže zvýšiť náklady na vstrekovaciu formu do škrupiny myši v porovnaní s jednoduchým krytom bez týchto funkcií.

Praktický dôsledok: každé podrezanie vo forme krytu spotrebnej elektroniky je riadkovou položkou v rozpočte na nástroje. Funkcie, ktoré vyžadujú posuvníky, by ste mali skontrolovať počas DFM, aby sa potvrdilo, že sú funkčne potrebné. Tie, ktoré môžu byť prerobené ako priechodné-diery na deliacej čiare alebo eliminované zmenami geometrie, priamo znižujú náklady tohto nástroja bez akéhokoľvek vplyvu na funkciu produktu.

2. Počet dutín - Násobenie zložitosti

Prechod z jednej dutiny na dve zvyšuje náklady na nástroje približne o 80 – 90 % pre jednoduchú časť. V prípade formy krytu s viacerými posúvačmi prechod z jednej na dve dutiny viac ako zdvojnásobuje náklady - každá dutina vyžaduje vlastnú kompletnú sadu posuvných mechanizmov, leštenie a povrchovú úpravu EDM. To je jeden z dôvodov, prečo nástroje na vstrekovanie Mouse Shell pre prémiové produkty s nízkym-až{6}}stredným objemom často zostávajú v jednej alebo dvoch dutinách, aj keď objem môže teoreticky zniesť viac.

3. Požiadavky na povrchovú úpravu - Skryté náklady práce

Špecifikácia povrchovej úpravy je jedným z najvýznamnejších a najmenej intuitívnych nákladových faktorov pri škrupinových nástrojoch alebo akomkoľvek kozmetickom nástroji. Rozdiel medzi štandardne opracovaným povrchom dutín a vysoko{1}}zrkadlovým leštením (trieda A1, Ra 0,02 – 0,05 µm) môže predstavovať 40 – 120 hodín kvalifikovaného ručného leštenia na jednej ploche dutiny formy.

Pri špecializovaných sadzbách leštiacej práce môžu náklady na leštenie kozmetickej dutiny vonkajšieho plášťa nástroja byť 2 000 až 6 000 USD za dutinu. Tieto náklady sa musia opakovať vždy, keď sa forma po opotrebovaní renovuje. Zadanie vysoko-zrkadlového lesku na povrchoch, ktoré nie sú viditeľné v zostavenom produkte, je jedným z najjednoduchších spôsobov, ako pridať zbytočné náklady na projekt vstrekovacej formy s škrupinou myši.

4. Výber ocele na výrobu foriem - Náklady na materiál a spracovanie

Oceľ použitá v tejto vložke s dutinou formy ovplyvňuje náklady na materiál aj náklady na obrábanie. NAK80 (pred{2}}kalené HRC 40–43) pridáva približne 800 – 2 000 USD oproti P20 za ekvivalentnú veľkosť doštičky, ale šetrí náklady na tepelné spracovanie a dodaciu dobu. H13 (tepelne{11}}spracovaná na HRC 48–52) celkovo pridáva 1 500 – 4 000 USD za súpravu vložiek (materiál plus tepelné spracovanie plus povrchová úprava EDM) v porovnaní s P20 - a je potrebná pre programy odlievania škrupín myši s viac ako 800 000 výstrelmi, kde je kritická dlhodobá{21}údržba povrchovej úpravy.

Pre tento typ nástroja na puzdro s kozmetickými požiadavkami závisí výber ocele medzi NAK80 a H13 od objemu výroby. Obe sú vhodné pri rôznych úrovniach hlasitosti; obe stoja viac ako P20 bez poskytnutia výhody leštiteľnosti, ktorú vyžaduje vstrekovacia forma s myšou.

5. Požiadavky na toleranciu rozmerov

Štandardné obrábanie foriem dosahuje rozmery dutiny približne ±0,05–0,10 mm. Forma na škrupinu s montážnym zaklapnutím-vyžadujúcim ±0,03 mm alebo vstrekovacia forma s ozubeným kolesom motora s toleranciami profilu zubov ±0,02 mm vyžaduje povrchovú úpravu EDM, presné brúsenie a častejšie meranie počas rezania. Každý krok smerom k prísnejšej tolerancii zvyšuje čas stroja a celkové náklady na formu.

Tolerancie by sa mali prehodnotiť počas DFM. Akákoľvek tolerancia na forme (alebo inej forme), ktorá je prísnejšia ako funkčné požiadavky, zvyšuje náklady bez pridanej hodnoty.

6. Horúci bežec verzus Studený bežec

Pridanie systému horúcich vtokov k takémuto nástroju pridá 4 000 až 15 000 USD v závislosti od počtu kvapiek a zložitosti systému. V prípade 2-dutinovej vstrekovacej formy na myš, základný 2-kvapkový horúci kanál pridáva približne 4 000 – 8 000 USD oproti ekvivalentu studeného kanála.

Pre veľkoobjemové-programy na výrobu krytov spotrebnej elektroniky (viac ako 500 000 výstrelov ročne), kde úspora materiálu a skrátenie doby cyklu odôvodňujú investíciu, je ekonomika horúcich kanálov presvedčivá. V prípade programov náročných na-objem alebo{5}}výmenu farieb- poskytuje studený vtok primeraný výkon pri nižších nákladoch na nástroje.

7. Veľkosť formy a čas stroja

Náklady na formu sa merajú približne s kockou lineárnych rozmerov dielov - a tento nástroj pre väčšie puzdro hernej myši spotrebuje podstatne viac ocele a času na obrábanie ako nástroj pre kompaktnú kancelársku myš, aj keď sa tieto dva produkty zdajú byť navonok podobné. Veľkosť formy poháňa súčasne náklady na suroviny aj náklady na čas stroja.

8. Dodacia lehota - Komprimované plány pridávajú náklady

Bežné dodacie lehoty pre formu krytu - 6–10 týždňov - umožňujú efektívne plánovanie. Stlačený časový harmonogram (3–4 týždne) vyžaduje nadčasové obrábanie a prioritné plánovanie, ktoré zvyšuje náklady na štandardné nástroje o 20–50 %. Tlak na dodaciu dobu je jedným z najviac kontrolovateľných nákladových faktorov: rozhodnutia prijaté na začiatku vývoja produktu, ktoré výrobcovi foriem poskytujú dostatočný čas na konzistentnú výrobu lepších nástrojov pri nižších nákladoch.

Vstrekovacia forma na myš

Škrupinové náradie je dobrým príkladom časti, kde interaguje viacero nákladových faktorov. Reprezentatívna 2-dutina krytu štandardnej bezdrôtovej myši z ABS, so studeným kanálom a lešteným povrchom A, sa môže pokaziť takto:

Základňa formy a konštrukčné komponenty: 4 000 – 6 000 USD

Vložky do dutín a jadra (NAK80, leštené): 7 000 – 12 000 USD

Mechanizmy bočnej akcie (4–6 posúvačov pre porty a tlačidlá): 5 000 – 15 000 USD

Systém bežcov (studený bežec s podmorskými bránami): 800 – 1 500 USD

Leštenie podľa A-špecifikácie povrchu: 4 000 – 8 000 USD

Celkový rozsah nástrojov: 20 800 – 42 500 USD

Široká škála odzrkadľuje variácie v špecifikácii povrchovej úpravy a počtu vedľajších akcií - dvoch najpremenlivejších nákladových faktorov pri vstrekovacej forme na myši.

Plastová vstrekovacia forma na autíčko

Škrupina karosérie plastovej vstrekovacej formy pre autíčko má jednoduchšiu geometriu ako táto forma, - menej bočných úkonov, skôr textúrovaný než zrkadlový povrch a mierne rozmerové tolerancie. Štruktúra nákladov na plastovú vstrekovaciu formu do autíčka je priamočiarejšia: dominuje oceľ a opracovanie, pričom leštenie predstavuje menší zlomok ako v kontexte formy na škrupinu myši. Programy pre viacdielne autíčka (karoséria, podvozok, kolesá, interiér) ťažia z úspor z rozsahu, keď je obrábanie základne formy a nastavenie procesu zdieľané v rámci programu.

Vstrekovacia forma motora

Vstrekovacia forma s ozubenými kolesami motora má miernu geometrickú zložitosť, ale výrazne vyššie náklady na obrábanie a oceľ ako jednoduché puzdro. Dutina zuba v motorovej vstrekovacej forme musí byť opracovaná s presnosťou ±0,02 mm alebo vyššou, čo si vyžaduje oceľ H13 s HRC 50–52, presné profilové brúsenie alebo CNC tvrdé frézovanie a EDM dokončovanie na bokoch zubov. Vďaka týmto požiadavkám je vstrekovacia forma motorového ozubeného kolesa drahšia na jednotku veľkosti ako porovnateľné puzdro a amortizované náklady na jeden výstrel odrážajú vyššiu požadovanú kvalitu konštrukcie.

Preskúmanie návrhu pre manufacturability (DFM) - systematické hodnotenie návrhu dielu pred uvedením nástroja do prevádzky - sústavne znižuje tento typ nástroja na puzdro a ďalšie náklady na nástroje tým, že identifikuje zbytočnú zložitosť pred jeho zabudovaním do ocele.

Publikované údaje od Spoločnosti plastických inžinierov (SPE, 2022) zistili, že kontroly DFM vykonané pred záväzkom na výrobu nástrojov znížili celkové náklady na nástroje v priemere o 18 % v rámci 62 programov na výrobu nových produktov. Najväčšie úspory boli v programoch, v ktorých sa preskúmal počet vedľajších účinkov a špecifikácie povrchovej úpravy a zjednodušili sa - dva hlavné faktory nákladov na vstrekovaciu formu s škrupinou myši.

Štúdia vJournal of Engineering Design(2021) zistili, že zmeny v dizajne vykonané pred prijatím nástrojov stáli v priemere 200 – 500 USD za kus; rovnaké zmeny vykonané po vytvorení nástroja stáli 2 000 – 15 000 USD za kus - v pomere 10:1 až 30:1. Pre škrupinovú formu s viacerými potenciálnymi zisteniami DFM sa vykonanie kontroly pred obrábaním nástrojov mnohonásobne vyplatí.

Forma, ktorá stojí 22 000 USD a vydrží 600 000 výstrelov, kým bude potrebná renovácia za 7 000 USD, má celkové náklady na program 29 000 USD na 600 000 výstrelov alebo 0,048 USD na výstrel. Vstrekovacia forma na myš, ktorá stojí 30 000 USD a vykoná 1 500 000 výstrelov bez renovácie, má celkové náklady na jeden výstrel o - 58 % nižšie pri používaní o 0,020 USD, hoci je o 36 % drahšia na nákup.

Toto porovnanie sa vzťahuje priamo na výber ocele (NAK80 vs. H13 pre takýto nástroj pri rôznych objemoch výroby), na kvalitu chladiaceho systému a na precíznosť výroby. Výrobný program by mal určovať investície do nástrojov -, nie ľubovoľný rozpočtový cieľ.

TheAsociácia zábavných služieb a technológií (ESTA), prostredníctvom svojich kvalifikačných rámcov dodávateľov pre vyrábané komponenty používané v prostrediach zábavných technológií špecificky uznáva procesnú schopnosť DFM ako indikátor kvality pre výrobných partnerov. Usmernenie ESTA poznamenáva, že dodávatelia, ktorí vykonávajú formálne kontroly DFM a dokumentujú{1}}rozhodnutia o návrhu týkajúce sa nákladov, preukazujú vyspelosť inžinierskeho procesu, ktorý koreluje so spoľahlivosťou nadväzujúcich produktov. V prípade obstarávania foriem pre spotrebnú elektroniku v akomkoľvek kontexte - spotrebná elektronika, periférne zariadenia, profesionálne vybavenie - toto uznanie posilňuje, že prísnosť procesu predbežného návrhu nástrojov dodávateľa- predstavuje významný rozdiel.

Startup v oblasti spotrebnej elektroniky hľadal nástroje pre nový kryt bezdrôtovej myši. Ich prvé cenové ponuky na 2-dutinovú vstrekovaciu formu na myš sa vrátili na 28 000 – 34 USD,000 - nad ich rozpočet na nástroje.

Spoločnosť Sunhingstones pred poskytnutím cenovej ponuky vykonala formálnu kontrolu DFM návrhu tohto nástroja. Revízia identifikovala štyri konkrétne zmeny:

Dva zo šiestich posuvných prvkov vo forme krytu bolo možné eliminovať premiestnením výklenkov bočných tlačidiel na deliacu čiaru -, čím sa ušetrili dva posuvné mechanizmy (3 200 USD)

Tolerancia portu USB-C v kryte bola špecifikovaná o ±0,05 mm - užšia ako požadovaná medzera pri vložení konektora USB-IF. Relaxačný na ±0,10 mm skrátený čas dokončenia EDM (900 USD)

Špecifikácia kozmetickej úpravy vstrekovacej formy na myš bola triedy A2 na celom vonkajšom plášti -, ale bočné oblasti uchopenia- budú v konečnom produkte textúrované. Obmedzenie leštenia A2 na vrchné a klikacie povrchy ušetrilo 2 800 dolárov za leštenie

Časť steny s hrúbkou 1,0 mm v dizajne formy krytu bola pod minimom ABS pre konzistentnú výplň - opravená pred opracovaním, aby sa predišlo úprave po-stavbe

Celková úspora zo služby DFM: približne 6 USD,900 - vďaka čomu je nástroj v rámci rozpočtu bez ohrozenia dizajnu produktu.

Táto forma bola uvedená do prevádzky, prvé vzorky prešli kvalifikáciou pri prvom výstrele a produkt bol uvedený na trh podľa plánu.

Cena formy na škrupinu myši nie je ľubovoľná. Každý komponent cenovej ponuky sleduje konkrétne konštrukčné rozhodnutia - počet bočných akcií, špecifikácia povrchovej úpravy, požiadavky na toleranciu, výber ocele, typ systému žľabov. To všetko je možné pochopiť, vyhodnotiť a v mnohých prípadoch upraviť ešte pred tým, než sa peniaze pridelia.

V spoločnosti Sunhingstones je kontrola DFM štandardnou súčasťou nášho cenového procesu pre každý tento typ nástroja na bývanie, vstrekovaciu formu motorového ozubeného kolesa a plastovú vstrekovaciu formu do autíčka. Dokumentujeme faktory ovplyvňujúce náklady a uvádzame kompromisy,-aby zákazníci presne pochopili, za čo platia a kde existujú alternatívy.

Kontaktujte teraz