Quý trước, một khách hàng về thiết bị y tế đã đến với chúng tôi sau khi đốt hết 180.000 đô la cho một chương trình ép xung không thành công. Nhà cung cấp trước đây của họ đã hứa sẽ tiết kiệm chi phí. Những gì họ giao là tỷ lệ phế liệu 23%, sản xuất bị trì hoãn sáu tuần và thư cảnh báo của FDA trích dẫn tài liệu về độ bền liên kết không nhất quán.
Nguyên nhân sâu xa? Họ chọn ép khuôn quá mức cho chương trình hàng năm 40.000-đơn vị. Điểm hòa vốn cho hình dạng bộ phận của họ là 9.200 đơn vị.
Đây không phải là một sai lầm hiếm gặp. Dựa trên dữ liệu dự án của chúng tôi trong ba năm qua, khoảng 4 trong số 10 RFQ chúng tôi nhận được chỉ ra quy trình sai trước khi bắt đầu đánh giá kỹ thuật. Thông số kỹ thuật thường bắt nguồn từ các giả định về chi phí mà bỏ qua tính kinh tế của chu kỳ thời gian hoặc từ các kỹ sư chỉ có kinh nghiệm với một phương pháp.
Bài viết này sẽ không cung cấp cho bạn câu trả lời cân bằng "điều đó còn tùy". Chúng tôi sẽ cho bạn biết chính xác tiền sẽ đi đâu, kịch bản nào có lợi cho từng quy trình và những câu hỏi mà nhà cung cấp hiện tại của bạn có thể không trả lời.
Sự khác biệt về chi phí thực sự không ai viết ra
Hầu hết các bài viết so sánh đều cung cấp cho bạn phạm vi. "$20.000 đến $100.000 cho công cụ bắn hai-." Điều đó cho bạn biết không có gì hữu ích.
Đây là chi phí thực sự của chương trình hàng năm 30.000-đơn vị, dựa trên tay cầm của máy đo độ cứng kép (đế PP + tay cầm TPE) mà chúng tôi đã trích dẫn vào tháng trước:
| Yếu tố chi phí | Hai-cú đánh | Ép xung | Sự khác biệt |
|---|---|---|---|
| Đầu tư dụng cụ | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| Chi phí sản xuất trên mỗi-đơn vị | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Sản lượng hàng năm (30 nghìn chiếc) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Tổng số năm 1 | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| Tổng cộng năm 2 (không có dụng cụ mới) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
Đến tháng thứ 14, khoản đầu tư vào công cụ cao hơn sẽ tự mang lại lợi nhuận. Đến năm thứ ba, bạn đã tiết kiệm được 135.500 USD. Mở rộng đến vòng đời sản phẩm thông thường là 5{4}}năm và khoảng cách sẽ vượt quá 200.000 USD.
Tuy nhiên, các nhóm mua sắm luôn chọn cách ép khuôn quá mức cho các chương trình trên 15.000 đơn vị hàng năm vì báo giá công cụ có vẻ thân thiện hơn. Phép toán cho mỗi phần-được chôn trong ngân sách sản xuất liên quan đến các trung tâm chi phí khác nhau.
Ngưỡng hòa vốn-thậm chí đối với hầu hết các bộ phận vật liệu-kép nằm trong khoảng từ 8.000 đến 10.000 đơn vị hàng năm.
Dưới mức đó, overmolding sẽ thắng. Trên hết, mỗi đơn vị bổ sung sẽ mở rộng lợi thế của hai lượt bắn.
Tại sao thời gian chu kỳ là con số mà nhà cung cấp của bạn hy vọng bạn bỏ qua
Chi phí dụng cụ được xem xét kỹ lưỡng. Thời gian chu kỳ hiếm khi làm được.
Hai-đúc khuôn tạo ra một bộ phận vật liệu kép-hoàn thiện cứ sau 35 đến 60 giây. Cả hai vật liệu được bơm theo thứ tự trong một chu kỳ kẹp duy nhất. Không có sự can thiệp của nhà điều hành. Không có sự chuyển giao một phần giữa các trạm.
Quá trình ép xung yêu cầu đúc lớp nền, làm nguội nó, di chuyển nó sang khuôn thứ hai, sau đó chạy chu trình ép xung. Tổng thời gian trôi qua: 65 đến 110 giây cho mỗi phần hoàn thành.
Trên một máy ép chạy 8.000 giờ sản xuất hàng năm, sự khác biệt đó tương đương với khoảng 640.000 bộ phận hai{4}}ép phun so với 320.000 bộ phận đúc quá mức. Cùng một máy. Diện tích sàn như nhau. Chi phí lao động tương tự. Nhân đôi sản lượng.
Khi các nhà cung cấp báo giá việc ép khuôn ở mức giá cạnh tranh cho mỗi{{0} sản phẩm, hãy hỏi cách họ tính toán mức sử dụng máy in. Một số hấp thụ sự mất mát hiệu quả thông qua tỷ suất lợi nhuận thấp hơn. Những người khác phục hồi nó thông qua các thỏa hiệp về chất lượng mà bạn sẽ không phát hiện ra cho đến khi bắt đầu sản xuất.
Vấn đề về độ bền liên kết tạo ra yêu cầu bảo hành
Đây là nơi khoa học vật liệu đáp ứng trách nhiệm tài chính.
Trong hai{0}}đúc phun, vật liệu thứ hai tiếp xúc với chất nền thứ nhất khi nó vẫn ở nhiệt độ cao. Các chuỗi polymer xen kẽ ở ranh giới. Kết quả là một liên kết hóa học thường vượt quá độ bền kết dính của chính vật liệu mềm hơn. Lỗi kiểm tra kéo-xảy ra trong lớp TPE chứ không phải ở giao diện.
Quá trình ép xung hoạt động với chất nền được làm mát. Liên kết phụ thuộc nhiều hơn vào khóa liên động cơ học và khả năng tương thích năng lượng bề mặt. Khi nó hoạt động, nó hoạt động tốt. Khi các điều kiện xử lý hoặc ghép nối vật liệu hơi lệch ra ngoài cửa sổ tối ưu, bạn sẽ nhận được sự tách lớp vượt qua kiểm tra ban đầu nhưng không thành công khi sử dụng tại hiện trường.
Dữ liệu bám dính được công bố từ Avient cho thấy cấp độ TPE được thiết kế của họ đạt được cường độ liên kết pli 26+ trên nền PC/ABS trong quá trình ép xung được thực hiện đúng cách. Các vật liệu cạnh tranh đôi khi kiểm tra dưới 13 pli, đại diện cho ngưỡng chức năng đối với hầu hết các ứng dụng cầm nắm. Khoảng cách hiệu suất gấp đôi đó không hiển thị khi so sánh chi phí vật liệu. Nó xuất hiện trong dự trữ bảo hành.
Gia cố sợi thủy tinh tạo ra thách thức. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Polymer Engineering & Science đã chứng minh rằng chất nền PA có lượng sợi trên 30% bị suy giảm độ bám dính có thể đo lường được. Định hướng sợi ở bề mặt làm giảm diện tích tiếp xúc polymer có sẵn cho lớp phủ ngoài. Nếu thông số kỹ thuật của bạn yêu cầu độ cứng cao cùng với khuôn-cảm ứng mềm, hãy chờ đợi quá trình kiểm tra chất lượng mở rộng bất kể bạn chọn quy trình nào.
Sự kết hợp vật chất thất bại một cách âm thầm
Một số cặp đôi không chỉ hoạt động kém. Chúng tạo ra những mối nguy hiểm về an toàn.
Chất nền POM không bao giờ được tiếp xúc với nhựa PVC hoặc TPV. Phản ứng hóa học giải phóng khí axit clohydric. Chúng tôi đã từ chối ba RFQ trong mười tám tháng qua chỉ rõ sự kết hợp này. Các kỹ sư yêu cầu báo giá không biết về sự không tương thích. Rõ ràng, các nhà cung cấp trước đây của họ cũng không trích dẫn tác phẩm.
Các loại TPE tiêu chuẩn được bán trên thị trường là "phổ quát" thường yêu cầu sửa đổi bề mặt để liên kết đáng tin cậy với chất nền ABS, PC hoặc nylon. Từ "tương thích" trong bảng dữ liệu vật liệu không có nghĩa là "liên kết mà không cần các bước xử lý bổ sung". Điều đó có nghĩa là các vật liệu sẽ không tấn công lẫn nhau về mặt hóa học.
Chất nền polypropylene kết hợp tự nhiên với TPE dựa trên SEBS{0}}. Đây là lý do tại sao tay cầm, kẹp bàn chải đánh răng và các ứng dụng đóng gói của người tiêu dùng lại hướng tới sự kết hợp PP+TPE. Hóa học phù hợp. Tỷ lệ co ngót phù hợp. Các cửa sổ xử lý chồng lên nhau.
Khi khách hàng yêu cầu chúng tôi đánh giá các kết hợp vật liệu không đạt tiêu chuẩn{0}}, chúng tôi sẽ tiến hành thử nghiệm mẫu ngoại quan trước khi đưa vào sử dụng công cụ sản xuất. Chi phí của hai mươi mẫu thử nghiệm là không đáng kể so với việc phát hiện ra các lỗi bám dính sau khi đã cắt 50.000 USD dụng cụ.
Câu hỏi về dung sai ngăn cách các ứng dụng
Các yêu cầu về độ chính xác thường quyết định việc lựa chọn quy trình trước khi bắt đầu phân tích chi phí.
Đúc khuôn hai lần duy trì việc đăng ký ranh giới vật liệu trong phạm vi 0,1 mm. Cả hai lần chụp đều diễn ra trong cùng một khuôn được kẹp mà không cần chuyển phần vật lý. Chất nền không thể dịch chuyển. Độ chính xác về vị trí mà bạn thiết kế là độ chính xác về vị trí mà bạn nhận được.
Overmolding giới thiệu các biến chuyển. Chất nền phải được người vận hành hoặc robot đặt vào khoang đúc sẵn. Sự hao mòn của thiết bị tích lũy trong quá trình sản xuất. Sự co nhiệt giữa khuôn thứ nhất và khuôn thứ hai tạo ra sự lệch chiều. Đối với các ứng dụng mà ranh giới vật liệu chỉ mang tính chức năng (vùng kẹp, bề mặt bịt kín), sự thay đổi này có thể chấp nhận được. Đối với các ứng dụng có ranh giới vật liệu rõ ràng và có tính thẩm mỹ (nút có đèn nền, vỏ- bị chặn màu, dấu hiệu thiết bị y tế), sự biến đổi sẽ trở thành khiếm khuyết về mặt thẩm mỹ.
Các bộ phận bên trong ô tô có đồ họa được chiếu sáng, thiết bị ngoại vi chơi game có ranh giới vùng xúc giác và thiết bị y tế có chỉ báo chức năng được mã hóa màu thường yêu cầu độ chính xác của hai lần chụp. Các sản phẩm tiêu dùng có bề mặt tay cầm ẩn, tay cầm dụng cụ công nghiệp và các bộ phận hàng hóa- định giá theo chi phí thường chấp nhận sự biến động quá mức.
Kịch bản số lượng trong đó sự lựa chọn "sai" thực sự đúng
Toán học hòa vốn-áp dụng cho sản xuất ở trạng thái{1}}ổn định. Các chương trình thực hiếm khi tuân theo các giả định về trạng thái{3}}ổn định.
Kịch bản: Xác nhận thị trường trước khi cam kết
Một công ty khởi nghiệp về điện tử tiêu dùng cần 2.500 đơn vị để kiểm tra phản hồi của kênh bán lẻ trước khi cam kết sản xuất hàng loạt công cụ. Việc ép xung ở mức 4,80 USD cho mỗi đơn vị với công cụ trị giá 18.500 USD có tổng chi phí là 30.500 USD. Hai-ảnh chụp với giá 8,20 USD mỗi chiếc với công cụ trị giá 72.000 USD có tổng chi phí là 92.500 USD.
Nếu sản phẩm không được thị trường xác nhận, công ty khởi nghiệp sẽ mất 30.500 USD thay vì 92.500 USD. Nếu sản phẩm thành công và mở rộng quy mô lên 50.000 đơn vị hàng năm, họ sẽ đầu tư vào hai-công cụ bắn cho giai đoạn sản xuất và coi công cụ đúc khuôn nguyên mẫu là chi phí xác thực.
Cách tiếp cận theo giai đoạn này có ý nghĩa về mặt tài chính khi sản phẩm-không phù hợp với thị trường. Sẽ chẳng có ý nghĩa gì khi số lượng dự báo là đáng tin cậy và vòng đời sản phẩm kéo dài hơn hai năm.
Kịch bản: Tích hợp chèn kim loại
Một nhà sản xuất thiết bị công nghiệp yêu cầu bộ tản nhiệt bằng nhôm đúc sẵn cho vỏ bộ điều khiển động cơ. Nền nhôm được gia công CNC bởi một nhà cung cấp chuyên biệt, sau đó được phủ bằng nylon chứa đầy thủy tinh-để tích hợp cấu trúc.
Hai{0}} khuôn phun không thể chứa được chất nền kim loại. Quá trình này vốn là nhựa-thành-nhựa. Overmolding, hay cụ thể hơn là chèn khuôn, là phương pháp khả thi duy nhất. So sánh chi phí là không thích hợp vì chỉ tồn tại một lựa chọn.
Kịch bản: Năng lực báo chí hiện tại
Một thợ đúc khu vực có 15 máy ép phun tiêu chuẩn sẽ nhận được RFQ cho chương trình hai{0}}lần phun. Họ thiếu thiết bị trục quay-. Các lựa chọn bao gồm: đầu tư vốn vào-khả năng bắn, gia công cho một thợ đúc chuyên dụng hoặc đề xuất giải pháp thay thế đúc khuôn được thực hiện trên thiết bị hiện có.
Đối với nhà sản xuất khuôn này, việc đúc quá mức sẽ bảo toàn lợi nhuận mà nếu không sẽ chuyển sang đối thủ cạnh tranh hoặc yêu cầu chi vốn. Đối với khách hàng, việc tính toán phụ thuộc vào việc liệu cơ cấu chi phí của thợ đúc có thể giảm bớt hiệu quả mà không ảnh hưởng đến chất lượng hay không.
Điều gì xảy ra khi bạn phát triển nhanh hơn lựa chọn quy trình ban đầu của mình
Quá trình chuyển đổi giữa{0}}chương trình có những chi phí không xuất hiện trong báo giá công cụ.
Việc chuyển từ ép khuôn sang hai-đúc yêu cầu phải thay thế toàn bộ công cụ. Công cụ ép khuôn hiện tại của bạn không thể sửa đổi được. Thời gian thực hiện cho công cụ bắn hai-mới kéo dài từ 8 đến 14 tuần tùy thuộc vào độ phức tạp. Trong quá trình chuyển đổi, bạn đang vận hành song song kho hàng an toàn sản xuất hoặc xây dựng.
Gánh nặng xác nhận tăng lên gấp bội đối với các ngành được quản lý. Việc gửi thiết bị y tế ghi lại các thông số quy trình ép xung yêu cầu sửa đổi khi loại quy trình thay đổi. Tài liệu PPAP ô tô phải được gửi lại. Nhóm kỹ thuật của khách hàng phải-phê duyệt lại phương pháp sản xuất mới.
Chúng tôi đã thấy các chương trình tiêu tốn $40,000+ chi phí chuyển đổi (xóa-công cụ, chi phí xác thực, gián đoạn sản xuất) mà lẽ ra có thể tránh được bằng cách chọn hai-lần chụp ban đầu. Quyết định ban đầu đã tiết kiệm được 15.000 USD tiền mua dụng cụ. Chi phí sửa chữa gần gấp ba số tiền đó.
Cách tiếp cận thông minh hơn, khi dự báo khối lượng không chắc chắn, là đưa tính tùy chọn vào cấu trúc chương trình ban đầu. Thiết kế hình dạng bộ phận để phù hợp với một trong hai quá trình. Đánh giá các tài liệu có thể hoạt động theo cả hai phương pháp. Nếu bạn bắt đầu với việc ép xung và mở rộng quy mô sau đó, quá trình chuyển đổi sẽ trở thành một khoản đầu tư vào công cụ hơn là một bản sửa đổi thiết kế.
Tín hiệu lựa chọn nhà cung cấp dự đoán vấn đề
Không phải mọi nhà sản xuất quảng cáo khả năng bắn hai{0}} đều có kiến thức chuyên môn thực sự.
Một cơ sở có một máy ép trục quay-và có lịch sử hai-ảnh giới hạn đang thử nghiệm dự án của bạn. Một cơ sở thực hiện hai-lần bắn hàng ngày trên nhiều chương trình đã thể chế hóa kiến thức của bộ lạc để ngăn ngừa phế liệu.
Các câu hỏi đáng đặt ra trước khi cam kết sử dụng công cụ:
Hỏi: Bạn đã tạo bao nhiêu-công cụ bắn trong 24 tháng qua?
Đáp: Nếu câu trả lời ít hơn năm, rất có thể bạn nằm trong số những chương trình phức tạp đầu tiên của họ.
Hỏi: Tỷ lệ phế liệu của bạn đối với các tổ hợp vật liệu tương tự trong quá trình sản xuất là bao nhiêu?
Đáp: Những câu trả lời lảng tránh cho thấy họ không theo dõi số liệu này hoặc không tự hào về kết quả.
Câu hỏi: Bạn có thể hiển thị dữ liệu xác thực từ một ứng dụng quan trọng liên kết có thể so sánh được không?
Đáp: Kết quả kiểm tra độ bám dính được công bố cho thấy sự nghiêm ngặt về mặt kỹ thuật. "Hãy tin tưởng chúng tôi, nó hoạt động tốt" cho biết quá trình phát triển diễn ra trong ngân sách của bạn.
Hỏi: Bạn sở hữu thiết kế dụng cụ hay thuê ngoài nó?
Đáp: Các nhà cung cấp thuê ngoài thiết kế khuôn phức tạp có thể gặp khó khăn trong việc khắc phục các sự cố sản xuất liên quan đến các quyết định về dụng cụ mà họ không đưa ra.
Các chương trình thiết bị y tế cần có sự giám sát bổ sung. Chứng nhận ISO 13485, hệ thống đo lường được xác nhận, biện pháp kiểm soát quy trình được ghi lại và cơ sở hạ tầng truy xuất nguồn gốc thể hiện các yêu cầu cơ bản. Công việc y tế hai lần- tập trung vào các chuyên gia vì gánh nặng pháp lý đã loại bỏ những người theo chủ nghĩa tổng quát.
Các nhóm mua sắm ở góc độ bền vững đang bắt đầu yêu cầu
Các số liệu về tác động môi trường đang chuyển từ tài liệu tiếp thị sang tiêu chí chấm điểm RFQ.
Quy trình hai lần bắn báo cáo tỷ lệ lãng phí vật liệu dưới 1%. Cả hai cảnh quay đều xảy ra trong một hệ thống khép kín. Các đường chạy và đường dẫn có thể được nối lại và đưa vào lại. Không có việc xử lý phế liệu từ việc chuyển bộ phận giữa các trạm.
Tỷ lệ lãng phí khi ép khuôn thay đổi nhiều hơn tùy thuộc vào phương pháp chuyển giao, cách xử lý của người vận hành và điều kiện bảo quản chất nền. Ô nhiễm từ việc xử lý hoặc bảo quản không đúng cách dẫn đến hư hỏng liên kết khi kiểm tra. Các bộ phận bị loại bỏ không thể được nghiền lại vì chúng chứa các cấu trúc đa vật liệu-được liên kết.
Lợi ích hợp nhất còn vượt ra ngoài lãng phí trực tiếp. Loại bỏ các bước lắp ráp thứ cấp giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng, khí thải vận chuyển và vật liệu đóng gói giữa các giai đoạn của quy trình. Đối với các OEM xây dựng tài liệu đánh giá vòng đời hoặc phản hồi thẻ điểm về tính bền vững của khách hàng, việc sản xuất-quy trình hai-một lần sẽ đơn giản hóa việc tính toán lượng carbon.
Tất cả các máy ép phun-hai{1}}điện đều tiêu thụ ít năng lượng hơn khoảng 50% so với các máy ép thủy lực tương đương. Đối với các chương trình mà mức tiêu thụ điện năng được tính vào tổng chi phí sở hữu, loại máy cũng quan trọng như loại quy trình.
Khung quyết định: Câu hỏi trung thực trước RFQ
Thay vì một danh sách kiểm tra áp dụng cho mọi tình huống, đây là những câu hỏi nêu lên những hạn chế thực sự:
Dự kiến khối lượng phòng thủ của bạn từ năm một đến năm ba là bao nhiêu?
Nếu tập năm-ba trên thực tế có thể gấp đôi hoặc nửa năm-một thì bản thân sự không chắc chắn đã là một biến số. Việc ép khuôn quá mức có thể có ý nghĩa như một điểm vào lệnh được phòng hộ ngay cả khi kinh tế học hai lần bắn có vẻ tốt hơn trên giấy tờ.
Sự kết hợp vật liệu đã được chứng minh hay thử nghiệm?
Các cặp đôi đã được thiết lập (PP+TPE, PC+TPU) có rủi ro chất lượng thấp hơn. Các kết hợp mới yêu cầu đầu tư thử nghiệm làm thay đổi cách tính-hòa vốn.
Ứng dụng thực sự yêu cầu dung sai nào?
Nhiều RFQ kế thừa các thông số kỹ thuật về dung sai từ các thế hệ sản phẩm trước mà không đánh giá lại liệu yêu cầu đó có phù hợp với thiết kế hiện tại hay không. Dung sai chặt chẽ hơn mức cần thiết để đẩy các chương trình hướng tới hai-lần bắn khi việc ép khuôn là đủ.
Ai sở hữu rủi ro thiết kế nếu độ bền liên kết không đạt tại hiện trường?
Một số khách hàng chỉ định phương pháp xử lý; những người khác chỉ định các yêu cầu về hiệu suất và để nhà cung cấp lựa chọn phương pháp. Cách tiếp cận thứ hai chuyển rủi ro sang nhà cung cấp, điều này làm thay đổi động lực định giá.
Chi phí chuyển đổi của bạn là bao nhiêu nếu giả định ban đầu chứng minh là sai?
Các chương trình có gánh nặng xác thực theo quy định, vòng đời sản phẩm dài hoặc các lựa chọn nhà cung cấp thay thế hạn chế sẽ phải trả mức giá cao hơn cho những điều chỉnh-giữa chương trình.
Những gì chúng tôi đã học được khi chạy cả hai quy trình
ABIS vận hành hai ô bắn chuyên dụng cùng với khả năng ép xung thông thường. Chúng tôi không ủng hộ một quy trình vì đó là tất cả những gì chúng tôi làm.
Hai-công việc của chúng tôi tập trung vào các thiết bị y tế, linh kiện nội thất ô tô và điện tử tiêu dùng nơi độ chính xác, tính toàn vẹn của mối liên kết hoặc tính kinh tế về khối lượng đảm bảo cho việc đầu tư vào công cụ. Công việc đúc khuôn của chúng tôi phục vụ các ứng dụng hạt dao-kim loại, chương trình nguyên mẫu và sản xuất-số lượng thấp hơn trong đó quy trình phù hợp với yêu cầu thương mại.
Những khách hàng nhận được nhiều giá trị nhất từ các đánh giá kỹ thuật của chúng tôi là những người cung cấp cho chúng tôi thông số hình học và hiệu suất trước khi đưa ra các giả định về quy trình. Các ràng buộc thúc đẩy việc lựa chọn quy trình thường tồn tại trong các tài liệu yêu cầu mà nhóm mua sắm không đến được cho đến khi các phản hồi RFQ bị sai lệch.
Nếu bạn đang đánh giá các nhà cung cấp cho một chương trình vật liệu-kép và muốn đánh giá kỹ thuật xem quy trình nào phù hợp với hình dạng, yêu cầu về vật liệu và kịch bản khối lượng cụ thể của bạn thì chúng tôi sẽ tiến hành phân tích. Tải lên các tệp thiết kế của bạn, chia sẻ khối lượng mục tiêu của bạn và chỉ định các yêu cầu hiệu suất quan trọng. Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tiếp cận nào hợp lý, cơ cấu chi phí thực tế trông như thế nào và liệu chương trình có phù hợp với khả năng sản xuất của chúng tôi hay không.
Không phải mọi dự án đều phù hợp với cửa hàng của chúng tôi. Nhưng mọi dự án đều được hưởng lợi từ việc đưa ra báo giá với quy trình phù hợp đã được xác định.