Как снизить затраты на литье под давлением в производстве?

Какие факторы влияют на стоимость литья под давлением?

Стоимость материала

Цена на сырье: Колебания цен на пластиковые гранулы (такие как АБС, ПП и ПК) напрямую влияют на затраты, обычно составляя от 50% до 70% от общей стоимости литья под давлением.

Использование материалов: Высокий процент брака (например, направляющих, затворов и дефектных деталей) увеличивает расход материалов. Оптимизация конструкции (например, уменьшение толщины стенок) или переработка лома могут снизить затраты.

Добавки и мастербатч: особые требования (например, огнестойкость и устойчивость к ультрафиолетовому излучению) увеличивают стоимость материалов.

Расходы, связанные с плесенью

Конструкция и сложность пресс-формы: сложные конструкции (например, ползунки, скошенные подъемники и прецизионные текстуры) увеличивают затраты на изготовление пресс-формы и затрудняют ее обслуживание.

Срок службы формы: марка стали (например, P20, H13) и обработка поверхности (хромирование, азотирование) влияют на срок службы формы и частоту замены.

Количество полостей: Многополостные формы могут увеличить производительность за один проход, но первоначальные инвестиции выше, поэтому необходимо найти баланс между производственными мощностями и спросом.

Параметры процесса и эффективность

Время цикла: сокращение времени охлаждения и оптимизация параметров давления выдержки могут повысить эффективность, но при этом избежать дефектов (например, утяжин), вызванных чрезмерным охлаждением.

Потребление энергии: Существуют значительные различия в тоннаже литьевой машины, гидравлических и электрических моделях (электрические модели энергоэффективны, но дороги), а также энергопотреблении системы отопления/охлаждения.

Выход: Нестабильность процесса (например, колебания температуры и давления) может привести к таким проблемам, как вспышка и короткие выстрелы, что увеличивает стоимость лома.

Оборудование и труд

Выбор оборудования: Высокоточные машины для литья под давлением подходят для прецизионных деталей, но стоят дорого; бывшее в употреблении оборудование может сократить инвестиции, но может увеличить расходы на техническое обслуживание.

Стоимость рабочей силы: Автоматизация (роботы, автоматическое снятие деталей) снижает зависимость от рабочей силы, но необходимо учитывать первоначальные инвестиции.

Техническое обслуживание и амортизация: Регулярное техническое обслуживание оборудования может сократить время простоя и продлить срок службы.

Оптимизация дизайна продукта

Равномерность толщины стенок: Неравномерная толщина стенок может привести к неравномерному охлаждению, увеличению времени цикла и увеличению количества отходов.

Угол наклона и структура: Неправильная конструкция может затруднить извлечение из формы или потребовать дополнительной постобработки (например, полировки). Стандартизация: Сокращение количества типов деталей и специализированных конструкций может снизить сложность пресс-форм и производства.

Размер партии и логистика

Размер заказа: Крупносерийное производство распределяет затраты на пресс-форму и ввод в эксплуатацию, в то время как небольшие партии приводят к более высоким удельным затратам.

Упаковка и доставка: Хрупкость продукта может потребовать специальной упаковки, что увеличит затраты на логистику.

Управление и внешние факторы

Стабильность цепочки поставок: задержки поставок сырья или рост цен могут привести к росту затрат.

Соблюдение экологических норм: утилизация отходов (например, выбросы ЛОС, сертификация переработки) может повлечь за собой дополнительные расходы.

География: Цены на энергоносители, затраты на рабочую силу и налоговая политика значительно различаются в зависимости от местоположения завода.

Основные компоненты затрат Двухцветное литье под давлением

• Стоимость оборудования

Высокая цена машины: двухцветные литьевые машины обычно в 1,5–3 раза дороже стандартных литьевых машин.

Более высокое потребление энергии: требуются две системы впрыска, что приводит к увеличению потребления энергии на 20–40 % по сравнению с одноцветными машинами.

• Стоимость формы

Высокая сложность пресс-формы: двухцветные пресс-формы имеют два набора полостей, что требует точного выравнивания и повышенной сложности обработки. Стоимость в 2–4 раза выше, чем у стандартных форм.

Высокая стоимость технического обслуживания: из-за сложной конструкции затраты на ремонт и техническое обслуживание выше.

• Стоимость материала

Смешанные материалы: требуется приобрести два разных пластика (например, твердый пластик, мягкий пластик), которые могут включать специальные материалы (например, ТПЭ, ПК/АБС).

Требования к совместимости материалов: два материала должны хорошо склеиваться, в противном случае потребуется дополнительная обработка (например, добавление клея).

• Стоимость процесса

Длительный цикл отладки: двухцветное литье под давлением требует более сложной настройки параметров (например, согласования температуры и времени впрыска), что приводит к более высокому уровню брака во время отладки. Проблемы с урожайностью: большие различия в усадке между двумя материалами могут легко привести к расслоению и короблению, что приведет к увеличению затрат на лом.

• Расходы на рабочую силу и управление

Высокие эксплуатационные требования: требуются квалифицированные специалисты для ввода в эксплуатацию и технического обслуживания, что приводит к более высоким затратам на рабочую силу.

Сложный график производства: более частые изменения цвета и материала влияют на эффективность.

Как снизить себестоимость литья под давлением в производстве?

Оптимизируйте материальные затраты

(1) Выберите подходящие пластиковые материалы

Оцените требования к эксплуатационным характеристикам: выбирайте недорогие материалы, соответствующие эксплуатационным характеристикам продукта (таким как прочность, термостойкость и внешний вид).

Используйте переработанные материалы: добавляйте определенную долю переработанных материалов (например, измельченные желоба и отходы), не влияя на качество.

Уменьшите количество добавок: избегайте чрезмерного использования дорогостоящих добавок, таких как суперконцентраты и антипирены.

(2) Улучшить использование материалов

Оптимизируйте систему заливки: используйте формы с горячими литниками, чтобы сократить отходы от холодных литников.

Уменьшите толщину стенок: уменьшите толщину стенок изделия и расход материала, обеспечивая при этом прочность.

Переработка: Собирайте желоба и отходы в процессе литья под давлением, измельчайте их и используйте повторно (необходимо оценить, влияют ли они на эксплуатационные характеристики материала).

Оптимизируйте проектирование и управление пресс-формами

(1) Повышение эффективности пресс-формы

Многополостная конструкция: увеличьте количество полостей пресс-формы, чтобы увеличить производительность за один проход.

Оптимизируйте систему охлаждения: используйте конформное охлаждение или высокоэффективную конструкцию водяного канала, чтобы сократить время охлаждения. Упростите конструкцию: сократите количество сложных механизмов, таких как ползуны и подъемники, а также сократите затраты на изготовление и обслуживание пресс-форм. (2) Продлите срок службы формы. Выберите высококачественную сталь (например, H13, S136) и выполните обработку поверхности (хромирование, азотирование) для уменьшения износа. Регулярное техническое обслуживание: очистите полость формы и проверьте направляющие штифты/подъемник, чтобы избежать простоя или брака из-за повреждения формы.

Оптимизировать процесс литья под давлением

(1) Сократите производственный цикл. Сократите время охлаждения: оптимизируйте схему пути охлаждающей воды или используйте технологию быстрого охлаждения (например, вставки из бериллиевой меди). Отрегулируйте параметры удерживающего давления: избегайте чрезмерного удерживающего давления, которое приводит к увеличению цикла или отходам материала. Высокоскоростное литье под давлением: используйте высокую скорость выстрела, чтобы сократить время наполнения, но предотвратить вспышку или горение. (2) Повышение производительности. Стабильность процесса: поиск оптимального сочетания параметров температуры, давления и скорости с помощью DOE (планирование экспериментов).

Оптимизация и автоматизация оборудования

(1) Выберите подходящую машину для литья под давлением

Машина для формования тоннажа

Подбор тоннажа: избегайте ситуации, когда «большая лошадь тянет маленькую тележку», и выбирайте машину с правильным усилием зажима, чтобы снизить потребление энергии.

Энергосберегающие модели: отдавайте приоритет полностью электрическим или гибридным машинам для литья под давлением (на 30%~50% более энергоэффективным, чем гидравлические прессы).

(2) Уменьшить зависимость от ручного труда

Автоматизированное удаление деталей: используйте робота для удаления деталей, сокращая время ручной работы и количество ошибок.

Централизованная система подачи: автоматическая транспортировка сырья, снижение ошибок ручной подачи и смешивания.

Оптимизация управления производством

(1) Серийное производство и планирование

Сократите количество смен пресс-форм: расширьте производственную партию одного и того же продукта, объединив заказы.

Рационально организуйте производственные планы: избегайте частой смены материалов или форм и сокращайте отходы отладки.

(2) Управление цепочкой поставок

Централизованные закупки: подписывайте долгосрочные соглашения с поставщиками для снижения затрат на закупку сырья.

Локализованные закупки: сокращение расходов на транспортировку и складирование.

(3) Управление энергопотреблением

Пиковое энергопотребление: организуйте процессы с высоким потреблением энергии в периоды низких цен на электроэнергию. Рекуперация отходящего тепла: использование отходящего тепла от охлаждающей воды литьевой машины для отопления цеха или других целей.

6. Оптимизация дизайна продукта

Упрощенная структура: уменьшите количество ненужных сложных элементов (таких как подрезы и тонкие стенки), чтобы уменьшить сложность формы и процесса.

Стандартизированная конструкция: по возможности используйте универсальные конструкции, чтобы снизить потребность в специализированных формах.

DFM (проектирование для производства): рассмотрите возможность литья под давлением на этапе проектирования, чтобы избежать дорогостоящих модификаций в дальнейшем.

Стратегии снижения затрат на двухцветное литье под давлением

• Оптимизация выбора оборудования

Выберите модель машины в зависимости от спроса:

Если объемы производства невелики, рассмотрите возможность использования ротационной двухцветной литьевой машины (более низкая стоимость, чем у параллельного типа).

Для небольших размеров продукции выбирайте небольшую двухцветную машину, чтобы сократить потребление энергии и отходы материалов.

Бывшее в употреблении оборудование или лизинг: на начальном этапе рассмотрите возможность использования бывшего в употреблении оборудования или лизинга, чтобы снизить инвестиционное давление.

• Оптимизация конструкции пресс-формы

Упрощенная структура: уменьшите количество сложных механизмов, таких как ползуны и подъемники, чтобы уменьшить сложность обработки.

Конструкция вращения внутри формы: используйте вращающийся сердечник вместо двухполостной формы, чтобы снизить затраты на пресс-форму.

Стандартизированная основа пресс-формы: используйте универсальную основу пресс-формы и настраивайте только основные компоненты, чтобы сократить затраты на разработку.

• Стоимость материала Control

Отдайте приоритет совместимости материалов: выбирайте материалы с одинаковой скоростью усадки (например, ПП ТПЭ), чтобы снизить риск расслоения.

Используйте переработанные материалы: используйте переработанные материалы в местах, где эксплуатационные характеристики не ухудшаются (например, внутренние конструкции).

Сокращение использования дорогих материалов: например, для внешних деталей используйте только глянцевый материал для внешнего слоя и стандартный материал для внутреннего слоя.

• Оптимизация процесса

Точная регулировка параметров: используйте эксперименты Министерства энергетики для определения оптимального сочетания температуры, давления и времени охлаждения.

Контроль температуры пресс-формы: независимый контроль двух температур пресс-формы для обеспечения качества сопряжения материалов.

Автоматизированный мониторинг: установите датчики для мониторинга процесса литья под давлением в режиме реального времени, чтобы уменьшить количество человеческих ошибок.

• Улучшение управления производством

Серийное производство: максимизируйте производственный цикл одного и того же продукта и сократите время смены формы/материала.

Профилактическое обслуживание: Регулярно обслуживайте формы и машины, чтобы избежать непредвиденных простоев.

Обучение операторов: улучшение понимания техническими специалистами двухцветного процесса и сокращение отходов отладки.

• Снижение затрат на проектирование продукта

Уменьшите количество двухцветных областей: используйте двухцветный дизайн только в важных областях (например, на кнопках и пломбах).

Упрощение конструкции: избегайте чрезмерного проектирования, например, замены части двухцветной конструкции на многослойное формование.