Table of Contents
מהנדסי ייצור ומנהלי רכש כל הזמן להעריך שיטות ייצור כדי לאזן איכות, עלות ולהוביל זמן. עובש קומפרסוני נשאר אפשרות מעשית עבור יישומים רבים, אבל פרופיל העלות שלה שונה במידה ניכרת מתבנית הזריקה, מפוצץ, עובש סיבובי, ותהליכים תת-פעולה.ניתוח זה שובר את הכלכלה של עובש מול טכניקות אחרות, להתמקד על כלי השקעה, מחזור, ניצול חומרים, ניצול ופרקות של אסטרטגיות בפועל הוא לספק את ההצעה בפועל.
הבנה של Compression מול
עובש קומפרספרסוני הוא תהליך יצירת לחץ גבוה שבו מטען מעומם של חומר - בדרך כלל תרכובת thermosetting (למשל, פנובי, melamine, epoxy) או גומי - ממוקם לתוך משטח פתוח, מחומם עובש.תבנית סגורה עם לחץ הידראולי, מכריח את החומר למלא את העמידות וריפוי תחת לחץ חום ותהליך הוא מתאים היטב עבור חום גדול, חום או מורכב, או כוח כבד.
יישומים נפוצים כוללים אינסטלטורים חשמליים, רכיבי רכב מתחת לגיל, כריות בלמים, מטפלים מעודנים, והגנה או חלל חלקי מבניים בהשוואה לתבניות הזריקה, דחיסה משתמשת בלחץ הזריקה נמוך (לעתים קרובות 500-2,000 psi לעומת 10,000-30,000 psi), אשר מפחית את עובש ומאפשר כלי פשוט, פחות יקר עשוי מאלומיניום או פלדה קלה יותר מאשר כלי פלדה קשיח.
עלויות ב Compression מול
הבנת מבנה העלות של עובש דחיסה דורש לבחון מספר משתנים תלותיים:
- (FLT:0) עלויות:FLT:1 Molds עבור עובש דחיסה הם בדרך כלל פחות מורכבים מאשר תבניות הזריקה. הם מורכבים של חלל ושקע (כוח), ללא רצים, שערים, או ערוצי קירור. עובש חד פעמי יכול לעלות 5,000 $-25,000 $, בעוד שזרקה רב-כבדה יכול לעלות מעל 100,000 $.
- (FLT:0) עלויות אוויריות: 1FLT:1 בולק עובש תרכובות (BMC) ותרכובות עובש גיליון (SMC) הם לעתים קרובות במחיר משקל, בדרך כלל $ $ $ $ 2.00 פאונד בהתאם לממלא, חיזוק, נפח. פסולת חומרית היא מינימלית כי חיובים הם pre-weableed; עודף הוא בדרך כלל 5-10%, נמוך יותר מאשר זריקה שבו רצים ונפח יכול לייצג 20 אחוזים של מערכות חומר.
- (FLT:0) זמן קליר: 1FLT:1 תבניות עובש מחזור ארוך יותר מאשר הזרקת עובש - בדרך כלל 2-10 דקות עבור thermosets לעומת 10-60 שניות עבור thermoplastics. זה עולה לעבודה חלקית עלויות אנרגיה ומפחית את התפוקה לעיתונות.עם זאת, מחזור תלוי במידה רבה על עובי חלק וקצב הריפוי החומרי.
- (FLT:0) עלויות:00(Labor:) 1 (התהליך הוא לעתים קרובות יותר כוח-עוצמה כי כל מטען חייב להיות מונח באופן ידני, הסרת הבזק או פיזור משני עשוי להיות נדרש.
- עלויות ההרחבה:0 (FLT:1 Presses צורכות אנרגיה משמעותית לתבניות חום (בדרך כלל 300-400 מעלות צלזיוסF עבור thermosets) וליישם לחץ.
- (FLT:0) נפח הייצור:0 (מוצרion נפח: FLT:1 , קומפרסון עובש יתרונות מן כרכים בינוניים - בדרך כלל 1,000 עד 100,000 חלקים בשנה. עבור כרכים גבוהים יותר, את רמות העלות של חלק, ואת הזרקת עובש או דחיסה אוטומטית עם כלים רב-כבדות עשוי להיות יותר כלכלי.
- (ב) ,0 פעולות משניות: FLT:1 Deflashing, machining או משטח סיום יכול להוסיף 5-20% לכל מחיר.
השוואה עם טכניקות ייצור אחרות
המונחים:
עובש הזרקת הוא ההחלפה הקרובה ביותר עבור דחיסה עובש ביישומים תרמוסט ותרמופלסטיים רבים.ההבדלים העיקריים עלות מוטלים על כלי וזמן מחזורי. עובשs בנוי לעמוד בלחץ גבוה ובדרך כלל כוללים מעגלים קירור מורכבים, מערכות ejector, ו שקופיות עבור תחתונים.תבנית זריקות רב-כבד עבור רכיב קטן יכול לעלות $50,000 $, בניגוד, עובש עבור תרכובת דומה עשוי להיות חלק $ 10,000 $.
זמני מחזור עבור עובש הזריקה הם קצרים באופן דרמטי - 15-60 שניות עבור חלקי קיר דק - המאפשר כרכים שנתי מעל 500,000 חלקים על מכונה אחת. קומפרסון עובש מחזורים איטיים (2-10 דקות) כלומר להתאים את הפלט של הזרקת עובש, היצרן יהיה צורך מספר רב של עיתונות, הגדלת שטח הרצפה והשקעות הון.
עלות חומרית יכולה גם להיות שונה.תבנית הזרקת הזרקה של ה-RMOplastic משתמשת pellets או גרנולים (לעתים קרובות $0 / 0 /lb), בעוד תרכובות דחיסה thermoset עשוי להיות מעט יותר יקר.עם זאת, עובש מבטל גרדזלזל (מקור בזריקת קר), שיפור ניצול חומרים.
התייחסות חיצונית: השוואה מפורטת של עלויות כלי על ידי FLT:0Plastics TodayFelo: 1 (הופנה מהדף דחיסה) מראה כי כלי דחיסה יכול להיות זול יותר 50-70% עבור גודל שווה ערך.
נפילה
התכתול משמש באופן בלעדי עבור חלקים חלולים, צ'קוזי כגון בקבוקים, מיכלים, ועלויות כלי רכב.עלויות כלי הרכב הם נמוך יחסית - עובש מכות עשוי לעלות 10,000 $ $ $ - $50,000, דומה או מעט גבוה יותר מאשר תבנית של מורכבות דומה.עם זאת, זמני מחזור הם מהירים (20 עד 60 שניות עבור בקבוקים קטנים), מה שהופך אותו כלכלי עבור נפחים מעל 100,000 יחידות.
עובש קומפרספרסוני לא יכול לייצר צורות חלולים ללא מגע משני, ולכן עובש מפוצץ נשאר הבחירה המועדפת עבור מכולות. verse, דחיסה של הצטיין עבור חלקים מוצק, עבה, שבו עובש מכה אינו חל. עבור יישומים היברידיים (למשל, חלק חלול עם קירות עבים), דחיסה עם שילוב או תבנית סיבובית עשוי להיחשב.
עלויות חומריות בתבנית המכה נשלטות על ידי רשמים תרמופלסטיים (HDPE, PP, PET), זולים יותר מאשר תרכובות תרמוסט על בסיס נפילה.עם זאת, תרמוsated דחיסה לעתים קרובות יש חום עליון והתנגדות כימית, להצדיק את הפרימה עבור סביבות תובעניות.
המונחים:
עובש רוטורי משתמש עובש מחומם, רוטט כדי לחבוש את פני השטח הפנימי עם אבקה thermoplastic. Tooling הוא זול - לעתים קרובות $5,000 $-30,000 עבור אלומיניום או עובש פלדה ממותקים - מה שהופך אותו אטרקטיבי עבור נמוך כרכים, חלקים גדולים חלולים גדולים (למשל, קיאקים, טנקים, ציוד מגרש משחקים) הם ארוכים מאוד: 20-90 דקות לחלק, בהתאם עובי וחלק.
עובש קומפרספרסוני מתחרים ישירות עם עובש רוטט עבור בינוני כרכים, חלקים בצורת פתוח (למשל, קומפלקס חשמלי, לוחות). רוטול עובש מציע עלויות מופחתות אבל מחזורים ארוכים יותר, מה שהופך אותו פחות מתאים ל כרכים מעל 10,000 חלקים בשנה. עבור חלקים מוצק, דחיסה מייצרת דיוק ממדי טוב יותר ופסום ללא הלחץ הפנימי המשותף בחלקים מסובבים.
עלות הפריצה בין דחיסה ותבנית סיבובית מתרחשת בדרך כלל סביב 2,000-5,000 חלקים בשנה עבור חלקים של גיאומטריה זהה.למטה נפח זה, עונש כלי נמוך יותר של עובש מנצח; מעל זה, מחזורי מהירים יותר של עובש (עדיין איטי יותר מאשר זריקה) להפחית את העלות חלקית.
המונחים:
Thermoforming מחמם גיליון תרמופלסטי ומהווה אותו על פני עובש באמצעות ריק או לחץ. Tooling הוא מאוד זול - לעתים קרובות $1,000 $ 10,000 עבור יחיד או נקבה עובש. מחזור פעמים טווח בין 30 שניות עד 3 דקות, מה שהופך אותו עלות תחרותי עבור כרכים נמוכים (100-5,000 חלקים).
עובש קומפרספרסוני הוא טוב יותר עבור קירות עבים, חלקים מוצקים הדורשים כוח גבוה או עמידות חום.לדוגמה, אינסולטור חשמלי עבה ממונע הוא לא מעשי לתרמופורפורפורציה.Thermoforming גם מייצר יותר טריממים, אשר יכול להיות ממוחזר חלקית אבל מוסיף פסולת. עבור ריצוף דק, גמפטורות פשוטות עם כרכים מתחת ל-5,000 חלקים, thermoforming לעתים קרובות להכות על עלות עלות הכולל, כי הוא יכול להיות מהיר יותר מאשר חימום (מטען) כדי דחיסות מהירות יותר עבור תכונות מהירות יותר עבור דחיסות ידניות (מפס) כדי דחיסה) עבור דחיסה) כדי דחיסות (מדומים יותר עבור דחיסות) כדי דחיסות ידניות) עבור דחיסות ידניות (מפסיביות) כדי דחיסות מהירות יותר עבור דחיסות מהירה יותר עבור דחיסות (מחדש) כדי דחיסות) עבור דחיסות מהירה יותר עבור דחיסות מהירה יותר עבור דחיסות (מחדשה) עבור דחיסות ידניות מורכבות יותר עבור דחיסות (מחדש) עבור דחיסות) עבור דחיסות) עבור דחיסות מהירה יותר עבור דחיסות מהירה יותר ויותר, פשוט כדי
מאצ'ינג מ- Stock
ייצור תת-קרקעי (CNC machining, מפנה, קידוח) מעמודים מוצקים או לוחיות להימנע מכלי עלויות לחלוטין.זה אידיאלי עבור כרכים נמוכים (1–100 חלקים) ויצירה של אב-טיפוס או תכונות מדויקות מאוד. עם זאת, עלות חלקית גבוהה בשל קצבי הסרה חומרית איטי (1-10 שעות לחלק עבור גיאוגרפיות מורכבות) ופסולת חומרית.
עובש קומפרספרסוני הופך להיות יותר כלכלי מאשר מצפיפות בכרכים נמוכים כמו 10-50 חלקים, בהנחה שהגאומטריה החלקית מתאימה לתבניות עובש. עבור חלקים קטנים, דקים, הזרקה היא אפילו טובה יותר, אבל חוסר של עובש של פסולת רץ יכול להפוך אותו תחרותי עבור חלקים נמוכים תרמוסט שבו מאצ'ינג יהיה צורך מסלולים יקרים.
ניתוח: נפח ומורכבות
כדי להמחיש את עלות המסחר-offs, לשקול חלק היפותטי: משטח מלבני 1-lb עשוי מ פנובי מלא זכוכית, עם מורכבות מתונה (כמה חורים וצלעות). טבלה 1 להלן מראה כלי מייצג ועלויות חד פעמיות על פני שיטות (נתוני אפוקליפטיים למטרות מרשימות):
| Technique | Tooling Cost | Cycle Time | Per‑Part Cost (10 pcs) | Per‑Part Cost (1,000 pcs) | Per‑Part Cost (50,000 pcs) |
|---|---|---|---|---|---|
| Compression molding | $15,000 | 3 min | $1,600 | $28 | $3.50 |
| Injection molding | $60,000 | 45 sec | $6,100 | $75 | $2.80 |
| Machining | $500 (fixture) | 2 hr | $175 | $110 | $105 |
ב-10 חלקים, machining הוא הזול ביותר.ב-1,000 חלקים, דחיסת מנצחת כי הכלים שלה הרבה יותר זול מאשר הזרקת עובש. ב-50,000 חלקים, זמן מחזור מהיר יותר של הזרקת עובש מניב עלות נמוכה יותר לחלק למרות הפחתה גדולה יותר של דלקת הלחש.השבר בין דחיסה וזריקת עובש עבור חלק זה מתרחשת סביב 20,000-30,000 יחידות.
התייחסות חיצונית: ניתוח דומה של הפסקה-אפילו מ-FLT:0Plastics TechnologyFLT:1 מאשר כי עובש דחיסה הוא לעתים קרובות רוב כלכלי עבור ריצות של 5,000-100,000 חלקים, בהתאם לגודל חלק וחומר.
שיקולים נוספים
בחירה חומרית ובזבוז
תרכובות ממתמעמות המשמשות בתבנית דחיסה יש חיי מדף מוגבלים ועשויות לדרוש אחסון קר, הוספת עלויות לוגיסטיקה.עם זאת, הם מציעים זחילה נמוכה יותר ויציבות תרמית טובה יותר מאשר תרמופלסטיקה רבים.עבור יישומים הדורשים התחדשות להבה, עשן נמוך, או טמפרטורות שירות מתמשך גבוה (200 מעלות צלזיוס+), phenolics או epoxies לעתים קרובות אין חלופה זולה.
פסולת היא בדרך כלל נמוכה, אבל פלאש יכול להיות ממוחזר רק בכמויות מוגבלות.בתבניות הזרקת עובש, רצים ו sprues הם לעתים קרובות reground ושימוש מחדש, למרות זה degrading תכונות החומריות גבוהות יותר של איפור יכול להתחיל מחירים חומרי גלם גבוה יותר, במיוחד עבור תרכובות מלאות.
פעולות משניות
חלקים ממומשים של קומפרסציה דורשים לעתים קרובות הגנה - תהליך משני שמוסיפים 005 $-0.5 $ למניה בהתאם לגודל חלק עובי הבזק. Deflashing יכול להיות אוטומטי עם פיצוץ מדיה או חיתוך רובוטי. לחלקים מזוהים בדרך כלל יש פחות פלאש ולא צריך לנטרל בכלל, אבל הם עשויים לדרוש הסרת שער.
פעולות משניות אחרות כמו קידוח, הזיקה, או חיבורים נפוצים בשני התהליכים. עובש קומפרסוני יכול לקבל את הכניסות (למשל, פליז מעוגל) להציב בתבנית לפני הטעינה, ביטול האסיפה לאחר הלידה.
עיצוב ייצור (DFM)
עובש קומפרספרסוני מטיל מגבלות גיאומטריות מסוימות: חלקי קיר אחידים (למרות שסעיפים עבה יותר מאשר בתבנית הזריקה), טיוטות זוויות של 1- 2, ואין חתכים חמורים ללא מנגנונים של פעולה, אשר מגבירים את העלות של הכלי.דפוס עובש יכול להשיג תכונות מורכבות יותר עם שקופיות ומרים אבל מניעים את העלות בחדות.
מסקנה
ניתוח עלויות בין עובש דחיסה וטכניקות חלופיות דורש הבנה מפורטת של נפח הייצור, חלק גיאומטריה, דרישות חומריות, פעולות משניות. עובש קומפרסון מציע יתרון עלות ברורה עבור ריצות בינוניות (1,000-50,000 חלקים בשנה) של חלקים מוצק, עבה-חלקיים עשויים מחומרים thermosettingizing.העלויות שלה נמוכות יותר, גרדנות מינימלית, והתאמה עם תרכובות גבוהות כדי להפוך את זה חזק יותר כאשר נוגדת דפוס לא יכול להיות מוצדק.
עבור כרכים גבוהים מעל 100,000 חלקים, עיצוב הזריקה בדרך כלל מוכיח יותר כלכלית למרות עלויות כלי גבוה יותר. עבור כרכים נמוכים מאוד (תחת 100 חלקים), מאצ'ינג או תוספת ייצור עשוי להיות הטוב ביותר. Blowing, עובש סיבובי, ומדורג כל נישות ספציפית כובשת שבו עובש לא יכול להתחרות על גיאומטריה או חומר.
יצרנים צריכים לבצע ניתוח בעלות הכולל (TCO) הכולל כלי של חרטה, שיעורי שעה מכונה, עבודה, חומר, פעולות משניות, סיכונים איכותיים. לעסוק עם מעצב מותאם אישית מוקדם בשלב העיצוב יכול לזהות את התהליך היעיל ביותר.לקריאה נוספת, החברה של מהנדסי פלסטיק (FLT:04s.orgphof.orgph.ph.phir) מציע ניירות טכניים ומדכאים על עובש נוסף על תעשיית עובש.