Miks mõjutavad vormi disainid oluliselt vaimse taimekastide korpuse kulusid?

Moodli keerukuse tegurid: allapoole ulatuvad osad, libised ja pindade täpsus

Allapoole ulatuvad osad ja libisemehhanismid: insenerilahenduste kompromissid, mis suurendavad tööriistade maksumust

Kui osadel on allapoole kalduvad kujundused, mis takistavad nende sirgelt välja lükkamist, siis tootjatel on vaja erimehhanismeid nagu liblid, külgsuunas liikuvad tuumad või tõstid, kaldus pernad, et seda probleemi lahendada. Iga lisakomponent muudab vormi kujundust keerulisemaks, nõudab rohkem tööd masina töötlemisel ja eeldab täiendavaid kinnitustöid. Näiteks hüdraulilised liblid – ainult üks selline võib tõsta tööriistade maksumust 15 kuni 30 protsendi, kuna neil on vaja täpseid komponente, kitsamaid valmistamise tolerantsi ja palju rohkem aega korralikuks kokkupanekside. Liikuvad osad kaasa ka enda peasvalu. Kui süsteem peaks vastu kestma regulaarset kasutust, siis kõvastatud terasest sissetükid muutuvad täiesti vajalikuks. Kui midagi katkeb, see põhjustab kallid tootmisseisked. Mõne hiljutise uuringu kohaselt Ponemon Institute’ist, keskmised kahjutasud sellistest katkestustest on umbes 740 tuhat dollarit igal korral, kui see juhtub. Metallist istandikud sageli just selliseid allapoole kalduvaid kujundusi otseselt oma disainis. Sisemise drenaažiläätsid ja tekstuuritud külje haarangud on üsna tavapärased funktsioonid, kuid mõlemad nõuavad liblivoolikuid, mis tähendab kõrgemaid algset maksumusi kõigile, kes neid tooteid soovivad toota.

Metallist istmete esteetilise välimuse jaoks kehtivad tuuma/kuumade töötlemise tolerantsid ja pindade esitluskohustused

Istmete metallilise efekti ideaalne välimus algab täpse tuuma ja kuumaga. Kui tolerantsid peavad olema paremad kui pluss miinus 0,05 mm, kasutavad enamik töökojaid tavalise CNC-freisimise asemel EDM-i. Probleem? EDM võtab lõpetamiseks kolm kuni viis korda rohkem aega. Siis tuleb pindade töötlemine. Väga heledatele pindadele alla 0,1 mikroni Ra või konkreetsetele struktuuridele kulub iga külje puhul lisaks 20 kuni 40 tundi käsitsi poleerimist. Materjal on samuti oluline. Tavaline P20 teras sobib hästi lihtsate mattepindade või kergelt rippuvate tekstuuride jaoks, kuid kui kliendid soovivad peegelpoleerimist, peame üle minema kõvemasse S136 terasele, mille hind on umbes 60% kallim. Need otsused mõjutavad seda, kui kaua vormid vastu peaksid ja mis on iga ühiku lõplik hind. Seetõttu on nii oluline mõelda pindade nõuetest juba disaini etapis, mitte proovida neid hilisemas etapis juurde lisada.

Tööriistade investeering vs. ühiku maksumuse optimeerimine tootmismahu suhtes

Eelneva vormikulude jaotus: teraseliik, kamberduse arv ja hooldusreserve

Kui hinnata metallist istutuskastide vormide valmistamise kulusid, siis on tegelikult kolm peamist tegurit, mis mõjutavad lõpptulemust. Esimene asi, mida tuleb arvestada, on kasutatava terase liik. Eelkõvendatud valikud, nagu P20 teras, maksavad kindlasti rohkem kui tavaterase sortid, võib-olla umbes 30–50% rohkem, kuid need kestavad ka palju kauem. Nii tugevamad terased suudavad vastu pidada üle poole miljoni tsükli enne vajalikku asendamist, mis tähendab viiskümmend korda rohkem kui tavavormid, mis kestavad ligikaudu 100 tuhat tsüklit. Järgmiseks tuleb kaviteetide arv, mis määrab ära, mitu ühikut saab korraga valmistada. Ühest kaviteedest neli kaviteeti suurendab vormi algset hinda ligikaudu kaks korda, kuid pärast umbes kümne tuhande toote valmistamist läheb iga üksiku toote tootmine tegelikult 60% odavamaks. Lõpuks ei tohiks keegi unustada hoolduseks vajaliku raha eraldamist juba alguses. Tööstusstandardid soovitavad selleks eraldada 15–20% koguinvesteeringust. See on mõistlik, sest libisevad osad ja poleeritavad pinnad kuluvad kiiremini kui teised komponendid. Nende vahendite eiramine viib peaaegu alati ootamatute katkusteni ja vormide vajadusele palju varasemaks asendamiseks, kui planeeritud.

ROI ajaraam: kuidas vormi eluiga vähendab ühiku hinnaga korpuse maksumust üle 50 000 ühiku

Toodangu hulk mõjutab tugevalt raha kogust, mida kulutame metallist istmete valmistamiseks. Kui tootjad valmistavad vähem kui 20 000 ühikut, neelavad tööriistakulud ligikaudu poole kogukuludest. See muudab väikeste partii tootmise eriti tundlikuks vormide hinnale. Interessantne saab olukord siis, kui tootmismaht ületab 50 000 ühikut. Fikseeritud vormikulud jaotuvad siis suuremale toodete arvule, mis vähendab ühiku kohta langevaid tööriistakulusid umbes 70–80 protsenti. Vaatame numbreid: toode, mille ühiku hind on 1000 eksemplari tootmisel 12,50 dollarit, langeb alla 90 senti ühiku kohta 100 000 toote tootmisel. Sellisel optimaalsel tootmismahtudel saavad ettevõtted tegelikult rohkem vabadust. Nad võivad endile lubada paremaid pindtöötlusi oma istmetele, lisada tugevamaid konstruktsioone või kaitsta oma kasumlikkust, ilma et peaksid tõstma klientidele nähtavaid hinda.

Metallist istutuskarpi disainilahenduste (DFM) kompromissid

Riidid, seina paksuse variatsioon ja vormimisnurgad: struktuurilise tugevuse ja vormimise vahel tasakaalu loomine

Metallist istutuskonteinerite valmistamisel tuleb teha rangedaid valikuid nende kandevõime ja tootmise lihtsuse vahel. Ribaliste lisamine suurendab kandevõimet, kuid tekitab probleeme alamvormide ja detailide vormidest väljaväljumisega. Tööstusandmed näitavad, et see võib tõsta tööriistakulusid dekoratiivsete metallist potide puhul kusagil 15 kuni 25 protsenti. Seinte ühtlase paksuse hoidmine takistab tüütuid sünkemärke ja kujumuutusi, kuigi see on vastuolus sooviga luua huvitavaid vorme. Enamik disainerid jääb lõpuks umbes ±0,3 mm lubatud kõrvalekalletesse, mis tähendab EDM-tööde või hoolikate keerutamiste kasutamist. Kaldeained on samuti keerulised. Kui need on alla 1,5 kraadi, jäävad detailid kinni ja kahjustavad vormi pinda. Kui aga minna üle 3 kraadi, muutub kogu välimus moonutatuks. Väikesed muutused on finantsiliselt eriti olulised. Vaid 0,1 mm seina paksuse erinevus või pool kraadi kaldeanumas nihke võib muuta ühiku kulusid 3 kuni 7 protsenti, olenevalt toodetavate ühikute arvust. Seetõttu algab targalt mõeldud disain sellest, et mõista, mida vorm tegelikult suudab taluda, mitte lahenduste hilisest kohandamisest.

Reaalmaailma vormi disaini mõju: kulud võrdluses kolme metallist istmeti arhitektoonil

Et kvaliteerida, kuidas vormi arhitektuur mõjutab korpuse majandust, hindasime kolme esinduslikku metallist istmeti disaini:

1. Lihtne silindrilise kujundiga disain (üks kaviveri, minimaalne kaldus): alumiiniumvorm maksab umbes 15 000$ kuid kulub enne 10 000 ühikute valmistamist – sobib ainult prototsepteerimiseks või väga väikese mahuga niššeturudel.
2. Keskmine keerukusega disain (tekstuurse pind, 2 kaviverid): P20 terasvorm nõuab umbes 45 000$ kuid tagab 300 000 ühikute eluiga – vähendades ühiku maksumust 60% võrra, kui tootmismaht ületab 50 000 ühikut.
3. Kõrge keerukusega disain (alakülg, õhukesed ribsid, 4 kaviverid): kõvaterasvorm ületab 80 000$ kuid saavutab madalaima pikaajalise maksumuse, amortiseerides vormi üle 500 000+ ühikute ja võimaldades skaalatootmist.

Nende arvude vaatamine näitab midagi olulist: keerulised vormid ei pruugi tingimata tähendada suuri kulusid, kui neid mõistlikult kasutada. Muidugi nõuab eespool öeldud tööriistade ostmiseks rohkem raha, kuid siis, kui need tööriistad kestavad kauem ja toodavad korraga mitu osa, kogunevad säästud. Mõned ettevõtted teatavad, et suudavad vähendada ühiku kulusid kuni kolm veerandit tooteseria suurenemisel. Ettevõtetele, kes plaanivad toota üle viiekümne tuhande ühiku, tasub investeerimine vastupidavatesse terasvormidesse hästi välja. Kuid väiksemate partii puhul, kus igal tootel peab olema kõrge hind, on lihtsate lahenduste hoidmine ikka veel äriliselt mõistlik.

KKK

1. Millised on peamised tegurid, mis mõjutavad vormi keerukust ja maksumust?

Peamised tegurid on allapoole lõikamise olemasolu, libisemismehhanismide vajadus, pinna viimistlemise nõuded, kasutatud terasekvaliteet, õõnestik ja hooldusreservid.

2. Kuidas mõjutab tootmise maht metallistesse istutusseadmetesse kuuluvate seadmete ühikuhindu?

Kuna tootmismahud suurenevad üle 50 000 ühiku, levivad püsikultuurid rohkemate toodete üle, vähendades oluliselt ühikukulusid.

3. Eelmine artikkel Millised on mõned kompromissivõimalused, mida metallist istutamisseadmete projekteerimine nõuab?

Disainerid peavad tasakaalustama struktuuri terviklikkuse ja valmistamise lihtsuse vahel, valides ristide, seinte paksuse ja tõmbekõrgude vahel.

4. Miks on oluline kaaluda viimistlusnõudeid juba alguses?

Lõppnõudeid varakult arvesse võttes võib see oluliselt mõjutada vormide pikaajalist eluiga ja ühikuhindu, vältides hilisemat tootmist.