У вас есть конструкция изделия, и вы хотите его производить. Первый вопрос чаще всего звучит как «какую машину купить»; но это не тот порядок. Сначала нужно ответить на вопросы какие методы допускает геометрия изделия и какой из них делает экономичным планируемый тираж. Выбор машины идет после этих двух ответов.
В этой статье этот порядок изложен для тех, кто запускает производство с нуля или ставит на производство новое изделие.
Какими способами можно произвести пластиковое изделие?
Геометрия сужает варианты, тираж выбирает между ними:
| Метод | Типичное изделие | Экономичный тираж | Стоимость оснастки | Точность размеров |
|---|---|---|---|---|
| Литье под давлением | Сложное, с жесткими допусками, серийное изделие | Свыше 5000 | Высокая | Самая высокая |
| Экструзия | Непрерывный профиль, труба, лист, пленка | Измеряется в метрах | Средняя | Хорошая по сечению, свободная по длине |
| Выдувное формование | Полая емкость, канистра, бутылка | Свыше 10 000 | Средняя–высокая | Средняя |
| Термоформование | Тонкостенная емкость, упаковка, внутренняя облицовка | Свыше 1000 | Низкая | Широкие допуски |
| Ротационное формование | Крупногабаритный полый корпус | Свыше 100 | Низкая | Широкие допуски |
| Механическая обработка / 3D-печать | Прототип, единичный или очень малый тираж | 1–500 | Нет | Высокая (в зависимости от метода) |
Что в таблице упускают: при малых тиражах ни один метод с формообразующей оснасткой не экономичен. Изготовление пресс-формы под заказ на 200 штук поднимает стоимость изделия выше, чем при механической обработке. И наоборот, при 100 000 штук доля пресс-формы в стоимости изделия падает до долей цента, и литью под давлением нет равных.
Почему большинство изделий производят литьем под давлением?
Четыре причины вместе:
- Сложная геометрия за одну операцию — резьба, защелки, ребра, тонкие стенки и разные сечения получаются в одном цикле
- Повторяемость — десятитысячное изделие имеет те же размеры, что и первое; этого требует сборочная линия
- Время цикла — измеряется в секундах и умножается на число гнезд пресс-формы
- Пригодность к автоматизации — съем, сортировка и упаковка изделий организуются на той же линии
О самом методе и принципе работы машины — в статье что такое термопластавтомат; здесь речь не о том, как работает машина, а о том, как организуется производство.
Настоящая статья вложений: пресс-форма
Цена литья под давлением — это пресс-форма. Цену пресс-формы определяют иные факторы, чем цену машины: число гнезд, сложность изделия, наличие подвижных знаков, марка стали, обработка поверхности и ожидаемый ресурс.
Расчет порога тиража прост: разделите цену пресс-формы на планируемый общий тираж. Пресс-форма стоимостью 150 000 лир, разделенная на 50 000 изделий, добавляет к каждому изделию 3 лиры; та же пресс-форма, разделенная на 500 000 изделий, — уже 0,30 лиры. Эта цифра вместе с сырьем и машино-часом дает реальную себестоимость изделия — чтобы увидеть ее по статьям, воспользуйтесь калькулятором себестоимости изделия.
Три статьи, которые часто упускают при принятии решения: время отладки пресс-формы, брак на первом производстве и плановое обслуживание пресс-формы. Все три добавляются к цене пресс-формы.
Что определяет машину?
Когда пресс-форма ясна, выбирают машину — а не наоборот. Определяющие факторы:
- Усилие смыкания — находится умножением площади, приходящейся на плоскость разъема пресс-формы, на давление в полости, которого требует материал (калькулятор усилия смыкания)
- Объем впрыска — масса впрыска должна оставаться в диапазоне 20–80% емкости шнека
- Размеры пресс-формы — расстояние между колоннами, ход открывания, минимальная высота пресс-формы
- Тип привода — определяется числом смен и стоимостью энергии
Диапазоны усилия у серий пересекаются; решает применение. Сравнение серий и критерии выбора — в статье как выбрать термопластавтомат, список моделей — на странице модели термопластавтоматов.
Производство — это не только машина
Самая частая ошибка при первых вложениях: бюджет закладывают на машину, а звенья рядом с ней откладывают на потом. Между тем большинство переменных, определяющих качество изделия, находятся вне машины.
| Звено | Что будет, если его пропустить |
|---|---|
| Подача сырья | Ручная загрузка; загрязнение, увлажнение и простои |
| Сушка | Серебристые полосы, пузыри и потеря прочности у гигроскопичного материала |
| Дозирование | Отклонение цвета и перерасход суперконцентрата |
| Термостатирование пресс-форм | Дрейф размеров, коробление, удлинение цикла |
| Горячеканальная система | Литник возвращается отходом, цикл удлиняется |
| Крепление пресс-форм | Смена пресс-формы занимает часы, малые партии становятся убыточными |
| Сепарация металла | Повреждение шнека и цилиндра, внеплановые простои |
Цикл и качество определяет самое слабое звено цепи. Правильно подобранная машина не может использовать свою производительность, если работает с недостаточной сушилкой.
Когда принимается решение о материале?
Одновременно с конструкцией изделия. Материал влияет и на геометрию, и на процесс: от материала зависят усадка, температура пресс-формы, потребность в сушке и текучесть.
Для выбора материала под изделие подойдет руководство по выбору инженерных пластиков, а для числовых значений переработки — таблица технологических параметров переработки материалов. Поскольку тема усадки и размерной стабильности напрямую влияет на соблюдение размеров, ее нужно знать уже на этапе проектирования — пресс-форму изготавливают с припуском на усадку.
Порядок действий при запуске с нуля
1. Определите изделие и годовой тираж. Без этих двух данных никакое коммерческое предложение не имеет смысла. 2. Выберите материал. Сначала механические и тепловые требования, затем перерабатываемость. 3. Решите вопрос с числом гнезд. Тираж и время цикла рассчитываются вместе; слишком много гнезд удорожает пресс-форму, слишком мало ограничивает производительность. 4. Закажите проектирование пресс-формы. На этом этапе определяются припуск на усадку, расположение впуска, каналы охлаждения и вентиляция. 5. Подберите машину под пресс-форму. Усилие смыкания, объем впрыска и размеры пресс-формы проверяются вместе. 6. Заложите вспомогательное оборудование в тот же бюджет. Звено, отложенное на потом, с первого же месяца возвращается затратами. 7. Запускайте по процедуре. Запуск без записей означает повторять ту же работу при каждой смене пресс-формы — методика описана в процедуре отладки пресс-формы.
Три самые частые ошибки при первом производстве
Заказ пресс-формы до того, как известна машина. Если размеры пресс-формы не подходят к имеющейся машине, менять придется либо пресс-форму, либо машину — и то и другое дорого.
Отсутствие расчета порога тиража. Изготовление пресс-формы под малотиражный заказ поднимает себестоимость изделия выше, чем у конкурентов, и заказ уходит.
Перекладывание ответственности за качество только на машину. Отклонения размеров, дефекты поверхности и различия в цвете часто связаны не с машиной, а с линией. Для диагностики по признакам руководство по дефектам литья охватывает 33 вида дефектов.
---
Если чертеж, материал и годовой тираж изделия, которое вы хотите производить, определены, мы можем вместе спланировать организацию линии — просто напишите нашей службе технической поддержки.