Які фактори впливають на вартість дизайну прес-форми?

Видимі змінні - розмір деталі, кількість порожнин, матеріал - пояснюють частину різниці у вартості між проектами форм. Більша частина залежить від факторів, які з’являються лише під час ретельного аналізу дизайну:

Скільки елементів підрізання вимагають бічних дій або повзунків

Яка поверхня вказана на косметичних лицьових поверхнях і скільки годин кваліфікованого полірування для цього потрібно

Які допуски на розміри критичних елементів і чи можна їх утримувати за допомогою стандартної механічної обробки чи вимагають обробки EDM

Незалежно від того, чи потрібна система гарячого каналу, чи достатньо холодного каналу

Наскільки складною має бути система охолодження, щоб керувати часом циклу та стабільністю розмірів

Цей тип житла, який на перший погляд здається схожим на інше житло для миші, може бути на 50–80% дорожчим для створення, якщо ці фактори повністю оцінені. Той самий аналіз застосовний і в зворотному напрямку: ретельний аналіз DFM проекту Mouse Shell Injection Mold послідовно визначає можливості зниження вартості інструменту без шкоди для продукту.

1. Складність геометрії деталей - Підрізи та бічні дії

Геометрія деталі є найбільшою окремою змінною у вартості форми. Форма для оболонки з чистою геометрією - з гладкими зовнішніми стінками, лише елементами розділової лінії та функціями, які можна сформувати за допомогою простої дво-форми для пластин -, коштує значно дешевше, ніж форма з кількома бічними діями для отворів портів, виїмок для кнопок і отворів для колеса прокрутки.

Кожен повзунок або механізм бічної дії в такому інструменті додає приблизно 800–3000 доларів США до вартості інструменту залежно від розміру та складності. Типовий корпус бездротової миші має від чотирьох до шести таких функцій - порт USB-C, бічні кнопки, отвір коліщатка прокручування та світлодіодне вікно заряджання -, що може збільшити вартість форми для лиття під тиском на 4000–15 000 доларів США порівняно з простим корпусом без цих функцій.

Практичний висновок: кожен виріз у формі корпусу споживчої електроніки є окремою статтею в бюджеті інструментів. Функції, для яких потрібні повзунки, слід перевірити під час DFM, щоб підтвердити їх функціональну необхідність. Ті, які можна перепроектувати як наскрізні-отвори на лінії розділення або усунути за допомогою змін геометрії, безпосередньо знижують вартість цього інструменту без будь-якого впливу на функцію виробу.

2. Кількість порожнин - Складність множення

Перехід від однієї порожнини до двох збільшує вартість інструменту приблизно на 80–90% для простої деталі. Для прес-форми корпусу з кількома повзунами перехід від однієї до двох порожнин більш ніж подвоює вартість - кожна порожнина потребує власного повного набору повзунних механізмів, полірування та обробки EDM. Це одна з причин, чому інструменти Mouse Shell Injection Mold для виробів преміум-класу від малого--середнього обсягу часто залишаються на одній або двох порожнинах, навіть якщо обсяг теоретично може витримувати більше.

3. Вимоги до обробки поверхні - Прихована вартість праці

Специфікація обробки поверхні є одним із найважливіших і найменш інтуїтивно зрозумілих факторів витрат у корпусних інструментах або будь-яких косметичних корпусних інструментах. Різниця між стандартною машинно обробленою поверхнею порожнини та високою -дзеркальною поліровкою (клас A1, Ra 0,02–0,05 мкм) може становити 40–120 годин кваліфікованої ручної полірування на одній поверхні порожнини форми корпусу.

За розцінками роботи спеціаліста з полірування вартість полірування косметичної зовнішньої порожнини інструмента може становити 2000–6000 доларів США за порожнину. Цю вартість потрібно повторювати щоразу, коли форма відновлюється після зносу. Визначення -глянцевого дзеркального покриття на поверхнях, які не видно в зібраному виробі, є одним із найпростіших способів збільшити непотрібні витрати на проект форми для лиття під тиском оболонки миші.

4. Вибір сталі для форми - Вартість матеріалу та обробки

Сталь, яка використовується в цій вставці з порожниною форми, впливає як на вартість матеріалу, так і на вартість обробки. NAK80 (попередньо{2}}загартований HRC 40–43) додає приблизно 800–2000 доларів США порівняно з P20 для еквівалентного розміру пластини, але дозволяє уникнути витрат на термічну обробку та часу виконання. H13 (термічно{11}}оброблений до HRC 48–52) додає $1500–$4000 за набір вставок (матеріал плюс термічна обробка плюс електроерозійна обробка) у порівнянні з P20 - і необхідний для програм формування корпусу миші, що працюють понад 800 000 знімків, де довго-термінова техніка обробки поверхні є критичною.

Для цього типу корпусу інструменту з косметичними вимогами вибір сталі між NAK80 і H13 залежить від обсягу виробництва. Обидва підходять для різних рівнів гучності; обидва коштують більше, ніж P20, не забезпечуючи переваги полірування, яких вимагає форма для лиття під тиском.

5. Вимоги щодо допуску розмірів

Стандартна механічна обробка прес-форми забезпечує розміри порожнини приблизно ±0,05–0,10 мм. Оболонкова форма з елементами монтажної фіксації, що вимагають ±0,03 мм, або прес-форма для впорскування двигуна з допуском на профіль зуба ±0,02 мм, потребує фінішної обробки EDM, точного шліфування та більш частого вимірювання під час різання. Кожен крок до більш жорсткої толерантності збільшує машинний час і загальну вартість форми.

Допуски слід переглянути під час DFM. Будь-який допуск на прес-форму (або іншу форму), який є більш жорстким, ніж функціональні вимоги, збільшує вартість без додавання вартості.

6. Hot Runner проти Cold Runner

Додавання гарячої системи до такого інструменту додає 4000–15 000 доларів США залежно від кількості крапель і складності системи. Для Injection Mold Mouse Shell із двома порожнинами базовий гарячеканальний пристрій із двома краплями додає приблизно 4 000–8 000 доларів США порівняно з еквівалентом холодного канаву.

Для-великих обсягів програм формування корпусів споживчої електроніки (понад 500 000 знімків на рік), де економія матеріалів і скорочення часу циклу виправдовують інвестиції, економія гарячого каналу є переконливою. Для програм із меншим{4}}об’ємом або-зміною-кольору-холодний канал забезпечує адекватну продуктивність за менших витрат на інструменти.

7. Розмір форми та час машини

Вартість прес-форми масштабується приблизно з кубом лінійних розмірів деталі -. Цей інструмент для більшого корпусу ігрової миші використовує значно більше сталі та часу на обробку, ніж інструмент для компактної офісної миші, навіть якщо два продукти виглядають подібними. Розмір прес-форми одночасно впливає на вартість сировини та машинний час.

8. Час виконання - Стислі розклади додають вартість

Звичайні терміни виготовлення корпусної форми - 6–10 тижнів - дозволяють ефективно планувати. Стислі терміни (3–4 тижні) вимагають понаднормової обробки та пріоритетного планування, що додає 20–50% до стандартної вартості інструменту. Недостатній час виконання є одним із найбільш контрольованих чинників витрат: рішення, прийняті на ранніх стадіях розробки продукту, які дають виробнику прес-форм достатньо часу, постійно виробляють кращі інструменти за нижчою ціною.

Форма для лиття під тиском оболонки миші

Інструмент оболонки є хорошим прикладом деталі, де взаємодіють численні фактори витрат. Репрезентативний корпус із 2-порожнинами для стандартної бездротової миші з АБС-пластику з холодним каналом і полірованою поверхнею A може вийти з ладу наступним чином:

Основа форми та конструктивні компоненти: 4000–6000 $

Порожнинні та стрижневі вставки (NAK80, поліровані): $7000–$12000

Механізми бічної дії (4–6 повзунків для портів і кнопок): 5 000–15 000 доларів США

Ранерна система (холодний желоб з підводними затворами): $800–$1500

Полірування до -специфікації поверхні: $4000–$8000

Загальний асортимент інструментів: $20 800–$42 500

Широкий діапазон відображає різницю в специфікаціях обробки поверхні та кількості бічних дій - два найбільш мінливих фактора витрат у формі для лиття під тиском оболонки миші.

Форма для лиття пластику для іграшкових автомобілів

Корпус форми для лиття пластику під тиском іграшкового автомобіля має простішу геометрію, ніж ця форма - менше бічних рухів, текстуровану, а не дзеркальну поверхню, і помірні допуски на розміри. Структура витрат на форму для лиття пластику під тиском для іграшкових автомобілів більш зрозуміла: домінують сталь і механічна обробка, а полірування становить меншу частку, ніж у контексті форми для миші. Багато-програми іграшкових автомобілів (кузов, шасі, колеса, інтер’єр) отримують вигоду від економії на масштабі, коли обробка основної форми та налаштування процесу спільно використовуються в програмі.

Прес-форма для лиття двигуна

Прес-форма для ін’єкцій двигуна має помірну геометричну складність, але значно вищу обробку та вартість сталі, ніж простий корпус. Порожнина зуба в прес-формі для лиття під тиском двигуна має бути оброблена до ±0,02 мм або краще, для цього потрібна сталь H13 з HRC 50–52, точне профільне шліфування або тверде фрезерування з ЧПУ та фінішна обробка боків зуба EDM. Ці вимоги роблять форму для лиття під тиском двигуна дорожчою за одиничний розмір, ніж аналогічний корпус, а амортизована вартість за-постріл відображає необхідну вищу якість виготовлення.

Огляд конструкції для технологічності (DFM) - систематична оцінка конструкції деталі перед введенням інструменту в експлуатацію - постійно знижує витрати на цей тип корпусу інструменту та інші витрати на інструмент шляхом виявлення непотрібної складності до того, як він буде вбудований у сталь.

Опубліковані дані Товариства інженерів із пластмас (SPE, 2022) показали, що перевірки DFM, проведені до прийняття зобов’язань щодо інструментів, зменшили загальну вартість інструментів у середньому на 18% у 62 програмах формування нових виробів. Найбільша економія була досягнута в програмах, де кількість бічних дій і технічні характеристики обробки поверхні були переглянуті та спрощені - два основні чинники витрат у формі для лиття під тиском оболонки миші.

Дослідження вЖурнал інженерного проектування(2021) виявили, що зміни в конструкції, внесені до зобов’язань щодо інструментів, коштують у середньому 200–500 доларів США кожна; ті самі зміни, внесені після створення інструменту, коштують 2000–15 000 доларів США за штуку - у співвідношенні від 10:1 до 30:1. Для оболонкової форми з кількома потенційними результатами DFM проведення перевірки перед інструментом окупається багаторазово.

Форма, яка коштує 22 000 доларів США і витримує 600 000 знімків, перш ніж потребуватиме ремонту вартістю 7 000 доларів США, має загальну програмну вартість 29 000 доларів США за 600 000 знімків, або 0,048 доларів США за постріл. Ін’єкційна форма для миші, яка коштує 30 000 доларів США і витримує 1 500 000 знімків без ремонту, має загальну вартість 0,020 доларів США за постріл - 58% нижча за використання, незважаючи на те, що її придбати на 36% дорожче.

Це порівняння безпосередньо стосується вибору сталі (NAK80 проти H13 для такого інструменту при різних обсягах виробництва), якості системи охолодження та точності виготовлення. Виробнича програма має визначати інвестиції в інструмент -, а не довільну бюджетну ціль.

TheАсоціація розважальних послуг і технологій (ESTA)Завдяки своїй системі кваліфікації постачальників для виготовлених компонентів, що використовуються в середовищах розважальних технологій, спеціально визнає можливості процесу DFM як показник якості для партнерів-виробників. У керівництві ESTA зазначається, що постачальники, які проводять офіційні перевірки DFM і документують витрати,-що керують проектними рішеннями, демонструють зрілість інженерних процесів, яка корелює з надійністю продукції на наступному етапі. Для закупівлі форм для корпусів споживчої електроніки в будь-якому контексті - споживчої електроніки, периферійних пристроїв, професійного обладнання - це визнання підсилює те, що суворість попереднього -процесу проектування інструментів постачальника є важливою відмінністю.

Стартап із споживчої електроніки шукав інструменти для нового корпусу бездротової миші. Їхні перші ціни на форму для лиття під тиском з двома порожнинами Mouse Shell становили 28 000–34 дол. США, 000 - що вище бюджету інструментів.

Перш ніж надати цінову пропозицію, компанія Sunhingstones провела офіційну перевірку дизайну цього інструменту DFM. Огляд визначив чотири конкретні зміни:

Дві з шести повзунків у формі корпусу можна було б усунути, змінивши позиції бічних кнопок до лінії розділення -, заощадивши два механізми повзунка ($3200)

Допуск порту USB-C у інструментах оболонки було визначено на ±0,05 мм - менше, ніж потрібен зазор для вставлення роз’єму USB-IF. Послаблення до ±0,10 мм зменшує час обробки EDM ($900)

Специфікація косметичної обробки форми для лиття під тиском корпусу миші була класом A2 на всій зовнішній оболонці -, але бічні області рукоятки- мали текстуру в кінцевому продукті. Обмеження полірування формату A2 верхньою поверхнею та поверхнями, що затискаються, заощадило 2800 доларів США на поліровці

Ділянка стінки 1,0 мм у конструкції форми корпусу була нижчою від мінімуму ABS для стабільного заповнення - виправлено перед інструментом, щоб уникнути-модифікації після складання

Загальна економія від DFM: приблизно 6 дол. США, 900 - завдяки використанню інструменту в рамках бюджету без шкоди для дизайну продукту.

Цю прес-форму було введено в експлуатацію, перші зразки пройшли кваліфікацію на першій стрільбі, і продукт випущено за графіком.

вартість форми для оболонки миші не є довільною. Кожен компонент пропозиції простежується до конкретних проектних рішень - кількість бічних дій, специфікація обробки поверхні, вимоги допуску, вибір сталі, тип системи напрямних. Усе це можна зрозуміти, оцінити та, у багатьох випадках, змінити до того, як гроші будуть виділені.

У Sunhingstones перевірка DFM є стандартною частиною нашого процесу пропозиції для кожного такого типу корпусного інструменту, прес-форми для двигунів і пластикових форм для іграшкових автомобілів. Ми документуємо причини витрат і представляємо-компроміси, щоб клієнти точно розуміли, за що вони платять і які альтернативи існують.

Зв'язатися зараз