Какова стоимость литья металла под давлением?

Понимание стоимости литья металла под давлением начинается с одного ключевого вопроса. Вы учитываете единовременные инвестиции в оснастку, стоимость каждой детали или и то, и другое? В Yonglihao Machinery мы часто сталкиваемся с путаницей в стоимости, когда эти два фактора смешиваются. Литье под давлением — быстрый и точный процесс. Однако окончательная цена зависит от нескольких факторов, которые могут существенно повлиять на стоимость.

С 2010 года мы узнали, что важнейшими факторами являются выбор сплава, объём производства и стратегия инструментальной оснастки. Также важны и другие детали, такие как форма детали, требования к финишной обработке, процент брака и дополнительная обработка. От этого часто зависит, будет ли проект недорогим в крупном масштабе или же он будет выглядеть дорогим только на бумаге.

Что на самом деле включает в себя “стоимость литья под давлением”

Стоимость литья под давлением состоит из двух частей: единовременной стоимости оснастки и переменной стоимости каждой детали. Если разделить эти расходы, ценообразование станет понятным и его будет легко сравнить.

Типичные сегменты затрат выглядят следующим образом:

• Единовременные затраты (NRE): Это включает в себя проектирование пресс-форм, выбор стали для пресс-форм и механическую обработку. Также сюда входят пробные запуски и любые специальные приспособления.
• Стоимость за деталь: В эту сумму входят стоимость металла, машинного времени, работы и проверки качества. Также сюда входят упаковка и дополнительные этапы, такие как удаление заусенцев или нанесение покрытия.

Большинство сюрпризов по стоимости связаны со стоимостью лома и дополнительными операциями, а не только с ценой на сырой металл.

Ключевые факторы, влияющие на стоимость, которые влияют на цену вверх или вниз

Стоимость меняется главным образом из-за определённых факторов, влияющих на время цикла, выход готовой продукции и сложность инструмента. Ниже перечислены факторы, которые мы рассматриваем в первую очередь.

Выбор сплава

Твой выбор сплава Стоимость сплава зависит от его цены и поведения при литье. Алюминий, цинк и магний имеют разные температуры плавления и циклическую стабильность. Более дешевый сплав может увеличить общую стоимость. Это происходит, если он приводит к увеличению количества брака, повышению риска дефектов или увеличению объёма последующей обработки.

Объем производства

Большие объёмы производства обычно снижают цену за единицу. Это связано с тем, что стоимость оснастки распределяется на большее количество деталей. Проект может показаться дорогим при объёме 500 изделий, но вполне оправданным при 50 000. Объём также влияет на срок службы пресс-формы и количество гнезд, что, в свою очередь, влияет на стоимость оснастки.

Сложность детали

Сложная форма повышает затраты, требуя более сложного инструмента и более строгого контроля процесса. Такие особенности, как тонкие стенки, глубокие ребра, поднутрения и жёсткие допуски, часто требуют использования слайдеров или дополнительного охлаждения. Большее количество подвижных частей означает более высокую стоимость пресс-формы и более частые работы по её обслуживанию.

Отделка поверхности и вторичные операции

Отделка “как в литом состоянии” обычно является самым экономичным вариантом. Добавление косметических или функциональных покрытий быстро увеличивает стоимость. Если вашей детали требуется полировка поверхности, точная плоскостность, накатка резьбы или покраска, то сама литьё составляет лишь часть общей стоимости. Эти дополнительные операции часто становятся основной составляющей стоимости.

Эффективность процесса

Эффективность определяет количество годных деталей, которые вы производите в час. Время цикла, стабильность заполнения, охлаждение и процент брака напрямую влияют на стоимость. Выход годных деталей, или количество годных деталей, имеет двойное значение. Он влияет на стоимость металла и эффективную стоимость оборудования.

Как оценить стоимость литой детали?

Стоимость одной детали можно оценить, суммируя материал, время обработки, трудозатраты и вторичные операции. Стоимость оснастки следует добавить отдельно. Вот простой шаблон, которым вы можете воспользоваться.

Стоимость материала за деталь

Стоимость материала рассчитывается исходя из общего количества необходимого количества металла, а не только из веса готовой детали. Простая оценка:

Стоимость материала/деталь = (Вес дроби × Цена сплава) ÷ (1 − Коэффициент потерь)

• Вес дроби включает в себя массу детали, питателей и переливов.
• Норма потерь включает окисление, потери при плавке и отходы, не подлежащие повторному использованию. Многие заводы закладывают в бюджет на эти цели около 8–10%.

Например, если ваши потери металла составляют 8%, а стоимость сплава — $4/кг, то стоимость 1,0 кг чистого металла будет заложена в бюджет примерно в $4,35/кг. Это без учёта переработки направляющих.

Стоимость машины за деталь

Стоимость оборудования определяется его размером (тоннажом) и временем цикла. Практическая формула:

Стоимость машины/деталь = (Почасовая ставка машины × Время цикла в часах) ÷ Коэффициент выхода годной продукции

• Коэффициент выхода годных деталей — это количество годных деталей за цикл.
• Использование слишком большого станка увеличивает стоимость. Использование слишком маленького станка увеличивает количество брака.

Труд и накладные расходы

Затраты на рабочую силу и накладные расходы обычно зависят от объёма необходимых погрузочно-разгрузочных работ. Многие заводы закладывают в бюджет расходы на базовую погрузочно-разгрузочные работы и проверку как небольшую часть стоимости детали. Однако эта сумма может меняться в зависимости от:

• Сложная обрезка или необходимость ручного удаления заусенцев
• План проверки (КИМ, датчики, проверки 100%)
• Особые требования к упаковке или отслеживанию

Если деталь требует много времени на ручную обработку, то затраты на рабочую силу уже не являются малыми.

Вторичная обработка

Если вы добавите такие шаги, как обработка на станках с ЧПУ, нарезка резьбы или высококосметическая отделка могут существенно влиять на стоимость. При составлении сметы учитывайте каждый дополнительный процесс как отдельную статью расходов. Не прячьте его “внутри” цены на литье под давлением.

Контрольный список: что нам нужно для быстрого и точного расчета стоимости

• Чистый вес детали и целевой сплав
• 3D CAD с критическими размерами и допусками
• Требования к отделке поверхности (функциональные и косметические)
• Ожидаемый годовой и общий объем за весь срок службы
• Требуемые вторичные операции (нарезание резьбы, ЧПУ, нанесение покрытия)
• Стандарт качества и частота проверок

Как оценить стоимость литейной формы/оснастки

Форма Стоимость — это, главным образом, цена сложности, долговечности и времени изготовления. Даже для простой на вид детали может потребоваться дорогостоящий штамп. Это происходит, если требуются направляющие, жёсткие допуски или очень прочные косметические поверхности.

Проектирование и разработка пресс-форм

Стоимость проектирования возрастает из-за сложности литниковой системы, охлаждения и подвижных частей. Многие предприятия рассматривают проектирование как малую долю от общей стоимости оснастки. Но его реальный эффект заключается в снижении рисков. Качественное проектирование означает меньше пробных запусков и более быстрый запуск производства.

Материал пресс-формы и целевой срок службы

Марка инструментальной стали и термообработка определяют срок службы и требования к обслуживанию вашей пресс-формы. Сталь H13 обычно используется для крупносерийного производства. Другие марки стали могут подойти для небольших объемов. Выберите марку инструмента, соответствующую вашему плану производства, чтобы избежать переплаты.

Изготовление пресс-форм – ЧПУ, электроэрозионная обработка, полировка, сборка

Стоимость инструмента возрастает с увеличением продолжительности обработки и потребности в электроэрозионной обработке. Электроэрозионная обработка проволокой отлично подходит для обработки острых внутренних углов и прецизионных деталей, но стоит дороже стандартного фрезерования. Если удаётся упростить форму детали для более лёгкой обработки, стоимость инструмента обычно снижается.

Испытания, техническое обслуживание и запчасти

Пробные запуски, корректировки и профилактическое обслуживание — всё это входит в реальную стоимость инструмента. Кроме того, учтите изнашиваемые детали, такие как выталкиватели, если конструкция содержит много подвижных частей. Стабильный штамп часто обходится дешевле всего проекта, даже если его первоначальная стоимость выше.

Важное исправление: Стоимость оснастки может достигать нескольких тысяч долларов только для очень маленьких и простых деталей. Стоимость штампов промышленного класса часто составляет от десятков до сотен тысяч долларов. Это особенно актуально для алюминиевых деталей с направляющими или несколькими полостями. Форма и объём детали определяют окончательную цену.

Рычаги оптимизации затрат без ущерба для качества

Наибольшую экономию обычно обеспечивают изменения в конструкции. Эти изменения повышают выход продукции и сокращают объем дополнительных работ, что положительно сказывается на качестве.

Ударопрочная конструкция для производства (DFM) рычагов:

• По возможности уменьшите поднутрения, чтобы избежать использования направляющих и подъемников.
• Избегайте слишком жестких допусков на нефункциональных поверхностях.
• Используйте одинаковую толщину стенок, чтобы снизить риск брака.
• Держите важные косметические поверхности подальше от зон затвора и перелива.
• Конструкция обеспечивает легкую обрезку и удаление заусенцев, сокращая объем ручного труда.

С точки зрения производства, стабилизация процесса часто экономит больше, чем погоня за более дешевыми сплавами. Это включает в себя заполнение, охлаждение, смазку и обрезку.

Когда литье под давлением экономически выгоднее обработки на станках с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ обычно дешевле при небольших объёмах производства. Литье под давлением становится дешевле, когда объём достаточно велик, чтобы покрыть расходы на оснастку. Точка безубыточности зависит от формы детали, материала и объёма обработки, необходимой после литья.

Вот простое руководство по принятию решения:

Если для литья под давлением требуется много времени на станке с ЧПУ, экономическое преимущество снижается. Цель — отлить деталь максимально близко к её окончательной форме.

Заключение

Проще всего спрогнозировать стоимость литья металла под давлением, отделив стоимость оснастки от стоимости деталей. Разбейте смету на составляющие. Сюда входят расход материала, время работы оборудования и трудозатраты. Вы также можете учесть выход годного, брак и дополнительные этапы. Это покажет, куда идут деньги. Также это покажет, где можно сэкономить.

Во многих проектах наибольшую экономию обеспечивает продуманная конструкция. Также способствуют более высокая производительность и меньший объём механической обработки. Погоня за самой низкой ценой на металл — не лучший способ сэкономить. Литье под давлением обеспечивает хорошую цену за единицу продукции при стабильном качестве. Это актуально при больших объёмах производства, позволяющих распределить расходы на оснастку.

Когда вы ищете услуги литья под давлением, Сосредоточьте свой запрос на ключевых факторах. Эти факторы определяют стоимость. К ним относятся ваши CAD-файлы, выбор металла и годовой объём. Также укажите ваши требования к допускам и качеству отделки. Укажите все необходимые этапы после литья. Это позволит вам объективно сравнить поставщиков и избежать скрытых затрат в будущем.

Часто задаваемые вопросы

Почему первоначальные затраты на литье под давлением высоки?

Для этого процесса требуется прецизионная стальная форма и контрольные испытания. Пресс-форма — это долговечный актив, поэтому вы платите за проектирование, обработку, подгонку и испытания до начала массового производства.

Что больше всего влияет на стоимость литья металла под давлением?

Сложность инструмента, объём и вторичные операции обычно оказывают наибольшее влияние. Цена сплава имеет значение, но направляющие, жёсткие допуски и последующая обработка часто влияют на общую стоимость сильнее.

Подходит ли литье под давлением для мелкосерийного производства?

Обычно нет, если только нет веских оснований для литья детали. Для небольших партий стоимость оснастки слишком высока. ЧПУ или другие методы часто дешевле.

Как можно снизить себестоимость единицы продукции, не снижая качества?

Во-первых, увеличьте выход годного и сократите объём вторичной обработки. Упростите форму детали, чтобы уменьшить скольжение. Избегайте жёстких допусков там, где они не нужны. Стремитесь к получению функциональных поверхностей “как в литых” деталях, где это возможно.

Какие данные вам необходимы для предоставления достоверной оценки затрат?

Нам нужны файлы CAD, тип сплава, объём и требования к допускам/чистоте. Также необходимо знать о любых вторичных операциях. С помощью этой информации мы можем разделить затраты на оснастку и стоимость детали, а также показать, как цена за единицу меняется в зависимости от объёма.