Одним из наиболее распространенных вопросов при выборе поставщика пресс-формы для литья пластмасс под давлением является ее стоимость, поскольку именно пресс-форма представляет собой наиболее значительную часть первоначальных производственных затрат. При определении конечной стоимости учитывается множество факторов, и в данной статье мы рассмотрим эти факторы, чтобы помочь вам при принятии решения о покупке пресс-формы.
При расчете общей стоимости проекта литья под давлением учитывают четыре ключевых параметра: оборудование, пресс-форма, материалы и сопутствующие услуги. Изучив детали каждого фактора затрат, вы сможете понять общую стоимость и выбрать подходящего поставщика материалов и услуг для ваших будущих проектов.
Затраты на оборудование
В литье под давлением используется специализированное оборудование, предназначенное для высокоточной обработки при высоких температурах и давлении. Это могут быть как небольшие настольные станки с производительностью в несколько деталей за один цикл для использования внутри компании, так и крупные промышленные установки, которые могут производить сотни или тысячи единиц с высокой скоростью.
Стоимость промышленных станков колеблется от 50 000 до более чем 200 000 долларов. Использование этих машин требует соблюдения строгих правил и привлечения квалифицированных специалистов для эксплуатации, технического обслуживания и мониторинга. Из-за затрат на оборудование и вспомогательные услуги большинство предприятий передают массовое производство сторонним организациям и контрактным производителям. Последние, в свою очередь, включают небольшую часть этих затрат в стоимость обслуживания, что часто предпочтительнее для любой организации, которая сама не специализируется на услугах литья под давлением.
Затраты на пресс-форму
Затраты на пресс-формы составляют большую часть затрат на литье под давлением, так как изготовление пресс-формы является дорогостоящим процессом.
Пресс-формы обычно изготавливают тремя способами
Механическая обработка с ЧПУ: полностью или частично автоматизированные станки с ЧПУ чаще всего используются для изготовления высокоточных пресс-форм из алюминия и нержавеющей стали. При обработке с ЧПУ заготовка остается неподвижной, а вращающийся инструмент срезает лишний материал. Механическая обработка позволяет изготавливать пресс-формы с очень сложными полостями. Однако увеличение сложности приводит к замедлению процесса и тем самым увеличению стоимости производства.
Электроэрозионная обработка (ЭЭО): ЭЭО дает возможность изготавливать очень сложные пресс-формы, которые невозможно получить с помощью традиционного механического метода обработки металлов. Операторы используют автоматизированный электродный инструмент для удаления излишков материала с обрабатываемой детали. Электроэрозионная обработка отличается высокой точностью и обычно не требуется дополнительной постобработки пресс-формы.
3D-печать: с помощью 3D-печати операторы могут создавать высокоточный 3D-дизайн. Процесс может быть автоматизирован и не требует большого количества дорогостоящего оборудования. Это делает его отличным решением для изготовления прототипов пресс-форм.
Стоимость материалов для литья под давлением
В процессе литья под давлением жидкий полимер подается в форму, где он затвердевает или охлаждается, образуя готовый твердый продукт. Различные пластики (а также добавки для придания им цвета и улучшения характеристик) имеют разную стоимость. Термопластичные гранулы могут стоить от 1 до 5 долларов за килограмм в зависимости от конкретного типа материала. Наибольшей популярностью пользуются такие пластмассы, как акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), термопластичный полиуретан (TPU) и поликарбонат (PC). Общая стоимость материала будет варьироваться в зависимости от требуемого количества и конструкции пресс-формы.
Расходы на обслуживание
Оборудование для литья под давлением обычно управляется автоматически. Однако к трудозатратам следует отнести затраты на ручную настройку и конфигурацию для подготовки оборудования к работе, затраты на ремонт и техническое обслуживание и затраты на мониторинг операторами хода производственного процесса.
Переменные, влияющие на стоимость пресс-формы для литья под давлением
Существуют ключевые переменные, которые могут повлиять на общую стоимость проекта, например, материал, из которого должна быть изготовлена пресс-форма, и размер каждой единицы литья под давлением. Ниже приведем обзор каждой из этих переменных.
Объем производства
При выборе способа изготовления пресс-формы необходимо учитывать объем производства. Для прототипов и небольших проектов можно использовать формы, напечатанные на 3D-принтере, которые, как правило, менее прочные и быстрее изнашиваются. Но для больших объемов производства требуются более прочные и дорогие пресс-формы, которые выдерживают множество производственных циклов. При этом затраты на более качественные формы распределяются между гораздо большим количеством производимых деталей, что приводит к снижению стоимости каждой из них.
Размер отливки
Для отливок большего размера требуется больше материала для литья под давлением. Кроме того, для крупногабаритных изделий также требуются формы большего размера, что может существенно повлиять на конечную стоимость, так как формы большего размера, соответственно, стоят дороже.
Основной металл
Для краткосрочных проектов вполне целесообразно изготавливать пресс-формы из алюминия. Однако, если проект требует, чтобы форма прослужила несколько лет, материал для ее изготовления может стоить дороже.
Количество полостей
Чем меньше количество полостей в пресс-форме, тем меньше требуется материала и времени прессования, что, как следствие, приводит к снижению затрат. Большинство производителей рекомендуют использовать отдельные формы для каждой детали, а не создавать многогнездные формы, которые имеют несколько различных полостей для различных деталей. Использование таких пресс-форм, как правило, приводит к снижению качества продукции и к частым простоям из-за проблем с техническим обслуживанием.
Основание пресс-формы
Основание пресс-формы – это некий корпус, который удерживает все полости пресс-формы, вставки и компоненты вместе. Стоимость основы рассчитывается в зависимости от размера формы и типа стали, используемой для изготовления основы, а также от требуемых настроек. Большинство оснований пресс-форм имеют стандартные размеры и дополнительно обрабатываются в соответствии с требованиями конкретного проекта.
Обработка
Все пресс-формы изготавливаются по индивидуальному заказу, что включает в себя размещение матрицы и пуансона, каналов впрыска и охлаждения. На стоимость также влияет сталь, используемая для изготовления. Формы из закаленной стали служат дольше всего, и их обработка обходится дороже.
Сложность отливки
Сложность отливки также играет роль в определении стоимости пресс-формы. Это включает в себя чистовую обработку поверхности конечной детали, а также необходимое количество поднутрений. Детали, требующие жестких допусков, также усложняют изготовление пресс-форм.
Сравнение предложений
Перед менеджерами по закупкам встает непростая задача анализа ценовых предложений от нескольких поставщиков пресс-форм для каждого проекта. В зависимости от исходных данных (чертежей, прототипов или образцов деталей) сметные расценки могут сильно варьироваться. Проектировщикам также следует рассмотреть все эти исходные данные и определить наилучшее решение.
Необходимо оптимизировать дизайн модели, чтобы максимально повысить эффективность производства и увеличить количество изготавливаемых деталей в каждом цикле литья. Как правило, изготовление пресс-форм с более жесткими допусками, большим количеством полостей и более длительным сроком службы займет больше времени и обойдется изначально дороже. Однако в долгосрочной перспективе использование высококачественной пресс-формы приведет к экономии, так как такие формы требуют меньшего технического обслуживания и служат дольше, чем формы более низкого качества.
Покупка качественной пресс-формы для литья под давлением, несомненно, является значительным расходом. Однако ее стоимость должна быть рассчитана исходя из стоимости проекта на весь срок его реализации. Высокоточная пресс-форма с жесткими допусками, изготовленная из лучшей стали, прослужит долгие годы. И если проект предполагает производство в течение нескольких лет, требуется изготовление большого объема деталей при низком времени цикла, первоначальные инвестиции в качественную пресс-форму снизят стоимость каждой детали и в конечном итоге позволят сэкономить средства в долгосрочной перспективе.
