Aliuminio liejimo kaštų analizė

1. Santrauka

Aliuminis liejimas slėgiu kaina yra daugialypė.

Pagaminto vieneto kaina yra vienkartinės kapitalo amortizacijos suma, pasikartojančios tiesioginės gamybos išlaidos, antrinės operacijos, laužas ir kokybiškos pridėtinės išlaidos, ir bendrosios pridėtinės išlaidos, paskirstytos visai gamybos apimčiai.

Dizaino pasirinkimai, štampų sudėtingumas ir reikalingos paviršiaus / funkcinės specifikacijos neproporcingai padidina įrankių ir antrinės eksploatacijos išlaidas.

Masto ekonomija yra stipri: įrankių amortizacija dominuoja mažos trukmės sąnaudose, o kintamieji kaštai dominuoja esant dideliam kiekiui.

Todėl veiksmingai sąnaudų kontrolei reikia tuo pat metu atkreipti dėmesį į gamybos dizainą (DFM), proceso galimybė, laužo / derliaus kontrolė ir tiekėjo / regiono pasirinkimas.

2. Aukšto lygio sąnaudų modelis (dalių apskaita)

Aiškus dalies kainos išskaidymas padeda nustatyti patobulinimų prioritetus. Dažniausiai naudojamas modelis:

Vieneto kaina = A+B+C+D+E+F

Kur:

• A = mirti & pradinis kapitalas, amortizuotas viršijant numatomus naudingus kadrus ar dalis (miršta gyvybė × ertmės).
• B = lydinio svoris × regeneravimo koeficientas × lydinio kaina + mokestis už srautus/filtrus.
• C = mašinos veikimo trukmė (spaudos nusidėvėjimas, operatoriaus laikas, tirpimas, filtravimas, nušautas, kt.).
• D = apdaila, apdirbimas, terminis gydymas, danga, testavimas, susirinkimas.
• E = laužo kaina, perdirbti, patikrinimas, garantinis rezervas.
• F = gamyklos viršutinė dalis, logistika, energija, aplinkosaugos reikalavimus, pardavimai/admin.

Šis išskaidymas palaiko jautrumo analizę ir nustato, kur dizaino ar proceso pakeitimai leidžia sutaupyti daugiausiai.

3. Die Costs – didelė išankstinė investicija su ilgalaikėmis pasekmėmis

Įrankiai skirti aliuminis liejimas yra vienas didžiausių pirminio kapitalo elementų procese ir iš esmės formuoja detalės ekonomiką per visą jos eksploatavimo laiką.

Nors trupmena skiriasi priklausomai nuo programos, štampavimo kaina paprastai prisideda 10– 25 proc. visų išlaidų, paskirstytų per visą štampavimo laiką.

Kadangi įrankiai amortizuojami visose pagamintose dalyse (ir dėl to, kad štampavimo laikas ir priežiūra lemia, kiek dalių bus), Norint optimizuoti visas nuosavybės išlaidas, būtina suprasti technines štampavimo sąnaudų priežastis (TCO).

Dizaino sudėtingumas – vienintelis didžiausias išlaidų daugiklis

Dizaino pasirinkimas lemia didžiąją dalį papildomų įrankių išlaidų.

• Ertmių skaičius. Kelių ertmių štampai sumažina fiksuotas vienos dalies sąnaudas, nes vienu šūviu gamina kelis komponentus, bet jų gamyba ir subalansavimas yra neproporcingai brangesni.
  Kelių ertmių įrankis nėra N kartų didesnis už vienos ertmės įrankio kainą: pavyzdžiui,
  keturių ertmių štampas gali kainuoti maždaug 2.5–3 × panašių vienos ertmės štampų kaina dėl tikslaus išlyginimo, įmantresni vartai, ir sunkesnis, sudėtingesni plieno gaminiai.
• Numušimai, vidinės savybės ir šalutiniai veiksmai. Bet koks bruožas, kurio negalima suformuoti paprastu dviejų plokščių veiksmu – įpjovimai, vidaus viršininkai, sudėtingi šonkauliai, arba kiaurymės – dažniausiai reikia čiuožyklų, keltuvai, sulankstomos šerdys arba įterpimo mechanizmai.
  Pridedamas stumdomas šerdis, keltuvai arba hidrauliniai veiksmai paprastai žymiai padidina štampavimo išlaidas;
  kai kuriose dalyse galima pridėti tik papildomų judančių komponentų 30–50% sumažinti kainą ir žymiai padidinti gamybos ir bandymo sudėtingumą.
• Tolerancijos ir paviršiaus apdailos reikalavimai. Dėl griežtų matmenų nuokrypių ir aukštos kosmetinės apdailos reikia specializuoto apdirbimo, smulkesnis EDM darbas, paviršiaus poliravimas ir kruopštus patikrinimas įrankio gamybos metu.
  Tolerancijos juostos, kurios skiriasi nuo įprastų liejimo slėgiu leistinų nuokrypių (Pvz., ±0,2–0,5 mm) iki tikslumo diapazonų (±0,01–0,05 mm) padidinti apdirbimo laiką ir kokybės užtikrinimo pastangas, didinant štampavimo kainą ir pailginant pristatymo laiką.
• Šiluminis ir vartų dizainas. Konforminis aušinimas, Keli ventiliacijos takai ir subalansuoti kelių ertmių įrankiams skirti užtvarai papildo projektavimo ir apdirbimo etapus.
  Konforminiai arba įmontuoti aušinimo kanalai (jei naudojamas) dar labiau padidina sudėtingumą ir kainą.

Todėl dizaineriai turėtų įvertinti, ar galima supaprastinti geometriją, sujungti, arba pergalvota (DFM) kad būtų išvengta funkcijų, kurios verčia sudėtingas slydimo arba pagrindines sistemas.

Štampo medžiaga ir gamybos procesai

Medžiagų parinkimas ir apdirbimo operacijos tiesiogiai įtakoja štampo kainą ir numatomą tarnavimo laiką.

• Įrankio plieno pasirinkimas.

• • H13 yra pramoninis aliuminio štampų darbo arkliukas – jis siūlo veiksmingą tvirtumo balansą, atsparumas karščiui ir šiluminis nuovargis.
    H13 štampai yra brangesni medžiagų ir apdirbimo požiūriu nei žemesnės kokybės plienas, bet paprastai užtikrina geriausią aliuminio liejimo tarnavimo laiką standartinėmis HPDC sąlygomis..
    Įprastas tarnavimo laikas svyruoja nuo 100,000 į 500,000 ciklai priklausomai nuo dalies sudėtingumo ir proceso valdymo.
  • P20 ir panašus plienas yra pigesnės alternatyvos, naudojamos mažesnio tūrio arba prototipiniams štampams (naudingo tarnavimo laikas dažnai 50k–100 tūkst ciklo diapazonas) tačiau jie turi mažesnį atsparumą šiluminiam nuovargiui ir nusidėvėjimo trukmę.
  • Specialūs karšto apdirbimo plienai tokių kaip H11/H12 arba kiti aukštos kokybės lydiniai naudojami ten, kur reikalingas ypatingas atsparumas šiluminiam nuovargiui arba specifinis kietumas;
    šie plienai padidina štampavimo išlaidas, tačiau gali pailginti eksploatavimo laiką sudėtingose ​​srityse.

• Gamybos procesai. Šiuolaikiniams štampams reikia apdirbimo operacijų derinio – kietojo CNC frezavimo, įprastinis frezavimas, šlifavimas ir tikslus EDM (kriaukle EDM ir vielos EDM) profiliams, lizdai ir šerdys.
  Terminis apdorojimas, streso mažinimo ciklai ir apdaila (šlifavimas, poliravimas, dangos arba paviršiaus apdorojimas, pvz., azotavimas arba PVD) yra dažni ir prideda laiko bei išlaidų.
  Gali prireikti sudėtingų štampų savaites iki mėnesių gaminti, kadangi nesudėtinga mirtis gali būti baigta per kelias dienas iki kelių savaičių.
• Paviršiaus apdorojimas ir dengimas. Kietos dangos, Vietinis paviršiaus apdorojimas arba speciali apdaila, siekiant sumažinti litavimą arba pagerinti atpalaidavimą, padidins pradines išlaidas, tačiau gali sumažinti priežiūros dažnumą ir pailginti štampo naudojimo laiką.

Techninės priežiūros strategija ir tarnavimo laikas – TCO veikimo svertai

Štampo techninės priežiūros praktika ir tarnavimo laikas lemia, kiek dalių iš tikrųjų pagamina štampai prieš kapitalinį atstatymą ar pakeitimą, taigi, kaip pradinės investicijos paskirstomos tarp dalių..

• Eilinės priežiūros darbai. Ertmių ir aušinimo kanalų valymas, tikrina, ar nėra įtrūkimų ar litavimo, nusidėvėjimo zonų pakartotinis poliravimas, ir susidėvėjusių komponentų keitimas (vartai, įdėklai, plombos) yra reguliari veikla.
  Suplanuota prevencinė priežiūra sumažina neplanuotų prastovų laiką ir apriboja progresuojančią žalą.
• Remontas ir atnaujinimas. Įprasti remonto darbai apima susidėvėjusių ertmių suvirinimą, pakartotinai apdirbti paviršius, keičiant skaidres ar kaiščius, ir atkuriant užgesintas / grūdintas sąlygas.
  Gerai atliktas atnaujinimas gali žymiai pailginti eksploatavimo laiką, taikant tik dalį viso štampo pakeitimo kainos; Tačiau, kiekvieno atnaujinimo grąža mažėja, jei štampas buvo pakartotinai taisomas.
• Tepimo ir štampų tepimo sistemos. Atitinkami štampavimo tepalai, pritaikytas teisingai, sumažinti išsikišimą, mažesnė litavimo rizika ir abrazyvinis susidėvėjimas.
  Automatizuota tepalų kontrolė ir tinkamas tepimo režimas sumažina nuo ciklo iki ciklo patiriamą įtampą ant štampo.
• Proceso valdymo pasekmės. Agresyvūs proceso parametrai (per didelė lydymosi temperatūra, didelis įpurškimo slėgis, arba prastas vėdinimas) pagreitinti terminį nuovargį, litavimas ir erozija.
  Lydymosi kokybės kontrolė, Todėl šratų profilis ir terminiai ciklai yra būtini norint išsaugoti štampo tarnavimo laiką.
• Numatomas gyvenimas ir kintamumas. Štampo tarnavimo laikas labai įvairus ir priklauso nuo plieno pasirinkimo, dalies sudėtingumas, techninės priežiūros drausmė ir procesų kontrolė.
  Gerai kontroliuojamomis sąlygomis ir reguliariai prižiūrint gali pasiekti H13 štampą kelis šimtus tūkstančių šūvių;
  atvirkščiai, po to gali sugesti ta pati štampa, esant blogai proceso kontrolei arba esant aukštam litavimui dešimčių tūkstančių šūvių.

Finansinis poveikis:

Investuoti į aukštesnės kokybės plieną, geresnis paviršiaus apdorojimas ir griežta priežiūros programa paprastai padidina išankstines išlaidas, tačiau sumažina kiekvienos dalies amortizaciją ir neplanuotas prastovos laiką, dažnai sumažina bendras išlaidas per visą programos laikotarpį.

4. Medžiagų sąnaudos yra liejimo ekonomikos pagrindas

Medžiaga sudaro didžiausias pasikartojančias aliuminio liejimo išlaidas, paprastai apskaito 30–50% visos dalies kainos.

Lydinio pasirinkimas, medžiagos derlius (laužas ir perdirbimas), o tvarkymo ir lydymo logistika tiesiogiai lemia ir kintamąsias sąnaudas, ir proceso patikimumą.

Lydinio pasirinkimas ir lydinio grynumas

Jūsų pasirinktas konkretus aliuminio lydinys daro didelę įtaką medžiagos vieneto kainai, nes skirtinguose lydiniuose yra įvairus legiruojamųjų elementų kiekis (Ir, Cu, Mg, kt.),

turi skirtingus laužo nuokrypius, ir nustatyti skirtingus tolesnius reikalavimus (terminis apdorojimas, apdirbimas):

• Įprasti slėginio liejimo lydiniai ir jų sąnaudų/naudojimo profilis

• • A380 (3xx šeima): Dėl puikaus liejimo ir subalansuotų savybių plačiai naudojamas bendrosios paskirties liejimui;
    paprastai vidutinės kainos ir tinka dideliems kiekiams, ekonominės dalys (korpusai, skliaustai).
  • A360 / 360: Didesnis stiprumas ir geresnis apdirbamumas nei A380; naudojamas ten, kur reikalingas geresnis mechaninis veikimas, o kaina yra šiek tiek didesnė.
  • A356 / 356: Termiškai apdorojamas lydinys, pasižymintis išskirtiniu stiprumu ir lankstumu sudėtingoms reikmėms (automobilių konstrukcijų dalys, aviacijos ir kosmoso); dėl didesnio grynumo ir savybių reikalavimų jis brangsta.
  • 4xx serija (Cu/Si turintis): Lydiniai su padidintu vario arba silicio kiekiu dėl atsparumo dilimui paprastai yra brangesni dėl legiravimo elementų kainų.

• Grynumas ir perdirbtas turinys

• • Didelio grynumo arba pirminio įkrovimo lydiniai yra aukščiausios kokybės, palyginti su laužu arba antrine žaliava.
    Naudojant perdirbtas žaliavas galima sumažinti žaliavų sąnaudas (dažnai iki 10–30%) bet įveda kintamumo riziką – užterštumą, nenuosekli lydalo chemija,
    arba didesnis vandenilio/nuodegų lygis – tai gali padidinti laužą, pertvarkymo ir patikrinimo išlaidos.
  • Kompromisas: sutaupytos lydinio sąnaudos turi būti vertinamos atsižvelgiant į galimą poringumo padidėjimą, mechaniniai pokyčiai ir tolesnio apdorojimo išlaidos.

Praktiškos svirtys:

nurodyti priimtiną perdirbto produkto kiekį ir chemines leistinas nuokrypas; įdiegti tvirtą gaunamų metalurgijos kontrolę (spektrocheminė analizė) ir lydyklos praktika, siekiant apriboti nuobaudą už pigesnių medžiagų kokybę.

Medžiagos derlius, vartų / stovų atliekų ir laužo normos

Ne visas įkrautas metalas tampa galutiniu svoriu. Keletas neišvengiamų ir išvengiamų nuostolių srautų turi reikšmingos įtakos faktinėms medžiagų sąnaudoms už liejimą:

• Vartų ir stovų atliekos: Sprues, bėgiai ir stovai yra būtinas aukojamas metalas.
  Paprastai sunaudojamos tipinės užtvarų / stovų atliekos 15–30% viso metalo, įkrauto liejimo slėgiu metu (mažesnis su optimizuotu bėgių dizainu ir karšto apdailos sistemomis).
• Liejimo laužas: Defektuoti liejiniai (poringumas, šalto užtrauktuko, matmenys neatitinka specifikacijos) yra išbraukiami arba perdirbami.
  Gerai kontroliuojami procesai gali matyti laužo normas 5– 15 proc. diapazonas; prastai kontroliuojamos operacijos gali viršyti 20%.
• Lydymosi ir perdavimo nuostoliai: Oksidacija ir nuodegų susidarymas lydymosi / tvarkymo metu paprastai yra papildoma 2-5% praradimas, priklausomai nuo krosnies tipo, lydalo valdymo ir perdavimo praktika.

Kai kurios šios medžiagos yra perdirbamos vietoje: bėgikas ir apdailos laužas, grąžino laužą ir nuolaužas (po atitinkamo rafinavimo) gali būti vėl įleidžiamas į lydalą, sumažinant grynąjį supirktą metalą.

Tačiau, perdirbant sunaudojama energija, darbo ir srauto išlaidos.

Potekstė: mažinant vartų masę, Pirmojo praėjimo derliaus gerinimas ir apnašų susidarymo kontrolė yra vieni didžiausių svertų veiksmų, skirtų sumažinti medžiagų sąnaudas už pagamintą dalį.

Tvarkymas, sandėliavimo ir lydyklos logistika

Medžiagų kaina yra ne tik lydinio kaina už kilogramą; tvarkymas, sandėliavimo ir lydyklos valdymas padidina išmatuojamas išlaidas ir daro įtaką derliui:

• Sandėliavimas ir konservavimas: Aliuminio luitai ir ruošiniai turi būti laikomi sausi ir uždengti, kad būtų apribota paviršiaus oksidacija.
  Prastas saugojimas padidina oksidų nuosėdas ir nuosėdų susidarymą lydymosi metu, didinant efektyvius materialinius nuostolius.
• Medžiagų transportavimas ir įkrovimas: Šakiniai krautuvai, bunkeriai, konvejeriai ir automatiniai tiektuvai užtikrina saugumą, mažo nuostolio valdymas.
  Rankinis naudojimas padidina išsiliejimo riziką, užterštumas ir darbo sąnaudos.
  Didelės apimties parduotuvėms, automatiniai luitų tiektuvai ir kontroliuojamas įkrovimas sumažina nuostolius ir darbo naštą.
• Lydymosi temperatūros kontrolė ir perdavimas: Lydymosi pastovumo palaikymas, optimali temperatūra (tipiškas aliuminio liejimo slėginis lydalo diapazonas yra ~650–700 °C, priklausomai nuo lydinio ir praktikos) reikia izoliuotų kaušų, tiksli termometrija ir kontroliuojamas perkėlimas į šūvio rankovę.
  Temperatūros skirtumai padidina nuodegų kiekį, dujų paėmimas ir klaidingas paleidimas.
  Įranga, skirta tiksliam temperatūros valdymui ir inercijai / degazavimui (Argonas, rotaciniai degazatoriai) Tai investicija, kuri sumažina laužo kiekį ir gerina metalurgijos kokybę.

Veiklos rekomendacija:

medžiagų tvarkymą ir lydymosi kontrolę vertinkite kaip investiciją į kokybę – nedidelis įrangos ar proceso kontrolės padidėjimas paprastai greitai atsiperka, nes sumažėja nuodegų., mažesnis laužas ir nuoseklesnės liejimo savybės.

Apatinė eilutė:

lydinio pasirinkimas ir lydinio kokybė nustato pagrindines medžiagų sąnaudas, bet efektyvus vartų projektavimo valdymas, laužo perdirbimas, lydymosi praktika ir tvarkymo logistika lemia faktines materialines išlaidas vienai gerai daliai.

Norėdami sumažinti medžiagų sąnaudas, turite derinti DFM (sumažinti aukojamą vartų masę), griežta metalurgijos kontrolė (tvarkyti perdirbtą turinį ir chemiją), ir disciplinuota lydyklos / tvarkymo praktika, siekiant sumažinti nuostolius ir pagerinti pirmojo praėjimo išeigą.

5. Gamybos proceso sąnaudos – eksploatacinės išlaidos, kurios lemia vienos dalies kainą

Gamybos proceso sąnaudos yra pasikartojančios, aliuminio liejimo slėginio liejimo operacijos eksploatacinės išlaidos.

Jie paprastai atstovauja 15– 25 proc. visų vieneto sąnaudų ir juos lemia proceso efektyvumas, įrangos pasirinkimas, ir pralaidumą.

Trys pagrindiniai komponentai yra energija, įrangos nusidėvėjimas & priežiūra, ir proceso eksploatacinės medžiagos.

Energija

Energija yra pagrindinė ir kintama proceso sąnaudų sudedamoji dalis (paprastai 5– 10 proc. vieneto savikainos). Pagrindiniai energijos vartotojai liejimo gamykloje yra:

• Lydymosi krosnys. Indukcinės krosnys yra plačiausiai naudojamos lydalo paruošimui ir yra gana veiksmingos;
  Tipiškas energijos suvartojimas indukciniam lydymui yra maždaug 500-800 kWh už toną išlydyto aliuminio.
  Dujomis kūrenamos krosnys paprastai yra mažiau energijos taupančios, tačiau gali būti skirtingos kapitalo arba kuro sąnaudų kompromisų, priklausomai nuo vietinių tarifų..
• Slėginio liejimo mašinos. Aukšto slėgio liejimo presai naudoja energiją hidrauliniam arba elektriniam valdymui, valdymo sistemos, ir pagalbinis šildymas.
  Mašinos energija per ciklą priklauso nuo preso dydžio (Pvz., 100-tona vs. 1,000-tonų klasė) ir ciklo laikas;
  didesnės mašinos paprastai sunaudoja daugiau energijos vienam ciklui, bet gali pagaminti didesnes dalis arba kelias ertmes per vieną kadrą.
• Pagalbiniai. Aušinimo sistemos, temperatūros reguliatoriai, degazavimo ir filtravimo įranga, ir medžiagų tvarkymo įrenginiai padidina įrenginio energijos naštą.

Energijos sąnaudos labai skiriasi priklausomai nuo regiono ir laikui bėgant.

Veiksmingos sąnaudų kontrolės strategijos apima energiją taupančių krosnių ir presų pasirinkimą, ciklo trukmės sutrumpinimas, kai metalurgiškai priimtina, atliekų šilumos atgavimas, ir pagalbinės sistemos naudojimo optimizavimas.

Įrangos nusidėvėjimas, prieinamumas ir priežiūra

Kapitalinė įranga (presai, krosnys, apdailos presai, CNC staklės, aušintuvai) yra nusidėvėjimas ir turi būti palaikomas, kad būtų išlaikytas prieinamumas ir kokybė; kartu tai yra esminės dalies kainos sudedamosios dalys.

• Nusidėvėjimas. Tipinis liejimo slėginio liejimo įrangos apskaitos laikas yra 5– 10 metų, bet tikrasis naudingo tarnavimo laikas priklauso nuo naudojimo rodiklių ir priežiūros.
  Nusidėvėjimas paskirsto išankstinį kapitalą pagamintoms dalims ir todėl labiausiai padidina vieneto savikainą esant mažam kiekiui.
• Profilaktinė priežiūra. Įprastinė veikla – apžiūra, tepimas, susidėvinčių dalių keitimas (plombos, vožtuvai, lėkštės), ir periodiškas kalibravimas – sumažina neplanuotą prastovą ir pailgina įrangos eksploatavimo laiką.
  Drausminga prevencinė programa sumažina bendras nuosavybės išlaidas, sumažindama katastrofiškų gedimų skaičių.
• Korekcinis remontas ir prastovos. Neplaninis remontas brangiai kainuoja ir remonto sąnaudomis, ir gamybos praradimu; Veiksmingos atsarginių dalių strategijos ir numatoma priežiūra sumažina šią riziką.
• Kalibravimas ir proceso valdymas. Reguliarus termoporų kalibravimas, slėgio jutikliai ir valdymo sistemos yra būtinos norint išlaikyti proceso langus ir sumažinti laužą.

Investavimas į tvirtą įrangą ir organizuotą priežiūros programą paprastai padidina fiksuotas išlaidas, bet sumažina vieneto sąnaudas padidindamas bendrą įrangos efektyvumą. (OEE) ir prailginti tarnavimo laiką.

Apdorokite eksploatacines medžiagas

Eksploatacinės medžiagos kartojasi, būtini įnašai, kurių kokybė ir naudojimo lygis turi įtakos tiek sąnaudoms, tiek produkto kokybei:

• Tepalai / atpalaidavimo agentai. Aukštos temperatūros tepalai apsaugo štampus nuo litavimo ir pagerina paviršiaus apdailą.
  Tuo tarpu aukščiausios kokybės tepalai kainuoja daugiau už litrą, jie gali sumažinti štampų susidėvėjimą ir vienam ciklui reikalingą kiekį.
• Ugniai atsparios medžiagos. Krosnių ugniai atsparios medžiagos ir įdėklai genda ir turi būti periodiškai keičiami; jų eksploatavimo trukmė turi įtakos krosnies prastovoms ir remonto planavimui.
• Filtrai ir srautai. Keraminiai filtrai, srauto junginiai ir degazavimo agentai pašalina inkliuzus ir vandenilį iš lydyto metalo.
  Filtro ir srauto pasirinkimas turi įtakos derliui, poringumo kontrolė ir perdirbimo greitis.
• Kitos eksploatacinės medžiagos. Aušinimo skysčiai, pjovimo skysčiai (antriniam apdirbimui), sandarinimo mišiniai, ir priežiūros reikmenys papildo einamąsias išlaidas.

Eksploatacinių medžiagų pasirinkimo ir dozavimo optimizavimas – produktų, kurie sumažina bendrą atliekų kiekį, pasirinkimas, prailginkite štampo tarnavimo laiką arba sumažinkite laužą – sumažina visas proceso išlaidas, net jei vieneto kaina yra didesnė.

Raktai išsinešti:

gamybos proceso sąnaudos yra valdomi svertai.

Energijos intensyvumo mažinimas, investuoti į patikimą įrangą ir techninės priežiūros praktiką, ir eksploatacinių medžiagų kokybės / naudojimo optimizavimas – mažesnės dalies kainos, gerinant kokybę ir veikimo laiką.

Kiekybiškai įvertinkite šiuos elementus savo sąnaudų modelyje ir suteikite pirmenybę veiksmams, kurie, atsižvelgiant į jūsų gamybos apimtį ir techninius apribojimus, sumažintų vienos dalies kainą..

6. Papildomas apdorojimas ir antrinės operacijos

Antrinės operacijos gali viršyti liejimo išlaidas per se, ypač ten, kur reikia griežtų leistinų nuokrypių arba kosmetinių / funkcinių paviršių.

• Apipjaustymas / štampavimo: rankiniai arba automatiniai apdailos presai. Sudėtingoms dalims, apipjaustymas tampa daug darbo reikalaujantis.
• Apdirbimas & apdaila: CNC apdirbimas kritiniams paviršiams, Siūlai, gręžiniai. Apdirbimo kaina priklauso nuo tolerancijos, apdirbtos atsargos ir medžiagų apdirbamumas.
• Terminis apdorojimas: tirpalo terminis apdorojimas, senėjimo arba T6 procesai prideda ciklo laiką, armatūra ir energija.
• Paviršiaus procedūros: Šaudymas, smėliavimas, anodavimas, miltelinis sluoksnis, dažyti, dengimas; kiekvienas papildo sąnaudų ir proceso valdymo žingsnius.
• Susirinkimas & testavimas: prispaudžiami, įdėklai, sandarinimas, sandarumo bandymas, funkciniai bandymo įrenginiai.

Potekstė: Dizaino pasirinkimai, pašalinantys antrines operacijas (Pvz., apima funkcijas, kurios sumažina apdirbimą) žymiai mažesnės bendros išlaidos.

7. Kokybė, laužo ir išeigos faktoriai

• Defektai vairuotojai: poringumas (dujos arba susitraukimas), Šaltas uždaromas, intarpai, karštos ašaros, štampinis litavimas. Jie sukuria laužą arba perdirba.
• Apdorokite pasirinkimus, kad sumažintumėte laužą: vakuuminis liejimas, spaudžiami sieniniai valdikliai, Optimizuotas vartus ir riziką, suspausti kaiščius, vietinis spaudimas, ir karšto smūgio valdymas. Šios parinktys padidina išlaidas, bet sumažina vienos dalies laužą.
• Tikrinimas & Ndt: 100% matmenų patikrinimai, rentgenografija, slėgio / nuotėkio bandymai ir funkciniai bandymai padidina išlaidas, tačiau sumažina lauko gedimo riziką.
• Garantija & lauko išlaidos: didelio patikimumo programos (automobilių sauga, aviacijos ir kosmoso) reikalauja griežtesnės kontrolės, didesnė apžiūros kaina ir didesnės garantijos atsargos.

8. Viršutinė, paskirstymas & netiesioginės išlaidos

Pridėtinės išlaidos apima objekto nusidėvėjimą, aplinkosaugos leidimai, atliekų apdorojimas, administracinių atlyginimų, kokybės sistemos (ISO/TS), draudimas, ir atsargų laikymo išlaidas.

Pridėtinių išlaidų paskirstymas dalims priklauso nuo panaudojimo ir sąnaudų skaičiavimo metodo – prastas paskirstymas slepia tikruosius sąnaudų veiksnius.

9. Apimtis, partijos dydis ir masto ekonomija

• Įrankių amortizacija: 100 000 USD kainuojančiam štampui, kurio numatomas eksploatavimo laikas yra 500 000 dalių, įrankių amortizacija yra 0,20 USD už dalį; jei pagaminama tik 5 tūkst. dalių, amortizacija 20 Lt/dalis. Svarbūs masteliai.
• Nutraukimo analizė: apskaičiuokite nenutrūkstamą kiekį, kai investicija yra pagrįsta. Įtraukite štampo priežiūrą ir numatomus pakartotinio įrankio ciklus.
• Pakavimo pranašumai: kelių ertmių užpildymas vienu šūviu, kelių ertmių miršta, ir didesnis mašinos panaudojimas, mažesnės vieneto fiksuotos išlaidos.

10. Dizaino ir specifikacijų tvarkyklės, kurios padidina išlaidas

Šie elementai tiesiogiai padidina įrankių ir gamybos sąnaudas:

• Griežtos nuokrypiai: ±0,05 mm vs ±0,5 mm perone patikrinimas, apdirbimo ir štampavimo sudėtingumas.
• Plonos sienos ir ploni šonkauliai: reikalauja didelio užpildymo greičio, geras vėdinimas ir griežta kontrolė, kad būtų išvengta šalto užsidarymo – padidina štampavimo sudėtingumą.
• Numušimai, skaidres, šerdys: reikalingos šalutinio veikimo šerdys arba sulankstomos šerdys → didesnės štampavimo kainos ir priežiūros.
• Vidinės savybės / aklinos skylės: gali prireikti branduolių, įdėklai arba apdirbimas.
• Aukšti paviršiaus apdailos arba kosmetikos reikalavimai: papildomas poliravimas arba antriniai procesai.
• Kelių medžiagų rinkiniai arba įdėklai: Liejimo metu reikia įdėti įdėklą → specializuoti įrankiai ir didesnė laužo rizika.
• Didelis liejimo dydis / asimetrija: padidintas šiluminis įtempis, ilgesnis ciklas, sunkus presas - padidinkite išlaidas.

DFM principas: supaprastinti geometriją, atpalaiduoti nekritines tolerancijas, konsoliduoti dalis, ir vengti funkcijų, kurios priverčia slysti / šerdis.

11. Sąnaudų mažinimo metodai

Norint sumažinti aliuminio liejimo vieneto sąnaudas, reikia suderintų projektavimo veiksmų, įrankių, proceso valdymas, medžiagos ir operacijos.

Gamybos dizainas (DFM) — didžiausias vieno sverto veiksmas

Ką daryti: supaprastinti dalių geometriją, konsoliduoti dalis, atpalaiduoti nekritines tolerancijas, padidinti sienos storio vienodumą, pašalinti apatinius įpjovimus, kuriems reikia slydimo, ir sumažinti apdirbtas savybes.
Kodėl taupo: sumažina štampo sudėtingumą, sumažina antrinį apdirbimą ir laužą, ir sutrumpina išbandymo laiką.
Tipiškas poveikis: gali sumažinti bendrą dalių kainą 10–30% (įrankių + vienai daliai) priklausomai nuo pradinio sudėtingumo.
Įgyvendinimas: vykdykite dalies peržiūros sesijas su dizainu, mirti, ir procesų inžinieriai anksti; naudokite užpildymo / sukietinimo modeliavimą alternatyvoms patvirtinti.

Optimizuokite įrankių strategiją (mirčių skaičius, ertmės, Medžiagos)

Ką daryti: pasirinkti tinkamą ertmių skaičių, investuokite į tinkamą įrankių plieną / dangą numatomam eksploatavimo laikui, ir dizainas, kad būtų lengviau prižiūrėti / taisyti.

Apsvarstykite galimybę naudoti modulinius arba keičiamus įdėklus nusidėvėjimo zonoms.
Kodėl taupo: paskirsto įrankių kainą, sumažina prastovos laiką ir pailgina štampo tarnavimo laiką.
Tipiškas poveikis: amortizacijos ir priežiūros sutaupymas; kelių ertmių / kelių kadrų konstrukcijos gali žymiai sumažinti fiksuotas dalies išlaidas, kai tūris pateisina padidėjusias štampavimo išlaidas.
Įgyvendinimas: atlikti kiekvienos štampavimo parinkties lūžio analizę ir atsižvelgti į štampavimo laiką, remonto ciklai ir numatomi kiekiai.

Sumažinkite vartų ir bėgių masę (medžiagų derlingumo pagerinimas)

Ką daryti: perkurti bėgių sistemas, naudoti karšto apipjaustymo arba užspringimo metodus, naudokite modeliavimą, kad sumažintumėte metalo aukų skaičių, kartu išsaugodami užpildymo ir padavimo elgesį.
Kodėl taupo: sumažina žaliavų sąnaudas ir pakartotinio lydymosi energiją; sumažina apipjaustymo darbą.
Tipiškas poveikis: medžiagų derlingumo pagerėjimas 2–8 procentiniais punktais daugeliu atvejų.
Įgyvendinimas: iteracinis modeliavimas + parduotuvių bandymai, tada atnaujinkite apipjaustymo įrankius.

Padidinkite pirmojo praėjimo derlių (defektų ir laužo mažinimas)

Ką daryti: sugriežtinti proceso kontrolę (SPC), prireikus taikyti vakuumo arba išspaudimo metodus, pagerinti lydalo kokybę (Degazavimas, filtravimas), ir stabilizuoti šūvio profilius.
Kodėl taupo: mažiau išmestų dalių, mažiau perdirbti, mažesnės garantijos išlaidos.
Tipiškas poveikis: mažinant laužą iš 10% → 5% dažnai sutaupo daugiau nei mažos žaliavų nuolaidos; IG paprastai yra stipri.
Įgyvendinimas: nustatyti didžiausių defektų režimus (Pareto), taikyti tikslines atsakomąsias priemones, išmatuoti defektų tendenciją.

Optimizuokite antrines operacijas (apipjaustymas, apdirbimas, apdaila)

Ką daryti: sumažinti apdirbtus leidimus, kur įmanoma, perkelkite svarbias savybes į štampą, automatizuoti kirpimą, ir nurodykite apdailą, atitinkančią funkcinius, bet ne perdėtus kosmetinius poreikius.
Kodėl taupo: antrinės operacijos dažnai viršija liejimo sąnaudas, kai reikia didelių leistinų nuokrypių arba sunkaus apdirbimo.
Tipiškas poveikis: žymiai sutaupoma vienai daliai apdirbamiems komponentams – dažnai 20–50% antrinių išlaidų sumažinimas už gerai atliktus pakeitimus.
Įgyvendinimas: peržiūrėkite kiekvieno apdoroto paviršiaus funkciją ir palyginkite. forma, bandomasis automatinis apipjaustymas arba armatūros pertvarkymas.

Medžiagų pirkimas & lydyklos optimizavimas

Ką daryti: derėtis dėl ilgalaikių lydinių sutarčių, jei priimtina, naudokite kontroliuojamą perdirbtą turinį, pagerinti lydalo išeigą (apnašų kontrolė, srautas, perdavimo praktika).
Kodėl taupo: tiesioginis žaliavų sąnaudų sumažinimas ir mažesnė lydymosi energija.
Tipiškas poveikis: medžiagų kaina yra 30-50% visos; net nedideli patobulinimai (2-5%) sutaupytų didelių dolerių.
Įgyvendinimas: įgyvendinti gaunamų spektro analizę, sukurti patvirtintus laužo mišinius, ir optimizuoti krosnies praktiką.

Energijos efektyvumo ir komunalinių paslaugų optimizavimas

Ką daryti: investuoti į efektyvias indukcines krosnis, atgauti panaudotą šilumą, optimizuoti ciklo laiką, ir valdyti pagalbinės sistemos naudojimą.
Kodėl taupo: sumažina pasikartojančias energijos sąnaudas ir dažnai sumažina aplinkosaugos išlaidas.
Tipiškas poveikis: energijos sudaro 5–10 % vieneto savikainos; tikslinės priemonės gali sumažinti energijos sąnaudas 10–30%.
Įgyvendinimas: energetinis auditas, bandomasis šilumos atgavimas, tada mastelį.

Automatizavimas, kai tai sumažina darbą ir variacijas

Ką daryti: automatizuoti didelės apimties, pasikartojančios užduotys – surinkimas, apipjaustymas, dalių tvarkymas, ir tiesioginis patikrinimas. Naudokite robotiką ir viziją, kad pastatytumėte nuosekliai ir sumažintumėte atmetimų skaičių.
Kodėl taupo: sumažina vienos dalies darbo sąnaudas ir pagerina pakartojamumą, sumažinant perdirbimą.
Tipiškas poveikis: daug darbo reikalaujančių operacijų metu gali sumažėti vienos dalies darbo sąnaudos 40–80 proc. po automatizavimo (priklauso nuo darbo greičio ir ciklo trukmės).
Įgyvendinimas: IG apskaičiavimas – didelės apimties šeimos dalių bandomasis elementas prieš visišką išleidimą.

Prevencinis & nuspėjamoji priežiūra, siekiant pailginti štampo tarnavimo laiką ir veikimo laiką

Ką daryti: atlikti planinę priežiūrą, mirties būklės stebėjimas, atsarginių dalių strategija, ir nuspėjamoji analizė.
Kodėl taupo: sumažina neplanuotas prastovos laiką, prailgina mirties gyvenimą, sumažina skubėjimą, brangus remontas.
Tipiškas poveikis: kai kuriais atvejais iki dvigubo mirties; žymiai sumažina prastovų laiką, tobulinti OEE.
Įgyvendinimas: nustatyti MTBR/MTTR tikslus, grafiko intervalinis darbas, užfiksuoti mirties metriką.

Tiekimo grandinės ir logistikos racionalizavimas

Ką daryti: konsoliduoti tiekėjus, rasti svarbiausius įrankius netoli gamybos, jei reikia, naudoti pardavėjo valdomas atsargas ir JIT.
Kodėl taupo: sumažina krovinius, pristatymo laikas, ir atsargų laikymo išlaidas.
Tipiškas poveikis: kintamasis – gali žymiai sumažinti bendras iškrovimo išlaidas pasaulinėse tiekimo grandinėse.
Įgyvendinimas: tiekėjų segmentavimas pagal strateginę vertę ir riziką; derėtis dėl paslaugų lygio.

 

12. Išvada

Aliuminio liejimo sąnaudų veiksniai yra įvairūs ir tarpusavyje susiję, reikalingas holistinis supratimas siekiant optimizuoti visas išlaidas.

Medžiagų sąnaudos, miršta išlaidas, gamybos proceso išlaidų, darbo sąnaudos, kokybės kontrolės išlaidas, ir pagalbinės sąnaudos vaidina lemiamą vaidmenį nustatant galutines slėginio liejimo komponentų kainą.

Išsamiai išanalizavus šiuos veiksnius ir įgyvendinant tikslines optimizavimo strategijas, gamintojai gali sumažinti išlaidas, išlaikydami aukštą kokybę ir našumą, reikalingą šiuolaikinėms programoms.

Aliuminio liejimo pramonei toliau tobulėjant – tobulėjant automatizavimui, medžiagų mokslas, ir procesų technologija – norėdami išlikti konkurencingi, gamintojai turi sekti naujausias tendencijas.

Sutelkiant dėmesį į išlaidų optimizavimą, kokybės gerinimas, ir proceso efektyvumą, Aliuminio liejimas slėginiu būdu ir ateinančiais metais išliks ekonomiškas ir universalus gamybos procesas.

DUK

Kiek kainuoja tipiškas aliuminio štampas?

Labai kintama. Paprastas vienos ertmės štampas gali būti nuo mažų penkių skaitmenų; sudėtinga daugiasluoksnė skaidrė, kelių ertmių štampai su slankikliais ir konforminiu aušinimu gali kainuoti kelis šimtus tūkstančių dolerių ar daugiau.

Visada įvertinkite pagal dalies sudėtingumą.

Kada liejimas slėginiu būdu tampa ekonomiškas?

Tai priklauso nuo dalių sudėtingumo ir įrankių kainos, bet paprastai liejimas slėginiu būdu tampa patrauklus vidutiniams ir dideliems kiekiams (nuo tūkstančių iki milijonų dalių).

Atlikite lūžio analizę atsižvelgdami į konkrečias įrankių išlaidas ir tikslinę vieneto kainą.

Ar vakuuminis ar suspaudžiamas liejimas vertas papildomų išlaidų?

Dalims, kurioms reikalingas mažas poringumas ir didelis mechaninis vientisumas (konstrukciniai automobiliai, saugos dalys),

nepaisant didesnių pradinių ir ciklo išlaidų, gali prireikti viso proceso išsiurbti arba išspausti, nes tai sumažina laužo ir garantijos riziką.

Koks yra greičiausias būdas sumažinti vieneto kainą?

Ankstyvas DFM (supaprastinti geometriją, sumažinti apdirbimą), suporuotas su vartų / stovų optimizavimo ir derliaus didinimo programomis, paprastai užtikrina didžiausią trumpalaikį sąnaudų sumažinimą.